RU2341424C2

RU2341424C2 - Method of spacecraft propulsion installation fuelling by xenon and device for its implementation

Info

Publication number: RU2341424C2
Application number: RU2006124189/11A
Authority: RU
Inventors: Юрий Леонович Арзуманов (RU); Юрий Леонович Арзуманов; Николай Алексеевич Володин (RU); Николай Алексеевич Володин; Рудольф Алексеевич Петров (RU); Рудольф Алексеевич Петров; Сергей Викторович Шеманаев (RU); Сергей Викторович Шеманаев
Priority date: 2006-07-05
Filing date: 2006-07-05
Publication date: 2008-12-20
Also published as: RU2006124189A

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: securing of xenon flowing from refueling balloon into fuel vessel. After pressure equalisation of refueling balloon and fuel vessel fuelling is effected by forced pumping of xenon. Fuel vessel is embedded into spacecraft construction and refueling balloon and pumping device are installed on scale. Device has small dimensions and weight.

EFFECT: high-precision and clean fuelling of fuel vessel built into spacecraft construction, higher speed and simpler method of fuelling.

8 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для дозированного заполнения емкостей сжатыми газами и может быть использовано для заправки баков космических аппаратов ксеноном, предназначенным для применения в качестве рабочего тела в плазменных двигателях.The invention relates to a device for metered filling containers with compressed gases and can be used to refuel spacecraft tanks with xenon, intended for use as a working fluid in plasma engines.

Известна установка для заполнения баков космического аппарата ксеноном, содержащая тепловой компрессор, включающий резервуар, охлаждающее устройство, предназначенное для сжижения некоторого количества ксенона, введенного в резервуар, и нагревательное устройство, предназначенное для нагрева указанного количества газа в резервуаре. Тепловой компрессор соединен с источником заправленного газа через первый клапан и с заправляемым баком через теплообменник и второй клапан. К охлаждающему устройству теплового компрессора подводится хладагент, в данном случае жидкий азот, а к нагревательному устройству подводится электроэнергия. При этом тепловой компрессор может быть установлен на весы (см. патент Франции №2769354, кл. F17С 5/00, 1999). Описанная установка не имеет подвижных частей, проста по конструкции и компактна, однако для сжижения и последующего выпаривания заправляемого ксенона требуется подвод специального хладагента и силовой электроэнергии. Из-за ограниченной скорости сжижения и выпаривания производительность установки невелика. Применение специального хладагента требует наличия системы подачи и регулирования расхода хладагента, что усложняет конструкцию установки. Сложность контроля количества жидкой фазы ксенона в тепловом компрессоре затрудняет определение момента, когда необходимо переходить от сжижения ксенона к выпариванию и от выпаривания снова к сжижению, что приводит к увеличению времени заправки в случае, если выдача дозы производится в несколько приемов, а так обычно и происходит, если принять во внимание относительно небольшой объем резервуара теплового компрессора. Кроме того, выдача дозы в несколько приемов из установленного на весы теплового компрессора приводит к тому, что погрешность выдачи дозы равна сумме погрешностей отдельных взвешиваний и может достигать значительной величины, если заправляемая доза в несколько раз превышает вместимость резервуара теплового компрессора. Дополнительную погрешность вносит неопределенность количества ксенона, ушедшего из теплового компрессора и учтенного на весах, но не попавшего в заправляемый бак, а оставшегося в трубопроводах между тепловым компрессором и заправляемым баком. При выпаривании сжиженного газа в ограниченном объеме может развиваться очень большое давление, поэтому в описываемой установке для обеспечения безопасности необходимо применение специальных предохранительных устройств, срабатывание которых грозит несанкционированными утечками ксенона и срывом процесса заправки. Наконец в описываемой установке не приняты меры по исключению попадания атмосферного воздуха в трубопроводы при подстыковке установки к источнику ксенона и к заправляемому баку.A known installation for filling the spacecraft's tanks with xenon, comprising a thermal compressor including a reservoir, a cooling device for liquefying a certain amount of xenon introduced into the tank, and a heating device for heating a specified amount of gas in the tank. The heat compressor is connected to a source of charged gas through a first valve and to a refueling tank through a heat exchanger and a second valve. Refrigerant is supplied to the cooling device of the heat compressor, in this case liquid nitrogen, and electricity is supplied to the heating device. In this case, the thermal compressor can be mounted on the scales (see French patent No. 2769354, class F17C 5/00, 1999). The described installation does not have moving parts, is simple in design and compact, however, for the liquefaction and subsequent evaporation of refueling xenon, a supply of special refrigerant and power electricity is required. Due to the limited rate of liquefaction and evaporation, the productivity of the installation is small. The use of a special refrigerant requires a supply and control system for the flow of refrigerant, which complicates the design of the installation. The complexity of controlling the amount of xenon liquid phase in a heat compressor makes it difficult to determine when it is necessary to switch from xenon liquefaction to evaporation and from evaporation to liquefaction again, which leads to an increase in refueling time if the dose is dispensed in several stages, and this usually happens if we take into account the relatively small volume of the tank of the thermal compressor. In addition, issuing a dose in several doses from a heat compressor installed on the balance leads to the fact that the error in the dose is equal to the sum of the errors of individual weighings and can reach a significant value if the refueling dose is several times higher than the capacity of the tank of the thermal compressor. An additional error is introduced by the uncertainty in the amount of xenon that left the heat compressor and was taken into account on the balance but did not fall into the refueling tank, but remained in the pipelines between the heat compressor and the refueling tank. When a liquefied gas is evaporated in a limited volume, very high pressure can develop, therefore, in order to ensure safety, the described installation requires the use of special safety devices, the operation of which threatens unauthorized leaks of xenon and disruption of the refueling process. Finally, in the described installation, no measures were taken to prevent atmospheric air from entering the pipelines when connecting the installation to the xenon source and to the refueling tank.

