一种超高压超高温气体获得系统及应用方法技术方案

本发明专利技术公开了一种超高压超高温气体获得系统及应用方法，包括：一组或多组一级驱动器，且每组一级驱动器包括有一级活塞组件；与各组一级驱动器的输出端呈串联布局的二级驱动器，其被配置为包括：截面为工字结构的二级活塞缸；对称设置在二级活塞缸内，且截面呈工字形的两个二级活塞。本发明专利技术公开一种超高压超高温气体获得系统及应用方法，可以实现为系统提供超高压力(100MPa以上)、超高温(2000K以上)的气体介质，满足航空航天领域特殊工况的应用需求。求。求。

【技术实现步骤摘要】
一种超高压超高温气体获得系统及应用方法


[0001]本专利技术涉及气体增压增温领域。更具体地说，本专利技术涉及一种超高压、超高温气体获得系统及应用方法。

技术介绍

[0002]在航空航天领域，一些动力系统需要提供100MPa以上压力，2000K以上温度的气体介质，由于气体工况极其苛刻，目前国内还没有针对上述需求的解决方案。单独获得100MPa的超高压力可以通过活塞压缩机或隔膜压缩机增压实现，单独获得2000K以上的超高温可以采用燃烧方式或电弧加热方式实现，但是对于超高压、超高温、介质为气体的耦合工况，实现前述指标难度极大。

