一种低温流体温度调节装置的制作方法

本发明涉及一种低温流体温度调节装置，适用于液体火箭低温推进剂加注系统，以及有介质变温输送需求的工程领域。

背景技术：

动力系统试验是新研制火箭飞行试验之前最大型的地面试验，需按照真实测发流程进行推进剂各时段和各种指标的加注。液氧加注过程包含≤84K温度指标的过冷氧加注。通常采用液氮与液氧换热的方法，利用液氮的汽化潜热来降低液氧温度。在动力系统试验过程中，由于参试模块多，不同模块对过冷氧加注的温度需求值在≤84K的温度区间内各不相同，因此，需要研制一套可以改变过冷氧温度的流体输送装置。该装置除了要实现液氧与液氮换热、主送流体与过冷氧的掺混的温度调节基本功能，还要实现吹除置换、液氮加注、液位监测、防超压、安全泄放、绝热等低温流体应用相关的全部功能。

技术实现要素：

本发明的技术解决问题：

(1)可实现两种沸点温度不同的流体换热，使高沸点流体温度降低。

(2)在一定温度范围内具有调节功能，实现主送流体温度的在线监测和无极调节。

(3)应满足冷却介质安全使用的相关要求，实现置换、加注、绝热、压力监测、液位监测、残液排放等功能。

本发明的技术解决方案：

(1)采用板翅式换热器作为换热芯，可以实现两种介质的充分换热，被冷却介质的换热芯出口温度达到低温。

(2)采用流量掺混比例在线连续调节方法，通过监测换热芯入口、出口和混合后流体温度，有针对性地改变流经换热芯流量和主送流量，实现两种温度流体的定比掺混，进而在一定温度区间内实现指定温度值的输出。

(3)分别设置吹除置换管路、加注管路、绝热层、压力表、液位计、排放管路实现低温流体的安全使用功能。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)通常换热芯研制难度最大、生产成本最高，在其结构形式和参数指标一定的情况下，两种温度不同的流体进行换热，换热芯出口温度为定值。本发明在无新增换热芯设备的前提下，实现了多种流体输送温度。相比于更换换热芯来获得多种输出温度的方法，本发明投资低、实施便捷。

(2)相比于常温流体流经换热器进行输送的系统，本发明充分考虑了低温流体输送和加注应用中，应严格注意的防超压、放漏热、吹除置换和安全泄放的要求。

附图说明

图1温度调节装置总图。1是调节阀、2是调节阀、3是阀门、4是压力传感器、5是温度传感器、6是绝热层、7是换热器、8是液位计、9是压力表、10是阀门、11接头、12是阀门、13是阀门、14是阀门、15是容器。

具体实施方式

下面结合附图说明和具体实施对本发明作进一步描述：

如图1所示，容器15用来承装冷却介质。加注前通过阀门14向容器内进行吹除，确保容器内气体成分达到要求。通过接头11和阀门12向容器内进行冷却介质的加注，加注过程监测液位计8，使液面没过换热芯，使用过程亦监测液位计，液位降低需补加。还需监测压力表9，使容器压力在允许范围内。如有超压通过阀门10进行放气。

本发明的工作原理是：流体分两路，一路不经换热芯直接作为主送流体进入调节阀2，进入混合管路；另一路通过调节阀1经换热芯7流至阀门3后，进入混合管路。在换热芯前、后及混合管路上均设置温度、压力传感器，用于监测流体状态。根据流体温度测量值与需求值的比较结果，进行调节阀开度调节。在换热后温度降低的使用场合，混合后流体温度低于需求值时，需调大调节阀2开度；混合后流体温度高于需求值时，需调大调节阀1开度。

本发明未详细描述内容为本领域技术人员公知技术。