Известен способ заправки двигательных установок космического аппарата ксеноном, заключающийся в том, что заправка происходит путем перетекания ксенона из заправочного бака в заправляемый бак с последующей дозаправкой после выравнивания давлений в заправочном и заправляемом баках, причем дозаправка производится при температуре ниже критической и режиме принудительного перекачивания и непосредственном контроле дозы заправки, а перед установкой заправленного бака на космический аппарат сжиженный газ путем нагрева переходят в газовое состояние. Известно также устройство для осуществления этого способа, содержащее заправочный бак, соединенный заправочной магистралью с заправляемым баком, с двумя однонаправленными обратными клапанами, установленными на заправочной магистрали, между которыми расположен аккумулятор давления, выполненный в виде двух емкостей, разделенных мембраной. Одна из этих емкостей связана с заправочной магистралью, а другая через электропневмоклапан - с источником давления, причем электропневмоклапан связан с сигнализатором давления и сигнализатором спада давления. На заправочной магистрали между обратным клапаном и заправляемым баком имеется теплообменник, а между заправочным баком и другим обратным клапаном - дроссель. Заправляемый бак установлен на весах в термостатируемом контейнере, который связан через дроссель с источником давления (см. заявка на изобретение №2004110669 кл. В63Н 1/00, 2005 - прототип).A known method of refueling spacecraft propulsion systems with xenon is that refueling occurs by transferring xenon from the refueling tank to the refueling tank, followed by refueling after equalizing the pressure in the refueling and refueling tanks, and refueling is performed at a temperature below the critical temperature and forced pumping mode and directly control the refueling dose, and before installing the refueling tank on the spacecraft, liquefied gas is transferred to gas by heating e condition. It is also known a device for implementing this method, comprising a refueling tank connected to a refueling line with a refueling tank, with two unidirectional check valves installed on the refueling line, between which there is a pressure accumulator made in the form of two containers separated by a membrane. One of these tanks is connected to the filling line, and the other through an electro-pneumatic valve to a pressure source, and the electro-pneumatic valve is connected to a pressure switch and a pressure drop switch. There is a heat exchanger on the fuel line between the non-return valve and the refueling tank, and a throttle between the gas tank and the other non-return valve. The refueling tank is mounted on the scales in a thermostatic container, which is connected through a throttle to a pressure source (see application for invention No. 2004110669 class B63H 1/00, 2005 - prototype).

Описанный способ и устройство для его осуществления отличается высокой точностью позирования, потому что заправляемый бак установлен на весы и контролируется непосредственно величина выданной дозы. Однако способ непригоден для заправки бака, встроенного в конструкцию космического аппарата. В то же время, так как заправка является заключительной операцией подготовки космического аппарата, то предпочтительнее заправлять бак, уже установленный на космический аппарат и прошедший вместе с ним все проверки. Масса конструкции космического аппарата в десятки раз превышает дозу заправляемого ксенона, поэтому если на весы устанавливать космический аппарат, то необходимо брать весы большой грузоподъемности, которые имеют невысокую точность относительно измеряемой дозы заправки. Холодильный агрегат значительно усложняет конструкцию устройства. Участие в процессе заправки сжиженного ксенона требует применения эффективной теплоизоляции. Перекачивающее устройство, состоящее из аккумулятора давления, двух обратных клапанов и электропневмоклапана, отличается простотой устройства, исключает загрязнение ксенона атмосферным воздухом и не нуждается в предохранительных устройствах в ксеноновом тракте, так как в этой конструкции давление ксенона не может превышать давления управляющего воздуха. Но такое устройство имеет и ряд недостатков. Оно не обеспечивает непрерывности процесса заправки из-за наличия холостого хода, когда идет заполнение ксеноновой полости аккумулятора давления, что значительно снижает производительность. Моменты достижения максимального и минимального давлений в управляющей (воздушной) полости аккумулятора давления не совпадают по времени с моментами достижения мембраной крайних положений, поэтому между моментом получения сигнала от сигнализатора давления или сигнализатора спада давления и моментом переключения электропневмоклапана должна быть временная задержка, гарантирующая, что мембрана достигла крайнего положения. Нахождение мембраны в крайних точках не контролируется, поэтому после достижения крайнего положения мембрана какое-то время остается неподвижной и процесс перекачки останавливается. Таким образом, рабочий ход заметно меньше половины всего времени цикла, что также снижает производительность. Применение мембраны в перекачивающем устройстве позволяет надежно изолировать ксенон от загрязнения воздухом, однако в случае применения эластичной (например резиновой) мембраны есть вероятность загрязнения ксенона материалом мембраны, а привод с металлической мембраной отличается относительно небольшим ходом и, вследствие этого, имеет малый рабочий объем. Чем меньше рабочий объем, тем больше ходов мембраны требуется для перекачки одной и той же дозы, но максимальное количество ходов ограничено ресурсом электропневмоклапана и самой мембраны. Увеличение диаметра мембраны с целью увеличения рабочего объема приводит к возрастанию нагрузок от давления на торцевые стенки аккумулятора давления. В результате для обеспечения прочности приходится увеличивать толщину стенок, а это приводит к увеличению массы. В этой конструкции также не приняты меры по исключению попадания атмосферного воздуха в трубопроводы при подстыковке к источнику ксенона и к заправляемому баку.The described method and device for its implementation is characterized by high accuracy of posing, because the refueling tank is mounted on the scale and the magnitude of the issued dose is directly controlled. However, the method is unsuitable for refueling a tank integrated in the spacecraft structure. At the same time, since refueling is the final operation of preparing the spacecraft, it is preferable to refuel a tank already installed on the spacecraft and having passed all the checks with it. The design mass of the spacecraft is ten times higher than the dose of refueling xenon, so if you install a spacecraft on the scales, then you need to take large-capacity scales that have low accuracy relative to the measured refueling dose. The refrigeration unit greatly complicates the design of the device. Participation in the refueling process of liquefied xenon requires the use of effective thermal insulation. The pumping device, consisting of a pressure accumulator, two non-return valves and an electro-pneumatic valve, is notable for its simplicity, eliminates xenon pollution by atmospheric air and does not need safety devices in the xenon path, since in this design the xenon pressure cannot exceed the control air pressure. But such a device has several disadvantages. It does not ensure the continuity of the refueling process due to the presence of idling when the xenon cavity of the pressure accumulator is filling, which significantly reduces productivity. The moments of reaching the maximum and minimum pressures in the control (air) cavity of the pressure accumulator do not coincide in time with the moment when the membrane reaches its extreme positions, therefore, there should be a time delay between the moment of receiving the signal from the pressure signaling device or the pressure drop signaling device and the moment of switching the electro-pneumatic valve, ensuring that the membrane reached an extreme position. The presence of the membrane at the extreme points is not controlled, therefore, after reaching the extreme position, the membrane remains stationary for some time and the pumping process stops. Thus, the stroke is noticeably less than half of the total cycle time, which also reduces productivity. The use of a membrane in a pumping device makes it possible to reliably isolate xenon from air pollution, however, if an elastic (e.g. rubber) membrane is used, there is a possibility of xenon contamination with the membrane material, and a drive with a metal membrane has a relatively small stroke and, therefore, has a small working volume. The smaller the working volume, the more strokes of the membrane are required for pumping the same dose, but the maximum number of strokes is limited by the life of the electro-pneumatic valve and the membrane itself. An increase in the diameter of the membrane in order to increase the working volume leads to an increase in pressure loads on the end walls of the pressure accumulator. As a result, to ensure strength, it is necessary to increase the wall thickness, and this leads to an increase in mass. In this design, no measures were taken to prevent atmospheric air from entering pipelines when docked to a xenon source and to a refueling tank.

