移动液氧加注橇的制作方法

1.本发明涉及液氧燃料加注技术领域，尤其是一种移动液氧加注橇。


背景技术：

2.液氧、液氢或液氧和煤油是新一代运载火箭首选的燃料组合。
3.目前国内常用的火箭液氧加注方案为：发射场建设满足最大加注量要求的液氧/液氮储罐，同时配备加注各阶段所需的仪表阀门管路系统及换热器。加注前先通过槽车将液氧储罐加注到规定液位，发射前规定时间起泵，按预冷、大流量加注、停放、射前过冷补加四个步骤完成箭体液氧加注任务。
4.此加注方式成熟可靠，加注经验足，但是前期投入大，发射成本高，适用于对成本要求不严格的政府部门/军方使用。但是近几年商业航天快速发展，传统的液氧加注方式不能满足商业发射对降低成本的要求。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是：为了解决上述背景技术中存在的问题，提供一种改进的移动液氧加注橇，解决传统液氧加注设备前期投入大，发射成本高的问题。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种移动液氧加注橇，包括20英尺集装箱式底盘、进液口切断球阀、过冷旁路手阀、温度变送器、流量调节阀、安全阀、质量流量计、高压氮气瓶组、出液口切断球阀、支撑管托、防爆接线箱和静电接地绕线盘，所述的20英尺集装箱式底盘上表面通过支撑管托固定连接有两个横置出液管，所述的20英尺集装箱式底盘上表面位于横置出液管进液口位置均设置有横置支线输送管，所述的横置出液管和横置支线输送管之间通过出液口切断球阀固定连通，所述的横置支线输送管一侧通过流量调节阀、过冷旁路手阀固定连通有主进液输送管，所述的主进液输送管外侧面上焊接固定有用于连接进液口切断球阀的侧向进液管，所述的进液口切断球阀外侧进液口通过侧向法兰螺栓固定有外侧进液连接管。
7.所述的横置出液管上端和主进液输送管上端均具有用于安装连通温度变送器。
8.所述的20英尺集装箱式底盘上表面位于横置支线输送管外侧螺栓固定有用于安装防爆接线箱的纵向装配框，所述的纵向装配框前端开设有上端开口的侧向装配滑槽，所述的防爆接线箱背面螺栓固定有纵向装配滑块，所述的防爆接线箱通过纵向装配滑块插入侧向装配滑槽内部和纵向装配框滑动连接，所述的侧向装配滑槽内侧面位于纵向装配滑块上、下方具有向前弯折的一体结构限位板，所述的纵向装配滑块内部开设有内置螺纹调节杆的内螺纹调节通孔，所述的螺纹调节杆两端贯穿限位板内部和限位板活动连接，所述的螺纹调节杆两侧顶端位于限位板一侧均同轴固定有一体结构限位调节块。
9.所述的螺纹调节杆外侧位于纵向装配滑块和限位板之间活动套接有挤压弹簧。
10.所述的20英尺集装箱式底盘上表面位于纵向装配框一侧螺栓固定有用于安装高压氮气瓶组的安装调节装置。
11.所述的安装调节装置包括通过螺栓固定在20英尺集装箱式底盘上表面的u字型结构底部装配框、通过侧向转轴滑动连接在底部装配框内侧的内部翻转框和通过螺栓固定安装在内部翻转框两侧外壁上的弧形固定框。
12.所述的20英尺集装箱式底盘上表面螺栓固定有用于安装静电接地绕线盘的底部安装支架。
13.所述的20英尺集装箱式底盘上表面位于外侧进液连接管下端固定连接有用于方便安装固定的底部支撑架。
14.所述的质量流量计与横置支线输送管固定连通。
15.本发明的有益效果是：
16.(1)本发明的移动液氧加注橇通过用租赁的带泵液氧槽车取代现场储罐及加注泵，用车载定量加注橇装取代现场加注管路，大幅降低现场建设费用；
17.(2)加注橇内含流量调节阀、紧急切断阀、质量流量计、温度/压力变送器等阀门仪表组件，可安全、定量完成加注任务；
