1.本实用新型涉及低温液体火箭发动机地面试验技术领域，尤其涉及一种火箭发动机试验用高纯氮气获取及存储装置。
背景技术：
2.液体火箭发动机低温试验需求用量较大的氮气，氮气按gjb3403要求，保证纯度≥98.0％即可满足指标要求。常规供应中采取空分生产后的小瓶装氮气，经膜压机等升压设备充入高压储气罐中再进行使用。经二次处理后的氮气在升压过程中可能因原材料、设备、管道等引入其它介质，虽然满足国军标的要求，但是由此也带来了气源纯净度不高，在高压流动下可能影响设备的正常运转，进入低温介质后可能造成溶解、结冰等异常情况。
技术实现要素：
3.为了给火箭发动机低温试验需要大量高纯度氮气，本实用新型提供一种火箭发动机试验用高纯氮气获取及存储装置，采用液氮挥发方式直接制备试验用高压氮气，试验用气统一制备和存放，降低了二次污染和管线反复泄压导致的气体纯度降低和多余物的引入，提高了试验用氮气纯度，保证了试验可靠性。
4.为达到上述目的，本实用新型提供了一种火箭发动机试验用高纯氮气获取及存储装置，包括低温液氮储罐、氮气蒸发装置以及高压氮气储罐；
5.所述低温液氮储罐用于存放液氮；液氮能够经氮气蒸发装置进行气化后输送至所述高压氮气，所述高压氮气储罐用于储存并供应高压氮气。
6.进一步地，所述氮气蒸发装置包括液氮泵和汽化器；所述液氮泵驱动液氮在封闭腔内升压至设定压力，送至汽化器进行高压汽化，汽化后的氮气向前输送至所述高压氮气储罐。
7.进一步地，设定压力为20mpa。
8.进一步地，所述低温液氮储罐入口处设置过滤器，液氮经过滤后经液氮入口阀注入所述低温液氮储罐。
9.进一步地，所述低温液氮储罐设置安全阀、压力表和液氮泄放阀。
10.进一步地，氮气蒸发装置输出氮气的管路上设置单向阀和氮气泄放阀。
11.进一步地，所述高压氮气储罐为1个、2个或多个，分别设置氮气入口阀，氮气出口阀，氮气泄放阀，安全阀和压力表。
12.进一步地，所述低温液氮储罐和高压氮气储罐为不锈钢材质。
13.本实用新型的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
14.(1)本实用新型采用液氮挥发方式直接制备试验用高压氮气，试验用气统一制备和存放，降低了二次污染和管线反复泄压导致的气体纯度降低和多余物的引入，提高了试验用氮气纯度，保证了试验可靠性。
15.(2)本实用新型采用封闭系统闭环置换，进一步保证了氮气纯度。
附图说明
16.图1是高纯氮气获取及存储装置组成示意图；
17.其中1为过滤器，2为液氮入口阀，3为液氮泄放阀，4为液氮出口阀，5为液氮泵，6为汽化器，7为氮气泄放阀，8为单向阀，9为氮气入口阀，10为氮气出口阀，11为氮气泄放阀。
具体实施方式
18.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
19.火箭发动机试验用高纯氮气获取及存储装置，用于存储液氮和氮气，并提供火箭发动机试验所需的高纯氮气。高纯氮气获取及存储装置包括低温液氮储罐、氮气蒸发装置以及高压氮气储罐。
20.低温液氮储罐用于存放制备高纯氮用液氮，液氮经精密过滤器1、液氮入口阀2加注至低温液氮储罐中进行存储。加注完成后关闭液氮入口阀与外界隔离，避免存放过程中可能带来的二次污染。低温液氮储罐设置安全阀保护储罐安全，压力表检测储罐内压力，设置液氮泄放阀3，便于排放液氮，设置液氮出口阀4用于控制液氮经液氮送管路进入氮气蒸发装置。
21.氮气蒸发装置包括液氮泵5和汽化器6；液氮经管路输送至液氮泵5，进行液体升压，液氮泵5驱动液氮在封闭腔内升压至20mpa的使用压力，送至汽化器6进行高压汽化，汽化后的氮气向前输送至高压氮气储罐。通过汽化器采用自身增压方式进行增压，不引入外部气体，避免二次污染。氮气蒸发装置输出氮气的管路上设置单向阀8和氮气泄放阀7。单向阀8避免高压氮气返回到蒸发装置中，氮气泄放阀7进行氮气排放，避免出现过压。
