专利名称：大尺寸双热沉温度可调式氮气吹除系统及其操作方法
技术领域：
本发明属于真空科学技术领域，本发明涉及一种为大尺寸双层热沉装置提供加热氮气的氮气吹除系统，具体是指用于卫星热真空试验及发动机羽流试验同时兼顾的大尺寸双热沉的温度可调式氮气吹除系统及其操作方法。
背景技术：
真空羽流效应试验系统(多功能羽流试验平台)是多用途试验装置，主要用于航天姿、轨控发动机羽流试验研究，同时兼顾卫星等热真空试验。由于羽流试验平台可进行的试验种类繁多，试验中需配有零部件众多、管路复杂的氮气吹除系统。氮气吹除系统的作用主要是为舱内热沉提供氮气吹除及管路加热。目前，传统的氮气输送系统只能为单层热沉装置提供简单的氮气输送，无法同时实现复杂的大尺寸双层热沉装置的氮气吹除，而国内还没有用于既能进行卫星热真空试验又能进行发动机羽流试验的大型真空环境模拟试验设备中的氮气吹除系统。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种同时兼顾卫星热真空试验及发动机羽流试验的大尺寸双热沉温度可调式氮气吹除系统，包括双热沉系统(100)、液氮供应系统(200)、 氮气生成系统(300)、热沉入口管路系统(500)、热沉出口管路系统(600)。热沉系统(100)包括大门液氦热沉(101)、舱体前部液氦热沉(102)、舱体后部液氦热沉(103)、封头液氦热沉(104)、羽流吸附泵(105)、大门液氮热沉(106)、舱体前部液氮热沉(107)、舱体后部液氮热沉(108)、封头液氮热沉(109);其中，大门液氮热沉(106)、 大门液氦热沉(101)、舱体前部液氮热沉(107)、舱体后部液氮热沉(108)与封头液氦热沉
(104)、封头液氮热沉(109)依次由前至后设置。舱体前部液氦热沉(102)、舱体后部液氦热沉(103)设置在舱体前部液氮热沉(107)、舱体后部液氮热沉(108)内部；羽流吸附泵
(105)设置在舱体后部液氦热沉(103)内部；液氮供应系统(200)包括液氮贮槽A(234)、液氮贮槽B(233)以及第一手动截止阀 (221)、第二手动截止阀(209)、第三手动截止阀(219)、第四手动截止阀(206)、第五手动截止阀(216)、第六手动截止阀(208)、第七手动截止阀(218)、第八手动截止阀(222)、第九手动截止阀(223)、第十手动截止阀(227)、第十一手动截止阀(228)、第一远程压力表(203)、 第二远程压力表(213)、第一现场压力表(205)、第二现场压力表(215)、第一低温电磁阀 (207)、第二低温电磁阀(217)、第一液位计(204)、第二液位计(214)、第一汽化器(210)、 第二汽化器(220)、液氮贮槽A排气阀(235)与液氮贮槽B排气阀(236);其中，通过第十手动截止阀(227)、第i^一手动截止阀(228)分别为液氮贮槽A (234)、液氮贮槽B (233)内加注液氮；液氮贮槽A(234)和液氮贮槽B(233)间通过第一手动截止阀(221)连通；第一手动截止阀(221)还分别与第一汽化器(210)与第二汽化器(220)的出口连通，第一汽化器 (210)与第二汽化器(220)的出口端还分别通过管路与液氮贮槽A(234)、液氮贮槽B (233)
7连通；第一汽化器(210)与第二汽化器(220)的入口分别通过第二手动截止阀(209)、第三手动截止阀(219)与液氮贮槽A (234)、液氮贮槽B (233)连通；第四手动截止阀(206)通过管路顺次连接第一低温电磁阀(207)、第六手动截止阀(208)形成一路，并与第二手动截止阀(209)并联；第五手动截止阀(216)通过管路顺次连接第二低温电磁阀(217)、第七手动截止阀(218)形成一路，并与第三手动截止阀(219)并联；液氮贮槽A(234)顶部安装有第一远程压力表(203)、第一现场压力表(205)，液氮贮槽B (233)顶部安装有第二远程压力表 (213)和第二现场压力表(215);液氮贮槽A(234)与液氮贮槽B(233)上还分别安装有第一液位计(204)、第二液位计(214);液氮贮槽A(234)与液氮贮槽B(233)上还分别安装有液氮贮槽A排气阀(235)、液氮贮槽B排气阀(236);液氮贮槽A(234)与液氮贮槽B(233)分别通过管路连接有第八手动截止阀(222)与第九手动截止阀(223)，第八手动截止阀(222) 与第九手动截止阀(223)间通过三通管路连通，并通过三通管路与氮气生成系统(300)中得第三汽化器303入口管路连通；氮气生成系统(300)包括第三汽化器入口安全阀(302)、第三汽化器(303)、第一控制阀(304)、第一温度计(305)、第二控制阀(306)、第二温度计(307)、升压调节阀(308)、 稳压罐(309)、稳压罐远程压力表(310)、稳压罐现场压力表(311)、第一连通控制阀(312)、 电加热器入口安全阀(313)、电加热器入口压力表控制阀(314)、电加热器入口现场压力表 (315)、电加热器入口现场压力表(316)、电加热器入口温度计(317)、电加热器(318)、电加热器出口温度计(319)、电加热器出口控制阀(320)、过滤器(321)、第一过滤器出口控制阀 (322)、过滤器出口安全阀(323)、第二过滤器出口控制阀(324)、第二连通控制阀(325)、第三连通控制阀(326);其中，第三汽化器入口安全阀(302)安装在第三汽化器(303)入口管路上；第三汽化器(303)具有三路出口管路，其中第一路出口管路用于提供常温氮气，依次连接有升压调节阀(308)、稳压罐 (309)、第一连通控制阀(312)、电加热器(318)、电加热器出口控制阀(320)及过滤器 (321);其中，稳压罐(309)上安装有稳压罐远程压力表(310)、稳压罐现场压力表(311)； 电加热器(318)入口管路上安装有电加热器入口安全阀(313);电加热器(318)入口管路上还安装有电加热器入口压力表控制阀(314);电加热器入口压力表控制阀(314)通过三通管路分别连接有电加热器入口现场压力表(315)、电加热器入口现场压力表(316);电加热器(318)的入口处管路上还安装有电加热器入口温度计(317);电加热器出口温度计
(319)安装在过滤器(321)入口处；所述第二路出口管路与第三路出口管路分别用来提供100K与200K低温氮气，第二路出口管路顺次连接第一控制阀(304)、第一温度计(305);第三路出口管路顺次连接第二控制阀(306)、第二温度计(307);第一控制阀(304)与第二控制阀(306)的出口通过三通管路连通并连接至电加热器出口控制阀(320)出口管路；所述电加热器出口控制阀(320)出口管路连接有过滤器(321)，过滤器(321)用于过滤氮气渣滓，使氮气清洁；过滤器(321)出口通过三通管路分别连接有第一过滤器出口控制阀(322)、第二过滤器出口控制阀(324);第一过滤器出口控制阀(322)通过管路与热沉入口管路系统(500)中的第一吹除管路连通；第二过滤器出口控制阀(324)通过管路与热沉入口管路系统(500)中第二吹除管路连通；热沉入口管路系统(500)用来向热沉系统(100)输送氮气，包括第十二手动截止阀(514)、第十三手动截止阀(515)、第十四手动截止阀(516)、第十五手动截止阀(517)、 第十六手动截止阀(509)、第一低温安全阀(507)、第一气动调节阀(504)、第二气动调节阀(510)、第三气动调节阀(511)、第四气动调节阀(512)、第五气动调节阀(513);其中， 第一气动调节阀(504)出口通过管路连接至大门液氦热沉(101)入口 ；第二气动调节阀
