一種小氣枕增壓系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種小氣枕增壓系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用了冗余設(shè)計，增壓電磁閥在設(shè)定的時序條件下受貯箱壓力反饋控制，在發(fā)動機啟動初期，增壓控制器控制主、輔增壓電磁閥并監(jiān)測貯箱內(nèi)壓力，當壓力過低時，增壓控制器控制主或輔增壓電磁閥打開對貯箱應(yīng)急增壓，防止在小氣枕條件下由于貯箱氣枕壓力衰減過快導(dǎo)致的發(fā)動機工作異常，保證發(fā)動機順利啟動，避免了單點故障，可以有效的提高增壓系統(tǒng)的可靠性。
【專利說明】一種小氣枕增壓系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種小氣枕增壓系統(tǒng)，尤其涉及一種用于小氣枕貯箱的具有應(yīng)急啟動功能的增壓系統(tǒng)，屬于推進劑管理【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著空間運輸特別是商業(yè)航天需求的發(fā)展，可以安全、快速、機動的進出空間的小型運載器是未來航天領(lǐng)域的重要發(fā)展方向之一。這種運載器一般結(jié)構(gòu)比較緊湊，推進劑貯箱及忙箱的初始氣枕容積較小，隨著發(fā)動機啟動，推進劑流量迅速增加，這會導(dǎo)致忙箱內(nèi)氣枕壓力迅速衰減，當貯箱氣枕壓力低于所需下限時，可能會影響發(fā)動機工作甚至導(dǎo)致提前關(guān)機。因此，需要在其常規(guī)增壓系統(tǒng)上增加應(yīng)急啟動功能，當貯箱氣枕壓力在啟動初期過低時對貯箱進行應(yīng)急增壓，保證發(fā)動機正常工作，提高可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種小氣枕增壓系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有良好的冗余性，避免了單點故障，可以有效提高增壓系統(tǒng)的工作可靠性。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種小氣枕增壓系統(tǒng)，由應(yīng)急增壓氣瓶、過濾器、主增壓電磁閥、輔增壓電磁閥、主增壓孔板、輔增壓孔板、增壓控制器、保險閥和壓力傳感器組成，主增壓電磁閥與主增壓孔板串聯(lián)形成主增壓控制通路，輔增壓電磁閥與輔增壓孔板串聯(lián)形成輔增壓控制通路，主增壓控制通路與輔增壓控制通路并聯(lián)，其中主增壓孔板和輔增壓孔板接推進劑貯箱頂部，主增壓電磁閥和輔增壓電磁閥通過過濾器接應(yīng)急增壓氣瓶，壓力傳感器安裝在推進劑貯箱頂部用于測量推進劑貯箱的壓力，增壓控制器根據(jù)壓力傳感器的測量結(jié)果控制主增壓電磁閥或輔增壓電磁閥的開關(guān)。壓力傳感器采用三路并聯(lián)備份設(shè)計。
[0005]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果:本發(fā)明的增壓系統(tǒng)采用了冗余設(shè)計，增壓電磁閥在設(shè)定的時序條件下受貯箱壓力反饋控制，在發(fā)動機啟動初期，增壓控制器控制主、輔增壓電磁閥并監(jiān)測貯箱內(nèi)壓力，當壓力過低時，增壓控制器控制主或輔增壓電磁閥打開對貯箱應(yīng)急增壓，防止在小氣枕條件下由于貯箱氣枕壓力衰減過快導(dǎo)致的發(fā)動機工作異常，保證發(fā)動機順利啟動，避免了單點故障，可以有效的提高增壓系統(tǒng)的可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)組成原理圖。
【具體實施方式】
[0007]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細的說明:
[0008]如圖1所述，本發(fā)明由應(yīng)急增壓氣瓶1、過濾器2、主增壓電磁閥3、輔增壓電磁閥
4、主增壓孔板5、輔增壓孔板6、增壓控制器7、保險閥8和壓力傳感器9組成，主增壓電磁閥3與主增壓孔板5串聯(lián)形成主增壓控制通路，輔增壓電磁閥4與輔增壓孔板6串聯(lián)形成輔增壓控制通路，主增壓控制通路與輔增壓控制通路并聯(lián)，其中主增壓孔板5和輔增壓孔板6接推進劑貯箱頂部，主增壓電磁閥3和輔增壓電磁閥4通過過濾器2接應(yīng)急增壓氣瓶1，壓力傳感器9安裝在推進劑貯箱頂部用于測量推進劑貯箱的壓力，增壓控制器7根據(jù)壓力傳感器9的測量結(jié)果控制主增壓電磁閥3或輔增壓電磁閥4的開關(guān)。增壓氣瓶用于貯存應(yīng)急增壓用氣體，一般采用高壓輕質(zhì)的氣瓶，保壓氣體一般采用分子量較小且與介質(zhì)相容性好的氣體。
