CN106134444B - 恒压挤压式推进系统减压阀在线测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种恒压挤压式推进系统减压阀在线测试方法，属于减压阀测量技术领域。本发明在被测减压阀的进、出口分别设置进口三通、出口三通，进口三通上游依次设置测压装置、过滤器、控制阀与高压气源连接；出口三通下游依次设置测试工具、测压装置、缓冲器、控制阀、孔板与放气阀连接；通过步骤1至步骤4完成测试。本发明解决了含有减压阀的恒压挤压式推进系统的减压阀在线测试问题，取得了降低推进系统的发射风险，提高航天器的发射成功率的有益效果。

Description

恒压挤压式推进系统减压阀在线测试方法

技术领域

本发明涉及减压阀测量技术领域，具体涉及一种恒压挤压式推进系统减压阀在线测试方法。

背景技术

减压阀广泛运用于航天器的推进系统中，尤其是恒压挤压式推进系统。减压阀在推进系统中发挥着关键作用，通过减压阀为推进剂贮箱提供恒定的挤压气体，确保推进剂稳定的输送至发动机，从而产生稳定的推力，为航天器提供控制力及力矩。如果减压阀出口压力偏高或偏低，直接导致推进系统发动机不能正常工作，轻则影响航天器运行轨道或姿态，重则导致发动机解体，航天器失去控制。

按照常规的推进系统总装流程，减压阀在提交系统总装前，在专用减压阀性能测试设备上，按照推进系统规定的流量将减压阀调试到出口压力满足系统正常工作的压力范围。减压阀交付推进系统总装后，不再进行减压阀性能测试。推进系统总装结束后，将经历贮存、运输等环境，特别是对需长期贮存的系统，减压阀在经历复杂甚至苛刻的环境后其性能参数无法获取，而作为推进系统的关键部件，其性能直接影响到发射任务的成败。因此，在发射前的技术阵地测试中，有必要对减压阀性能进行测试，确认减压阀的各项性能参数满足推进系统使用要求，确保发射任务圆满成功。

发明内容

本发明所要解决的问题是在系统状态下，获取减压阀性能。本发明提供一种含有减压阀的恒压挤压式推进系统的减压阀在线测试方法，以此确认减压阀在经过长期贮存、运输等环境后，其性能参数满足使用要求，确保推进系统发射后正常工作。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方法是通过在被测减压阀进、出口分别设置进口三通、出口三通。进口三通上游依次设置测压装置、过滤器、控制阀与高压气源连接，出口三通下游依次设置测试工具、测压装置、缓冲器、控制阀、孔板与放气阀连接。测试工具安装在出口三通上，其测试步骤如下：

步骤1，在减压阀进口设置进口三通，通过第一控制阀将进口三通与高压气体相连，并通过第一控制阀实现高压气体的控制；

步骤2，在减压阀和推进剂贮箱之间设置出口三通，通过测试工具安装于出口三通后，将减压阀通向推进剂贮箱的流道封闭，并将其引出至测试回路；

步骤3，第一控制阀开启，高压气体经过第一控制阀、进口三通进入推进系统减压阀，通过测压装置获取减压阀入口压力和出口静压；

步骤4，第二控制阀开启，高压气体经减压阀减压后流经测试工具、第二控制阀、孔板排出，通过压力测量装置获取在所需流量下减压阀出口压力。

本发明有效的解决了含减压阀的恒压挤压式推进系统的减压阀在线测试问题，有效降低了推进系统的发射风险，提高了航天器的发射成功率。本发明可应用到所有含有减压阀的恒压挤压式推进系统(单元、双元推进系统以及多元推进系统)以及其他具有类似结构及工作原理的流体系统中。

附图说明

图1是典型的含有减压阀的恒压挤压式推进系统原理图

图2是本发明减压阀在线测试原理图

具体实施方式

下面结合附图附本发明作进一步详细的说明。

图1是典型的含有减压阀的恒压挤压式推进系统双元统一推进系统简化原理示意图。按照常规的推进系统总装流程，减压阀在提交系统总装前，在专用减压阀性能测试设备上，按照推进系统规定的流量将减压阀调试到出口压力满足系统正常工作的压力范围。减压阀交付系统总装后，不再进行减压阀性能测试。推进系统总装结束后，将经历贮存、运输等环境，减压阀在经历这些复杂甚至苛刻的环境后，其性能好坏无法获取。本发明提供的减压阀在线测试方法如图2所示，其原理组成包括：在减压阀进口设置进口三通实现减压阀工作所需的高压气体的引入；在减压阀出口设置出口三通，通过测试工具安装于出口三通，将减压阀原本通向下游推进剂贮箱的流道封闭，并将其引出至测试工具；通过在测试工具下游设置缓冲器模拟贮箱气腔容积，通过设置按照推进系统流量及系统工作压力标定的孔板，模拟推进系统减压阀正常工作时的系统气体流量，通过设置2个控制阀实现气体的控制，从而形成减压阀测试回路，如图2中虚框所示，实现减压阀在线测试功能。结合图2描述本发明的步骤如下：

