专利名称：一种用于液化气微推进系统的加热气化装置的制作方法
技术领域：
本发明属于液化气微推进技术领域，涉及一种用于液化气微推进系统的加热气化
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背景技术：
随着微纳卫星得到越来越广泛的使用，液化气微推进系统以其独特的优势，被普 遍应用于微小卫星上进行姿态控制以及轨道维持与控制。液化气微推进系统中由于推进剂 是以液态形式贮存，工作时，需要吸收热量进行气化过程变为气体，然后从推进系统的推力 器中喷出，如果气化过程中吸收的热量不充分，造成气化不完全，就会有部分推进剂以液态 的形式从推力器中喷出，造成推进系统比冲的下降，以及推进剂的浪费，并有可能使得推进 系统无法达到其设计寿命，因此，液化气微推进系统中普遍都设计有加热装置，对推进剂进 行加热，保证其气化过程。液化气微推进系统通常由气化系统17与推进系统18两部分组成，如图1所示，气 化系统17中通过加热装置16对推进剂贮箱13中的液态推进剂进行加热，使液态推进剂气 化后，经由管路进入到推进系统18中，经推进系统18中的供给管路14进入到各个供气管 路12中，经供气管路12到达相应的推力器中15，最终从推进系统的推力器15中喷出，得到 推力。但这种方式由于加热装置16也需要消耗功率，因此整个液化气微推进系统消耗的功 率较大，浪费能源。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于液化气微推进系统的加热气化装置，本发明气化 装置采用被动加热模式，即从卫星内部散热单元吸取热量，从而对推进剂进行加热，不需要 消耗额外的功率；该套装置具有结构简单、不消耗功率、热量利用充分的优点，能够使推进 剂完全气化。本发明一种用于液化气微推进系统的加热气化装置，主要包括第一推进剂贮箱、 第二推进剂贮箱、第一导热模块、第二导热模块、减压器、稳压罐、安全阀、压力传感器与过
Ii^ O第一推进剂贮箱与第二推进剂贮箱上分别安装有第一导热模块与第二导热模块， 第一导热模块与第二导热模块通过管路连接；第二导热模块通过管路与安全阀连接，安全阀与入口四通连接，入口四通上通过 管路与第一推进剂贮箱、第二推进剂贮箱连接；第一导热模块通过管路依次连接有减压器、稳压罐和过滤器，过滤器通过出口三 通连接压力传感器和推力器。所述的第一导热模块和第二导热模块将由卫星散热单元上获得的热量传递至推 进剂贮箱，由于液态的推进剂具有一定的热容，因此液态推进剂将热量储存，液态推进剂温 度会升高；液态推进剂贮存于较高压力贮箱内，而外部连接管路压力为真空，因此当打开安
3全阀时，液态推进剂会在压力作用下从贮箱内流出，并随着压力的变化，开始气化，随后依 次进入第二导热模块和第一导热模块，推进剂进一步吸收热量气化为气态；由于推进系统 工作压力低于推进剂贮存压力，因此经过气化的推进剂需要经过减压阀，使压力降至推进 系统工作压力；因液化气微推进系统推力很小，推进剂的压力变化会对工作性能造成较大 的影响，因此减压后的气态推进剂进入稳压罐，使压力保持稳定，随后进入过滤器中进行过 滤。至此，经气化装置作用，液态推进剂完成气化过程。本发明的优点在于1、一种用于液化气微推进系统的加热气化装置结构简单，质量小，可靠性高；2、一种用于液化气微推进系统的加热气化装置采用被动吸热模式，以卫星内部散 热单元为气化装置热源，通过从吸取散热单元热量，完成对推进剂加热的目的，减小功率上 的消耗；3、一种用于液化气微推进系统的加热气化装置能够使推进剂得到充分气化，确保 推进剂以气态形式完成工作。
图1为现有技术中常见液化气微推进系统连接示意图；图2为本发明用于液化气微推进系统的加热气化装置结构图。图中
1-第二推进剂贮箱2_第一推进剂贮箱3-安全阀
4-第二导热模块5_第一导热模块6-减压器
7-稳压罐8-过滤器9-压力传感器
10-出口三通11-入口四通12.-供气管路
13-推进剂贮箱14-供给管道15._推力器
16-加热装置17-气化系统18.-推进系统