[0009]在發(fā)動機啟動初期，增壓控制器控制主、輔增壓電磁閥并監(jiān)測貯箱內(nèi)壓力，在渡過發(fā)動機啟動段后，推進劑流量、增壓氣體流量、貯箱氣枕壓力均趨于穩(wěn)定，此時主、輔增壓電磁閥在增壓控制器的控制下停止工作，由常規(guī)增壓系統(tǒng)單獨為貯箱增壓；當壓力過低時，主或輔增壓電磁閥打開對貯箱應(yīng)急增壓，防止壓力低于發(fā)動機所需壓力下限，保證發(fā)動機順利啟動。
[0010]為了避免單點故障，防止由于增壓電磁閥不開啟造成的貯箱壓力過低，采用主輔增壓電磁閥并聯(lián)的方案，輔增壓電磁閥的設(shè)定下限略低于主電磁閥的設(shè)定下限，當主增壓電磁閥不打開時，輔增壓電磁閥打開增壓，在達到設(shè)定上限后關(guān)閉；應(yīng)急增壓孔板分別串聯(lián)于主/輔增壓電磁閥后，實現(xiàn)流量調(diào)節(jié)作用；為了避免防止應(yīng)急增壓電磁閥開啟后不關(guān)閉造成的貯箱破壞，在貯箱上設(shè)置有保險閥，其設(shè)計打開壓力低于貯箱的最高使用壓力，當貯箱壓力超過打開壓力時，保險閥打開排出箱內(nèi)氣體，直至箱內(nèi)壓力降至關(guān)閉壓力時保險閥關(guān)閉。貯箱壓力傳感器為三路并聯(lián)，并將輸出結(jié)果進行“三取二”穩(wěn)值處理，確保及時其中一個壓力傳感器出現(xiàn)故障，仍然可以正常控制電磁閥；應(yīng)急啟動功能通常用于在啟動初期工作穩(wěn)定程度較差的增壓系統(tǒng)，常溫氣體加溫增壓系統(tǒng)、冷氦增壓系統(tǒng)、自生增壓系統(tǒng)等。
[0011]實施例:推進劑貯箱容積約為4000L，初始氣枕容積約為3.5%，其常規(guī)增壓系統(tǒng)為自生增壓系統(tǒng)，在額定工況下自生增壓氣體可以滿足發(fā)動機的壓力需求，但實際工況中自生增壓氣體流量及溫度可能偏低，這會導(dǎo)致貯箱內(nèi)壓力過低，影響發(fā)動機工作，因此需要增加應(yīng)急啟動系統(tǒng)；應(yīng)急增壓氣瓶I采用小型金屬氣瓶，其單個容積為20L、工作壓力為23MPa，應(yīng)急增壓氣體采用高純常溫氦氣；過濾器2安裝于增壓氣瓶及增壓電磁閥之間，對氦氣進行過濾，防止多余物進入電磁閥造成卡滯或進入貯箱造成污染；主增壓電磁閥3與輔增壓電磁閥4并聯(lián)，由增壓控制器7控制其啟閉，主增壓電磁閥3的壓力控制帶略窄于輔增壓電磁閥4，當主增壓電磁閥3出現(xiàn)未開啟的故障時，輔增壓電磁閥4打開并為推進劑貯箱保壓，為保證電磁閥動作靈敏可靠，該例中采用直動式電磁閥；主增壓孔板5、輔增壓孔板6分別串聯(lián)于相應(yīng)電磁閥后，實現(xiàn)流量調(diào)節(jié)作用；增壓控制器7在發(fā)動機啟動至啟動后8s內(nèi)接受箱壓反饋控制主增壓電磁閥3及輔增壓電磁閥4的啟閉；保險閥8安裝于推進劑貯箱上底，在貯箱內(nèi)壓力過高時，保險閥打開排出多余氣體；貯箱壓力傳感器9安裝于推進劑貯箱上底，為三路并聯(lián)，將貯箱內(nèi)氣枕壓力測量結(jié)果反饋至增壓控制器11，進行“三取二”穩(wěn)值計算后對應(yīng)急增壓電磁閥實施控制。
[0012]本發(fā)明未詳細描述內(nèi)容為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種小氣枕增壓系統(tǒng)，其特征在于:由應(yīng)急增壓氣瓶(I)、過濾器(2)、主增壓電磁閥(3)、輔增壓電磁閥(4)、主增壓孔板(5)、輔增壓孔板(6)、增壓控制器(7)、保險閥(8)和壓力傳感器(9)組成，主增壓電磁閥(3)與主增壓孔板(5)串聯(lián)形成主增壓控制通路，輔增壓電磁閥(4)與輔增壓孔板(6)串聯(lián)形成輔增壓控制通路，主增壓控制通路與輔增壓控制通路并聯(lián)，其中主增壓孔板(5)和輔增壓孔板(6)接推進劑貯箱頂部，主增壓電磁閥(3)和輔增壓電磁閥(4 )通過過濾器(2 )接應(yīng)急增壓氣瓶(I)，壓力傳感器(9 )安裝在推進劑貯箱頂部用于測量推進劑貯箱的壓力，增壓控制器(7)根據(jù)壓力傳感器(9)的測量結(jié)果控制主增壓電磁閥(3)或輔增壓電磁閥(4)的開關(guān)，保險閥(8)設(shè)置在推進劑貯箱上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小氣枕增壓系統(tǒng)，其特征在于:所述主增壓電磁閥(3)或輔增壓電磁閥(4)為直動式電磁閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小氣枕增壓系統(tǒng)，其特征在于:所述壓力傳感器(9)采用三路并聯(lián)備份設(shè)計。
【文檔編號】F02K9/95GK103670802SQ201310577124
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月18日
【發(fā)明者】滿滿, 張立強, 劉敏, 周浩洋, 帥彤, 劉文川, 馬方超, 吳姮 申請人:北京宇航系統(tǒng)工程研究所, 中國運載火箭技術(shù)研究院