步骤1，在减压阀进口设置进口三通，通过控制阀1将进口三通与高压气体相连，并通过控制阀1实现高压气体的控制；

步骤2，在减压阀和推进剂贮箱之间设置出口三通，通过测试工具安装于出口三通后，将减压阀原本通向推进剂贮箱的流道封闭，并将其引出至测试回路；

步骤3，控制阀1开启，高压气体经过控制阀1、进口三通进入推进系统减压阀，通过测压装置获取减压阀入口压力和出口静压；

步骤4，控制阀2开启，高压气体经减压阀减压后流经测试工具、控制阀2、孔板排出，通过压力测量装置获取在标定的孔板流量下，减压阀出口压力。

根据传统观念，减压阀只在交付推进系统总装前，在专用减压阀性能测试设备上，按照推进系统规定的流量将减压阀调试到出口压力满足系统正常工作的压力范围内。减压阀交付系统总装后，不再进行减压阀性能测试。推进系统总装结束后，将经历贮存、运输等环境，减压阀在经历这些复杂甚至苛刻的环境后，其性能好坏无法获取，作为推进系统的关键部件，其性能直接影响到发射任务的成败。

本发明通过在减压阀进口设置进口三通实现减压阀工作所需的高压气体的引入；在减压阀出口设置出口三通，测试工具安装在出口三通上，将减压阀原本通向下游推进剂贮箱的流道封闭，并将其引出至测试回路；通过在测试回路设置缓冲器模拟贮箱气腔容积，通过设置按照推进系统流量及系统工作压力标定的孔板，模拟推进系统减压阀正常工作时的系统气体流量，通过设置2个控制阀实现气体的控制，从而实现减压阀在线测试功能，可以根据需要在推进系统总装结束后至发射前的任意时刻进行减压阀在线测试。本发明有效的解决了含减压阀的恒压挤压式推进系统的减压阀在线测试问题，有效降低了推进系统的发射风险，提高了航天器的发射成功率。

Claims (3)

1.恒压挤压式推进系统的减压阀在线测试方法，其特征在于：在被测减压阀的进、出口分别设置进口三通、出口三通，进口三通上游依次设置测压装置、过滤器、第一控制阀与高压气源连接；出口三通下游依次设置测试工具、测压装置、缓冲器、第二控制阀(2)、孔板与放气阀连接；所述的测试工具为金属结构件，内部设置流体通道，外壁设有密封圈，测试时，测试工具安装在出口三通内，用于改变流体流动方向。

2.根据权利要求1所述的恒压挤压式推进系统的减压阀在线测试方法，其特征在于测试方法如下：

步骤1，在减压阀进口设置进口三通，通过第一控制阀(1)将进口三通与高压气体相连，并通过第一控制阀(1)实现高压气体的控制；

步骤2，在减压阀和推进剂贮箱之间设置出口三通，测试工具安装在出口三通上，将减压阀原本通向推进剂贮箱的流道封闭，并将减压阀出口气体引出至测试工具；

步骤3，第一控制阀(1)开启，高压气体经过第一控制阀(1)、进口三通进入推进系统减压阀，通过测压装置获取减压阀入口压力和出口静压；

步骤4，第二控制阀(2)开启，高压气体经减压阀减压后流经测试工具、第二控制阀(2)、孔板排出，通过测压装置获取在标定的孔板流量下，减压阀出口压力。

3.根据权利要求1所述的恒压挤压式推进系统的减压阀在线测试方法，其特征在于：第一控制阀(1)控制高压气体的开启与关闭；测试工具下游设置缓冲器，用于模拟贮箱气腔容积；缓冲器下游设置第二控制阀(2)，用于控制整个回路的开启和关闭；第二控制阀(2)后设置按照推进系统流量及系统工作压力标定的孔板，模拟推进系统减压阀正常工作时的系统气体流量；通过测压装置获取测试过程减压阀进、出口压力。