(510)出口通过管路连接至舱体前部液氦热沉(102)入口 ；第三气动调节阀(511)出口通过管路连接至舱体后部液氦热沉(103)入口 ；第四气动调节阀(512)出口通过管路连接至封头液氦热沉(104)入口 ；第五气动调节阀(513)出口通过管路连接至羽流吸附泵(105) 入口 ；第一气动调节阀(504)、第二气动调节阀(510)、第三气动调节阀(511)、第四气动调节阀(512)、以及第五气动调节阀(513)的入口通过第一吹除管路连通；第十二手动截止阀(514)出口通过管路连接至大门液氮热沉(106)入口 ；第十三手动截止阀(515)出口通过管路连接至舱体前部液氮热沉(107)入口 ；第十四手动截止阀(516)出口通过管路连接至舱体后部氮气热沉(108)入口 ；第十五手动截止阀(517)出口通过管路连接至封头氮气热沉(109)入口 ；第十二手动截止阀(514)、第十三手动截止阀(515)、第十四手动截止阀(516)与第十五手动截止阀(517)的入口通过第二吹除管路连通；第十六手动截止阀 (509) —端通过管路连接至第二气动调节阀(510)、第三气动调节阀(511)、第四气动调节阀(512)、第五气动调节阀(513)的入口管路，另一端通过管路直接连接至大气；第一低温安全阀(507)安装在第一吹除管路上；热沉出口管路系统(600)用来将对热沉系统(100)进行吹除后的多余氮气排出， 包括第十七手动截止阀￠02)、第十八手动截止阀￠06)、第十九手动截止阀￠13)、第二十手动截止阀￠14)、第二十一手动截止阀￠15)、第二十二手动截止阀￠18)、第二十三手动截止阀￠21)、第二十四手动截止阀￠22)、第二十五手动截止阀￠23)、第二十六手动截止阀￠25)、第二十七手动截止阀￠26)、第二十八手动截止阀￠28)、第二十九手动截止阀(630)、第一低温温度计￠01)、第二低温温度计￠07)、第三低温温度计￠08)、第四低温温度计￠09)、第五低温温度计￠10)、第六低温温度计￠11)、第七低温温度计￠12)、 第八低温温度计(632)、第二低温安全阀(605)、第三低温安全阀(616)、第四低温安全阀 (617)、第五低温安全阀(624)、第六低温安全阀(627)、第七低温安全阀(629)、第八低温安全阀￠31)、第三远程压力表￠03)、第四远程压力表￠19)、第三现场压力表￠04)、第四现场压力表￠20)与第六气动调节阀￠33);其中，第十八手动截止阀(606) —端通过管路直通大气，另一端通过管路顺次连接第二低温安全阀￠05)、第十七手动截止阀￠02)、 第三远程压力表(603)至大门液氦热沉(101)出口，形成大门液氦热沉(101)出口排放管路；第十七手动截止阀(602)还与第三现场压力表￠04)、第一低温温度计(601)相连；第二十三手动截止阀￠21) —端通过管路直通大气，另一端通过管路顺次连接第二十二手动截止阀￠18)、第四低温安全阀(617)后，分别连接有六路管路，第一路通过第二低温温度计(607)连接至舱体前部液氦热沉(102)出口 ；第二路通过第三低温温度计(608)连接至舱体后部液氦热沉(103)出口 ；第三路通过第四低温温度计(609)连接至封头液氦热沉
(104)出口 ；第四路通过第十九手动截止阀(613)、第五低温温度计(610)连接至羽流吸附泵(105)大筒出口 ；第五路通过第二十手动截止阀614、第六低温温度计(611)连接至羽流吸附泵(105)中筒出口 ；第六路通过第二十一手动截止阀615、第七低温温度计(612)连接至羽流吸附泵(105)小筒出口 ；由此形成除大门液氦热沉106外的其他液氦热沉及羽流吸附泵出口排放管路；所述第二十二手动截止阀(618)与第四远程压力表￠19)、第四现场压力表(620)相连；第六气动调节阀(633) —端通过管路直通大气，另一端通过管路顺次连接第八低温温度计￠32)、第十低温安全阀￠31)、第二十九手动截止阀￠30)、第七低温安全阀(629)、第二十八手动截止阀￠28)、第六低温安全阀(627)后分别连接有四路管路，四路管路分别连接至大门氮气热沉(106)、舱体前部氮气热沉(107)、舱体后部氮气热沉(108)、 封头液氮热沉(109);通过第二十四手动截止阀(622)将大门液氦热沉(101)的出口的排放管路与其余液氦热沉以及羽流吸附泵(105)的出口排放管路连通；通过第二十五手动截止阀￠23)、第五低温安全阀￠24)、第二十七手动截止阀(626)将各液氦热沉、羽流吸附泵(105)及各氮气热沉的出口排放管路连通形成管网系统，具体连接方式为第二十五手动截止阀(623) —端通过管路与羽流吸附泵(105)出口排放管路连通，另一端通过管路顺次连接第五低温安全阀￠24)、第二十七手动截止阀(626)连接至第二十八手动截止阀 (628)与第七低温安全阀(629)之间管路上；第五低温安全阀(624)安装在第二十五手动截止阀(623)和第二十七手动截止阀(626)之间的管路上；第三低温安全阀(616)安装在第二十一手动截止阀(615)入口管路上；第二十六手动截止阀(625) —端连接至第二十五手动截止阀￠23)与第二十七手动截止阀(626)之间，另一端直通大气。本发明的优点在于I、本发明大尺寸双热沉温度可调式氮气吹除系统能同时为大尺寸双层热沉装置提供氮气吹除；2、本发明大尺寸双热沉温度可调式氮气吹除系统能同时满足卫星热真空试验及发动机羽流试验两种试验需求；3、通过本发明大尺寸双热沉温度可调式氮气吹除系统进行卫星热真空试验时，可为内层液氦热沉提供温度从常温至380K可调的非低温氮气(热氮气)，此时外层液氮热沉可不通液氮预冷(不工作)；4、通过本发明大尺寸双热沉温度可调式氮气吹除系统进行发动机羽流试验时，可为内层液氦热沉提供温度从100K至200K可调的低温氮气，可为外层液氮热沉提供温度从常温至380K可调的热氮气；5、本发明大尺寸双热沉温度可调式氮气吹除系统能满足试验要求的最大热负荷为60kW，可进行高热负荷试验；6、本发明大尺寸双热沉温度可调式氮气吹除系统中，液氮贮槽有两个，互为备份， 当其中一个损坏时不影响系统正常工作。7、本发明大尺寸双热沉温度可调式氮气吹除系统中，第三汽化器303可分别提供 100K低温氮气、200K低温氮气及常温氮气，三种温区的氮气可同时生成，也可单独生成，互不影响。
图I是本发明提供的大尺寸双热沉温度可调式氮气吹除系统的结构示意图；图2是本发明的氮气吹除系统在进行发动机羽流试验后的工作流程图；图3是本发明的氮气吹除系统在进行卫星热真空试验后的工作流程图。图中
10