Предлагается способ заправки двигательных установок космических аппаратов ксеноном, заключающийся в том, что заправка происходит путем перетекания ксенона из заправочного баллона в заправляемый бак с последующей дозаправкой с помощью принудительного перекачивания после выравнивания давлений в заправочном баллоне и заправляемом баке, причем бак встроен в конструкцию космического аппарата, а заправочный баллон и перекачивающее устройство установлены на весы. Перед выдачей дозы заправочный трубопровод между весами и заправляемым баком заполняется ксеноном с плотностью, которая ожидается в заправляемом баке (и заправочном трубопроводе) после выдачи дозы, после чего показания весов обнуляются. О величине выданной в заправляемый бак дозы ксенона судят по количеству ксенона, ушедшего с весов. Предлагается также устройство для осуществления этого способа, содержащее заправочный баллон, соединенный с заправляемым баком заправочным трубопроводом, снабженным перекачивающим устройством с пневматическим приводом, причем заправочный баллон и перекачивающее устройство установлены на весы. На входном участке заправочного трубопровода между заправочным баллоном и перекачивающим устройством имеется вентиль, а на выходном участке заправочного трубопровода между перекачивающим устройством и заправляемым баком имеются вентиль, теплообменник, датчик температуры и датчик давления (манометр). Выход перекачивающего устройства соединен с заправочным баллоном трубопроводом, снабженным запорным устройством (вентилем или клапаном). Перекачивающее устройство выполнено в виде двух соосных цилиндров, снабженных поршнями, соединенными общим штоком, пропущенным через перегородку, разделяющую цилиндры. Каждый поршень делит соответствующий цилиндр на две полости переменного объема. Каждая полость по обе стороны поршня одного цилиндра (выполняющего функцию насоса) снабжена входным и выходным обратными клапанами, а каждая полость по обе стороны поршня другого цилиндра (выполняющего функцию пневмопривода) соединена через электропневмоклапаны с источником сжатого воздуха, причем на трубопроводах, соединяющих электропневмоклапаны с соответствующими полостями цилиндра перекачивающего устройства, установлены дроссельные шайбы. Дренажные выходы электропневмоклапанов соединены с входом вторичной полости теплообменника, а выход вторичной полости теплообменника открыт в атмосферу. Перекачивающее устройство снабжено сигнализаторами конечного положения поршней. Шток перекачивающего устройства уплотнен в перегородке, разделяющей цилиндры, либо двумя последовательно установленными уплотнениями, причем полость между уплотнениями соединена каналом с атмосферой, либо тремя последовательно установленными уплотнениями, причем полость между средним и крайним со стороны пневмопривода уплотнениями соединена каналом с атмосферой, а полость между средним и другим крайним (со стороны насосной части) уплотнениями соединена каналом с устройством, контролирующим утечки ксенона через уплотнение. Входной участок заправочного трубопровода (между заправочным баллоном и вентилем на входе перекачивающего устройства) и выходной участок заправочного трубопровода (между заправляемым баком и вентилем на выходе перекачивающего устройства) соединены через соответствующие вентили с вакуумным насосом.A method is proposed for refueling spacecraft propulsion systems with xenon, which involves refueling xenon from a refueling cylinder into a refueling tank, followed by refueling after pressure equalization in a refueling cylinder and refueling tank, the tank being integrated into the spacecraft’s design, and the refueling cylinder and pumping device are mounted on the scales. Before issuing a dose, the filling line between the balance and the refueling tank is filled with xenon with the density that is expected in the refueling tank (and the filling line) after the dose is issued, after which the balance readings are reset. The amount of xenon dispensed into a refueling tank is judged by the amount of xenon left the balance. A device for implementing this method is also provided, comprising a refueling cylinder connected to a refueling tank with a refueling pipe provided with a pneumatically driven transfer device, the refueling cylinder and the transfer device being mounted on a scale. There is a valve at the inlet section of the filling pipeline between the filling cylinder and the pumping device, and there is a valve, a heat exchanger, a temperature sensor and a pressure sensor (pressure gauge) between the pumping device and the filling tank. The outlet of the pumping device is connected to the filling cylinder by a pipe equipped with a shut-off device (valve or valve). The pumping device is made in the form of two coaxial cylinders provided with pistons connected by a common rod passed through a partition separating the cylinders. Each piston divides the corresponding cylinder into two cavities of variable volume. Each cavity on both sides of the piston of one cylinder (performing the function of a pump) is equipped with inlet and outlet check valves, and each cavity on both sides of the piston of the other cylinder (performing the function of pneumatic drive) is connected through electropneumatic valves to a source of compressed air, and on the pipelines connecting the electropneumatic valves with cavities of the cylinder of the pumping device, throttle washers are installed. The drainage exits of the electro-pneumatic valves are connected to the inlet of the secondary cavity of the heat exchanger, and the outlet of the secondary cavity of the heat exchanger is open to the atmosphere. The pumping device is equipped with signaling devices for the end position of the pistons. The rod of the pumping device is sealed in the partition separating the cylinders, either by two sequentially installed seals, the cavity between the seals being connected by a channel to the atmosphere, or by three sequentially installed seals, the cavity between the middle and outer seals on the side of the pneumatic actuator being connected by a channel to the atmosphere, and the cavity between the middle and other extreme (from the pump part) seals connected by a channel to a device that controls xenon leakage through the seal. The inlet section of the filling pipe (between the filling cylinder and the valve at the inlet of the pumping device) and the outlet section of the filling pipe (between the filling tank and the valve at the outlet of the pumping device) are connected through the corresponding valves to the vacuum pump.

