一种火箭低温连接器除霜破冰装置的制作方法

1.本实用新型涉及火箭发射领域，更具体地说，本实用新型涉及一种火箭低温连接器除霜破冰装置。


背景技术：

2.1个标准大气压下，液氢的温度为-252.8℃，液氧的温度为-183℃，均为超低温物质，使用液氢、液氧作为推进剂的火箭，一般在发射前7小时至临近点火解除连接束缚时，都在持续加注液氢、液氧，以及时补充其蒸发损耗。液氢、液氢地面加注管路与火箭加注口的对接装置称为低温加注连接器，火箭排泄液氢液氧蒸气的装置称为低温排气连接器(液氢蒸气达到-243℃～-223℃，液氧蒸气达到-173℃～-153℃)，统称低温连接器。低温连接器为了减小体积便于对接操作，均没有采取深度隔热技术，由此在较长时间的加注过程中，其表面将大量结霜，累积成冰。
3.此前，均采取人工手持供气管路对低温连接器的结霜部位进行吹除的方法，以防止霜层累积成冰。但这种方法不仅费力费时，而且在人员安全撤离之后无法继续清理冰霜，曾在两次发射试验中发现低温连接器由于结冰程度大(冰霜层厚度达到4mm～6mm)，严重影响了其点火前的正常脱落，对准时发射造成了重大风险隐患。从解决低温连接器除霜破冰固有缺陷出发，提出本实用新型发明。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种火箭低温连接器除霜破冰装置，具备消除了低温连接器过度结霜结冰带来的安全隐患的优点。
6.(二)技术方案
7.本为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案，一种火箭低温连接器除霜破冰装置所采用的技术方案是:一种火箭低温连接器除霜破冰装置，包括低温加注连接器，所述低温加注连接器的设置有圆环管吹除装置，所述圆环管吹除装置的一侧连接有供气输送管。
8.所述低温加注连接器的一侧表面设置有内管吹除装置，所述内管吹除装置的连接有外管吹除装置，所述低温加注连接器的一侧表面均固定连接有低温排气连接器。
9.作为优选的，所述液氢系统低温连接器采用氦气吹除，配气台供气压力2mpa。
10.作为优选的，所述液氧系统低温连接器采用氮气吹除，配气台供气压力2mpa。
11.作为优选的，所述管路外敷聚氨酯隔热材料输送供气，抵达低温连接器吹除装置时，气体温度≮40℃。
12.作为优选的，所述推进剂预冷加注中不进行吹除。
13.作为优选的，所述推进剂大流量加注开始吹除30s，此后每隔20min，吹除30s，至射点火发射。
14.(三)有益效果
15.与现有技术相比，本实用新型提供了一种火箭低温连接器除霜破冰装置，具备以下有益效果。
16.1.采用自动供气吹除方式，解决了以前人工手动操作费时费力且除霜破冰效果不佳的问题；节约了人力成本，实现了低温推进剂加注开始全时段除霜破冰，消除了低温连接器过度结霜结冰带来的安全隐患，保障了运载火箭低温推进剂自加注到连接器脱落过程的安全。
17.2.按该发明方案设计的吹除供气参数实施低温连接器除霜破冰，能很好的控制低温连接器对接口冰层厚度。通过多次航天发射任务验证表明，残留冰霜层厚度保持0.5mm～1mm之间，既能起到隔热效果，又不影响发射前低温连接器正常脱落。
18.3.低温连接器除霜破冰装置设计精巧，结构简单，操作方便，简单实用。既不改变连接器固有结构，又不影响连接器正常安装，还不影响其他系统加注发射工作，更不影响加注管路中液氢液氧推进剂保持温度，确保了运载火箭低温推进剂自加注到连接器脱落全过程除霜破冰效果。
附图说明
19.图1为本实用新型低温连接器除霜破冰系统流程图；
20.图2为本实用新型低温加注连接器吹除装置安装方式图；
21.图3为本实用新型低温排气连接器吹除装置安装方式图。
22.图中：1、低温加注连接器；2、圆环管吹除装置；3、供气输送管；4、内管吹除装置；5、外管吹除装置；6、低温排气连接器。
具体实施方式
23.下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。
24.在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
25.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
26.请参阅图1-3，本实用新型：一种火箭低温连接器除霜破冰装置，包括低温加注连接器1，低温加注连接器1的一侧表面设置有圆环管吹除装置2，圆环管吹除装置2的一侧表面固定连接有供气输送管3，低温加注连接器1的一侧表面设置有内管吹除装置4，内管吹除装置4的一侧连接有外管吹除装置5，低温加注连接器1的一侧表面均固定连接有低温排气
连接器6，液氢系统低温连接器采用氦气吹除，配气台供气压力2mpa，所述液氧系统低温连接器采用氮气吹除，配气台供气压力2mpa，所述管路外敷聚氨酯隔热材料输送供气，抵达低温连接器吹除装置时，气体温度≮40℃，所述推进剂预冷加注中不进行吹除，所述推进剂大流量加注开始吹除30s，此后每隔20min，吹除30s，至射点火发射。
27.其中：采用自动供气吹除方式，解决了以前人工手动操作费时费力且除霜破冰效果不佳的问题；节约了人力成本，实现了低温推进剂加注开始全时段除霜破冰，消除了低温连接器过度结霜结冰带来的安全隐患，保障了运载火箭低温推进剂自加注到连接器脱落过程的安全，按该发明方案设计的吹除供气参数实施低温连接器除霜破冰，能很好的控制低温连接器对接口冰层厚度。通过多次航天发射任务验证表明，残留冰霜层厚度保持0.5mm～1mm之间，既能起到隔热效果，又不影响发射前低温连接器正常脱落，低温连接器除霜破冰装置设计精巧，结构简单，操作方便，简单实用。既不改变连接器固有结构，又不影响连接器正常安装，还不影响其他系统加注发射工作，更不影响加注管路中液氢液氧推进剂保持温度，确保了运载火箭低温推进剂自加注到连接器脱落全过程除霜破冰效果。
28.本实用新型的工作原理是；后端控制计算机通过远程操作，控制前端plc控制机柜相应通道，达到控制相应低温连接器除霜破冰按需供气的目的，前端plc控制机柜靠近发射塔架，便于近距离供电配置，接收后端控制计算机指令后开通或关闭低温连接器除霜破冰供气通道，配气台布设在发射塔架工作间，提供低温连接器除霜破冰供气的气源，其供气电磁阀在plc控制机柜的驱动下工作，按需接通或闭合，实现供气气源的输出或停止。供气电磁阀的开启、关闭状态通过前端plc控制机柜反馈给后端控制计算机，气体换热升温器邻近配气台，低温连接器吹除所用供气管路以蛇形盘管的形式置于升温器内，升温器采用电加热蒸馏水防止结垢，热水通过蛇形盘管将热量传导至吹除所用气体，提高气体温度，增加吹除低温连接器时的换热效率。升温器内水温和供气初始温度通过传感器测量，并将数据反馈至后端控制计算机，升温后的气体通过外敷聚氨酯隔热材料的输送管路，抵达低温连接器吹除装置，在管路末端安装温度传感器，测量吹除气体温度，并将数据反馈至后端控制计算机，低温连接器吹除装置，精巧的安装在各低温连接器上，高温气体通过吹除装置的数个开孔节流提速后，作用在低温连接器，对其表面凝结的冰霜进行冲刷式清理，在低温连接器安装支架塔架上的摆杆末端，布设微型摄像头，监视低温连接器表面冰霜凝结情况，以及气体吹除效果，以便及时开启或停止吹除供气，便于及时调整配气压力和换热器升温温度提高吹除效率，上述即为此系统整体工作流程和原理的简述。
29.最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

