CN103438353A - 一种冗余供气回路 - Google Patents

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本发明为了解决高压交流电源抗干扰问题及因为双向电动截止阀发生内部泄漏造成异常脱落的故障，提高冷氦连接器脱落的可靠性，提供了一种供冷氦连接器配气的冗余供气回路，包括第一双向电动截止阀、第二双向电动截止阀和两个单向阀，其中，向冷氦连接器提供的气体首先进入第一双向电动截止阀，第一双向电动截止阀的常开出口连接第二双向电动截止阀，第二双向电动截止阀的常开出口连接冷氦连接器的锁紧腔，第一双向电动截止阀的常闭出口和第二双向电动截止阀的常闭出口分别连接一个单向阀，上述两个单向阀的另一端分别连接到冷氦连接器的脱落腔。本发明实现了三级贮箱及氦气瓶低温高压氦气的输送，发射前能够可靠地与箭体插座分离。

Description

一种冗余供气回路
技术领域
本发明涉及一种供气回路，更具体地，涉及一种冷氦连接器配气箱的可靠供气回路。
背景技术
在现代火箭及宇航技术中．大量使用的气体有氮和氦气。
它们的主要应用是：
1．作为能源（操纵液氢低温阀门，则应使用氦气）；
2．作为吹除置换用气体，对液体推进剂加注系统吹除、置换（置换液氧系统应使用氦气或氢气）；
3．对火箭、飞行器上推进剂贮箱增压，对地面推进剂贮罐增压，以保证推进剂系统正常工作（对液氧贮箱增压应使用氦或氧气）；
4．用于火箭发动机系统吹除（按要求用氨气或氦气）。
火箭、宇航飞行器在飞行过程中的用气，贮存在火箭上的钛台金球形气瓶中。地面设备及火箭起飞前的用气，直接由地面供气系统提供。气源和供气系统是火箭，宇航地面设备中的一个重要组成部分。
对处于液氢温度下工作的某些气动阀件，则应用氦气操纵。对于液氢一液氧火箭发动机，在某些晴况下，则必须用氦气吹除。
火箭在发射之前需要被竖直地安置于地面的插座中。插座的供气系统是支持火箭活动的重要组成部分。该插座一方面起到对箭身的固定作用，另一方面起到为火箭提供各种补给和监测的功能。插座正常工作的重要因素之一是入口保持稳定的压力，所以要求供气系统中的整个回路能够提供极其可靠的工作和保障。
现有技术中，供气系统的供气回路为一个电磁阀完成的单点供气回路，这种结构不够完善。葛欣在《运载火箭平台供气系统冗余设计试验》（《导弹与航天运载技术》，2006年第3期，总第283期，56-61页，）一文中分析了减压器、稳压器的故障模式，提供了若干种平台供气的冗余方案及对应的试验数据。但是，现有技术中尚无针对三级贮箱及氦气瓶低温高压氦气的输送的冗余供气回路，尤其是针对冷氦连接器配气箱的可靠供气回路。
发明内容
为了克服现有技术中存在的不足，解决高压交流电源抗干扰问题及因为双向电动截止阀发生内部泄漏造成异常脱落的故障，提高冷氦连接器脱落的可靠性，本发明提供了一种冗余供气回路。
本发明提供的一种供冷氦连接器配气的冗余供气回路，包括第一双向电动截止阀、第二双向电动截止阀和两个单向阀，其中，向冷氦连接器提供的气体首先进入第一双向电动截止阀，第一双向电动截止阀的常开出口连接第二双向电动截止阀，第二双向电动截止阀的常开出口连接冷氦连接器的锁紧腔，第一双向电动截止阀的常闭出口和第二双向电动截止阀的常闭出口分别连接一个单向阀，上述两个单向阀的另一端分别连接到冷氦连接器的脱落腔。
进一步地，所述冗余供气回路还包括自适应开关阀及节流阀，在与双向电动截止阀的常闭出口相连的单向阀和冷氦连接器的脱落腔之间设置一支路管路，所述自适应开关阀及节流阀被设置该支路管路的两侧。
本发明的有益效果如下：本发明在现有技术中仅采用一个双向电磁阀的基础上，进行冗余设计，热备份一个双向电磁阀，并增加自适应开关阀作为电磁阀内部发生泄漏时的补救措施。该供气回路应用于某型号运载火箭三级动力系统，实现三级贮箱及氦气瓶低温高压氦气的输送，发射前能够可靠地与箭体插座分离。