Предлагаемый способ заправки ксеноном двигательной установки космических аппаратов и устройство для его реализации позволяют производить заправку ксеноном баков, встроенных в конструкцию космического аппарата, с обеспечением высокой точности дозирования и высокой чистоты заправляемого ксенона, при этом не требуется применение холодильного агрегата или подвод хладагента, в частности жидкого азота. Простота конструкции и применение пневмопривода, отличающегося высокой удельной мощностью, позволяет создать компактную и легкую установку для заправки ксеноном, которая перед заправкой может подвозиться непосредственно к заправляемому космическому аппарату. Высокая точность дозирования достигается путем весового контроля заправляемой дозы. Небольшой вес перекачивающего устройства позволяет разместить его на весах вместе с заправочным баллоном и уменьшить объем заправочного трубопровода между весами и заправляемым баком до минимума. При этом снижается погрешность от неопределенности количества ксенона, выданного с весов, но не попавшего в заправляемый бак, а оставшегося в выходном участке заправочного трубопровода. Еще больше эта погрешность снижается, если перед выдачей дозы участок заправочного трубопровода между весами и заправляемым баком заполнить ксеноном, имеющим плотность, которая ожидается в заправляемом баке (и заправочном трубопроводе) после выдачи дозы, и после этого произвести обнуление показаний весов. Тогда в момент отсечки дозы в заправочном трубопроводе между весами и заправляемым баком будет то же количество ксенона, что и перед выдачей дозы, и можно утверждать, что в баке оказалось то количество ксенона которое выдано с весов. Повышению точности выдачи дозы способствует также непрерывный контроль исправности уплотнения штока перекачивающего устройства по ксенону, который подтверждает, что возможные утечки ксенона по этому уплотнению незначительны и не оказывают влияния на точность выдачи дозы. Высокая чистота заправляемого ксенона обеспечивается возможностью удаления атмосферного воздуха из трубопроводов при вакуумировании их с помощью вакуумного насоса. Причем обеспечена возможность вакуумирования как всех ксеноновых полостей, так и только входного и выходного участков заправочного трубопровода при разгерметизации их во время подстыковки к заправочному баллону и заправляемому баку. Высокая чистота заправляемого ксенона обеспечивается также конструкцией перекачивающего устройства, выполненного в виде поршневого насоса с двумя рабочими полостями с обеих сторон поршня. Поэтому исключен контакт ксенона с воздухом через уплотнение поршня. Загрязнение ксенона воздухом, используемым в качестве рабочего тела в пневмоприводе, исключено конструкцией уплотнения штока, при этом утечки воздуха через уплотнение сбрасываются по специальному каналу в атмосферу. Таким образом, давление ксенона в полостях и трубопроводах устройства всегда выше давления окружающего воздуха и загрязнение ксенона воздухом исключается.The proposed method for refueling xenon of a propulsion system of spacecraft and a device for its implementation allow refueling with xenon of tanks built into the design of the spacecraft, ensuring high metering accuracy and high purity of refueling xenon, without the need for a refrigeration unit or refrigerant supply, in particular liquid nitrogen. The simplicity of design and the use of a pneumatic drive, characterized by a high specific power, allows you to create a compact and easy installation for refueling xenon, which before refueling can be brought directly to the refueling spacecraft. High dosing accuracy is achieved by weight control of the refill dose. The small weight of the pumping device allows you to place it on the scale together with a filling cylinder and reduce the volume of the filling pipe between the balance and the refueling tank to a minimum. This reduces the error from the uncertainty in the amount of xenon issued from the balance, but not in the refueling tank, but remaining in the outlet section of the refueling pipeline. This error is further reduced if, before dispensing a dose, the section of the filling line between the balance and the filling tank is filled with xenon, which has the density expected in the filling tank (and the filling line) after the dose has been issued, and then the balance is reset to zero. Then, at the time the dose is cut off, the same amount of xenon will be between the balance and the refueling tank as before the dose was issued, and it can be argued that the amount of xenon that was delivered from the balance was in the tank. Continuous monitoring of the health of the seal of the pump rod over xenon also contributes to increasing the accuracy of dose delivery, which confirms that possible leaks of xenon through this seal are insignificant and do not affect the accuracy of dose delivery. High purity of refueling xenon is ensured by the ability to remove atmospheric air from pipelines by evacuating them using a vacuum pump. Moreover, it is possible to evacuate both all xenon cavities, and only the inlet and outlet sections of the filling pipeline when they are depressurized during docking to the filling cylinder and refueling tank. High purity of the refueling xenon is also ensured by the design of the pumping device, made in the form of a piston pump with two working cavities on both sides of the piston. Therefore, contact of xenon with air through the piston seal is excluded. Xenon pollution by air used as a working fluid in the pneumatic drive is excluded by the stem seal design, while air leaks through the seal are discharged into the atmosphere through a special channel. Thus, the xenon pressure in the cavities and pipelines of the device is always higher than the ambient pressure and air pollution of xenon is eliminated.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства. Устройство содержит заправочный баллон 1, в качестве которого может использоваться, например, транспортный сорокалитровый баллон по ГОСТ 949-73, в котором обычно поставляется ксенон. Заправочный баллон 1 снабжен вентилем 2 и соединен с заправляемым баком 3, заправочным трубопроводом 4, снабженным перекачивающим устройством 5, причем заправочный баллон 1 и перекачивающее устройство 5 установлены на весы 6. На заправляемом баке 3 установлен зарядный кран 7. На входном участке заправочного трубопровода 4 имеются манометр 8 и вентиль 9, а на выходном участке заправочного трубопровода 4 имеются вентиль 10, теплообменник 11, датчик температуры 12 и манометр 13. Выход перекачивающего устройства 5 соединен с заправочным баллоном 1 через вентиль 14. Перекачивающее устройство 5 выполнено в виде двух соосных цилиндров 15 и 16, снабженных поршнями 17 и 18. Поршни 17 и 18 соединены общим штоком 19, пропущенным через перегородку 20, разделяющую цилиндры 15 и 16. Поршень 17 делит цилиндр 15 на две полости 21 и 22. Полость 21 снабжена входным обратным клапаном 23 и выходным обратным клапаном 24. Полость 22 снабжена входным обратным клапаном 25 и выходным обратным клапаном 26. Поршень 18 делит цилиндр 16 на две полости 27 и 28. Полость 27 через электропневмоклапан 29, а полость 28 через электропневмоклапан 30 соединены с источником сжатого воздуха 31. Дренажные выходы электропневмоклапанов 29 и 30 соединены с входом вторичной полости теплообменника 11, а выход вторичной полости теплообменника 11 открыт в атмосферу. На выходах электропневмоклапанов 29 и 30 установлены дроссельные шайбы 32 и 33 соответственно. Перекачивающее устройство 5 снабжено сигнализаторами конечного положения поршней 34 и 35. Оба сигнализатора установлены со стороны цилиндра 16, чтобы не усложнять конструкцию цилиндра 15 и не нарушать его герметичность. Шток 19 уплотнен в перегородке 20 тремя последовательно установленными уплотнениями 36, 37 и 38. Полость между уплотнениями 37 и 38. соединена каналом 39 с атмосферой, а полость между уплотнениями 36 и 37 соединена каналом 40 с устройством 41, контролирующим утечки ксенона через уплотнение 36. Устройство 41 контролирует количество прошедшего через уплотнение 36 ксенона путем сбора утечек, например, методом вытеснения жидкости из мерной мензурки. Входной участок заправочного трубопровода 4 между вентилем 2 заправочного баллона 1 и вентилем 9 через вентиль 42, а выходной участок заправочного трубопровода 4 между вентилем 10 и зарядным краном 7 на заправляемом баке 3 через вентиль 43 соединены с вакуумным насосом 44.Figure 1 presents a diagram of the proposed device. The device contains a refueling cylinder 1, for which, for example, a forty-liter transport cylinder according to GOST 949-73, in which xenon is usually supplied, can be used. The filling cylinder 1 is equipped with a valve 2 and is connected to the filling tank 3, the filling pipe 4 provided with a pumping device 5, and the filling cylinder 1 and the pumping device 5 are mounted on the balance 6. A charging valve 7 is installed on the filling tank 3. At the inlet section of the filling pipe 4 there is a manometer 8 and a valve 9, and at the outlet of the filling pipe 4 there is a valve 10, a heat exchanger 11, a temperature sensor 12 and a pressure gauge 13. The output of the pumping device 5 is connected to the filling cylinder 1 through valve 14. The pumping device 5 is made in the form of two coaxial cylinders 15 and 16, equipped with pistons 17 and 18. The pistons 17 and 18 are connected by a common rod 19, passed through a baffle 20, separating the cylinders 15 and 16. The piston 17 divides the cylinder 15 into two cavities 21 and 22. The cavity 21 is provided with an inlet check valve 23 and an outlet check valve 24. The cavity 22 is equipped with an inlet check valve 25 and an outlet check valve 26. The piston 18 divides the cylinder 16 into two cavities 27 and 28. The cavity 27 is through an electro-pneumatic valve 29, and the cavity 28 through electro-pneumatic valve 30 us with a source of compressed air 31. The solenoid-Drain Outputs 29 and 30 are connected to the input of the secondary cavity of the heat exchanger 11, and the output of the secondary heat exchanger 11 cavity is open to the atmosphere. At the outputs of electro-pneumatic valves 29 and 30, throttle washers 32 and 33, respectively, are installed. The pumping device 5 is equipped with a signaling device for the final position of the pistons 34 and 35. Both signaling devices are installed on the cylinder 16 side so as not to complicate the design of the cylinder 15 and not to break its tightness. The rod 19 is sealed in the baffle 20 by three sequentially installed seals 36, 37 and 38. The cavity between the seals 37 and 38. is connected by a channel 39 to the atmosphere, and the cavity between the seals 36 and 37 is connected by a channel 40 with a device 41 that controls xenon leakage through the seal 36. The device 41 controls the amount of xenon that has passed through the seal 36 by collecting leaks, for example, by displacing a liquid from a volumetric beaker. The inlet section of the filling pipe 4 between the valve 2 of the filling cylinder 1 and the valve 9 through the valve 42, and the output section of the filling pipe 4 between the valve 10 and the charging valve 7 on the refueling tank 3 through the valve 43 are connected to the vacuum pump 44.

