CN106482904A - 分时复用的检漏加压回收系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分时复用的检漏加压回收系统，包括六路气体回收管路和六路高压气体输出管路，通过回收管路和输出管路分别对至少两个增压器进行充气和回收复用，各管路设置分别设置气控阀和单向阀，以保证至少两个航天器产品同时回收气体并增压储存气体。本系统在能够满足多路输出和多路回收的航天器充放气需求前提下，提高了系统对增压泵的利用率，缩减了增压泵使用数量，通过系统优化实现了成本的节省；同时，通过增压泵组的并联和串联形式，使得系统的工作销量明显提升；此外系统对于氦气进行了增压回收，可高效节省氦气这一昂贵资源，使得这一战略物资得到了高效利用。

Description

分时复用的检漏加压回收系统

技术领域

本发明涉及航天器检漏测试中为被检系统充放气的充排气系统，特别涉及需要对被检系统充高压气体和从被检系统中回收高压气体的加压回收系统。

背景技术

检漏是航天器重要的测试环节之一，漏率指标关系着航天器能否成功在轨稳定运行。现阶段检漏测试主要分为单点漏率检测和总漏率测试两大部分，需要对航天器被检系统充入氦气(示漏气体)。由于氦气是一种重要的战略资源，价值大，难获得，因此检漏后又需要把系统内的氦气泄放进行回收。整个检漏周期中，对航天器被检漏系统的气体充放操作占到了三分之二的时间，且部分航天器需要充入高压气体进行检漏，需要利用气体增压泵才能完成。

针对待检漏的航天器，需要利用充气管路和气体增压泵完成对被检系统的充气，针对检漏完成的航天器，需要利用放气管路和气体增压泵完成对被检系统的放气和增压回收储存。目前，存在多个航天器同时进行检漏充放气的工况，即存在以下几种情况：1.多个航天器同时需要充高压气体；2.多个航天器同时需要泄放回收高压气体；3.某个(几个)航天器需要充高压气体，而同时某几个(个)航天器需要泄放回收高压气体。充高压气体时需要增压泵增压，而放气回收进行储存时也需要增压泵增压，因此加压回收系统中增压泵的高效利用是一个难点，为此，本发明人经过不懈努力，提供了一种能偶高效使用增压泵的检漏加压回收系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于航天器检漏加压回收氦气的分时复用系统，可以实现在检漏充放气环节中高效利用增压泵和充放气管路，节省系统资源和成本。

本发明所提供的具体方案如下：

分时复用的检漏加压回收系统，包括六路气体回收管路和六路高压气体输出管路，满足多个航天器产品同时对接使用，至少两个航天器产品进行高压氦气充气时，内部存储氦气的储存容器分别经过六路高压气体输出管路输送给至少两个增压泵的入口，经过增压后输出至下游的六路高压出口，六路高压出口用于与至少两个航天器产品连通以保证至少两个航天器产品同时独立充高压气体的需求，航天器进行放气泄压并对氦气进行回收时，通过六路气体回收管路回收各航天器的气体，当回收的气体压力大于回收容器中的气体压力时，直接经过单向阀后输入回收容器；当回收的气体压力不大于回收容器中的气体压力时，增压回收，回收氦气的各管路连通到所述至少两个增压泵中，经增压后再返回回收容器，各管路设置分别设置气控阀和单向阀，以保证至少两个航天器产品同时回收气体并增压储存气体。

