RU2347724C2 - Система заправки и хранения кислорода на борту космического аппарата - Google Patents

Система заправки и хранения кислорода на борту космического аппарата Download PDF

Info

Publication number
RU2347724C2
RU2347724C2 RU2006136849/11A RU2006136849A RU2347724C2 RU 2347724 C2 RU2347724 C2 RU 2347724C2 RU 2006136849/11 A RU2006136849/11 A RU 2006136849/11A RU 2006136849 A RU2006136849 A RU 2006136849A RU 2347724 C2 RU2347724 C2 RU 2347724C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oxygen
unit
drying unit
pressure
compressor
Prior art date
Application number
RU2006136849/11A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2006136849A (ru
Inventor
Тамара Константиновна Широкова (RU)
Тамара Константиновна Широкова
бкин Александр Моисеевич Р (RU)
Александр Моисеевич Рябкин
Олег Владимирович Кирюшин (RU)
Олег Владимирович Кирюшин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" filed Critical Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева"
Priority to RU2006136849/11A priority Critical patent/RU2347724C2/ru
Publication of RU2006136849A publication Critical patent/RU2006136849A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2347724C2 publication Critical patent/RU2347724C2/ru

Links

Images

Landscapes

  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Drying Of Gases (AREA)

Abstract

Изобретение относится к средствам жизнеобеспечения экипажей космических аппаратов, в частности при проведении ими внекорабельной деятельности (ВКД). Система содержит блоки: приема газа (в виде заправляемого переносного кислородного блока), предварительной осушки кислорода (с регулятором перепада давления), глубокой осушки кислорода и компримирования. Имеются также устройство управления, распределительные клапаны, трубопроводы, датчики давления и влажности кислорода, а также бортовые кислородные баллоны с датчиком давления, редуктором и клапанами подачи. Система снабжена переключающим электроклапаном, установленным в магистраль, связывающую заправляемый переносной кислородный блок с бортовой системой обеспечения кислородом. Между этим электроклапаном и указанной бортовой системой введены блок предварительной осушки кислорода с датчиком влажности на выходе и электроклапан сброса кислорода в кабину космического аппарата. Электроклапан установлен перед блоком глубокой осушки. Перед компрессором, после блока предварительной осушки, а также на выходе компрессора установлены датчики контроля давления. Заправляемый переносной кислородный блок снабжен герметичными входным и выходным быстроразъемными соединениями. Между входным соединением и заправляемым баллоном установлены обратный клапан и ручной входной клапан. Система имеет улучшенные эксплуатационно-технические характеристики, совмещая в себе функции заправки и хранения кислорода, получаемого из электролизных установок непосредственно на борту космического аппарата. Техническим результатом изобретения является существенное сокращение расходов на доставку кислородных баллонов (или к полному отказу от их доставки) на проведение ВКД, повышение надежности, безопасности и экономичности в процессе функционирования системы. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к космической технике, а конкретнее к области проектирования и эксплуатации средств обеспечения жизнедеятельности (СЖО) экипажей космических летательных аппаратов (КЛА).
Как показал опыт эксплуатации пилотируемых космических аппаратов (кораблей, станций), периодически возникает потребность во вне корабельной деятельности (ВКД) - выходов космонавтов в открытый космос для осуществления технических и научно-прикладных задач. Каждый выход связан с определенными массоэнергетическими затратами. В частности, для обеспечения только одного выхода в космос двух человек необходимо затратить около ~2,5 м3 кислорода. При этом основная часть кислорода (до 75%) расходуется на подготовку к ВКД и осуществление мероприятий для ее завершения (наддувов скафандров для проверки герметичности, продувок скафандров для замены в скафандре воздушной среды на кислородную и осуществления процесса десатурации - вымывания азота из крови человека).