Заправка бака космического аппарата ксеноном осуществляется следующим образом. Перед заправкой подстыковываются заправочный баллон 1 с ксеноном (в зависимости от заправляемой дозы может подстыковываться несколько баллонов) и заправляемый бак 3, при этом вентиль 2 заправочного баллона 1 и зарядный кран 7 на горловине заправляемого бака 3, а также вентили 9, 10 и 14 закрыты. Для удаления воздуха, попавшего в трубопроводы при подстыковке, они вакуумируются с помощью вакуумного насоса 44. Если заправляемый бак 3 и ксеноновые полости устройства для заправки ксеноном от вентилей 9, 14 до вентиля 10 были законсервированы (заполнены) ксеноном с заданной степенью чистоты, то вакуумируются только входной участок заправочного трубопровода 4 между вентилем 2 заправочного баллона 1 и вентилями 9, 14, и выходной участок заправочного трубопровода 4 между вентилем 10 и зарядным краном 7, которые подвергались разгерметизации при подстыковке. Для этого открываются вентили 42 и 43 и включается вакуумный насос 44. После окончания вакуумирования вентили 42 и 43 закрываются, а отвакуумированные участки трубопроводов заполняются ксеноном через приоткрытый вентиль 2 заправочного баллона 1 и вентили 9, 10 и 14. Если же ксеноновые полости устройства для заправки ксеноном не были предварительно подготовлены, то есть отвакуумированы и заполнены ксеноном, то при вакуумировании дополнительно открываются вентили 9, 10 и 14, а после окончания вакуумирования и закрытия вентилей 42 и 43 все ксеноновые полости устройства для заправки ксеноном заполняются ксеноном из заправочного баллона 1. Давление ксенона контролируется по манометрам 8 и 13. При необходимости цикл вакуумирование - заполнение ксеноном может быть повторен. Аналогично осуществляется подготовка заправляемого бака 3 к заправке, если он предварительно не был подготовлен. Подготовка бака к заправке осуществляется непосредственно перед выдачей дозы. Для этого при вакуумировании выходного участка заправочного трубопровода 4 дополнительно открывается зарядный кран 7 на горловине заправляемого бака 3. Если однократное вакуумирование не приводит к нужному результату (например, если проходное сечение горловины заправляемого бака 3 недостаточно велико), проводится "полоскание" заправляемого бака. Для этого через приоткрытый вентиль 10 (при закрытом вентиле 43) заправляемый бак 3 заполняется некоторым количеством ксенона. После этого вентиль 10 закрывается, вентиль 43 открывается и ксенон вместе с примесями, оставшимися в баке после первого вакуумирования, откачивается из заправляемого бака 3 с помощью вакуумного насоса 44. После завершения подготовки заправляемого бака 3 зарядный кран 7 закрывается и проводится подготовка устройства для заправки ксеноном к выдаче дозы, которая заключается в заполнении выходного участка заправочного трубопровода 4 ксеноном с плотностью, которая ожидается в заправляемом баке 3 (и в заправочном трубопроводе 4) после выдачи дозы. Для этого закрываются вентили 42 и 43 и открываются вентили 10, 14 и вентиль 2 заправочного баллона 1. Давление, до которого должен быть заполнен выходной участок заправочного трубопровода 4, определяется по графику, пример которого приведен на фиг.2, в зависимости от температуры ксенона и конечной плотности ксенона, которая заранее определена по формуле:Refueling the spacecraft tank with xenon is as follows. Before refueling, a refueling cylinder 1 with xenon is docked (several cylinders may be docked depending on the refueling dose) and a refueling tank 3, while valve 2 of a refueling cylinder 1 and a charging valve 7 on the neck of a refueling tank 3, as well as valves 9, 10 and 14 are closed . To remove air that has entered the pipelines during reconnection, they are evacuated using a vacuum pump 44. If the refueling tank 3 and the xenon cavities of the xenon refueling device from valves 9, 14 to valve 10 were preserved (filled) with xenon with a given degree of purity, then they are evacuated only the inlet section of the filling pipe 4 between the valve 2 of the filling cylinder 1 and valves 9, 14, and the outlet section of the filling pipe 4 between the valve 10 and the charging valve 7, which were depressurized during docking. To do this, valves 42 and 43 are opened and the vacuum pump 44 is turned on. After vacuuming, valves 42 and 43 are closed, and the evacuated sections of the pipelines are filled with xenon through the ajar valve 2 of the filling cylinder 1 and valves 9, 10 and 14. If the xenon cavities of the filling device xenon were not previously prepared, that is, evacuated and filled with xenon, then, when evacuating, valves 9, 10 and 14 are additionally opened, and after the end of evacuation and closing of valves 42 and 43, all xenon valves spine filling device for xenon Xe filled from the filling cylinder 1. The pressure of xenon is monitored by pressure gauges 8 and 13. If necessary, degassing cycle - filling xenon can be repeated. Similarly, the refueling tank 3 is prepared for refueling if it has not been previously prepared. Preparation of the tank for refueling is carried out immediately before issuing the dose. To do this, when evacuating the output section of the filling pipe 4, the charging valve 7 additionally opens on the neck of the refueling tank 3. If a single evacuation does not lead to the desired result (for example, if the orifice of the neck of the refueling tank 3 is not large enough), “rinse” the refueling tank. To do this, through the ajar valve 10 (with the valve 43 closed), the refueling tank 3 is filled with some xenon. After that, valve 10 closes, valve 43 opens and xenon, along with impurities remaining in the tank after the first evacuation, is pumped out of the refueling tank 3 using a vacuum pump 44. After the preparation of the refueling tank 3 is completed, the charging valve 7 closes and the device for refueling with xenon is prepared to issue a dose, which consists in filling the outlet section of the filling pipe 4 with xenon with the density expected in the filling tank 3 (and in the filling pipe 4) after the dose . For this, valves 42 and 43 are closed and valves 10, 14 and valve 2 of the filling cylinder 1 are opened. The pressure to which the outlet section of the filling pipe 4 should be filled is determined according to the schedule, an example of which is shown in figure 2, depending on the xenon temperature and final xenon density, which is predetermined by the formula:

где ρ - плотность ксенона в баке после выдачи дозы,where ρ is the xenon density in the tank after issuing the dose,

М - масса дозы,M is the mass of the dose,

V - объем бака.V is the volume of the tank.

Температура контролируется по датчику температуры 12, а давление - по манометру 13. По достижении нужного давления вентиль 10 закрывается. Если давление, определенное по графику фиг.2, выше давления в заправочном баллоне 1, то требуемое давление обеспечивается с помощью перекачивающего устройства 5. Для этого открывается вентиль 9 и закрывается вентиль 14, при этом ксенон из заправочного баллона 1 заполняет полости 21 и 22 перекачивающего устройства 5, и поршни 17 и 18, соединенные штоком 19, перемещаются вниз до упора (за счет разницы площадей поршня 17 со стороны штока и с противоположной стороны). Затем включается электропневмоклапан 30, сжатый воздух поступает в полость 28 и воздействует на поршень 18. Суммарное усилие от воздействия сжатого воздуха на поршень 18 со стороны полости 28 и от воздействия ксенона на поршень 17 со стороны полости 22 перемещает поршни 17 и 18 со штоком 19 вверх, сжимая ксенон в полости 21. Сжатый ксенон через обратный клапан 24 вытесняется в выходной участок заправочного трубопровода 4, где его давление контролируется по манометру 13, а температура - по датчику температуры 12. Если поршни 17 и 18 со штоком 19 дошли до верхней точки, а нужное давление не достигнуто, то электропневмоклапан 30 выключается и включается электропневмоклапан 29, при этом сжатый воздух подается в полость 27, а из полости 28 воздух через электропневмоклапан 30 и вторичную полость теплообменника 11 выбрасывается в атмосферу. Поршни 17 и 18, соединенные штоком 19, идут вниз, сжимая ксенон в полости 22 и вытесняя его через обратный клапан 26 в выходной участок заправочного трубопровода 4. По достижении нужного давления электропневмоклапан 29 (или электропневмоклапан 30) выключают. Если сочетание температуры ксенона по датчику температуры 12 и давления ксенона по манометру 13 соответствует изохоре для данной плотности ксенона по графику фиг.2, то показания весов 6 обнуляются и устройство готово к выдаче дозы. В данном случае удобно использовать электронные весы с цифровым табло. Если после сверки с графиком фиг.2 давление ксенона ниже необходимого, то включением электропневмоклапана 29 или 30 производится подкачка ксенона, если же давление ксенона выше необходимого, то через приоткрытый вентиль 14 излишек ксенона из выходного участка заправочного трубопровода 4 выпускается обратно в заправочный баллон 1, после чего производится обнуление показаний весов 6. Заправка сначала происходит путем перетекания ксенона из заправочного баллона 1 в заправляемый бак 3. Для этого открываются заправочный кран 7 и вентили 10 и 14 и ксенон самотеком поступает в заправляемый бак 3 до выравнивания давлений в заправочном баллоне 1 и заправляемом баке 3. Контроль давления осуществляется по манометрам 8 и 13. Потом производится дозаправка до заданной величины дозы с помощью перекачивающего устройства 5. Для этого закрывается вентиль 14, открывается вентиль 9 и перекачивающее устройство 5 включается в автоматическом режиме. При этом сжатый воздух через электропневмоклапаны 29 и 30 поочередно подается в полости 27 и 28 перекачивающего устройства 5. Автоматический режим работы перекачивающего устройства 5 обеспечивается переключением электропневмоклапанов 29 и 30, после достижения поршнями 17 и 18 крайнего положения, по сигналам датчиков конечного положения поршней 34 и 35. Поршни 17 и 18, соединенные штоком 19, совершают возвратно-поступательное движение, при этом ксенон из заправочного баллона 1 через обратные клапаны 23 и 25 поступает соответственно в полости 21 и 22 и выталкивается из них поршнем 17 через обратные клапаны 24 и 26, теплообменник 11 и выходной участок заправочного трубопровода 4 в заправляемый бак 3. В теплообменнике 11 ксенон охлаждается холодным воздухом, отработавшим в цилиндре 16 пневмопривода перекачивающего устройства 5 и сбрасываемым из полостей 27 и 28 через дренажные выходы электропневмоклапанов 29 и 30 во вторичную полость теплообменника 11 и далее в атмосферу. В результате охлаждения давление заправляемого ксенона заметно снижается, что значительно облегчает заправку. Дроссельные шайбы 32 и 33 задают темп и обеспечивают плавность работы перекачивающего устройства 5. Сжатый воздух, проникающий из-за возможной негерметичности уплотнения 38 из полости 27 в полость между уплотнениями 37 и 38, сбрасывается через канал 39 в атмосферу. Благодаря этому исключена возможность загрязнения ксенона воздухом высокого давления, используемым в пневмоприводе. Утечки ксенона из-за возможной негерметичности уплотнения 36 из полости 22 в полость между уплотнениями 36 и 37 собираются через канал 40 в устройстве 41, с помощью которого контролируется величина этих утечек. При исправном уплотнении величина их незначительна. Непрерывный контроль исправности уплотнения 36 с помощью устройства 41 гарантирует, что количество ксенона, ушедшего из заправочного баллона 1 по негерметичности уплотнения 36 и не попавшего в заправляемый бак 3, не превышает допустимой величины и поэтому не оказывает влияния на точность выдачи дозы. Перекачка ксенона в заправляемый бак 3 прекращается, когда показания весов достигнут величины заправляемой дозы, для этого выключают оба электропневмоклапана 29 и 30. При этом сжатый воздух из полостей 27 и 28 перекачивающего устройства 5 сбрасывается в атмосферу и показания весов 6 увеличиваются на величину массы воздуха, сброшенного из цилиндра 16 пневмопривода. Теперь весы 6 показывают массу ксенона, заправленного в бак 3, которая несколько превышает заданную дозу (приблизительно на величину массы сброшенного из цилиндра 16 воздуха). Избыток ксенона стравливается из бака 3 в заправочный баллон 1 через приоткрытый вентиль 14 и в тот момент, когда индикатор весов 6 покажет заданную дозу, вентиль 14 закрывается, то есть происходит точная отсечка дозы. Теперь в заправочном трубопроводе 4 между оборудованием, установленным на весах 6, и заправляемым баком 3 находится то же количество ксенона, которое находилось там перед выдачей дозы (в момент обнуления показаний весов 6), а в заправляемом баке 3 находится доза ксенона, которая ушла с весов 6 после обнуления и величину которой показывает индикатор весов 6. Зарядный кран 7 закрывается, заправка закончена. Перед отсоединением заправляемого бака 3 и заправочного баллона 1 от заправочного трубопровода 4 закрываются вентили 9, 10 и 14. Благодаря этому сохраняется ксеноновая атмосфера в полостях и трубопроводах устройства для заправки ксеноном и облегчается подготовка к последующей заправке.The temperature is controlled by the temperature sensor 