其中，至少两个增压泵为四个增压泵，分别进行并联或者两两并联后再串联，以提高气体的增压速率。

其中，对于每个储存容器的输出管路，通过阀门的相应开关使管路输出气体到达至少两个增压泵中的任何一个的入口，经过增压的气体输出至下游高压气体出口中的任何一个。

其中，本发明的回收系统在同一时刻至少保证4个航天器产品同时得到独立的增压氦气。

其中，本发明的回收系统通过自动控制分配至少两个增压泵分别为充压和回收服务，通过单独的充压工作和回收工作，气体在系统中运行，同时满足至少4路产品的并行工作。

进一步地，通过阀门设置和配合，使四路航天器产品的需求任意组合，包括：1路充压，3路回收；或者2路充压，2路回收；或者3路充压，1路回收。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明在充气和回收两大工况下复用了四个增压泵，使得不必专门为系统每条输出和回收气路设置充气增压泵和回收增压泵，缩减了增压泵使用数量。

本发明在充气或回收工况下，可根据被充放气产品数量需求分时实现增压泵并行或并行后再串行工作，提高充气或回收的效率，缩短了被检产品的充放气时间。

本发明在1个储存容器和1个回收容器的情况下，通过单向阀的设置可以同时实现多路充气供气和多路放气回收，使系统并行能力强大。

本发明通过增压泵对氦气进行增压回收利用，使得这一战略资源得到高效利用，节省了氦气资源，使得航天器泄漏检测可持续发展。

附图说明

图1为本发明的分时复用的检漏加压回收系统示意图；

图中：1至6为储存容器出口1至存储容器出口6；7至10为增压泵1至增压泵4；11至16为高压出口11至高压出口16；17至22为回收入口17至回收入口22；23为回收容器；24为储存容器，25为转存增压泵。

图2为本发明的分时复用的检漏加压回收系统简化示意图。

图中的数字分别表示的是：26为航天器，27为增压设备(充气回收复用)，23为回收容器，24为储存容器，25为转存增压设备。

图3为本发明的分时复用的检漏加压回收系统中高压氦气供气并行示意图；

图中的数字分别表示的是：1至6为储存出口1至储存出口6；7至10为增压泵1至增压泵4；11至16为高压出口1至高压出口6；17至22为回收入口1至回收入口6；23为回收容器，24为储存容器，25为转存增压泵。

图4为本发明的分时复用的检漏加压回收系统中氦气回收并行示意图；

图中的数字分别表示的是：1至6为储存出口1至储存出口6；7至10为增压泵1至增压泵4；11至16为高压出口1至高压出口6；17至22为回收入口1至回收入口6；23为回收容器，24为储存容器，25为转存增压泵。

图5为本发明的分时复用的检漏加压回收系统中氦气输出、回收并行示意图；

图中的数字分别表示的是：1至6为储存出口1至储存出口6；7至10为增压泵1至增压泵4；11至16为高压出口1至高压出口6；17至22为回收入口1至回收入口6；23为回收容器，24为储存容器，25为转存增压泵。

具体实施方式

以下介绍的是作为本发明所述内容的具体实施方式，下面通过具体实施方式对本发明的所述内容作进一步的阐明。当然，描述下列具体实施方式只为示例本发明的不同方面的内容，而不应理解为限制本发明范围。

参见图1，本发明的分时复用的检漏加压回收系统的示意图如图1所示,该回收系统主要由高压气控阀、单向阀、高压管路、增压泵、压力传感器和气体储存容器等部分组成。高压气控阀在本系统中连接在高压管路中，通过开关起到改变气路作用；单向阀在本系统中连接在高压管路中，起到使管路内高压气体单向流动的限制作用；高压管路使系统的主要组成部分，起到系统连接左右，增压泵在本系统中连接在高压管路中，起到气体增压左右；压力传感器在本系统中连接在高压管路中，起到测压左右。本发明的系统包括6路高压气体输出路和6路气体回收路，可满足多个航天器同时对接使用。

本发明的系统主要包括低压氦气供气、高压氦气供气、高压氦气回收、增压氦气回收、氦气增压转存等五大功能。本发明主要针对的是其中的高压氦气供气、高压氦气回收和增压氦气回收功能。

