CN114033575A - 一种主动式气动保险装置及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例公开了一种主动式气动保险装置及其使用方法，涉及液体火箭贮箱技术领域，所述保险装置应用于低温液氧甲烷火箭的贮箱上，气源组件，用于提供控制气体；气动保险阀，所述气动保险阀设置于贮箱的排气口；电磁阀，所述气源组件通过电磁阀与所述气动保险阀连接，通过所述控制气体驱动所述气动保险阀活动，所述电磁阀与火箭的控制系统连接；压力传感器，所述压力传感器设置于贮箱的气枕内，所述压力传感器与火箭的控制系统连接。本申请通过电磁阀接收系统指令从而控制气动保险阀启闭，而系统指令来源贮箱内的压力传感器，相比被动式先导阀的膜片感应组件，敏感精度更高；通过气动保险阀控制排气口的开闭，采用主动式气动控制方式，可靠性更高。

Description

一种主动式气动保险装置及其使用方法
技术领域
本申请涉及液体火箭贮箱的技术领域，尤其涉及一种主动式气动保险装置及其使用方法。
背景技术
贮箱是液体运载火箭的重要结构件和推进剂贮存装置，为保证贮箱气枕压力，设置贮箱增压系统。在增压过程中，为防止贮箱超压的情况，通常在贮箱上安装排气阀和保险阀。
其中排气阀一般为主动式气动阀，发射前根据需要通过地面供应控制气控制阀门开断。传统的保险阀一般为被动式先导阀，包括指挥阀和主阀两部分。其中指挥阀的控制腔兼具控制和反馈的功能，控制腔从贮箱气枕引压，感应贮箱气枕的压力。当贮箱气枕压力高于设定压力时，指挥阀打开，将主阀背压腔气体排出，从而打开主阀排出贮箱气体。针对传统保险阀可靠性不高，制造难度大，敏感精度低，可调节性能差的缺点。
申请内容
本申请的目的在于提供一种主动式气动保险装置及其使用方法，以解决现有技术中存在的技术问题：即如何解决贮箱的传统保险阀可靠性不高，制造难度大，敏感精度低，可调节性能差的缺点。
为解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案：
本申请实施例的第一方面提供了一种主动式气动保险装置，所述保险装置应用于低温液氧甲烷火箭的贮箱上，包括：气源组件，用于提供控制气体；气动保险阀，所述气动保险阀设置于贮箱的排气口；电磁阀，所述气源组件通过电磁阀与所述气动保险阀连接，通过所述控制气体驱动所述气动保险阀打开或者关闭排气口，所述电磁阀与火箭的控制系统连接；压力传感器，所述压力传感器设置于贮箱的气枕内，所述压力传感器与火箭的控制系统连接。
在一些实施例中，所述气源组件包括控制气瓶和减压阀，所述控制气瓶通过减压阀与所述电磁阀连接。
在一些实施例中，所述控制气瓶为气压为35Mpa的高压氦气瓶。
在一些实施例中，所述控制气瓶的体积为60L～80L。
在一些实施例中，所述减压阀将气体的气压值降低至5Mpa。
在一些实施例中，所述电磁阀为两位三通电磁阀。
在一些实施例中，所述电磁阀内设有供气路和排气路，当所述电磁阀切换到供气路时，所述气动保险阀开启排气口，当所述电磁阀切换到排气路时，所述气动保险阀关闭排气口。
在一些实施例中，所述气动保险阀为气动式菌阀。
本申请实施例的第二方面提供了一种主动式气动保险装置的使用方法，包括以下步骤：
常规状态下，电磁阀设置为排气路，气动保险阀关闭排气口，将压力传感器设置于贮箱的气枕内，在电磁阀上设置触发气路切换的压力设定值；
当压力传感器检测到贮箱内的气枕的气压高于压力设定值时，压力传感器将信号传输给火箭的控制系统，火箭的控制系统驱动电磁阀切换到供气路，从而控制气动保险阀开启排气口，气枕内的气体从排气口排出；
气枕内的气体排出后，当压力传感器检测到贮箱内的气压低于压力设定值时，压力传感器将信号传输给火箭的控制系统电磁阀，火箭的控制系统驱动电磁阀切换到排气路，气动保险阀关闭排气口并保持密封，保证贮箱气枕气体不向外泄露。
