CN108007651A - 一种用于航天器漏率检测的配气方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于航天器漏率检测的配气装置，包括气体增压器、压力变送器、过滤器、稳压室、高压减压阀、中压减压阀、驱动空气减压阀、驱动空气截止阀、进气截止阀、真空截止阀、安全阀、卸荷阀、真空泵、压力表和不锈钢管路，气源入口连接漏率检测的示漏气体，通过驱动器入口连接压缩空气来驱动气体增压器，示漏气体通过气体增压器增压后进入稳压室和相应的输气回路，利用减压阀、高压截止阀、压力变送器等装置实现两路高压和三路低压气体输出；真空泵用于将稳压室和输气管路中的气体抽除，提高示漏气体纯度。本发明的配气装置满足航天器使用寿命与可靠性检测的要求，可提高示漏气体充放气过程的可靠性、缩短充放气时间、降低漏率检测成本。

Description

一种用于航天器漏率检测的配气方法及装置

技术领域

本发明涉及航天器产品的无损检测技术领域，具体而言，本发明涉及一种用于航天器漏率检测的配气方法及装置。

背景技术

漏率检测是航天器研制过程中重要的一项测试环节，是航天器在轨运行可靠的重要指标。目前航天器检漏多采用氦质谱非真空累积检漏方法，即将充有一定压力示漏气体的航天器放置于检漏容器中进行累积，通过示漏气体测试设备检测容器内示漏气体浓度变化，进而计算出航天器的漏率，同时在航天器进场前，还要对推进系统管路进行单点漏率检测。航天器漏率检测过程中，需要对航天器推进系统进行充气(示漏气体)，包括高压管路和低压管路，充气过程会占据很大一部分时间，并存在一定的安全风险。为缩短充气时间，提高充气效率和精度，保证充气过程的可靠性，本发明提供了一种用于航天器漏率检测的配气装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于航天器漏率检测的配气方法及装置，该装置能够快速、精确、可靠的对航天器推进系统进行充排气。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于航天器漏率检测的配气装置，包括气体增压器、压力变送器、过滤器、稳压室、高压减压阀、中压减压阀、驱动空气减压阀、驱动空气截止阀、进气截止阀、真空截止阀、安全阀、卸荷阀、真空泵、压力表和不锈钢管路；不锈钢管路的一部分管路为气体增压器驱动管路，一定压力的压缩空气通过驱动空气过滤器并经减压阀调节后进入气体增压器，驱动空气截止阀为控制阀门；另一部分为示漏气体管路，气源入口连接高纯示漏气体，气体通过过滤器、进气截止阀流入气体增压器，经气体增压器增压后输出到稳压室，增压后的气体压力通过高压压力表A测量，输出压力大小通过驱动空气减压阀开度调节，然后再通过高压减压阀、中压减压阀调节气体的输出压力，并根据工件充气压力选择低压气体出口(1MPa、2MPa、5MPa)或高压气体出口(35MPa)，打开相应的截止阀为工件充气，所述真空泵用于不锈钢管路的抽空和纯化，此过程需在充气前完成，所述气体增压器可将示漏气体增压到40～45MPa；所述高压减压阀、中压减压阀、驱动空气减压阀用于控制输出气体的输出压力；压力表及压力变送器用于测量气体压力；过滤器用于过滤气体，精度优于10μm；驱动空气截止阀、进气截止阀、真空截止阀用于控制调压后的气体输出；安全阀确保充气过程安全；卸荷阀用于高压气体泄压。

所述的过滤器、进气截止阀、气体增压器以及配套辅助设备可实现气体纯度高(颗粒度优于10μm)、工作噪音低(低于50dB)、压力精度高的气体配气系统；所述的高压减压阀、中压减压阀均采用自动精密减压器，高压减压阀可实现示漏气体高压35±0.1MPa、中压减压阀实现示漏气体低压1±0.01MPa、2±0.02MPa、5±0.05MPa的控制精度。所述真空泵采用无油真空泵，可快速实现管路抽空和纯化，振动及噪声小；所述的截止阀均为针阀，可以通过调节阀门开度可控制气体流量