12, and the pressure by the pressure gauge 13. Upon reaching the desired pressure, the valve 10 closes. If the pressure determined according to the graph of FIG. 2 is higher than the pressure in the filling cylinder 1, then the required pressure is provided using the pumping device 5. For this, valve 9 is opened and valve 14 is closed, while xenon from the filling cylinder 1 fills the cavities 21 and 22 of the pumping pump devices 5, and pistons 17 and 18, connected by a rod 19, are moved down to the stop (due to the difference in the area of the piston 17 from the side of the rod and from the opposite side). Then, the electro-pneumatic valve 30 is turned on, compressed air enters the cavity 28 and acts on the piston 18. The total force from the action of compressed air on the piston 18 from the cavity 28 and from the action of xenon on the piston 17 from the cavity 22 moves the pistons 17 and 18 with the rod 19 up compressing xenon in cavity 21. Compressed xenon is displaced through the check valve 24 to the outlet of the filling pipe 4, where its pressure is controlled by a pressure gauge 13, and the temperature by a temperature sensor 12. If the pistons 17 and 18 with the rod 19 reach the top point, and the desired pressure is reached, the electropneumatic 30 is turned off and electropneumatic 29, wherein the compressed air is supplied into the cavity 27 and the cavity 28 of air through the electropneumatic cavity 30 and secondary heat exchanger 11 is discharged into the atmosphere. Pistons 17 and 18, connected by a rod 19, go down, compressing xenon in the cavity 22 and forcing it through the check valve 26 to the outlet of the filling pipe 4. When the desired pressure is reached, the electro-pneumatic valve 29 (or the electro-pneumatic valve 30) is turned off. If the combination of xenon temperature by temperature sensor 12 and xenon pressure by gauge 13 corresponds to isochore for a given xenon density according to the graph of figure 2, then the readings of scales 6 are reset and the device is ready to issue a dose. In this case, it is convenient to use electronic scales with a digital display. If, after checking with the graph of Fig. 2, the xenon pressure is lower than necessary, then the electro-pneumatic valve 29 or 30 is turned on, xenon is pumped up, and if the xenon pressure is higher than necessary, then the excess xenon from the outlet section of the filling pipe 4 is discharged back into the filling cylinder 1, after which the balance is zeroed. Refueling first occurs by flowing xenon from the refueling cylinder 1 to the refueling tank 3. For this, the refueling valve 7 and valves 10 and 14 and cc are opened non-gravity enters the refueling tank 3 until the pressure is equal in the refueling cylinder 1 and refueling tank 3. The pressure is monitored by manometers 8 and 13. Then, the filling is done to the preset dose using the pumping device 5. For this, valve 14 closes, valve 9 opens and the pumping device 5 is turned on in automatic mode. In this case, compressed air through the electro-pneumatic valves 29 and 30 is alternately supplied to the cavities 27 and 28 of the pumping device 5. The automatic operation of the pumping device 5 is ensured by switching the electro-pneumatic valves 29 and 30, after the pistons 17 and 18 reach the extreme position, according to the signals of the sensors of the final position of the pistons 34 and 35. Pistons 17 and 18, connected by a rod 19, perform a reciprocating movement, while xenon from a refueling cylinder 1 through check valves 23 and 25 enters the cavities 21 and 22, respectively, and is bent from them by a piston 17 through check valves 24 and 26, a heat exchanger 11 and the outlet section of the charging pipe 4 into the refueling tank 3. In the heat exchanger 11, xenon is cooled by cold air that has exhausted in the cylinder 16 of the pneumatic drive of the pumping device 5 and is discharged from the cavities 27 and 28 through the drainage the outputs of the electro-pneumatic valves 29 and 30 into the secondary cavity of the heat exchanger 11 and further into the atmosphere. As a result of cooling, the pressure of the refueling xenon decreases markedly, which greatly facilitates refueling. Throttle washers 32 and 33 set the pace and ensure the smooth operation of the pumping device 5. Compressed air penetrating due to possible leakage of the seal 38 from the cavity 27 into the cavity between the seals 37 and 38 is discharged through the channel 39 into the atmosphere. This eliminates the possibility of xenon contamination with high-pressure air used in the pneumatic drive. Xenon leaks due to the possible leakage of the seal 36 from the cavity 22 to the cavity between the seals 36 and 37 are collected through the channel 40 in the device 41, by which the magnitude of these leaks is controlled. With a good seal, their value is negligible. Continuous monitoring of the health of the seal 36 using the device 41 ensures that the amount of xenon that leaves the refueling cylinder 1 due to leakage of the seal 36 and does not enter the refueling tank 3 does not exceed the permissible value and therefore does not affect the accuracy of the dose. The transfer of xenon to the refueling tank 3 stops when the balance reaches the charge dose, for this, both electro-pneumatic valves 29 and 30 are turned off. At the same time, compressed air from the cavities 27 and 28 of the pumping device 5 is discharged into the atmosphere and the weighing 6 is increased by the amount of air mass, discarded from the cylinder 16 of the pneumatic actuator. Now the scales 6 show the mass of xenon charged into the tank 3, which slightly exceeds the specified dose (approximately by the mass of the air discharged from the cylinder 16). Excess xenon is vented from tank 3 to refueling cylinder 1 through ajar valve 14 and at the moment when the balance indicator 6 shows the preset dose, valve 14 closes, i.e. the dose is cut off precisely. Now in the refueling pipe 4 between the equipment installed on the scales 6 and the refueling tank 3 there is the same amount of xenon that was there before the dose was issued (at the moment the weighing of the scales 6 was reset to zero), and in the refueling tank 3 there is a dose of xenon that left the weights 6 after zeroing and the value of which is shown by the indicator of weights 6. The charging valve 7 is closed, refueling is completed. Before disconnecting the refueling tank 3 and the refueling cylinder 1 from the refueling pipe 4, the valves 9, 10 and 14 are closed. This keeps the xenon atmosphere in the cavities and pipelines of the xenon refueling device and facilitates preparation for subsequent refueling.