18.(3)定量加注橇底盘根据20英尺集装箱安装形式设计，可便捷的安装到集装箱拖车上，同时泵车及定量加注车机动性好，既节约发射场地也便于转场；
19.(4)泵车可以直接加注，省去了转加注过程，节约液氧；
20.(5)相对于露天布置，车载式加注橇贮存条件好、易维护，使用寿命更长，同时加注橇设有液氧驱动式侧板，侧板仅在使用时打开，防护效果良好。
附图说明
21.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
22.图1是本发明的结构示意图。
23.图2是本发明的俯视图。
24.图3是本发明中纵向装配框装配端的内部剖视图。
25.图4是本发明中安装调节装置的结构示意图。
26.图5是本发明中定量加注橇阀门仪表工艺流程图。
具体实施方式
27.现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
28.图1、图2和图3所示的移动液氧加注橇，包括20英尺集装箱式底盘1、进液口切断球阀2、过冷旁路手阀3、温度变送器4、流量调节阀5、安全阀6、质量流量计7、高压氮气瓶组8、出液口切断球阀9、支撑管托10、防爆接线箱11和静电接地绕线盘122，20英尺集装箱式底盘1上表面通过支撑管托10固定连接有两个横置出液管12，横置出液管12也可以根据实际需要设置多个，其中支撑管托10可以是管托也可以是管夹，20英尺集装箱式底盘1上表面位于横置出液管12进液口位置均设置有横置支线输送管13，横置出液管12和横置支线输送管13之间通过出液口切断球阀9固定连通，安全阀6通过侧向装配管固定连通在横置支线输送管13内侧外壁上，横置支线输送管13一侧通过流量调节阀5、过冷旁路手阀3固定连通有主进液输送管14，车头侧的六个进口都是进液口，从槽车进液。数量不定，可以五条进液也可以
七条，主进液输送管14外侧面上焊接固定有用于连接进液口切断球阀2的侧向进液管15，进液口切断球阀2外侧进液口通过侧向法兰螺栓固定有外侧进液连接管16。
29.横置出液管12上端和主进液输送管14上端均具有用于安装连通温度变送器4。
30.20英尺集装箱式底盘1上表面位于横置支线输送管13外侧螺栓固定有用于安装防爆接线箱11的纵向装配框17，横置出液管12和横置支线输送管13都是一回事，都是出液管，看火箭分几级，出液管可以是两条或多条，纵向装配框17前端开设有上端开口的侧向装配滑槽18，防爆接线箱11背面螺栓固定有纵向装配滑块19，防爆接线箱11通过纵向装配滑块19插入侧向装配滑槽18内部和纵向装配框17滑动连接，侧向装配滑槽18内侧面位于纵向装配滑块19上、下方具有向前弯折的一体结构限位板20，纵向装配滑块19内部开设有内置螺纹调节杆21的内螺纹调节通孔，螺纹调节杆21两端贯穿限位板20内部和限位板20活动连接，螺纹调节杆21两侧顶端位于限位板20一侧均同轴固定有一体结构限位调节块22。
31.螺纹调节杆21外侧位于纵向装配滑块19和限位板20之间活动套接有挤压弹簧23。
32.20英尺集装箱式底盘1上表面位于纵向装配框24一侧螺栓固定有用于安装高压氮气瓶组8的安装调节装置。
33.安装调节装置包括通过螺栓固定在20英尺集装箱式底盘1上表面的u字型结构底部装配框25、通过侧向转轴滑动连接在底部装配框25内侧的内部翻转框26和通过螺栓固定安装在内部翻转框26两侧外壁上的弧形固定框27。
34.20英尺集装箱式底盘1上表面螺栓固定有用于安装静电接地绕线盘122的底部安装支架28。
35.20英尺集装箱式底盘1上表面位于外侧进液连接管16下端固定连接有用于方便安装固定的底部支撑架29。
36.质量流量计7与横置支线输送管13固定连通。