本发明还提供了一种用于航天器漏率检测的配气方法，包括如下步骤：

S1、按上述的配气装置结构进行配气装置的组装，并完成配气装置预处理；

S2、管路抽空：顺序关闭进气截止阀、驱动空气截止阀，关闭所有卸荷阀，打开真空截止阀，通过无油真空泵对管路进行抽空，管路气体通过真空出气口排出室外，抽真空压力由真空压力表检测，当自动取放样系统达到绝对真空2KPa以下约1～2min时，停止抽真空，关闭真空泵，关闭真空截止阀；

S3、初始调压：打开驱动空气减压阀和驱动控制截止阀，打开进气截止阀，气体增压器启动，示漏气体经气体增压器增压后进入稳压室稳压，调节驱动空气减压阀至输出高压压力表A输出压力为40～45Mpa；

S4、高压输出配气：调节高压减压阀B至高压压力表C输出压力为35MPa，根据输出口连接工件打开对应的高压截止阀A、B开始为工件充气；

S5、低压输出配气：调节高压减压阀A至高压压力表B输出压力为7～8MPa，然后依次调节中压减压阀A、B、C至压力表输出压力为1Mpa、2MPa和5MPa，最后根据输出口连接工件打开对应的截止阀A、B、C开始为工件充气；

S6、放气：工件测试完毕后，关闭对应的截止阀，缓慢打开对应管路的卸荷阀将工件内的压力气体通过卸荷管路导出至室外。

所述配气装置的预处理通过以下步骤完成：

S11、将配气装置摆放到位，确保设备平稳，环境满足相关要求；

S12、将所有减压阀逆时针旋松以保证减压阀处于最低压力状态，将所有输出截止阀关闭；

S13、将气源入口连接示漏气体，保证密封性；驱动器入口连接一定压力约0.7MPa的压缩空气作为气体增压器的驱动动力；

S14、将气体输出口连接工件，将卸荷口用软管引出室外。针对工件要求示漏气体具有很高纯度时，所述步骤S1需对管路进行多次纯化，具体步骤如下：

第一步，按步骤一进行管路抽空；

第二步，打开进气截止阀，一定压力的高纯示漏气体进入管路，调节阀门开度至管路内压力为一个大气压左右；

第三步，关闭进气截止阀，重复第一步、第二步操作3～4次。

本发明提供的航天器漏率检测的配气装置及方法，在传统氦质谱检漏工艺方法基础上进行优化，取得了如下的有益效果：

1整套配气装置自动化程度高、可根据不同工件的不同充气要求进行配气，解决了传统充气设备特定压力充气问题；

2充气管路配置过滤器、抽空泵、安全阀等配件，提高了充气的质量和操作的安全；

3采用先进的气体增压装置、自动精密减压阀等设备，压力控制精度高；

4装置配置稳压器，使整个充气过程平稳，解决了传统充气速率过快导致温度上升及充气压力波动等问题；

5通过该装置可以对工件进行快速充放气，大幅缩短了漏率检测时间，节约了检测成本。

附图说明

图1为本发明航天器漏率检测配气装置示意图；

图中：01、驱动器入口；02、气源入口；03、驱动空气过滤器；04、驱动空气减压阀；05、驱动空气压力表；06、空气安全阀；07、气源过滤器；08、进气压力表；09、进气截止阀；10、驱动空气截止阀；11、气体增压器；12、安全阀；13、稳压器；14、高压压力表A；15、真空截止阀；16、高压减压阀A；17、高压减压阀B；18、高压压力表B；19、高压压力表C；20、中压减压阀A；21、中压减压阀B；22、中压减压阀C；23、高压截止阀A；24、高压截止阀B；25、真空压力表；26、压力表A；27、压力表B；28、压力表C；29、高压压力表D；30、高压压力表E；31低压截止阀A；32、低压截止阀B；33、低压截止阀C；34、真空泵；35、低压卸荷阀A；36、低压卸荷阀B；37、低压卸荷阀C；38、高压卸荷阀A；39、高压卸荷阀B；40、1MPa输出口；41、2MPa输出口；42、5MPa输出口；43、35MPa输出口A；44、35MPa输出口B；45、卸荷口；46、真空出气口。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