在一些实施例中，通过调整触发气路切换的压力设定值，改变气动保险阀开断要求，分别应用于不同的使用场景。
由上述技术方案可知，本申请至少具有如下优点和积极效果：
本申请中的一种主动式气动保险装置，通过气动保险阀控制排气口的开闭，采用主动式气动控制方式，可靠性更高。
本申请中的一种主动式气动保险装置，通过电磁阀接收系统指令从而控制气动保险阀启闭，而系统指令来源贮箱内的压力传感器，相比被动式先导阀的膜片感应组件，检测精度更高。
本申请中的一种主动式气动保险装置，通过调整压力传感器的检测压力，从而调整保险阀启闭压力，可调节性高。
本申请相比传统保险阀的制造难度更低，研制周期快，成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据实施例的一种主动式气动保险装置的结构示意图。
附图标记说明如下：1、控制气瓶；2、减压阀；3、气动保险阀；4、电磁阀；5、压力传感器；6、贮箱。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连通”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
请参阅图1。
图1是本申请一种主动式气动保险装置的一种具体实施方式的结构示意图，如图所示，包括：气源组件、气动保险阀3、电磁阀4和压力传感器5，所述气源组件通过电磁阀4与所述气动保险阀3连接，所述电磁阀4用于控制所述气动保险阀3打开或者关闭贮箱6的排气口。
所述气源组件包括控制气瓶1和减压阀2，所述控制气瓶1通过减压阀2与所述电磁阀4连接，通过所述控制气瓶1提供气体，在具体实施过程中，通过所述减压阀2降低控制气瓶1内气体的控制气压。
所述气动保险阀3设置于贮箱6的排气口，通过气动保险阀3驱动控制气体控制排气口的打开或者关闭，采用主动式气动控制方式，可靠性更高。
所述压力传感器5设置于贮箱6的气枕内，所述压力传感器5与火箭的控制系统连接，通过调整压力传感器5的检测压力，从而将实际情况反馈给火箭的控制系统，再通过火箭的控制系统控制电磁阀4对所述气动保险阀进行控制，打开或者关闭排气口，可调节性好。
在本实施例中，所述控制气瓶1为气压为35Mpa的高压氦气瓶，氦气为无色无味的惰性气体，化学性质不活泼，一般状态下很难和其它物质发生反应。
在本实施例中，所述控制气瓶1的体积为60L～80L，优选的，所述控制气瓶1的体积为70L。
在本实施例中，所述减压阀2将气体的气压值降低至5Mpa。
在本实施例中，所述电磁阀4为两位三通电磁阀4。所述电磁阀4内设有供气路和排气路，当所述电磁阀4切换到供气路时，所述气动保险阀3开启排气口，当所述电磁阀4切换到排气路时，所述气动保险阀3关闭排气口。在具体实施例中，电磁阀4切换到供气路，气动保险阀3开启排气口，气枕内的气体从排气口排出；电磁阀4切换到排气路，气动保险阀3关闭排气口。
在本实施例中，所述气动保险阀3为气动式菌阀。可适应于低温工况。
本申请实施例的第二方面提供了一种主动式气动保险装置一种主动式气动保险装置的使用方法，包括以下步骤：
常规状态下，电磁阀4设置为排气路，气动保险阀3关闭排气口，将压力传感器5设置于贮箱6的气枕内，在电磁阀4上设置触发气路切换的压力设定值；
当压力传感器5检测到贮箱6内的气枕的气压高于压力设定值时，压力传感器5将信号传输给火箭的控制系统，火箭的控制系统驱动电磁阀4切换到供气路，从而控制气动保险阀3开启排气口，气枕内的气体从排气口排出；
气枕内的气体排出后，当压力传感器5检测到贮箱6内的气压低于压力设定值时，压力传感器5将信号传输给火箭的控制系统电磁阀4，火箭的控制系统驱动电磁阀4切换到排气路，气动保险阀3关闭排气口并保持密封，保证贮箱6气枕气体不向外泄露。
