本发明专利技术涉及液体火箭发动机试验技术领域，提供了一种高温燃气采集装置及方法，该高温燃气采集装置，至少包括：采样瓶，具有进口与出口，适于收集和保存高温燃气；燃气汇流管，一端与采样瓶的进口相连通，另一端适于与高温燃气源相连通；支路温度传感器，设置在与采样瓶的出口相连的管路上；加热套，包裹在采样瓶的表面，加热套与支路温度传感器信号连接；支路压力表，设置在与采样瓶的进口相连的管路上。本发明专利技术提供的高温燃气采集装置，能够保证采样的高温燃气的温度、压力和初始状态一致，避免气体中的部分物质冷凝，造成组分失真。造成组分失真。造成组分失真。
【技术实现步骤摘要】
一种高温燃气采集装置及方法
[0001]本专利技术涉及液体火箭发动机试验
，具体涉及一种高温燃气采集装置及方法。
技术介绍
[0002]液氧酒精燃气发生器是液体火箭发动机试验领域常用的蒸汽产生装置，它采用酒精、液氧、水三种物质燃烧混合生成高温(200℃
‑
400℃)、压力(0.5MPa
‑
6MPa)的混合气体，包含水蒸气、二氧化碳、一氧化碳、氢气、甲烷、乙炔等多种碳氢化合物。这种混合气体将用于给引射系统提供引射工质，但引射工质的组分关系到引射系统的性能。因此，在试验之前需要采集引射工质并对其组分关系进行检测与分析。但是，由于在液氧酒精燃气发生器的现场存在着大量易燃易爆的物质，振动剧烈，人不能滞留在现场。而一般的气相色谱仪都不具备防爆、抗振、无人检测的功能，且对收集的气体具有温度和压力限制要求。因此，如何设计一种在收集和保存引射工质时能够保证高温气体的温度、压力和初始状态一致，避免气体中的部分物质冷凝，造成组分失真的采集装置成为亟待解决的技术问题。
技术实现思路
[0003]因此，本专利技术要解决的技术问题在于如何设计一种在收集和保存引射工质时能够保证高温气体的温度、压力和初始状态一致，避免气体中的部分物质冷凝，造成组分失真的采集装置，从而提供一种高温燃气采集装置及方法。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：
[0005]一种高温燃气采集装置，至少包括：采样瓶，具有进口与出口，适于收集和保存高温燃气；燃气汇流管，一端与所述采样瓶的进口相连通，另一端适于与高温燃气源相连通；支路温度传感器，设置在与所述采样瓶的出口相连的管路上，适于获取所述采样瓶内的高温燃气的温度信息；加热套，包裹在所述采样瓶的表面，所述加热套与所述支路温度传感器信号连接，所述加热套能够根据所述支路温度传感器反馈的温度信息加热所述采样瓶；支路压力表，设置在与所述采样瓶的进口相连的管路上，所述支路压力表能够获得所述采样瓶内的实时气压信息，以使用户能够根据所述气压信息判断是否采样成功。
[0006]进一步地，该高温燃气采集装置还包括进口主路、出口主路以及并联设置在两者之间的若干支路；所述进口主路远离所述出口主路的一端与所述燃气汇流管远离高温燃气源的一端相连通；所述出口主路远离所述进口主路的一端适于与气相色谱仪相连；每个所述支路上均设置有所述采样瓶、所述支路温度传感器以及所述支路压力表。
[0007]进一步地，沿高温燃气的输送方向上所述进口主路上依次设置有止回阀、主路过滤器以及进口主路压力传感器。
[0008]进一步地，沿高温燃气的输送方向上所述出口主路上依次设置有排污手阀以及出口主路压力传感器。
[0009]进一步地，每个所述支路上均设置有支路进口自动阀、支路出口自动阀、支路进口
手阀以及支路出口手阀；沿高温燃气的输送方向上所述支路进口自动阀与所述支路进口手阀依次设置在与所述采样瓶的进口相连的管路上；沿高温燃气的输送方向上所述支路出口自动阀与所述支路出口手阀依次设置在与所述采样瓶的出口相连的管路上。