技术特征：
1.一种火箭低温连接器除霜破冰装置，包括低温加注连接器(1)，其特征在于：所述低温加注连接器(1)的一侧表面设置有圆环管吹除装置(2)，所述圆环管吹除装置(2)的一侧表面固定连接有供气输送管(3)；所述低温加注连接器(1)的一侧表面设置有内管吹除装置(4)，所述内管吹除装置(4)的一侧连接有外管吹除装置(5)，所述低温加注连接器(1)的一侧表面均固定连接有低温排气连接器(6)。

技术总结
本实用新型公开了一种火箭低温连接器除霜破冰装置，具体涉及火箭发射领域，包括低温加注连接器，其特征在于：所述低温加注连接器的一侧表面设置有圆环管吹除装置，所述圆环管吹除装置的一侧表面固定连接有供气输送管，所述低温加注连接器的一侧表面设置有内管吹除装置，所述内管吹除装置的一侧连接有外管吹除装置，所述低温加注连接器的一侧表面均固定连接有低温排气连接器。本实用新型通过采用自动供气吹除方式，解决了以前人工手动操作费时费力且除霜破冰效果不佳的问题；节约了人力成本，实现了低温推进剂加注开始全时段除霜破冰，消除了低温连接器过度结霜结冰带来的安全隐患，保障了运载火箭低温推进剂自加注到连接器脱落过程的安全。器脱落过程的安全。器脱落过程的安全。


技术研发人员：宋涛 林义勇 仝非 张浩 冉兴隆 何习果
受保护的技术使用者：中国人民解放军63790部队
技术研发日：2023.03.21
技术公布日：2023/7/28