22.高压氮气储罐接受来自管线的高压氮气，用以使用前的储存和使用中的气源供应，系统封闭，运行态和保存态压力均采用正压，外界自然态气体无法进入系统。高压氮气储罐数量根据需要设置，可以为1个、2个或多个，每个高压氮气储罐分别设置氮气入口阀9，氮气出口阀10，氮气泄放阀11，安全阀和压力表。
23.低温液氮储罐和高压氮气储罐采用不锈钢材质，与高压气体接触部位均经特殊处理。
24.装置建立完备后，首先通过低压流程制备，然后进行大流量放气吹除置换，并采用纯度、洁净度、露点化验的方式进行制备气体检测，通过闭环流程控制，实现装置置换和封闭，按国军标方法进行氮气纯度检测，用以液体火箭发动机试验用的氮气最终纯度为99.98％，极大提高了试验用气纯度，有效规避了试验风险。
25.综上所述，本实用新型涉及一种火箭发动机试验用高纯氮气获取及存储装置，包括低温液氮储罐、氮气蒸发装置以及高压氮气储罐；所述低温液氮储罐用于存放液氮；液氮能够经氮气蒸发装置进行气化后输送至所述高压氮气，所述高压氮气储罐用于储存并供应高压氮气。本实用新型采用液氮挥发方式直接制备试验用高压氮气，试验用气统一制备和存放，降低了二次污染和管线反复泄压导致的气体纯度降低和多余物的引入，提高了试验用氮气纯度，保证了试验可靠性。
26.应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
技术特征：
1.一种火箭发动机试验用高纯氮气获取及存储装置，其特征在于，包括低温液氮储罐、氮气蒸发装置以及高压氮气储罐；所述低温液氮储罐用于存放液氮；液氮能够经氮气蒸发装置进行气化后输送至所述高压氮气，所述高压氮气储罐用于储存并供应高压氮气。2.根据权利要求1所述的火箭发动机试验用高纯氮气获取及存储装置，其特征在于，所述氮气蒸发装置包括液氮泵和汽化器；所述液氮泵驱动液氮在封闭腔内升压至设定压力，送至汽化器进行高压汽化，汽化后的氮气向前输送至所述高压氮气储罐。3.根据权利要求1或2所述的火箭发动机试验用高纯氮气获取及存储装置，其特征在于，设定压力为20mpa。4.根据权利要求1或2所述的火箭发动机试验用高纯氮气获取及存储装置，其特征在于，所述低温液氮储罐入口处设置过滤器，液氮经过滤后经液氮入口阀注入所述低温液氮储罐。5.根据权利要求1或2所述的火箭发动机试验用高纯氮气获取及存储装置，其特征在于，所述低温液氮储罐设置安全阀、压力表和液氮泄放阀。6.根据权利要求1或2所述的火箭发动机试验用高纯氮气获取及存储装置，其特征在于，氮气蒸发装置输出氮气的管路上设置单向阀和氮气泄放阀。7.根据权利要求1或2所述的火箭发动机试验用高纯氮气获取及存储装置，其特征在于，所述高压氮气储罐为1个、2个或多个，分别设置氮气入口阀，氮气出口阀，氮气泄放阀，安全阀和压力表。8.根据权利要求1或2所述的火箭发动机试验用高纯氮气获取及存储装置，其特征在于，所述低温液氮储罐和高压氮气储罐为不锈钢材质。
技术总结
本实用新型涉及一种火箭发动机试验用高纯氮气获取及存储装置，包括低温液氮储罐、氮气蒸发装置以及高压氮气储罐；所述低温液氮储罐用于存放液氮；液氮能够经氮气蒸发装置进行气化后输送至所述高压氮气，所述高压氮气储罐用于储存并供应高压氮气。本实用新型采用液氮挥发方式直接制备试验用高压氮气，试验用气统一制备和存放，降低了二次污染和管线反复泄压导致的气体纯度降低和多余物的引入，提高了试验用氮气纯度，保证了试验可靠性。保证了试验可靠性。保证了试验可靠性。
技术研发人员：宋会玲
受保护的技术使用者：北京天兵科技有限公司
技术研发日：2020.12.14
技术公布日：2021/9/7
再多了解一些
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