本发明的航天器漏率检测的配气装置示意图如图1所示，该装置的气源入口02连接高纯示漏气体纯度≥99.999％，驱动器入口01连接供气压力0.7MPa的压缩空气作为气体增压器11的驱动动力，气体输出接口连接预充气的工件，将气体输出口连接工件，将卸荷口用软管引出室外，在管路连接时确保接口洁净，密封良好。所有压力表配套压力传感器。包括气体增压器、压力变送器、过滤器、稳压室、高压减压阀、中压减压阀、驱动空气减压阀、驱动空气截止阀、进气截止阀、真空截止阀、安全阀、卸荷阀、真空泵、压力表和不锈钢管路；不锈钢管路的一部分管路为气体增压器驱动管路，一定压力的压缩空气通过驱动空气过滤器并经减压阀调节后进入气体增压器，驱动空气截止阀为控制阀门；另一部分为示漏气体管路，气源入口连接高纯示漏气体，气体通过过滤器、进气截止阀流入气体增压器，经气体增压器增压后输出到稳压室，增压后的气体压力通过高压压力表A测量，输出压力大小通过驱动空气减压阀开度调节，然后再通过高压减压阀、中压减压阀调节气体的输出压力，并根据工件充气压力选择低压气体出口(1MPa、2MPa、5MPa)或高压气体出口35MPa，打开相应的截止阀为工件充气，所述真空泵用于不锈钢管路的抽空和纯化，此过程需在充气前完成，所述气体增压器可将示漏气体增压到40～45MPa；所述高压减压阀、中压减压阀、驱动空气减压阀用于控制输出气体的输出压力；压力表及压力变送器用于测量气体压力；过滤器用于过滤气体，精度优于10μm；驱动空气截止阀、进气截止阀、真空截止阀用于控制调压后的气体输出；安全阀确保充气过程安全；卸荷阀用于高压气体泄压。