100-热沉系统 200-液氮供应300-氮气生成500-热沉入口管600-热沉出口管
系统
系统
路系统
路系统
102-舱体前部103-舱体后部104-封头液氦热105-羽流吸附泵
106-大门液氮热沉
液氦热沉液氦热沉 107-舱体前部108-舱体后部
液氮热沉
液氮热沉
沉
109-封头液氮热234-液氮贮槽A 沉
233-液氮贮槽B
221-第一手动截止209-第二手动219-第三手动206-第四手动截216-第五手动截
阀
截止阀
截止阀
止阀
止阀
208-第六手动截止218-第七手动222-第八手动223-第九手动截227-第十手动截
截止阀 514-第十二手动截止阀 602-第十七手动截止阀 618-第二十手动截止阀 626-第二十七手动截止阀 616-第三低温安全阀
截止阀 515-第十三手动截止阀 606-第十八手动截止阀 621-第二 H 手动截止阀 628-第二十八手动截止阀 617-第四低温安全阀
止阀 516-第十四手动截止阀 613-第十九手动截止阀
止阀 517-第十五手动截止阀 614-第二十手动截止阀
622-第二十四手623-第二十五手
动截止阀 630-第二十九手动截止阀 624-第五低温安全阀
动截止阀 507-第一低温安全阀 627-第六低温安全阀
631-第八低温504-第一气动510-第二气动调511-第三气动调
安全阀
调节阀
节阀
节阀
阀
228-第十一手动截止阀
509-第十六手动截
止阀
615-第二 ^ 手动截止阀
625-第二十六手动截止阀
605-第二低温安全阀
629-第七低温安全阀
512-第四气动调节阀
608-第三低温温度计
632-第八低温温度计
2O3-第一远程压力表
215-第二现场压力
表
235-液氮C槽A排气阀
305-第一温度计 306-第二控制307-第二温度308-升压调节阀309-稳压罐
513-第五气动633-第六气动601-第一低温温607-第二低温温
调节阀 609-第四低温温度计 207-第一低温电磁阀 213-第二远程压力表
调节阀 610-第五低温温度计 217-第二低温电磁阀 603-第二远程压力表
度计 61卜第六低温温度计 204-第一液位计
619-第四远程压力表
度计 612-第七低温温度计 214-第二液位计
205-第一现场压力表
604-第三现场620-第四现场210-第一汽化器220-第二汽化器
压力表
压力表
236-液氮C槽B 302-第三汽化303-第三汽化器304-第一出口控
排气阀
器入口安全阀制阀
310-稳压罐远程压力表
阀计
311-稳压罐现312-第-场压力表控制阀
-连通313-电加热器人314-电加热器人口安全阀口压力表控制阀
315-电加热器入口316-电加热器317-电加热器318-电加热器319-电加热器出远程压力表入口现场压力入口温度计口温度计表320-电加热器出口32卜过滤器 322-第一过滤323-过滤器出口324-第二过滤器控制阀器出口控制阀安全阀出口控制阀325-第二连通控制326-第三连通阀控制阀
具体实施例方式下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。本发明的大尺寸双热沉温度可调式氮气吹除系统，如图I所示，包括热沉系统
100、液氮供应系统200、氮气生成系统300、热沉入口管路系统500、热沉出口管路系统600。如图I所示，热沉系统100包括大门液氦热沉101、舱体前部液氦热沉102、舱体后部液氦热沉103、封头液氦热沉104、羽流吸附泵105、大门液氮热沉106、舱体前部液氮热沉107、舱体后部液氮热沉108、封头液氮热沉109。其中，大门液氮热沉106、大门液氦热沉
101、封头液氮热沉109与封头液氦热沉104均为圆弧平板形结构；舱体前部液氮热沉107、 舱体前部液氦热沉102、舱体后部液氮热沉108与舱体后部液氦热沉103均为圆筒形结构。 大门液氮热沉106、大门液氦热沉101、舱体前部液氮热沉107、舱体后部液氮热沉108与封头液氦热沉104、封头液氮热沉109依次由前至后设置。舱体前部液氦热沉102、舱体后部液氦热沉103设置在舱体前部液氮热沉107、舱体后部液氮热沉108内部。羽流吸附泵105 设置在舱体后部液氦热沉103内部，用来吸附羽流气体。由此在空间结构上，上述所有液氦热沉均位于所有液氮热沉内部，由液氮热沉包裹，构成双层热沉结构。液氮供应系统200用来存储并供给氮气生成系统300所需液氮，包括液氮贮槽 A234、液氮贮槽B233以及第一手动截止阀221、第二手动截止阀209、第三手动截止阀219、 第四手动截止阀206、第五手动截止阀216、第六手动截止阀208、第七手动截止阀218、第八手动截止阀222、第九手动截止阀223、第十手动截止阀227、第i^一手动截止阀228、第一远程压力表203、第二远程压力表213、第一现场压力表205、第二现场压力表215、第一低温电磁阀207、第二低温电磁阀217、第一液位计204、第二液位计214、第一汽化器210与第二汽化器220、液氮贮槽A排气阀235与液氮贮槽B排气阀236。其中，液氮贮槽A234、液氮贮槽 B233互为备份，可同时供液或单独供液，通过第十手动截止阀227、第十一手动截止阀228 分别为液氮贮槽A234、液氮贮槽B233内加注液氮；由于液氮贮槽A234和液氮贮槽B233不是相互独立的，因此液氮贮槽A234和液氮贮槽B233间通过第一手动截止阀221连通，利用连通器原理保证液氮贮槽A234和液氮贮槽B233的供液压力相同，实现液氮供应系统200 供液压力的稳定；第一手动截止阀221还分别与第一汽化器210与第二汽化器220的出口连通，第一汽化器210与第二汽化器220的出口还分别通过管路与液氮贮槽A234、液氮贮槽B233顶部连通；第一汽化器210与第二汽化器220的入口分别通过第二手动截止阀209、 第三手动截止阀219与液氮贮槽A234、液氮贮槽B233连通。第四手动截止阀206通过管路顺次连接第一低温电磁阀207、第六手动截止阀208形成一路，并与第二手动截止阀209 并联；第五手动截止阀216通过管路顺次连接第二低温电磁阀217、第七手动截止阀218形成一路，并与第三手动截止阀219并联；其中，第一低温电磁阀207、第二低温电磁阀217分别用于控制液氮贮槽A234、液氮贮槽B233向第一汽化器210、第二汽化器220输送液氮，可远程自动控制，操作方便；第四手动截止阀206、第五手动截止阀216以及第六手动截止阀 208、第七手动截止阀218�？钡谝坏臀碌绱欧�207、第二低温电磁阀217损坏时，第四手动截止阀206、第五手动截止阀216以及第六手动截止阀208、第七手动截止阀218关闭， 此时拆卸第一低温电磁阀207、第二低温电磁阀217维修更换均不影响系统正常工作；第二手动截止阀209、第三手动截止阀219作为备份平时常闭不工作，当第一低温电磁阀207、第二低温电磁阀217损坏时，同时关闭第四手动截止阀206、第五手动截止阀216、第六手动截止阀208、第七手动截止阀218，打开第二手动截止阀209、第三手动截止阀219实现液氮贮槽A234、液氮贮槽B233向第一汽化器210、第二汽化器220的液氮输送控制；通过第一汽化器210、第二汽化器220分别将由液氮贮槽A234与液氮贮槽B233输送来的液氮汽化为氮气，并对汽化后的氮气加压后分别由液氮贮槽A234与液氮贮槽B233的顶部供给到液氮贮槽A234与液氮贮槽B233中，由此为液氮贮槽A234与液氮贮槽B233内液氮加压。