具体实施例方式本发明一种用于液化气微推进系统的加热气化装置，包括第一推进剂贮箱2、第二 推进剂贮箱1、第一导热模块5、第二导热模块4、减压器6、稳压罐7、安全阀3、压力传感器 9与过滤器8，如图2所示。第一推进剂贮箱2与第二推进剂贮箱1用来装填液态推进剂，液态推进剂以液体 形式储存在第一推进剂贮箱2与第二推进剂贮箱1中，储存的压力为0. 84MPa，装填液态推 进剂总质量为0. 6kg，并且可根据不同的任务要求改变液态推进剂的质量。第一推进剂贮箱 2与第二推进剂贮箱1上分别安装有第一导热模块5与第二导热模块4，第一导热模块5的 推进剂入口与第二导热模块4的推进剂出口通过管路连接。第一推进剂贮箱2与第二推进 剂贮箱1为圆柱形贮箱，便于固定，且体积损失小。第二导热模块4的推进剂入口通过管路与安全阀3连接，安全阀3与入口四通11 连接，入口四通11上通过管路与第一推进剂贮箱2、第二推进剂贮箱1连接。外界的液态丙烷通过入口四通11装填到第一推进剂贮箱2与第二推进剂贮箱1 中，可根据不同的任务要求改变所装填液态推进剂的质量。安全阀3用来使装填后的推进剂贮箱内的液态推进剂与微推进装置其他管路隔离。第一导热模块5与第二导热模块4与 卫星热控单元的散热体接触，由卫星内部散热部件获得热量。由于液态的推进剂具有一定 的热容，因此推进剂可以将热量储存，液体推进剂温度会升高；液体推进剂贮存在较高压力 的第一推进剂贮箱2与第二推进剂贮箱1内，而外部连接管路压力为真空，因此当打开安全 阀3时，液体推进剂会在压力作用下从第一推进剂贮箱2、第二推进剂贮箱1内流出，并随着 压力的变化，开始气化，并依次进入第二导热模块4和第一导热模块5内。所述第一导热模 块5与第二导热模块4内部设计有U形管路，未被气化的液态推进剂在U形管路中流动，吸 收第一导热模块5与第二导热模块4上的热量，使未被气化的推进剂进一步气化。
第一导热模块5的推进剂出口通过管路依次连接有减压器6、稳压罐7和过滤器 8，大部分气化后的推进剂以及小部分未被气化的推进剂由第一导热模块5进入减压器6中 进行减压，经过减压器6的压降过程，使全部的推进剂气化，由此保证推进剂充分气化，至 此推进剂气化过程完成。通过减压器6还可使气化后的推进剂压力从0. 84MPa降到推力器 入口所要求的压力。减压器6减压后的丙烷气体进入稳压罐7，使推进剂压力保持稳定，保 证推进剂能够平稳的进入推力器，并且在微推进装置工作时，推进剂的压力不会出现波动。 气化后的推进剂进入到过滤器8中进行过滤，以免气化后的推进剂气体中存在杂质堵塞外 界推进系统中的推力器的喉部。过滤器8通过出口三通10与压力传感器9连接。出口三 通10与推进系统连接。过滤后的氮气最终由出口三通10进入推进系统中推进剂供气管路， 经由供气管路进入到推力器中；减压后的推进剂压力由压力传感器9监测。
权利要求
一种用于液化气微推进系统的加热气化装置，其特征在于包括第一推进剂贮箱、第二推进剂贮箱、第一导热模块、第二导热模块、减压器、稳压罐、安全阀、压力传感器与过滤器；第一推进剂贮箱与第二推进剂贮箱上分别安装有第一导热模块与第二导热模块，第二导热模块的推进剂出口与第一导热模块的推进剂入口通过管路连接；第二导热模块的推进剂入口通过管路与安全阀连接，安全阀与入口四通连接，入口四通上通过管路与第一推进剂贮箱、第二推进剂贮箱连接；第一导热模块的推进剂出口通过管路依次连接有减压器、稳压罐和过滤器，过滤器通过出口三通连接压力传感器和推力器。
2.如权利要求1所述一种用于液化气微推进系统的加热气化装置，其特征在于所述 第一推进剂贮箱与第二推进剂贮箱为圆柱形贮箱。
3.如权利要求1所述一种用于液化气微推进系统的加热气化装置，其特征在于所 述第一推进剂贮箱与第二推进剂贮箱中储存的压力为0. 84MPa，装填液态推进剂总质量为 0. 6kg0
4.如权利要求1所述一种用于液化气微推进系统的加热气化装置，其特征在于所述 第一导热模块与第二导热模块内部为U形管路。
全文摘要
本发明公开了一种用于液化气微推进系统的加热气化装置，包括第一推进剂贮箱、第二推进剂贮箱、第一导热模块、第二导热模块、减压器、稳压罐、安全阀、压力传感器与过滤器；本发明采用被动加热模式，以卫星内部散热单元为热源，不需要额外消耗功率；该气化装置结构简单，元器件较少，具有高高可靠性和安全性，降低生产成本；该气化装置能够使推进剂得到充分气化，确保推进剂以气态形式完成工作。
文档编号F02K9/42GK101943082SQ20101023849
公开日2011年1月12日 申请日期2010年7月23日 优先权日2010年7月23日
发明者晋晓伟, 汤海滨, 蒋建, 訾振鹏, 邹宇, 闫志勇, 马键 申请人:北京航空航天大学;西安航天动力研究所