本发明实施例还提供了一种用于航天器漏率检测的配气方法，包括如下步骤

步骤一，管路抽空及纯化：

第1步，顺序关闭进气截止阀09、驱动空气截止阀10，关闭卸荷阀；

第2步，打开高压减压阀A、B，打开中压减压阀A、B、C；

第3步，打开真空截止阀15，启动无油真空泵34对管路进行抽空，管路气体通过真空出气口46排出室外，抽真空压力由真空压力表25检测；

第4步，当自动取放样系统达到绝对真空2KPa以下约1～2min时，停止抽真空，关闭真空泵34，关闭真空截止阀15，管路完成抽空内容；

第5步，进行管路纯化，打开进气截止阀09，高纯示漏气体进入管路，然后关闭进气截止阀09；

第6步，重复第1步～第5步操作3～4次。

步骤二，初始调压：

第1步，打开驱动空气减压阀04和驱动空气截止阀10；

第2步，打开进气截止阀09，气体增压器11启动，示漏气体经气体增压器11增压后进入稳压室13稳压；

第3步，调节驱动空气减压阀04至输出高压压力表A14输出压力为40～45Mpa。

步骤三，高压输出配气：

第1步，调节高压减压阀B17至高压压力表C19输出压力为35MPa；

第2步，根据输出口连接工件打开对应的高压截止阀A、B开始为工件充气。

步骤四，低压输出配气：

第1步，调节高压减压阀A16至高压压力表B18输出压力为7～8MPa；

第2步，依次调节中压减压阀A、B、C至压力表输出压力为1Mpa、2MPa和5MPa；

第3步，根据输出口连接工件打开对应的截止阀A、B、C开始为工件充气。

步骤五，放气：工件测试完毕后，关闭对应的截止阀，缓慢打开对应管路的卸荷阀将工件内的压力气体通过卸荷管路导出至室外。

以上所述的具体实施例，对本发明的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于航天器漏率检测的配气装置，其特征在于，包括气体增压器、压力变送器、过滤器、稳压室、高压减压阀、中压减压阀、驱动空气减压阀、驱动空气截止阀、进气截止阀、真空截止阀、安全阀、卸荷阀、真空泵、压力表和不锈钢管路；不锈钢管路的一部分管路为气体增压器驱动管路，一定压力的压缩空气通过驱动空气过滤器并经减压阀调节后进入气体增压器，驱动空气截止阀为控制阀门；另一部分为示漏气体管路，气源入口连接高纯示漏气体，气体通过过滤器、进气截止阀流入气体增压器，经气体增压器增压后输出到稳压室，增压后的气体压力通过高压压力表A测量，输出压力大小通过驱动空气减压阀开度调节，然后再通过高压减压阀、中压减压阀调节气体的输出压力，并根据工件充气压力选择低压气体出口或高压气体出口，打开相应的截止阀为工件充气，所述真空泵用于不锈钢管路的抽空和纯化，此过程需在充气前完成，所述气体增压器可将示漏气体增压到40～45MPa；所述高压减压阀、中压减压阀、驱动空气减压阀用于控制输出气体的输出压力；压力表及压力变送器用于测量气体压力；过滤器用于过滤气体，精度优于10μm；驱动空气截止阀、进气截止阀、真空截止阀用于控制调压后的气体输出；安全阀确保充气过程安全；卸荷阀用于高压气体泄压。

2.如权利要求1所述的航天器漏率检测配气装置，其特征在于，所述的高压减压阀、中压减压阀均采用自动精密减压器，高压减压阀可实现示漏气体高压35±0.1MPa、中压减压阀实现示漏气体低压1±0.01MPa、2±0.02MPa、5±0.05MPa的控制精度。

3.如权利要求1所述的航天器漏率检测配气装置，其特征在于，所述真空泵采用无油真空泵，可快速实现管路抽空和纯化，振动及噪声小。

4.如权利要求1所述的航天器漏率检测配气装置，其特征在于，所述的截止阀均为针阀，可以通过调节阀门开度可控制气体流量。

5.一种用于航天器漏率检测的配气方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、按权利要求1所述的配气装置结构进行配气装置的组装，并完成配气装置预处理；

S2、管路抽空：顺序关闭进气截止阀(09)、驱动空气截止阀(10)，关闭所有卸荷阀，打开真空截止阀(15)，通过无油真空泵(34)对管路进行抽空，管路气体通过真空出气口(46)排出室外，抽真空压力由真空压力表(25)检测，当自动取放样系统达到绝对真空2KPa以下时，停止抽真空，关闭真空泵(34)，关闭真空截止阀(15)；

S3、初始调压：打开驱动空气减压阀(04)和驱动控制截止阀(10)，打开进气截止阀(09)，气体增压器(11)启动，示漏气体经气体增压器(11)增压后进入稳压室(13)稳压，调节驱动空气减压阀(04)至输出高压压力表A(14)输出压力为40～45Mpa；

S4、高压输出配气：调节高压减压阀B(17)至高压压力表C(19)输出压力为35MPa，根据输出口连接工件打开对应的高压截止阀A、B开始为工件充气；

S5、低压输出配气：调节高压减压阀A(16)至高压压力表B(18)输出压力为7～8MPa，然后依次调节中压减压阀A、B、C至压力表输出压力为1Mpa、2MPa和5MPa，最后根据输出口连接工件打开对应的截止阀A、B、C开始为工件充气；

S6、放气：工件测试完毕后，关闭对应的截止阀，缓慢打开对应管路的卸荷阀将工件内的压力气体通过卸荷管路导出至室外。

6.如权利要求5所述的一种用于航天器漏率检测的配气方法，其特征在于，所述配气装置的预处理通过以下步骤完成：

S11、将配气装置摆放到位，确保设备平稳，环境满足相关要求；

S12、将所有减压阀逆时针旋松以保证减压阀处于最低压力状态，将所有输出截止阀关闭；

S13、将气源入口(02)连接示漏气体，保证密封性；驱动器入口(01)连接一定压力(约0.7MPa)的压缩空气作为气体增压器(11)的驱动动力；

S14、将气体输出口连接工件，将卸荷口用软管引出室外。

7.如权利要求5所述的一种用于航天器漏率检测的配气方法，其特征在于，针对工件要求示漏气体具有很高纯度时，所述步骤S1需对管路进行多次纯化，具体步骤如下：

第一步，按步骤一进行管路抽空；

第二步，打开进气截止阀，一定压力的高纯示漏气体进入管路，调节阀门开度至管路内压力为一个大气压左右；

第三步，关闭进气截止阀，重复第一步、第二步操作3～4次。