所述第一汽化器210、第二汽化器220的供气压力在O. 4 O. 6MPa间可调，可通过第一低温电磁阀 207、第二低温电磁阀217或第二手动截止阀209、第三手动截止阀219开度的大小调节，开度小意味着向第一汽化器210、第二汽化器220输送的液氮量小,经过第一汽化器210、第二汽化器220后被气化的氮气量同时减�。贾乱旱跘234、液氮贮槽B233的增压压力减�。聪虿僮髟虻贾乱旱跘234、液氮贮槽B233的增压压力增加。液氮贮槽A234顶部安装有第一远程压力表203、第一现场压力表205，液氮贮槽B233顶部安装有第二远程压力表 213和第二现场压力表215 ;第一远程压力表203与第二远程压力表213分别实现液氮贮槽 A234中压力数据的现场测量和远程测量；第二远程压力表213和第二现场压力表215分别实现液氮贮槽B233中压力数据的现场测量和远程测量；根据测得的压力的数据，控制第一低温电磁阀207、第二低温电磁阀217或第二手动截止阀209、第三手动截止阀219的开度大小。液氮贮槽A234与液氮贮槽B233上还分别安装有第一液位计204、第二液位计214 ； 第一液位计204、第二液位计214分别用于测量液氮贮槽A234、液氮贮槽B233的液氮液位高低，当液氮液位过低时，及时加注液氮；液氮贮槽A排气阀235安装在液氮贮槽A234顶部，用于液氮贮槽A234内的气体释放，需放气时开启，平时关闭；液氮贮槽B排气阀236安装在液氮贮槽B233顶部，用于液氮贮槽B233内的气体释放，需放气时开启，平时关闭。液氮贮槽A234与液氮贮槽B233分别通过管路连接有第八手动截止阀222与第九手动截止阀 223，第八手动截止阀222与第九手动截止阀223间通过三通管路连通，并通过三通管路与氮气生成系统300中得第三汽化器入口管路连通；第八手动截止阀222用于控制液氮贮槽 A234的液氮输送，第九手动截止阀223用于控制液氮贮槽B233的液氮输送。由此通过使由第一汽化器210或第二汽化器220汽化后分别通过第八手动截止阀222与第九手动截止阀 223控制氮气进入到第三汽化器303中。氮气生成系统300包括第三汽化器入口安全阀302、第三汽化器303、第一控制阀 304、第一温度计305、第二控制阀306、第二温度计307、升压调节阀308、稳压罐309、稳压罐远程压力表310、稳压罐现场压力表311、第一连通控制阀312、电加热器入口安全阀313、 电加热器入口压力表控制阀314、电加热器入口现场压力表315、电加热器入口现场压力表 316、电加热器入口温度计317、电加热器318、电加热器出口温度计319、电加热器出口控制阀320、过滤器321、第一过滤器出口控制阀322、过滤器出口安全阀323、第二过滤器出口控制阀324、第二连通控制阀325、第三连通控制阀326。其中，第三汽化器303用于将液氮气化成不同温度的氮气，以满足试验需求，第三汽化器入口安全阀302安装在第三汽化器303 入口管路上，当该段管路压力过高时放气、排液用；第三汽化器303具有三路出口管路，其中第一路出口管路用于提供常温氮气，依次连接有升压调节阀308、稳压罐309、第一连通控制阀312、电加热器318、电加热器出口控制阀320及过滤器321。其中，升压调节阀308用来对经第三汽化器汽化后的常温氮气进行升压，并控制向稳压罐提供经调压后的常温氮气，升压调节阀308将氮气压力控制在O. 4 O. 8MPa可调；稳压罐309用于稳定氮气压力，避免氮气压力过大波动，容积5立方米；稳压罐309顶部安装有稳压罐远程压力表 310、稳压罐现场压力表311，分别用于远程和现场测量稳压罐309内的氮气压力；第一连通控制阀312用于控制经过第一路管路的氮气量；电加热器318用于加热常温氮气，最大电功率60KW，最高氮气加热温度380K，可根据需要设定；电加热器318入口管路上安装有电加热器入口安全阀313，用来防止该段管路压力过高，放气用；电加热器318入口管路上还安装有电加热器入口压力表控制阀314，用来测量电加热器入口管路压力；电加热器入口压力表控制阀314通过三通管路分别连接有电加热器入口现场压力表315、电加热器入口现场压力表316，分别用于远程和现场测量电加热器318入口管路内的氮气压力；电加热器出口控制阀320用于控制进入过滤器321的氮气量；电加热器318的入口处管路上还安装有电加热器入口温度计317，用于测量电加热器318入口处管路的氮气温度，避免电加热器318 因入口氮气温度过低而无法正常工作。电加热器出口温度计319安装在过滤器321入口处， 用于测量经过该段管路的氮气温度。所述第二路出口管路与第三路出口管路分别用来提供100K左右与200K左右低温氮气，第二路出口管路顺次连接第一控制阀304、第一温度计305 ;第三路出口管路顺次连接第二控制阀306、第二温度计307 ;第一温度计305与第二温度计307分别用于测量第二出口管路与第三出口管路中的氮气温度；第一控制阀304与第二控制阀306的出口通过三通管路连通并连接至电加热器出口控制阀320出口管路；由此使第二路管路、第三路管路所输送的氮气在电加热器出口控制阀320出口管路处混合生成100 200K间的可调低温氮气；所述电加热器出口控制阀320出口管路连接有过滤器321，过滤器321用于过滤氮气渣滓，使氮气清洁；过滤器321出口通过三通管路分别连接有第一过滤器出口控制阀 322、第二过滤器出口控制阀324 ;第一过滤器出口控制阀322通过管路与热沉入口管路系统500中的第一吹除管路连通；第二过滤器出口控制阀324通过管路与热沉入口管路系统 500中第二吹除管路连通。第一过滤器出口控制阀322用于控制进入热沉系统100中各个液氮热沉的氮气量；第二过滤器出口控制阀324用于控制进入热沉系统100中各个液氦热沉与羽流吸附泵105中的氮气量；上述稳压罐309出口还通过管路连接有第二连通控制阀325、第三连通控制阀 326，第二连通控制阀325与第三连通控制阀326分别通过管路与液氮供应系统200中得第一气化器210、第二汽化器220出口管路连通；经过稳压罐309稳压后的常温氮气可通过第二连通控制阀325、第三连通控制阀326输送到第一气化器210、第二汽化器220出口管路中，由此使常温氮气通过第二连通控制阀325、第三连通控制阀326控制进入到第一汽化器 210与第二汽化器220的出口管路中，并随第一汽化器210与第二汽化器220的出口管路进入到液氮贮槽A与液氮贮槽B中，由此防止了第一汽化器210、第二汽化器B220所产生的增压气体为液氮贮槽A234与液氮贮槽B233内液氮加压不足。