一种火箭贮箱无气枕低温内压加载方法及装置与流程

本发明属于贮箱低温内压试验领域，具体涉及一种火箭贮箱无气枕低温内压加载方法及装置。

背景技术：

低温介质在火箭的研制和发射过程中被越来越多的应用到，如液氮、液氢、液氧等。因此在研制过程中不仅要考虑到火箭的结构，而且要考虑低温环境对结构强度的影响。需要对火箭贮箱进行低温试验，试验中要求将贮箱内部充满液氮，使整个贮箱结构完全处于低温环境下，对其加载内压并进行测试。

以往对火箭的贮箱进行低温内压试验时，通常采用向贮箱内部加注液氮的方式来模拟低温环境，但是贮箱顶部会存在一个气枕，如图1所示，而且随着低温介质的挥发，液位会逐渐下降，这会导致贮箱顶部的结构无法达到预定的低温环境，最终使得试验测量结果与计算结果存在较大差距。

技术实现要素：

本发明提出一种无气枕低温内压加载方法及装置，使火箭贮箱低温内压试验过程中贮箱内部充满低温介质，不存在气枕，实现贮箱顶部的结构处于液氮低温环境。

本发明公开了：一种火箭贮箱无气枕低温内压加载方法：

(1)将加载装置安装在贮箱顶端，即下方开口与贮箱顶端开口对接；

(2)排气口与排气管路对接，增压口与增压管路对接，测压口与测压管路对接，引线管接口与引线管对接；

(3)通过贮箱加注口向贮箱内部加注低温液氮；

(4)根据热电偶粘贴的高度来判定液面的高度；

(5)当液氮液面到达指定高度后，停止加注液氮；此时贮箱顶部已无气枕，贮箱顶部的结构处于低温环境；

(6)通过增压管路向贮箱内部充入高压氮气对贮箱加载内压载荷，通过测压管路对贮箱的内压进行测量；

(7)当内压小于目标值时，通过增压管路增压，排气管路关闭；当内压大于目标值时，增压管路关闭，通过排气管路排出气体泄压；当内压等于目标值时，增压管路关闭，排气管路关闭。

一种火箭贮箱无气枕低温内压加载装置，为圆筒形不锈钢材料圆筒型装置，所述装置还包括下方开口，下方开口与贮箱顶端开口直径相当，并进行对接；所述装置上方预留排气口、增压口、测压口、引线管接口。

进一步的，排气口位于加载装置的侧壁，用于连接排气管路；增压口的位置高于排气口，用于连接增压管路；测压口的位置高于排气口，用于连接测压管路；引线管接口位于加载装置的顶部，用于连接引线管，引线管用于从贮箱内部向外部引出线缆。

进一步的，所述装置在外壁的不同高度粘贴热电偶，用于监测液位高度，并对外壁进行发泡处理，用于绝热保温。

本发明的有益效果：

(1)本发明消除了以往贮箱低温内压试验中贮箱顶部的气枕，能够使贮箱顶部的结构处于液氮环境(即整个贮箱完全处于液氮环境)，达到了理想的环境要求，减小了试验测量结果与计算结果的差距；

(2)本发明方法简单便于操作，加载装置机构简单、便于安装、成本低廉。

附图说明

图1气枕示意图；

图2内压加载装置示意图；

图3内压加载系统示意图；

其中，1排气口、2增压口、3测压口、4引线管接口、5贮箱顶端开口、6加载装置、7贮箱、8排气管路、9增压管路、10测压管路、11引线管、12贮箱加注口、13热电偶。

具体实施方式

除了下面所述的实施例，本发明还可以有其它实施例或以不同方式来实施。因此，应当知道，本发明并不局限于在下面的说明书中所述或在附图中所示的部件的结构的详细情况。当这里只介绍一个实施例时，权利要求并不局限于该实施例。

一种火箭贮箱无气枕低温内压加载方法：

将加工好的圆筒形加载装置6安装在贮箱7顶端，即下方开口与贮箱顶端开口5对接；

排气口1与排气管路8对接，增压口2与增压管路9对接，测压口3与测压管路10对接，引线管接口4与引线管11对接，如图3所示；

通过贮箱加注口12向贮箱7内部加注低温液氮；

随着液氮的加注液氮的液面逐渐上升，当液面到达加载装置后，位于加载装置6侧壁的热电偶13测量到的温度会逐渐下降，直到测量温度稳定后不再下降，一般稳定在-170℃～-190℃，即说明液面已经到达热电偶13粘贴的位置，根据热电偶13粘贴的高度来判定液面的高度；

当液氮液面到达指定高度后，停止加注液氮；此时液氮的液面已经高于贮箱顶端开口5，贮箱7内部已充满液氮，即此时贮箱顶部已无气枕，贮箱顶部的结构完全处于低温环境；

通过增压管路9向贮箱7内部充入高压氮气对贮箱7加载内压载荷，通过测压管路10对贮箱的内压进行测量；

当内压小于目标值时，通过增压管路9增压，排气管路8关闭；当内压大于目标值时，增压管路9关闭，通过排气管路8排出气体泄压；当内压等于目标值时，增压管路9关闭，排气管路10关闭。

一种火箭贮箱低温内压加载装置6，所述装置6为圆筒形不锈钢材料圆筒型装置，包括装置下方开口，所述装置下方开口与贮箱顶端开口5直径相当，并进行对接，装置上方预留排气口1、增压口2、测压口3、引线管接口4。

排气口1位于加载装置的侧壁，用于连接排气管路8。

增压口2的位置高于排气口，防止液氮流入，用于连接增压管路9。

测压口3的位置高于排气口，防止液氮流入，用于连接测压管路10。

引线管接口4位于加载装置的顶部，用于连接引线管11，引线管用于从贮箱内部向外部引出线缆。

所述在装置外壁位于排气口下方的不同高度粘贴若干个热电偶13，用于监测液位高度，并对外壁进行发泡处理，用于绝热保温。

对于上述本发明所提出的方法，还可以在不脱离本发明内容上作出各种改进，因此本发明的保护范围应该由所附的权利要求书内容确定。

技术特征：

技术总结
一种火箭贮箱无气枕低温内压加载方法，包括如下步骤：将加载装置安装在贮箱顶端，即下方开口与贮箱顶端开口对接；排气口与排气管路对接，增压口与增压管路对接，测压口与测压管路对接，引线管接口与引线管对接；通过贮箱加注口向贮箱内部加注低温液氮；根据热电偶粘贴的高度来判定液面的高度；当液氮液面到达指定高度后，停止加注液氮；此时贮箱顶部已无气枕，贮箱顶部的结构处于低温环境；通过增压管路向贮箱内部充入高压氮气对贮箱加载内压载荷，通过测压管路对贮箱的内压进行测量。本发明消除了以往贮箱低温内压试验中贮箱顶部的气枕，能够使贮箱顶部的结构处于液氮环境，减小了试验测量结果与计算结果的差距。

技术研发人员：陈昊;李晓琳;孙刚;杨敏;徐国梁;罗嘉;李秉楠;樊智辉;姜志国
受保护的技术使用者：北京强度环境研究所;中国运载火箭技术研究院
技术研发日：2018.09.04
技术公布日：2019.01.11