37.操作流程为：
38.1)加注橇接地，液氧槽车接地(静电接地夹)，槽车、火箭端快速接头连接。
39.2)管路吹扫。打开槽车取液软管末端排空阀，连接火箭端氮气吹扫管路，取液软管端有吹扫氮气排出后，至少再吹1min，完成吹扫。
40.3)开启主管路、二条加注支路上气动切断阀，打开火箭贮箱上排空阀。调节阀开度10％，开始管路预冷，监测液氧贮箱压力，不超过0.1mpa，加注至5％液位时，预冷流程结束。
41.4)调节阀开度至80％以上，开始大流量加注，加注流量不小于1000l/min，加注至80％液位后大流量加注结束，全程监测液氧贮箱压力，不超过0.1mpa。
42.5)液氧槽车取液泵停车待机，液氧贮箱排气阀保持打开，发动机循环预冷，预计持续2-3h。
43.6)过冷液氮加注。主管路切断阀关闭，手动打开过冷管路旁路手阀，液氮接入深冷换热器，槽车取液泵开启，进行末段过冷加注，加注流量200～300l/min。加注到规定液位后，贮箱内液氧温度应不高于91k。
44.7)管路排空。液氧/液氮槽车取液泵停车，槽车端入口阀关闭。液氧主管路排放阀自动打开，槽车取液软管末端排空阀打开，火箭端氮气吹扫旁路连接氮气源，开启吹扫。液相主管路温度高于-50℃且压力小于0.05mpa时，手动拆卸槽车及火箭端连接快速接头，主管路排放阀自动关闭。
45.如图5所示，流量调节阀5和质量流量计7设置连锁，根据实时加注量控制流量调节阀5开度，实现小流量
→
大流量
→
小流量加注全流程可靠控制。
46.流量调节阀5前后各设置一组，实时监控液相管路温度、压力，可与切断阀设置连锁，当管路压力/温度过高时，关切断阀，停止加注。
47.配置气动切断阀，一是作为正常工作流程主管路开关阀；二是用于紧急切断，当系统监测到异常时(如接地夹松脱、温度超限、压力超限等)，切断阀自动切断，保证现场安全。
48.设置热膨胀安全阀，当管线内介质由于温度升高，导致压力增高，安全阀自动泄压，保证系统安全。设置主管路自动排空阀，加注完成后，自动开阀排空液氧介质。
49.橇内预留液氮过冷管路接口。液氮管路用于给后程加注的液氧过冷，以保证最终贮箱内液氧温度满足工艺要求。
50.取液软管接车端设置拉断阀。出现紧急工况或槽车溜车、司机忘记拆接头时，槽车可直接驶离加注区域，拉开分离的拉断阀二阀瓣可实现两边管路自密封。仅拉断阀制断螺栓破坏，橇体/槽车管路完好。
51.火箭端干式接头上附氮气吹扫管接口，接车软管前端设置排放旁路。液氧加注完成后，吹扫氮气由箭上接入，将管路内残液吹扫入槽车。残液基本吹扫完成后，缓慢打开接车软管排放旁路截止阀，将低温介质完全排空，避免橇内管道积液憋压。
52.管路高效保冷。软管及起竖臂/发射台上硬管均为真空管，橇内仪表/阀门较多的管路采用绝热材料保冷。
53.橇内含高压氮气瓶组8的作用是作为气动开关阀、气动调节阀的仪表气源。
54.本发明的移动液氧加注橇通过用租赁的带泵液氧槽车取代现场储罐及加注泵，用车载定量加注橇装取代现场加注管路，大幅降低现场建设费用；加注橇内含流量调节阀、紧急切断阀、质量流量计、温度/压力变送器等阀门仪表组件，可安全、定量完成加注任务；定量加注橇底盘根据20英尺集装箱安装形式设计，可便捷的安装到集装箱拖车上，同时泵车及定量加注车机动性好，既节约发射场地也便于转场；泵车可以直接加注，省去了转加注过程，节约液氧；相对于露天布置，车载式加注橇贮存条件好、易维护，使用寿命更长，同时加注橇设有液氧驱动式侧板，侧板仅在使用时打开，防护效果良好。
55.以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。