当被检系统需要进行高压氦气充气时，系统用到的功能为高压氦气供气，通过24(储存容器)将其内部存储的氦气从1(储存出口1)——6(储存出口6)输出，结合相应气控阀门的开闭，输送至7(增压泵1)——10(增压泵4)的入口，经过增压后输出至下游11(高压出口1)——16(高压出口6)，供给所需产品，至少可以保证4个产品同时独立充高压气体的需求，此外，当充气需求不大于2个产品时，可以采用7(增压泵1)和8(增压泵2)并联(或9(增压泵3)和10(增压泵4)并联)增压的形式提高气体增压速率，当充气需求为1个产品时，可以4台增压泵同时工作，即并联后串联的形式((7并8)串(9并10))，提升气体增压效率。

当被检系统需要进行放气泄压并对氦气进行回收时，系统用到的功能为高压氦气回收或增压氦气回收，通过17(回收入口1)——22(回收入口6)回收各路的气体，当回收的气体压力大于23(回收容器I)中的气体压力时，为高压氦气回收，氦气直接经过单向阀后可输入23(回收容器)，这里单向阀可以防止各路回收气体由于压力不同出现返流，可确保所有回收路的气体进入回收容器；当回收的气体压力不大于23(回收容器)中的气体压力时，需要增压回收，氦气绕路至7(增压泵1)——10(增压泵4)，经增压后返回至23(回收容器)，至少可以保证4个产品同时回收气体并增压储存的需求。此外，当回收需求不大于2个产品时，还可以采用7(增压泵1)和8(增压泵2)并联(或9(增压泵3)和10(增压泵4)并联)的形式提高气体增压速率，当回收需求为1个产品时，可以4台增压泵同时工作，即并联后串联的形式((7并8)串(9并10))，提升气体增压回收效率。

多个航天器充压过程中的系统工作原理如下：储存容器作为气源将其内部存储的氦气通过储存出口1到储存出口6的6个出口输出，结合相应气控阀门的开闭，输送增压泵1至增压泵4的入口，经过增压后输出至下游高压出口1至高压出口6。对于每个储存容器的输出路，可通过阀门的相应开关使该路输出气体到达增压泵1至增压泵4任何一个的入口，而且经过增压的气体可以输出至出口1至出口6中的任何一个，因此，系统在同一时刻至少可以保证4个产品同时得到独立的增压过的氦气，可以保证6个产品同时得到增压过的气体。此外，当充气需求不大于2个产品时，还可以采用增压泵1和增压泵2并联(或增压泵3和增压泵4并联)增压的形式提高气体增压速率，缩短充压时间。当充气需求为1个产品时，可以4台增压泵同时工作，即并联后串联的形式(增压泵1并增压泵2)串(增压泵3并增压泵4))，提升气体增压效率。

高压氦气供气并行工作的气路运行模式有很多种，以其中之一作为例子进行说明，具体原理图如图3所示，其为高压出口1、2、3、5同时并行高压供气的工作图，图中黑色粗线为并行的气路。工作时，打开黑色粗线路上的阀门，其他路阀门保持关闭，可以做到多路并行高压供气且互相不干扰。

多个航天器回收过程中的系统工作原理如下：通过回收入口1至回收入口6回收各路产品的气体，当回收的气体压力大于回收容器中的气体压力时，直接经过单向阀后可输入回收容器I，无需进行增压回收；当回收的气体压力不大于回收容器中的气体压力时，需要增压回收，那么通过关闭该回收分支上的直通路阀门，氦气可绕路至增压泵1至增压泵4的入口，经增压后返回至回收容器，由于回收时各路气体压力不同，因此结合回收容器入口处的单向阀，本系统至少可以保证4个产品同时独立的回收气体并增压储存的需求。此外，当回收需求不大于2个产品时，还可以采用增压泵1和增压泵2并联(或增压泵3和增压泵4并联)的形式提高气体增压速率。当回收需求为1个产品时，可以4台增压泵同时工作，即并联后串联的形式((7并8)串(9并10))，提升气体增压回收效率。