热沉入口管路系统500用来向热沉系统100输送氮气，包括第十二手动截止阀 514、第十三手动截止阀515、第十四手动截止阀516、第十五手动截止阀517、第十六手动截止阀509、第一低温安全阀507、第一气动调节阀504、第二气动调节阀510、第三气动调节阀 511、第四气动调节阀512、第五气动调节阀513。本发明中采用气动调节阀远程调节进入各个液氦热沉及羽流吸附泵的氮气量大�。墒迪指呔染鳎渲校谝黄鹘诜�504出口通过管路连接至大门液氦热沉101入口，用于控制进入大门液氦热沉101的氮气量；第二气动调节阀510出口通过管路连接至舱体前部液氦热沉102入口，用于控制进入舱体前部液氦热沉102的氮气量；第三气动调节阀511出口通过管路连接至舱体后部液氦热沉103 入口，用于控制进入舱体后部液氦热沉103的氮气量；第四气动调节阀512出口通过管路连接至封头液氦热沉104入口，用于控制进入封头液氦热沉104的氮气量；第五气动调节阀513出口通过管路连接至羽流吸附泵105入口，用于控制进入羽流吸附泵105的氮气量。 第一气动调节阀504、第二气动调节阀510、第三气动调节阀511、第四气动调节阀512、以及第五气动调节阀513的入口通过第一吹除管路连通，由此实现进入到第一吹除管路中的氮气对各个液氦热沉与羽流吸附泵105的吹除。本发明中采用手动截止阀现场调节进入各个液氮热沉的氮气量大小，各个液氮热沉不需精调，为节约经费，现场粗调即可；其中，第十二手动截止阀514出口通过管路连接至大门液氮热沉106入口，用于控制进入大门液氮热沉 106的氮气量；第十三手动截止阀515出口通过管路连接至舱体前部液氮热沉107入口，用于控制进入舱体前部液氮热沉107的氮气量；第十四手动截止阀516出口通过管路连接至舱体后部氮气热沉108入口，用于控制进入舱体后部氮气热沉108的氮气量；第十五手动截止阀517出口通过管路连接至封头氮气热沉109入口，用于控制进入封头氮气热沉109的氮气量；第十二手动截止阀514、第十三手动截止阀515、第十四手动截止阀516与第十五手动截止阀517的入口通过第二吹除管路连通，由此实现进入到第一吹除管路中的氮气对各个液氮热沉的吹除。第十六手动截止阀509 —端通过管路连接至第二气动调节阀510、第三气动调节阀511、第四气动调节阀512、第五气动调节阀513的入口管路，另一端通过管路直接连接至大气，用于各个液氦热沉及羽流吸附泵105相连管路中氮气的排放。第一低温安全阀507安装在第一吹除管路上，用于在热沉入口管路系统500中管路压力过高时，放气、 排液用。热沉出口管路系统600用来将对热沉系统100进行吹除后的多余氮气排出，包括第十七手动截止阀602、第十八手动截止阀606、第十九手动截止阀613、第二十手动截止阀614、第二i^一手动截止阀615、第二十二手动截止阀618、第二十三手动截止阀621、第二十四手动截止阀622、第二十五手动截止阀623、第二十六手动截止阀625、第二十七手动截止阀626、第二十八手动截止阀628、第二十九手动截止阀630、第一低温温度计601、第二低温温度计607、第三低温温度计608、第四低温温度计609、第五低温温度计610、第六低温温度计611、第七低温温度计612、第八低温温度计632、第二低温安全阀605、第三低温安全阀616、第四低温安全阀617、第五低温安全阀624、第六低温安全阀627、第七低温安全阀629、第八低温安全阀631、第三远程压力表603、第四远程压力表619、第三现场压力表604、 第四现场压力表620与第六气动调节阀633。其中，第十八手动截止阀606 —端通过管路直通大气，另一端通过管路顺次连接第二低温安全阀605、第十七手动截止阀602、第三远程压力表603至大门液氦热沉101出口，形成大门液氦热沉101出口排放管路；第十七手动截止阀602还与第三现场压力表604、第一低温温度计601相连，第一低温温度计601用于测量大门液氦热沉101出口处的温度，第三远程压力表603及第三现场压力表604用于测量大门液氦热沉101出口处压力。第二十三手动截止阀621 —端通过管路直通大气，另一端通过管路顺次连接第二十二手动截止阀618、第四低温安全阀617后，分别连接有六路管路，第一路通过第二低温温度计607连接至舱体前部液氦热沉102出口，第二低温温度计 607用于测量舱体前部液氦热沉102出口温度；第二路通过第三低温温度计608连接至舱体后部液氦热沉103出口，第三低温温度计608用于测量舱体后部液氦热沉103出口温度； 第三路通过第四低温温度计609连接至封头液氦热沉104出口，第四低温温度计609用于测量封头液氦热沉104出口温度；第四路通过第十九手动截止阀613、第五低温温度计610 连接至羽流吸附泵105大筒出口，第五低温温度计610用于测量羽流吸附泵105大筒出口温度，第十九手动截止阀613用于控制通过羽流吸附泵105大筒的氮气流量大小；第五路通过第二十手动截止阀614、第六低温温度计611连接至羽流吸附泵105中筒出口，第六低温温度计611用于测量羽流吸附泵105中筒出口温度，第二十手动截止阀614用于控制通过羽流吸附泵105中筒的氮气流量大�。坏诹吠ü诙皇侄刂狗�615、第七低温温度计612连接至羽流吸附泵105小筒出口，第七低温温度计612用于测量羽流吸附泵105小筒出口温度，第二十一手动截止阀615用于控制通过羽流吸附泵105小筒的氮气流量大小。由此形成除大门液氦热沉106外的其他液氦热沉及羽流吸附泵出口排放管路，所述第二十二手动截止阀618与第四远程压力表619、第四现场压力表620相连，第四远程压力表619用于将压力值传输到远程计算机中，便于数据存储、处理，第四现场压力表620用于现场读取压力值，便于现场操作。第六气动调节阀633用来排出整个系统中的氮气，一端通过管路直通大气，另一端通过管路顺次连接第八低温温度计632、第十低温安全阀631、第二十九手动截止阀630、第七低温安全阀629、第二十八手动截止阀628、第六低温安全阀627后分别连接有四路管路，四路管路分别连接至大门氮气热沉106、舱体前部氮气热沉107、舱体后部氮气热沉108、封头液氮热沉109。通过第二十四手动截止阀622将大门液氦热沉101的出口的排放管路与其余液氦热沉以及羽流吸附泵105的出口排放管路连通。通过第二十五手动截止阀623、第五低温安全阀624、第二十七手动截止阀626将各液氦热沉、羽流吸附泵及各氮气热沉的出口排放管路连通形成管网系统，具体连接方式为第二十五手动截止阀 623 一端通过管路与羽流吸附泵105出口排放管路连通，另一端通过管路顺次连接第五低温安全阀624、第二十七手动截止阀626连接至第二十八手动截止阀628与第七低温安全阀 629之间管路上，第二十五手动截止阀623、第二十七手动截止阀626操作时要求同时关闭或同时打开。第五低温安全阀624安装在第二十五手动截止阀623和第二十七手动截止阀 626之间的管路上，用于当该段管路压力过高时放气。第三低温安全阀616安装在第二十一手动截止阀615入口管路上，用于当该段管路压力过高时放气。第二十六手动截止阀625 一端连接至第二十五手动截止阀623与第二十七手动截止阀626之间，另一端直通大气， 用于氮气的排放。