冗余供气回路经过脱落电磁阀控制电压试验，单机试验，连接器脱落返回信号试验，系统匹配试验等各种试验，结果满足总体及设计指标的要求，结构简单、操作方便。
附图说明
图1示出了根据本发明的一个实施例的冗余供气回路原理图。
具体实施方式
下面结合附图说明本发明的一个实施例。
参考图1，给出了根据本发明的一个实施例的供冷氦连接器配气的冗余供气回路中，各个元器件的连接原理图。图1中的实线代表供气管路。该冗余供气回路10包括双向电动截止阀1、双向电动截止阀2，以及单向阀3和单向阀4，其中，向冷氦连接器提供的气体首先进入双向电动截止阀1，双向电动截止阀1的常开出口连接双向电动截止阀2，双向电动截止阀2的常开出口连接冷氦连接器的锁紧腔9，双向电动截止阀1的常闭出口连接单向阀4，双向电动截止阀2的常闭出口连接单向阀5，上述两个单向阀4和5的另一端分别连接到冷氦连接器7的脱落腔8。
为了使冷氦连接器7的脱落腔8放气，实现二次脱落，所述冗余供气回路10还包括自适应开关阀5及节流阀6，在与双向电动截止阀2的常闭出口相连的单向阀3和冷氦连接器7的脱落腔8之间设置一支路管路11，所述自适应开关阀5及节流阀6被设置该支路管路11的两侧。
现详述本发明的供气回路10的工作机理：
1.正常情况：两个双向电动截止阀1和2同时正常工作，同时将冷氦连接器7锁紧腔9的锁紧气放出、并将脱落气切换到冷氦连接器7的脱落腔8，完成冷氦连接器7的正常脱落；
2.发生第1种异常情况：当双向电动截止阀1发生锁紧腔9的锁紧气放气、不能将脱落气切换到冷氦连接器7的脱落腔8，进而发生冷氦连接器7不能正常脱落的故障时，双向电动截止阀2锁紧腔9的锁紧气放气，及时地将脱落气切换到冷氦连接器7的脱落腔8，保证冷氦连接器7的可靠脱落；
3.发生第2种异常情况：当双向电动截止阀2发生锁紧腔9的锁紧气放气、不能将脱落气切换到冷氦连接器7的脱落腔8，进而发生冷氦连接器7不能正常脱落的故障时，双向电动截止电阀1锁紧腔9的锁紧气放气，及时地将脱落气切换到冷氦连接器7的脱落腔8，保证冷氦连接器7的可靠脱落；
4.当双向电动截止阀1通电后没有动作，双向电动截止阀2的动作正常时，锁紧腔9的锁紧气放出，并将脱落气切换到冷氦连接器7的脱落腔8，完成冷氦连接器7的正常脱落；（或者双向电动截止阀2通电后没有动作，双向电动截止阀1的动作正常时，锁紧腔9的锁紧气放出，并将脱落气切换到冷氦连接器7的脱落腔8，完成冷氦连接器7的正常脱落）。
5.当双向电动截止阀1和2内部发生泄漏的故障情况（常开腔的锁紧气泄漏到常闭腔中）时，自适应开关阀5就产生动作，使泄漏的气体从自适应开关阀5排出，从而起到泄漏的气体不直接漏到冷氦连接器7的脱落腔8中的效果。
以上的各实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (2)

1.一种供冷氦连接器配气的冗余供气回路，包括第一双向电动截止阀、第二双向电动截止阀和两个单向阀，其中，向冷氦连接器提供的气体首先进入第一双向电动截止阀，第一双向电动截止阀的常开出口连接第二双向电动截止阀，第二双向电动截止阀的常开出口连接冷氦连接器的锁紧腔，第一双向电动截止阀的常闭出口和第二双向电动截止阀的常闭出口分别连接一个单向阀，上述两个单向阀的另一端分别连接到冷氦连接器的脱落腔。
2.根据权利要求1所述的冗余供气回路，所述冗余供气回路还包括自适应开关阀及节流阀，在与双向电动截止阀的常闭出口相连的单向阀和冷氦连接器的脱落腔之间设置一支路管路，所述自适应开关阀及节流阀被设置该支路管路的两侧。
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