В настоящее время при сравнительно редких выходах (в среднем до 4-х раз в год) требуемое количество кислорода для ВКД доставляется с Земли в отдельных однотипных баллонах с сопутствующей арматурой (заправочным клапаном, редуктором, датчиками давления и клапаном подачи). Часть баллонов устанавливается на борт КЛА (бортовые запасы кислорода), другие баллоны встраиваются в автономную систему жизнеобеспечения (АСОЖ) скафандра и используются непосредственно во время выхода.
Количество выходов в космос строго регламентировано возможностями доставки с Земли потребного количества кислорода.
Известны АСОЖ (см., например, В.Н.Серебряков, «Основы проектирования систем жизнеобеспечения экипажа космических летательных аппаратов», М., «Машиностроение», 1983, стр.69, Алексеев С.М., Уманский С.П. «Высотные и космические скафандры», М., «Машиностроение», 1973, стр.78-84), а также система хранения и подачи газообразного кислорода (патент RU 2248459 С1, 20.03.2003), которые содержат бортовые кислородные баллоны с датчиками давления, редукторами и клапанами подачи.
В среднем для осуществления одного выхода в космос требуется от 4 до 5 таких кислородных баллонов с суммарной массой от 24 до 30 кг. Для уменьшения объема конструкции кислород хранится в баллонах под высоким давлением порядка до 40 МПа. Основными недостатками такого способа обеспечения кислородом являются:
масса конструкции заменяемого кислородного баллона с сопутствующей арматурой примерно в пять раз превышает массу хранящегося в нем кислорода, что приводит к большим непроизводительным затратам для доставки кислорода с Земли и к очень высокой стоимости осуществления процесса ВКД. Например, по существующим расценкам стоимость доставки 1 кг груза на борт МКС составляет порядка 22000$ (на 2006 г.), следовательно, доставка только для одного выхода в космос 5 кислородных баллонов обходится в ~660000$;
невозможность проведения дополнительных (или незапланированных) выходов в космос в нештатной ситуации при отсутствии возможности доставки с Земли кислородных баллонов;
наличие на борту гермоотсеков кислородных баллонов, хранящихся и эксплуатирующихся под очень высоким давлением, приводит к возникновению потенциальной и весьма опасной ситуации, связанной с возможностью их разгерметизации.
Указанные недостатки ограничивают функциональные возможности автономных систем жизнеобеспечения скафандров для осуществления ВКД, делают ВКД значительно затратным процессом и вносят элемент повышенной опасности в случае разгерметизации кислородных баллонов высокого давления внутри КЛА.
При наличии на борту источника кислорода, например, системы обеспечения кислородом на основе электролизной установки, разлагающей воду на кислород и водород (как на орбитальной станции «Мир» и международной космической станции), и устройств, обеспечивающих заправку кислорода в кислородные баллоны, можно существенно снизить грузопоток, связанный с доставкой кислорода на борт КЛА.
Для обеспечения заправки кислорода от бортовой системы обеспечения кислородом требуется предварительная осушка, так как получаемый в электролизной установке кислород имеет относительную влажность до 75% при температуре до 25°С, что не позволяет закачивать кислород непосредственно в баллоны без его осушки во избежание выпадения влаги в процессе сжатия.
Степень осушки кислорода диктуется тем, что заправляемый кислород должен иметь гарантированное влагосодержание, соответствующее температуре точки росы не выше минус 55°С. Это требование предъявляется с учетом использования кислорода, полученного в бортовых условиях, в автономных системах жизнеобеспечения скафандров. Например, в случае возникновения нештатной ситуации при продувке скафандра кислородом возможен переход на эжекторную подачу кислорода. В этом случае при влагосодержании кислорода, соответствующем tp > минус 55°С, возможно замерзание эжектора, вследствие чего произойдет снижение или полное прекращение подачи кислорода.
Задачей настоящего изобретения является создание системы с улучшенными эксплуатационно-техническими характеристиками, которая совмещает в себе функции заправки и хранения кислорода, получаемого из электролизных установок непосредственно на борту КЛА, и эксплуатация которой приведет к существенному сокращению расходов на доставку кислородных баллонов и/или к полному отказу от их доставки на проведение ВКД и к повышению надежности, безопасности и экономичности в процессе функционирования.