[0010]进一步地，每个所述支路上均设置有第一过滤器与第二过滤器；所述第一过滤器设置在所述支路进口自动阀的上游；所述第二过滤器设置在所述支路出口手阀与所述支路出口自动阀之间。
[0011]进一步地，所述支路包括三个，分别记为第一支路、第二支路以及第三支路；所述第三支路上的所述采样瓶上设置有排液取样阀。
[0012]一种高温燃气采集方法，包括上述所述的高温燃气采集装置，包括如下步骤：利用采样瓶收集并保存高温燃气；对采样瓶进行加热；获取采集到的高温燃气的温度信息与气压信息；若采集到的高温燃气的温度值与被采集的高温燃气的温度值一致且采集到的高温燃气的气压值与被采集的高温燃气的气压值一致时，则采样成功。
[0013]进一步地，利用采样瓶收集并保存高温燃气之前：打开支路上的支路进口手阀以及支路出口手阀，用加热套对采样瓶进行预加热到T1，然后保温；燃气发生器开始工作后，当进口主路压力传感器的压力大于0.95倍的P1时，打开支路进口自动阀和支路出口自动阀，使高温燃气开始对进口主路、各支路、采样瓶以及出口主路进行置换、吹扫、预热；其中，T1为被采集的高温燃气的温度值，P1为被采集的高温燃气的气压值。
[0014]进一步地，对采样瓶进行置换、吹扫、预热时：将出口主路远离支路的一端直通大气，利用高温燃气置换出采样瓶中原有的气体。
[0015]进一步地，利用采样瓶收集并保存高温燃气具体包括：根据进口主路压力传感器获取的进口主路上的气压信息判断燃气发生器的工作状态；若燃气发生器已经工作，并且已经开始吹扫，则当支路的温度值超过0.95倍的T1且持续10s后，支路出口自动阀关闭，开始采样；当采样的温度、压力均达到被采集的高温燃气的温度、压力值且持续30s后，支路进口自动阀关闭，停止采样；待燃气发生器停止工作后，关闭支路出口手阀和支路进口手阀；整个采样过程中加热套始终按设定温度T1加热。
[0016]进一步地，采样成功后通过气相色谱仪对各个支路上的采样瓶采集到的高温燃气进行组分分析并对分析结果之间进行相互比对，以验证采样化验的重复性；将组分分析后的高温燃气组分中C、H、O比例和燃气发生器燃烧前的酒精、液氧、水中的C、H、O比例进行比对，验证采样的正确性。
[0017]进一步地，该高温燃气采集方法还包括如下步骤：将设置有排液取样阀的采样瓶冷却到常温，通过气相色谱仪得到常温下为气态的各种气体之间的组分关系；通过排液取样阀收集该采样瓶内冷凝的液体，通过气相色谱仪得到常温下为液态的各种气体之间的组分关系；通过常温下液相和气相中各自组分的相对比例来验证其余支路的采样瓶中的高温燃气的组分占比的正确性。
[0018]进一步地，气相色谱仪测量采样瓶中的高温燃气的组分时，通过调节支路出口手阀的开闭程度控制出口主路压力传感器的读数低于气相色谱仪的许可压力。
[0019]进一步地，该高温燃气采集方法还包括如下步骤：在燃气汇流管、进口主路、每个支路、出口主路、止回阀、支路进口自动阀、支路出口自动阀、支路进口手阀、支路出口手阀、排液取样阀以及排污手阀的外表面均设置电加热带。
[0020]进一步地，该高温燃气采集方法还包括如下步骤：在燃气汇流管、进口主路、每个支路、出口主路、止回阀、支路进口自动阀、支路出口自动阀、支路进口手阀、支路出口手阀、排液取样阀、排污手阀以及采样瓶的外表面均设置保温层。