Таким образом предлагаемый способ заправки ксеноном двигательных установок космических аппаратов и устройство для его осуществления позволяют производить заправку ксеноном баков, установленных в конструкцию космического аппарата, с обеспечением высокой точности дозирования и высокой степени чистоты заправляемого ксенона, при этом устройство для заправки отличается небольшими габаритами и массой, что повышает его мобильность, не требуется применения холодильного агрегата или подвода специального хладагента, в частности жидкого азота.Thus, the proposed method for refueling xenon propulsion systems of spacecraft and a device for its implementation allow refueling xenon tanks installed in the design of the spacecraft, with high metering accuracy and a high degree of purity of refueling xenon, while the refueling device is small in size and weight, which increases its mobility, it is not required to use a refrigeration unit or supply a special refrigerant, in particular liquid gas ota.

Claims

1. The method of refueling xenon propulsion systems of the spacecraft, which consists in the fact that refueling is carried out by flowing xenon from a refueling cylinder into a refueling tank, followed by refueling by forced pumping after equalizing the pressure in the refueling cylinder and refueling tank, characterized in that when refueling the tank installed in the design of the spacecraft, weight control of the dose of xenon issued from the refueling cylinder is carried out, installing the specified cylinder on the scales and a pumping device, moreover, before dispensing a dose, the filling pipe between the filling cylinder and the refueling tank is filled with xenon with the density that is expected in the refueling tank after the dose is issued, after which the balance is reset to zero.

2. The device for implementing the method according to claim 1, containing a refueling cylinder connected to a refueling tank by a refueling pipe equipped with a pumping device with unidirectional check valves at the inlet and outlet and a pneumatic actuator connected through an electro-pneumatic valve to a pressure source, the refueling cylinder through a valve connected with the input of the pumping device, the output of the pumping device through the heat exchanger and the valve is connected to the refueling tank, and at the outlet of the pipeline, a temperature sensor and a pressure gauge are installed, characterized in that the filling cylinder and the pumping device are mounted on the balance, the pumping device being made in the form of two coaxial cylinders, equipped with pistons connected by a common rod, passed through the partition separating the cylinders, and sealed in it so that each piston divides the corresponding cylinder into two cavities of variable volume, and each cavity on both sides of the piston of one cylinder is equipped with an input and output image valves, and each cavity of the other cylinder is connected through electro-pneumatic valves to a pressure source.

3. The device according to claim 2, characterized in that the pumping device is equipped with signaling devices for the final position of the pistons.

4. The device according to claim 3, characterized in that the outlet of the pumping device is connected to a filling cylinder by a pipe provided with a locking device in the form of a valve or valve.

5. The device according to claim 4, characterized in that the input of the secondary cavity of the heat exchanger is connected to the drainage outputs of the electro-pneumatic valves, and the output of the secondary cavity of the heat exchanger is connected to the atmosphere.

6. The device according to claim 5, characterized in that throttle washers are installed on the pipelines connecting the outputs of the electric pneumatic valves with the corresponding cavities of the cylinder of the pumping device.

7. The device according to claim 6, characterized in that the rod of the pumping device is sealed in the baffle separating the cylinders by two sequentially installed seals, the cavity between the seals being connected by a channel to the atmosphere.

8. The device according to claim 6, characterized in that the rod of the pumping device is sealed in a partition separating the cylinders with three seals in series, the cavity between the middle and the extreme seals from the side of the pneumatic actuator being connected by a channel to the atmosphere, and the cavity between the middle and other extreme seals connected by a channel to a device that controls xenon leakage through the seal.