技术实现思路

[0003]本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
[0004]为了实现本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种超高压超高温气体获得系统，包括：
[0005]一组或多组一级驱动器，且每组一级驱动器包括有一级活塞组件；
[0006]与各组一级驱动器的输出端呈串联布局的二级驱动器，其被配置为包括：
[0007]截面为工字结构的二级活塞缸；
[0008]对称设置在二级活塞缸内，且截面呈工字形的两个二级活塞；
[0009]其中，在二级活塞缸内，两个二级活塞截面较小的一端相对设置，以通过二者之间的间距构建得到二级增压腔，两个二级活塞截面较大的一端与二级活塞缸两端侧壁的间距构建得到二级驱动腔；
[0010]所述二级驱动腔的输入侧被配置为与各一级活塞组件的输出端相连通，所述二级增压腔通过第一连接管路、第二连接管路与气体输入端、气体输出端连通，且第一连接管路、第二连接管路上分别设置有相配合的气体预充阀、控制阀。
[0011]优选的是，各一级活塞组件均被配置为包括：
[0012]截面为工字结构的一级活塞缸；
[0013]设置在一级活塞缸内，且截面呈工字形的一级活塞，其通过横截面较大的一侧端面与一级活塞缸侧壁之间的间距构建得到一级驱动腔，通过横截面较小的一侧端面与一级活塞缸另一侧侧壁之间的间距构建得到一级增压腔；
[0014]其中，所述一级驱动腔的进气侧通过相配合的进气管与气罐连通；
[0015]所述一级增压腔的输出侧通过相配合的输出管与二级驱动腔连通。
[0016]优选的是，所述第二连接管路上设置有与控制单元通信连接的温度传感器、压力传感器；
[0017]各进气管、输出管上分别设置有与控制单元通信连接的进口开关阀、出口开关阀；
[0018]所述二级活塞缸上设置有与控制单元通信连接的二级驱动器开关阀。
[0019]优选的是，所述一级驱动腔、二级增压腔中的介质被配置为采用，一级增压腔中的介质被配置为采用液体。
[0020]一种超高压超高温气体获得系统的应用方法，包括：
[0021]步骤一、基于预定的气体输出压力和温度要求，控制单元将气体预充阀的工作状态调整为导通，通过气体输入端向二级增压腔中充入压力为10～38MPa，温度为常温～950K的预充气体，并在预充气体充入完成后，并气体预充阀的工作状态调整为截止，同时向气罐中充入压力为20～28MPa的气体；
[0022]步骤二、通过控制单元上的逻辑程序控制驱动系统运行，以控制一级驱动器的进口开关阀、出口开关阀为打开状态，进而驱动气罐中的气体进入一级驱动腔，驱动一级活塞挤压一级增压腔中的液体；
[0023]步骤三，一级增压腔中输出的液体通过输出管进入二级驱动腔，以驱动两个二级活塞相向挤压二级增压腔中的预充气体；
[0024]步骤四，控制单元通过温度传感器和压力传感器实时获取气体输出端的气体温度和压力，并在温度和压力达到预定要求时，将控制阀打开预定的开度，通过气体输出端向外输送预定压力和预定温度的超高压超高温气体。
[0025]本专利技术至少包括以下有益效果：本专利技术的超高压超高温气体获得系统及应用方法，可以实现为动力系统提供超高压力(100MPa以上)、大流量的气体介质，满足超高压工业对动力系统的运行需求。
[0026]本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0027]图1是本专利技术的两级串列活塞气体驱动方法的系统设备组成原理图；
[0028]图2为图1中一级驱动器结构原理图；
[0029]图3为图1中二级驱动器结构原理图；
[0030]其中，一级驱动器
‑
1，二级驱动器
‑
2，气体输入端
‑
3，气体输出端
‑
4，气罐
‑
5，控制单元
‑
6，温度传感器
‑
7，压力传感器
‑
8；
[0031]一级活塞组件
‑
10，一级活塞缸
‑
11，一级活塞
‑
12，一级驱动腔
‑
13，一级增压腔
‑
14，进气管
‑
15，输出管
‑
16，进口开关阀
‑
17、出口开关阀
‑
18；
[0032]二级活塞缸
‑
20，二级活塞
‑
21，二级增压腔
‑
22，二级驱动腔
‑
23，第一连接管路
‑
24、第二连接管路
‑
25，气体预充阀
‑
26、控制阀
‑
27，二级驱动器开关阀
‑
28。
具体实施方式
[0033]下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0034]应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
[0035]需要说明的是，在本专利技术的描述中，术语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专利技术和简化描述，并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专利技术的限制。
[0036]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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，可以是两个元件内部的连通，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专利技术中的具体含义。
[0037]一种超高压超高温气体获得系统，包括：
[0038]一组或多组一级驱动器1，且每组一级驱动器包括有一级活塞组件10；
[0039]与各组一级驱动器的输出端呈串联布局的二级驱动器2，二级驱动器为对称活塞驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超高压超高温气体获得系统，其特征在于，包括：一组或多组一级驱动器，且每组一级驱动器包括有一级活塞组件；与各组一级驱动器的输出端呈串联布局的二级驱动器，其被配置为包括：截面为工字结构的二级活塞缸；对称设置在二级活塞缸内，且截面呈工字形的两个二级活塞；其中，在二级活塞缸内，两个二级活塞截面较小的一端相对设置，以通过二者之间的间距构建得到二级增压腔，两个二级活塞截面较大的一端与二级活塞缸两端侧壁的间距构建得到二级驱动腔；所述二级驱动腔的输入侧被配置为与各一级活塞组件的输出端相连通，所述二级增压腔通过第一连接管路、第二连接管路与气体输入端、气体输出端连通，且第一连接管路、第二连接管路上分别设置有相配合的气体预充阀、控制阀。2.如权利要求1所述的超高压超高温气体获得系统，其特征在于，各一级活塞组件均被配置为包括：截面为工字结构的一级活塞缸；设置在一级活塞缸内，且截面呈工字形的一级活塞，其通过横截面较大的一侧端面与一级活塞缸侧壁之间的间距构建得到一级驱动腔，通过横截面较小的一侧端面与一级活塞缸另一侧侧壁之间的间距构建得到一级增压腔；其中，所述一级驱动腔的进气侧通过相配合的进气管与气罐连通；所述一级增压腔的输出侧通过相配合的输出管与二级驱动腔连通。3.如权利要求2所述的超高压超高温气体获得系统，其特征在于，所述第二连接管路上设置有与控制单元通信连接的温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯峰伟，赵健，许晓斌，范孝华，蒋万秋，赵新，王南天，陈久芬，孙启志，巢根明，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：