在采用双热沉系统进行发动机羽流试验后，如图2所示，本发明氮吹除系统操作方法包括以下几个步骤步骤一液氮贮槽A234或液氮贮槽B233液氮加注；打开第十手动截止阀227或第十一手动截止阀228完成液氮贮槽A234或液氮贮槽B233的液氮加注，液氮贮槽A234或液氮贮槽B233不加注；步骤二 向第三汽化器303供液；打开第八手动截止阀222或第九手动截止阀223完成向第三汽化器303的供液；步骤三生成温度100K左右的低温氮气；打开第一控制阀304，并通过观察第一出口温度计305的温度数值来调节第一控制阀304开度大�。沟上低�300中第二路出口管路中氮气温度达到100K左右；步骤四生成温度200K左右的低温氮气；打开第二控制阀306，并通过观察第二出口温度计307的温度数值来调节第二控制阀306开度大�。沟上低�300中第三路出口管路段管路氮气温度达到200K左右；步骤五生成温度100K 200K可调的低温氮气；同时调节第一控制阀304、第二控制阀306开度的大�。⑼ü鄄斓缂尤绕鞒隹谖露燃�319的温度数值来分别调节第一控制阀304、第二控制阀306开度的大�。鹘�200K 低温氮气和100K低温氮气的混合比，使进入过滤器321中的氮气温度在100K 200K之间
可调；步骤六各液氦热沉及羽流吸附泵的液氮吹除；依次打开第二过滤器出口控制阀324、第一气动调节阀504、第二气动调节阀510、 第三气动调节阀511、第四气动调节阀512、第五气动调节阀513、第十八手动截止阀606、第十九手动截止阀613、第二十手动截止阀614、第二十一手动截止阀615、第二十三手动截止阀621，对大门液氦热沉101、舱体前部液氦热沉102、舱体后部液氦热沉103、封头液氦热沉 104、羽流吸附泵105从下至上输入调节好后的低温氮气，由此排除各液氦热沉及羽流吸附泵105中残留的液氮，采用低温氮气吹除的好处是在吹除液氮的同时不至于使各液氦热沉及羽流吸附泵105的温度上升的过高，有利于羽流试验；步骤七各液氮热沉液氮吹除；依次打开第一连通控制阀312、电加热器出口控制阀320、第一过滤器出口控制阀 322、第十二手动截止阀514、第十三手动截止阀515、第十四手动截止阀516、第十五手动截止阀517、第二十八手动截止阀628、第二十九手动截止阀630、第六气动调节阀633，对大门液氮热沉106、舱体前部液氮热沉107、舱体后部液氮热沉108、封头液氮热沉109从下至上输入调节好后低温氮气，用于排除各液氮热沉中残留的液氮。在采用双热沉系统进行卫星热真空试验后，本发明氮气吹除系统操作方法包括以下几个步骤步骤一液氮贮槽A234或液氮贮槽B233液氮加注；打开第十手动截止阀227或第十一手动截止阀228完成液氮贮槽A234或液氮贮槽B233的液氮加注，液氮贮槽A234或液氮贮槽B233不加注；步骤二 向第三汽化器303供液；
打开第八手动截止阀222或第九手动截止阀223完成向第三汽化器303的供液；步骤三生成温度常温至380K可调的热氮气；打开第一连通控制阀312，液氮经第三汽化器303气化后，由升压调节阀308升压至设定压力O. 4 O. SMPa后，进入稳压罐309实现氮气压力稳定，稳压后氮气经第一连通控制阀312进入电加热器318，启动电加热器318将氮气加热至设定温度；步骤四各液氦热沉及羽流吸附泵的液氮吹除；依次打开第二过滤器出口控制阀324、第一气动调节阀504、第二气动调节阀510、 第三气动调节阀511、第四气动调节阀512、第五气动调节阀513、第十八手动截止阀606、第十九手动截止阀613、第二十手动截止阀614、第二十一手动截止阀615、第二十三手动截止阀621，对大门液氦热沉101、舱体前部液氦热沉102、舱体后部液氦热沉103、封头液氦热沉 104以及羽流吸附泵105的从下至上输入调节好后的热氮气，从而排除各液氦热沉及羽流吸附泵105中残留的液氮，采用热氮气吹除的好处是能尽快将液氮气化并吹除，缩短试验时间。本发明大尺寸双热沉温度可调式氮气吹除系统能满足试验要求的最大热负荷为 60kW，可进行高热负荷试验。
权利要求
1.大尺寸双热沉温度可调式氮气吹除系统，其特征在于包括热沉系统(100)、液氮供应系统(200)、氮气生成系统(300)、热沉入口管路系统(500)、热沉出口管路系统(600)。热沉系统(100)包括大门液氦热沉(101)、舱体前部液氦热沉(102)、舱体后部液氦热沉(103)、封头液氦热沉(104)、羽流吸附泵(105)、大门液氮热沉(106)、舱体前部液氮热沉 (107)、舱体后部液氮热沉(108)、封头液氮热沉(109);其中，大门液氮热沉(106)、大门液氦热沉(101)、舱体前部液氮热沉(107)、舱体后部液氮热沉(108)与封头液氦热沉(104)、 封头液氮热沉(109)依次由前至后设置。舱体前部液氦热沉(102)、舱体后部液氦热沉(103)设置在舱体前部液氮热沉(107)、舱体后部液氮热沉(108)内部；羽流吸附泵(105) 设置在舱体后部液氦热沉(103)内部；液氮供应系统(200)包括液氮贮槽A(234)、液氮贮槽B(233)以及第一手动截止阀 (221)、第二手动截止阀(209)、第三手动截止阀(219)、第四手动截止阀(206)、第五手动截止阀(216)、第六手动截止阀(208)、第七手动截止阀(218)、第八手动截止阀(222)、第九手动截止阀(223)、第十手动截止阀(227)、第十一手动截止阀(228)、第一远程压力表(203)、 第二远程压力表(213)、第一现场压力表(205)、第二现场压力表(215)、第一低温电磁阀 (207)、第二低温电磁阀(217)、第一液位计(204)、第二液位计(214)、第一汽化器(210)、第二汽化器(220)、液氮贮槽A排气阀(235)与液氮贮槽B排气阀(236);其中，通过第十手动截止阀(227)、第i^一手动截止阀(228)分别为液氮贮槽A(234)、液氮贮槽B(233)内加注液氮；液氮贮槽A(234)和液氮贮槽B(233)间通过第一手动截止阀(221)连通；第一手动截止阀(221)还分别与第一汽化器(210)与第二汽化器(220)的出口连通，第一汽化器 (210)与第二汽化器(220)的出口端还分别通过管路与液氮贮槽A(234)、液氮贮槽B (233) 连通；第一汽化器(210)与第二汽化器(220)的入口分别通过第二手动截止阀(209)、第三手动截止阀(219)与液氮贮槽A(234)、液氮贮槽B(233)连通；第四手动截止阀(206)通过管路顺次连接第一低温电磁阀(207)、第六手动截止阀(208)形成一路，并与第二手动截止阀(209)并联；第五手动截止阀(216)通过管路顺次连接第二低温电磁阀(217)、第七手动截止阀(218)形成一路，并与第三手动截止阀(219)并联；液氮贮槽A(234)顶部安装有第一远程压力表(203)、第一现场压力表(205)，液氮贮槽B (233)顶部安装有第二远程压力表 (213)和第二现场压力表(215);液氮贮槽A(234)与液氮贮槽B(233)上还分别安装有第一液位计(204)、第二液位计(214);液氮贮槽A(234)与液氮贮槽B(233)上还分别安装有液氮贮槽A排气阀(235)、液氮贮槽B排气阀(236);液氮贮槽A(234)与液氮贮槽B(233)分别通过管路连接有第八手动截止阀(222)与第九手动截止阀(223)，第八手动截止阀(222) 与第九手动截止阀(223)间通过三通管路连通，并通过三通管路与氮气生成系统(300)中得第三汽化器303入口管路连通；氮气生成系统(300)包括第三汽化器入口安全阀(302)、第三汽化器(303)、第一控制阀(304)、第一温度计(305)、第二控制阀(306)、第二温度计(307)、升压调节阀(308)、稳压罐(309)、稳压罐远程压力表(310)、稳压罐现场压力表(311)、第一连通控制阀(312)、 电加热器入口安全阀(313)、电加热器入口压力表控制阀(314)、电加热器入口现场压力表 (315)、电加热器入口现场压力表(316)、电加热器入口温度计(317)、电加热器(318)、电加热器出口温度计(319)、电加热器出口控制阀(320)、过滤器(321)、第一过滤器出口控制阀 (322)、过滤器出口安全阀(323)、第二过滤器出口控制阀(324)、第二连通控制阀(325)、第三连通控制阀(326);其中，第三汽化器入口安全阀(302)安装在第三汽化器(303)入口管路上；第三汽化器(303)具有三路出口管路，其中第一路出口管路用于提供常温氮气，依次连接有升压调节阀(308)、稳压罐(309)、 第一连通控制阀(312)、电加热器(318)、电加热器出口控制阀(320)及过滤器(321);其中，稳压罐(309)上安装有稳压罐远程压力表(310)、稳压罐现场压力表(311);电加热器(318)入口管路上安装有电加热器入口安全阀(313);电加热器(318)入口管路上还安装有电加热器入口压力表控制阀(314);电加热器入口压力表控制阀(314)通过三通管路分别连接有电加热器入口现场压力表(315)、电加热器入口现场压力表(316);电加热器(318) 的入口处管路上还安装有电加热器入口温度计(317);电加热器出口温度计(319)安装在过滤器(321)入口处；所述第二路出口管路与第三路出口管路分别用来提供100K与200K低温氮气，第二路出口管路顺次连接第一控制阀(304)、第一温度计(305);第三路出口管路顺次连接第二控制阀(306)、第二温度计(307);第一控制阀(304)与第二控制阀(306)的出口通过三通管路连通并连接至电加热器出口控制阀(320)出口管路；所述电加热器出口控制阀(320)出口管路连接有过滤器(321)，过滤器(321)用于过滤氮气渣滓，使氮气清洁；过滤器(321)出口通过三通管路分别连接有第一过滤器出口控制阀(322)、第二过滤器出口控制阀(324);第一过滤器出口控制阀(322)通过管路与热沉入口管路系统(500)中的第一吹除管路连通；第二过滤器出口控制阀(324)通过管路与热沉入口管路系统(500)中第二吹除管路连通；热沉入口管路系统(500)用来向热沉系统(100)输送氮气，包括第十二手动截止阀 (514)、第十三手动截止阀(515)、第十四手动截止阀(516)、第十五手动截止阀(517)、第十六手动截止阀(509)、第一低温安全阀(507)、第一气动调节阀(504)、第二气动调节阀 (510)、第三气动调节阀(511)、第四气动调节阀(512)、第五气动调节阀(513);其中，第一气动调节阀(504)出口通过管路连接至大门液氦热沉(101)入口 ；第二气动调节阀(510) 出口通过管路连接至舱体前部液氦热沉(102)入口 ；第三气动调节阀(511)出口通过管路连接至舱体后部液氦热沉(103)入口 ；第四气动调节阀(512)出口通过管路连接至封头液氦热沉(104)入口 ；第五气动调节阀(513)出口通过管路连接至羽流吸附泵(105)入口 ；第一气动调节阀(504)、第二气动调节阀(510)、第三气动调节阀(511)、第四气动调节阀(512)、以及第五气动调节阀(513)的入口通过第一吹除管路连通；第十二手动截止阀 (514)出口通过管路连接至大门液氮热沉(106)入口 ；第十三手动截止阀(515)出口通过管路连接至舱体前部液氮热沉(107)入口 ；第十四手动截止阀(516)出口通过管路连接至舱体后部氮气热沉(108)入口 ；第十五手动截止阀(517)出口通过管路连接至封头氮气热沉(109)入口 ；第十二手动截止阀(514)、第十三手动截止阀(515)、第十四手动截止阀(516)与第十五手动截止阀(517)的入口通过第二吹除管路连通；第十六手动截止阀(509)—端通过管路连接至第二气动调节阀(510)、第三气动调节阀(511)、第四气动调节阀(512)、第五气动调节阀(513)的入口管路，另一端通过管路直接连接至大气；第一低温安全阀(507)安装在第一吹除管路上；热沉出口管路系统(600)用来将对热沉系统(100)进行吹除后的多余氮气排出，包括第十七手动截止阀￠02)、第十八手动截止阀￠06)、第十九手动截止阀￠13)、第二十手动截止阀￠14)、第二十一手动截止阀￠15)、第二十二手动截止阀￠18)、第二十三手动截止阀￠21)、第二十四手动截止阀￠22)、第二十五手动截止阀￠23)、第二十六手动截止阀￠25)、第二十七手动截止阀￠26)、第二十八手动截止阀￠28)、第二十九手动截止阀(630)、第一低温温度计￠01)、第二低温温度计￠07)、第三低温温度计￠08)、第四低温温度计￠09)、第五低温温度计￠10)、第六低温温度计￠11)、第七低温温度计￠12)、 第八低温温度计(632)、第二低温安全阀(605)、第三低温安全阀(616)、第四低温安全阀 (617)、第五低温安全阀(624)、第六低温安全阀(627)、第七低温安全阀(629)、第八低温安全阀￠31)、第三远程压力表￠03)、第四远程压力表￠19)、第三现场压力表￠04)、第四现场压力表(620)与第六气动调节阀￠33);其中，第十八手动截止阀(606) —端通过管路直通大气，另一端通过管路顺次连接第二低温安全阀￠05)、第十七手动截止阀￠02)、 第三远程压力表(603)至大门液氦热沉(101)出口，形成大门液氦热沉(101)出口排放管路；第十七手动截止阀(602)还与第三现场压力表￠04)、第一低温温度计(601)相连；第二十三手动截止阀￠21) —端通过管路直通大气，另一端通过管路顺次连接第二十二手动截止阀￠18)、第四低温安全阀(617)后，分别连接有六路管路，第一路通过第二低温温度计(607)连接至舱体前部液氦热沉(102)出口 ；第二路通过第三低温温度计(608)连接至舱体后部液氦热沉(103)出口 ；第三路通过第四低温温度计(609)连接至封头液氦热沉(104)出口 ；第四路通过第十九手动截止阀(613)、第五低温温度计(610)连接至羽流吸附泵(105)大筒出口 ；第五路通过第二十手动截止阀614、第六低温温度计(611)连接至羽流吸附泵(105)中筒出口 ；第六路通过第二十一手动截止阀615、第七低温温度计(612)连接至羽流吸附泵(105)小筒出口 ；由此形成除大门液氦热沉106外的其他液氦热沉及羽流吸附泵出口排放管路；所述第二十二手动截止阀(618)与第四远程压力表￠19)、第四现场压力表(620)相连；第六气动调节阀(633) —端通过管路直通大气，另一端通过管路顺次连接第八低温温度计￠32)、第十低温安全阀￠31)、第二十九手动截止阀￠30)、第七低温安全阀(629)、第二十八手动截止阀￠28)、第六低温安全阀(627)后分别连接有四路管路，四路管路分别连接至大门氮气热沉(106)、舱体前部氮气热沉(107)、舱体后部氮气热沉(108)、 封头液氮热沉(109);通过第二十四手动截止阀(622)将大门液氦热沉(101)的出口的排放管路与其余液氦热沉以及羽流吸附泵(105)的出口排放管路连通；通过第二十五手动截止阀￠23)、第五低温安全阀￠24)、第二十七手动截止阀(626)将各液氦热沉、羽流吸附泵(105)及各氮气热沉的出口排放管路连通形成管网系统，具体连接方式为第二十五手动截止阀(623) —端通过管路与羽流吸附泵(105)出口排放管路连通，另一端通过管路顺次连接第五低温安全阀￠24)、第二十七手动截止阀(626)连接至第二十八手动截止阀 (628)与第七低温安全阀(629)之间管路上；第五低温安全阀(624)安装在第二十五手动截止阀(623)和第二十七手动截止阀(626)之间的管路上；第三低温安全阀(616)安装在第二十一手动截止阀(615)入口管路上；第二十六手动截止阀(625) —端连接至第二十五手动截止阀(623)与第二十七手动截止阀(626)之间，另一端直通大气。
2.如权利要求I所述大尺寸双热沉温度可调式氮气吹除系统，其特征在于所述稳压罐(309)出口还通过管路连接有第二连通控制阀(325)、第三连通控制阀(326)，第二连通控制阀(325)与第三连通控制阀(326)分别通过管路与液氮供应系统(200)中得第一气化器(210)、第二汽化器(220)出口管路连通。
3.基于权利要求I所述大尺寸双热沉温度可调式氮气吹除系统的操作方法，其特征在于在热沉系统100发动机羽流试验后步骤一液氮贮槽A (234)或液氮贮槽B (233)液氮加注；打开第十手动截止阀(227)或第i^一手动截止阀(228)完成液氮贮槽A(234)或液氮贮槽B (233)的液氮加注，液氮贮槽A (234)或液氮贮槽B (233)不加注；步骤二 向第三汽化器(303)供液；打开第八手动截止阀(222)或第九手动截止阀(223)完成向第三汽化器(303)的供液；步骤三生成温度100K的低温氮气；打开第一控制阀(304)，并通过观察第一出口温度计(305)的温度数值来调节第一控制阀(304)开度，使氮气生成系统(300)中第二路出口管路中氮气温度达到100K ;步骤四生成温度200K的低温氮气；打开第二控制阀(306)，并通过观察第二出口温度计(307)的温度数值来调节第二控制阀(306)开度大�。沟上低�(300)中第三路出口管路段管路氮气温度达到 200K ；步骤五生成温度100K 200K的低温氮气；同时调节第一控制阀(304)、第二控制阀(306)开度的大�。⑼ü鄄斓缂尤绕鞒隹谖露燃�(319)的温度数值来分别调节第一控制阀(304)、第二控制阀(306)开度的大�。鹘�200K低温氮气和100K低温氮气的混合比，使进入过滤器(321)中的氮气温度在100K 200K之间；步骤六各液氦热沉及羽流吸附泵的液氮吹除；依次打开第二过滤器出口控制阀(324)、第一气动调节阀(504)、第二气动调节阀 (510)、第三气动调节阀(511)、第四气动调节阀(512)、第五气动调节阀(513)、第十八手动截止阀￠06)、第十九手动截止阀￠13)、第二十手动截止阀￠14)、第二十一手动截止阀 (615)、第二十三手动截止阀￠21)，对大门液氦热沉(101)、舱体前部液氦热沉(102)、舱体后部液氦热沉(103)、封头液氦热沉(104)、羽流吸附泵(105)从下至上输入调节好后的低温氮气，由此排除各液氦热沉及羽流吸附泵(105)中残留的液氮；步骤七各液氮热沉液氮吹除；依次打开第一连通控制阀(312)、电加热器出口控制阀(320)、第一过滤器出口控制阀 (322)、第十二手动截止阀(514)、第十三手动截止阀(515)、第十四手动截止阀(516)、第十五手动截止阀(517)、第二十八手动截止阀￠28)、第二十九手动截止阀￠30)、第六气动调节阀￠33)，对大门液氮热沉(106)、舱体前部液氮热沉(107)、舱体后部液氮热沉(108)、 封头液氮热沉(109)从下至上输入低温氮气；在热沉系统100进行卫星热真空试验后步骤一液氮贮槽A (234)或液氮贮槽B (233)液氮加注；打开第十手动截止阀(227)或第i^一手动截止阀(228)完成液氮贮槽A (234)或液氮贮槽B (233)的液氮加注，液氮贮槽A (234)或液氮贮槽B (233)不加注；步骤二 向第三汽化器(303)供液；打开第八手动截止阀(222)或第九手动截止阀(223)完成向第三汽化器(303)的供液；步骤三生成温度常温至380K热氮气；打开第一连通控制阀(312)，液氮经第三汽化器(303)气化后，由升压调节阀(308)升压至设定压力O. 4 O. SMPa后，进入稳压罐(309)实现氮气压力稳定，稳压后氮气经第一连通控制阀(312)进入电加热器(318)，启动电加热器(318)将氮气加热至设定温度；步骤四各液氦热沉及羽流吸附泵(105)的液氮吹除；依次打开第二过滤器出口控制阀(324)、第一气动调节阀(504)、第二气动调节阀 (510)、第三气动调节阀(511)、第四气动调节阀(512)、第五气动调节阀(513)、第十八手动截止阀￠06)、第十九手动截止阀￠13)、第二十手动截止阀￠14)、第二十一手动截止阀 (615)、第二十三手动截止阀￠21)，对大门液氦热沉(101)、舱体前部液氦热沉(102)、舱体后部液氦热沉103、封头液氦热沉(104)以及羽流吸附泵(105)的从下至上输入调节好后的热氮气，从而排除各液氦热沉及羽流吸附泵(105)中残留的液氮。
全文摘要
本发明公开一种大尺寸双热沉温度可调式氮气吹除系统及其操作方法，包括热沉系统、液氮供应系统、氮气生成系统、热沉入口管路系统、热沉出口管路系统。液氮供应系统将存储的液氮供给给氮气生成系统，为了满足不同实验后热沉系统内液氮吹除需求，氮气生成系统可分别生成不同温度段的氮气，通过热沉入口管路系统分别吹除各个液氦热沉与各个液氮热沉内的多余液氮；吹除后的氮气可经热沉出口管路系统排出；本发明的优点为可同时满足卫星热真空试验及发动机羽流试验两种试验需求，为大尺寸双层热沉装置提供氮气吹除。
文档编号G01M9/06GK102607796SQ20121005781
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月7日 优先权日2012年3月7日
发明者凌桂龙, 张建华, 蔡国飙 申请人:北京航空航天大学
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