氦气回收并行工作的气路运行模式有很多种，以其中之一作为例子进行说明，具体原理图如图4所示，其为回收入口1、2、3、4路同时并行氦气回收的工作图，其中1、3路为高压回收，2、4路为增压回收，图中黑色粗线为并行的气路。工作时，打开黑色粗线路上的阀门，其他路阀门保持关闭，可以做到多路并行高压供气且互相不干扰。

部分航天器充压&部分航天器放气回收(同时)过程中的系统工作原理如下：系统通过自动控制分配增压泵1至增压泵4为充压和回收分别服务，通过上文中单独的充压工作和回收工作的原理，气体在系统中运行，可同时满足至少4路产品的并行工作，而这4路产品的需求可以是任意组合，即可以是1路充压，3路回收；也可以是2路充压，2路回收；还可以是3路充压，1路回收。

部分航天器充压&部分航天器放气回收(同时)工作的气路运行模式有很多种，以其中之一作为例子进行说明，具体原理图如图5所示，其为回收入口1、2、3、4路同时并行氦气回收且高压出口1、2同时并行高压供气的工作图，其中回收1、2路为高压回收，回收3、4路为增压回收，输出1、2路为高压供气，图中黑色粗线为并行的气路。工作时，打开黑色粗线路上的阀门，其他路阀门保持关闭，可以做到多路并行高压供气且互相不干扰。在本工作模式下，回收容器中回收的气体可以通过转存增压泵增压供给储存容器，全系统形成循环运行。

通过本发明，使得系统原本6路输出6路回收共12路需要12台增压泵的情况缩减至4台，大大提高了增压泵利用率，缩减了系统成本。同时本系统通过对氦气的回收和增压循环利用，有效节省了氦气资源。

尽管上文对本发明的具体实施方式进行了详细的描述和说明，但应该指明的是，我们可以对上述实施方式进行各种改变和修改，但这些都不脱离本发明的精神和所附的权利要求所记载的范围。

Claims (6)

1.分时复用的检漏加压回收系统，包括六路气体回收管路和六路高压气体输出管路，满足多个航天器产品同时对接使用，至少两个航天器产品进行高压氦气充气时，内部存储氦气的储存容器分别经过六路高压气体输出管路输送给至少两个增压泵的入口，经过增压后输出至下游的六路高压出口，六路高压出口用于与至少两个航天器产品连通以保证至少两个航天器产品同时独立充高压气体的需求，航天器进行放气泄压并对氦气进行回收时，通过六路气体回收管路回收各航天器的气体，当回收的气体压力大于回收容器中的气体压力时，直接经过单向阀后输入回收容器；当回收的气体压力不大于回收容器中的气体压力时，增压回收，回收氦气的各管路连通到所述至少两个增压泵中，经增压后再返回回收容器，各管路设置分别设置气控阀和单向阀，以保证至少两个航天器产品同时回收气体并增压储存气体。

2.如权利要求1所述的系统，其中，至少两个增压泵为四个增压泵，分别进行并联，以提高气体的增压速率。

3.如权利要求1所述的系统，其中，对于每个储存容器的输出管路，通过阀门的相应开关使管路输出气体到达至少两个增压泵中的任何一个的入口，经过增压的气体输出至下游高压气体出口中的任何一个。

4.如权利要求2所述的系统，其中，本发明的回收系统在同一时刻至少保证4个航天器产品同时得到独立的增压氦气。

5.如权利要求1-4任一项所述的系统，其中，所述回收系统通过自动控制分配至少两个增压泵分别为充压和回收服务，通过单独的充压工作和回收工作，气体在系统中运行，同时满足至少4路航天器产品的并行工作。

6.如权利要求5所述的系统，通过阀门设置和配合，使四路航天器产品的需求任意组合，包括：1路充压，3路回收；或者2路充压，2路回收；或者3路充压，1路回收。