在本实施例中，通过调整触发气路切换的压力设定值，改变气动保险阀3开断要求，分别应用于不同的使用场景。
由上述技术方案可知，本申请至少具有如下优点和积极效果：
本申请中的一种主动式气动保险装置，通过气动保险阀控制排气口的开闭，采用主动式气动控制方式，可靠性更高。
本申请中的一种主动式气动保险装置，通过电磁阀接收系统指令从而控制气动保险阀启闭，而系统指令来源贮箱内的压力传感器，相比被动式先导阀的膜片感应组件，敏感精度更高。
本申请中的一种主动式气动保险装置，可通过调整压力传感器的检测压力，从而调整保险阀启闭压力，可调节性好。
本申请相比传统保险阀的制造难度更低，研制周期快，成本低。
在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种主动式气动保险装置，所述保险装置应用于低温液氧甲烷火箭的贮箱上，其特征在于，包括：
气源组件，用于提供控制气体；
气动保险阀，所述气动保险阀设置于贮箱的排气口；
电磁阀，所述气源组件通过电磁阀与所述气动保险阀连接，通过所述控制气体驱动所述气动保险阀打开或者关闭排气口，所述电磁阀与火箭的控制系统连接；
压力传感器，所述压力传感器设置于贮箱的气枕内，所述压力传感器与火箭的控制系统连接。
2.根据权利要求1所述的一种主动式气动保险装置，其特征在于，所述气源组件包括控制气瓶和减压阀，所述控制气瓶通过减压阀与所述电磁阀连接。
3.根据权利要求2所述的一种主动式气动保险装置，其特征在于，所述控制气瓶为气压为35Mpa的高压氦气瓶。
4.根据权利要求2所述的一种主动式气动保险装置，其特征在于，所述控制气瓶的体积为60L～80L。
5.根据权利要求2所述的一种主动式气动保险装置，其特征在于，所述减压阀将气体的气压值降低至5Mpa。
6.根据权利要求1所述的一种主动式气动保险装置，其特征在于，所述电磁阀为两位三通电磁阀。
7.根据权利要求6所述的一种主动式气动保险装置，其特征在于，所述电磁阀内设有供气路和排气路，当所述电磁阀切换到供气路时，所述气动保险阀开启排气口，当所述电磁阀切换到排气路时，所述气动保险阀关闭排气口。
8.根据权利要求1所述的一种主动式气动保险装置，其特征在于，所述气动保险阀为气动式菌阀。
9.一种主动式气动保险装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
常规状态下，电磁阀设置为排气路，气动保险阀关闭排气口，将压力传感器设置于贮箱的气枕内，在电磁阀上设置触发气路切换的压力设定值；
当压力传感器检测到贮箱内的气枕的气压高于压力设定值时，压力传感器将信号传输给火箭的控制系统，火箭的控制系统驱动电磁阀切换到供气路，从而控制气动保险阀开启排气口，气枕内的气体从排气口排出；
气枕内的气体排出后，当压力传感器检测到贮箱内的气压低于压力设定值时，压力传感器将信号传输给火箭的控制系统电磁阀，火箭的控制系统驱动电磁阀切换到排气路，气动保险阀关闭排气口并保持密封，保证贮箱气枕气体不向外泄露。
10.根据权利要求9所述的一种主动式气动保险装置的使用方法，其特征在于，通过调整触发气路切换的压力设定值，改变气动保险阀开断要求，分别应用于不同的使用场景。
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CN104122092A (zh) * 2013-04-25 2014-10-29 北京航天试验技术研究所 一种箭上保险阀门排气过程的模拟装置
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