[0021]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0022]本专利技术提供的高温燃气采集装置，利用燃气汇流管将高温燃气引导至采样瓶中，利用采样瓶收集与保存高温燃气再通过加热套对采样瓶进行加热，通过支路温度传感器与支路压力表反馈的数据能够判断出采样是否成功，能够保证采集到的高温燃气的温度、压力和被采集的高温燃气状态一致，避免气体中的部分物质冷凝，造成组分失真。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高温燃气采集装置，其特征在于，至少包括：采样瓶，具有进口与出口，适于收集和保存高温燃气；燃气汇流管，一端与所述采样瓶的进口相连通，另一端适于与高温燃气源相连通；支路温度传感器，设置在与所述采样瓶的出口相连的管路上，适于获取所述采样瓶内的高温燃气的温度信息；加热套，包裹在所述采样瓶的表面，所述加热套与所述支路温度传感器信号连接，所述加热套能够根据所述支路温度传感器反馈的温度信息加热所述采样瓶；支路压力表，设置在与所述采样瓶的进口相连的管路上，所述支路压力表能够获得所述采样瓶内的实时气压信息，以使用户能够根据所述气压信息判断是否采样成功。2.根据权利要求1所述的高温燃气采集装置，其特征在于，还包括进口主路、出口主路以及并联设置在两者之间的若干支路；所述进口主路远离所述出口主路的一端与所述燃气汇流管远离高温燃气源的一端相连通；所述出口主路远离所述进口主路的一端适于与气相色谱仪相连；每个所述支路上均设置有所述采样瓶、所述支路温度传感器以及所述支路压力表。3.根据权利要求2所述的高温燃气采集装置，其特征在于，沿高温燃气的输送方向上所述进口主路上依次设置有止回阀、主路过滤器以及进口主路压力传感器。4.根据权利要求2所述的高温燃气采集装置，其特征在于，沿高温燃气的输送方向上所述出口主路上依次设置有排污手阀以及出口主路压力传感器。5.根据权利要求2
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4中任一项所述的高温燃气采集装置，其特征在于，每个所述支路上均设置有支路进口自动阀、支路出口自动阀、支路进口手阀以及支路出口手阀；沿高温燃气的输送方向上所述支路进口自动阀与所述支路进口手阀依次设置在与所述采样瓶的进口相连的管路上；沿高温燃气的输送方向上所述支路出口自动阀与所述支路出口手阀依次设置在与所述采样瓶的出口相连的管路上。6.根据权利要求5所述的高温燃气采集装置，其特征在于，每个所述支路上均设置有第一过滤器与第二过滤器；所述第一过滤器设置在所述支路进口自动阀的上游；所述第二过滤器设置在所述支路出口手阀与所述支路出口自动阀之间。7.根据权利要求2所述的高温燃气采集装置，其特征在于，所述支路包括三个，分别记为第一支路、第二支路以及第三支路；所述第三支路上的所述采样瓶上设置有排液取样阀。8.一种高温燃气采集方法，其特征在于，包括权利要求1
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7中任一项所述的高温燃气采集装置，包括如下步骤：利用采样瓶收集并保存高温燃气；对采样瓶进行加热；
获取采集到的高温燃气的温度信息与气压信息；若采集到的高温燃气的温度值与被采集的高温燃气的温度值一致且采集到的高温燃气的气压值与被采集的高温燃气的气压值一致时，则采样成功。9.根据权利要求8所述的高温燃气采集方法，其特征在于，利用采样瓶收集并保存高温燃气之前：打开支路上的支路进口手阀以及支路出口手阀，...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴薇梵，孔凡超，张家仙，魏仁敏，张小通，朱子勇，王成刚，夏伟，王占林，王晓宇，吴兆兵，唐天奇，王君鑫，
申请(专利权)人：北京航天试验技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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