Технический результат достигается тем, что система заправки и хранения кислорода на борту космического аппарата, состоящая из блока приема газа, блока предварительной осушки кислорода с регулятором перепада давления, блока глубокой осушки кислорода, блока компримирования, устройства управления, распределительных клапанов, трубопроводов и датчиков давления и влажности кислорода, а также бортовых кислородных баллонов с датчиком давления, редуктором и клапанами подачи, в отличие от известной снабжена переключающим электроклапаном, установленным в магистраль, связывающую заправляемый переносной кислородный блок с бортовой системой обеспечения кислородом, а между переключающим электроклапаном и бортовой системой обеспечения кислородом введены блок предварительной осушки кислорода, датчик влажности, установленный на выходе блока предварительной осушки, электроклапан сброса кислорода в кабину, установленный перед блоком глубокой осушки, датчик давления перед компрессором, установленный в магистрали между блоком предварительной осушки и компрессором, после которого установлены датчики контроля давления на выходе компрессора, заправляемый переносной кислородный блок снабжен герметичным входным быстроразъемным и герметичным выходным быстроразъемным соединениями, а между герметичным входным быстроразъемным соединением и заправляемым баллоном установлены обратный клапан и ручной входной клапан. В блоке предварительной осушки регулятор перепада давления выполнен поддерживающим избыточное давление не менее 0,02 МПа.
Возможность заправки и хранения кислорода на борту КЛА достигается тем, что система заправки и хранения кислорода (СЗ и ХК) снабжена блоком предварительной осушки и блоком глубокой осушки кислорода, обеспечивающими подготовку кислорода с необходимыми качествами для его компримирования и дыхания, с установленным между ними датчиком влажности, датчиком давления перед компрессором и электроклапаном подачи кислорода в кабину, датчиками давления между компрессором и переключающим электроклапаном после компрессора, подсоединенным через герметичное входное быстроразъемное соединение к переносному кислородному блоку (ПКБ), в состав которого входят входной ручной и обратный клапаны, баллон, а также ручной клапан подачи и редуктор, за которым установлено герметичное выходное быстроразъемное соединение. Элементы СЗ и ХК объединены распределительными трубопроводами и имеют общее устройство управления.
Использование предлагаемой системы заправки и хранения кислорода на борту КЛА бортовых баллонов скафандров позволит:
иметь на борту КЛА дополнительный источник кислорода для осуществления ВКД;
многократно, по мере необходимости, перезаправлять на борту станции кислородный баллон;
осушать кислород перед заправкой в баллон до влагосодержания, исключающего конденсацию влаги при компримировании кислорода и замерзание при переходе на эжекторную подачу кислорода;
очищать кислород от вредных микропримесей, что позволит использовать его для дыхания "под маску" человеком;
повысить безопасность эксплуатации и процесса заправки за счет снижения давления в переносном кислородном блоке (ПКБ);
обеспечить полную автоматизацию процесса заправки ПКБ, позволяющую снизить до минимума нагрузку на экипаж при эксплуатации системы и исключить возможность аварии, вызванной неправильными действиями экипажа;
обеспечить значительный экономический эффект за счет снижения грузопотока на борт КЛА в части доставляемых кислородных баллонов.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых:
на фиг.1 приведена схема предлагаемой системы в целом, на которой показаны связи устройства управления с элементами системы (входящие стрелки - цепи сигнализации, исходящие стрелки - цепи подачи электропитания);
на фиг.2 показана структурная схема устройства управления (пунктирными линиями с точкой - цепи сигнализации и управления, сплошными линиями - цепи подачи электропитания).
Предлагаемая система заправки и хранения кислорода (СЗ и ХК) состоит из следующих основных блоков, агрегатов и аппаратуры: блока предварительной осушки 1 (БПО), на выходе которого установлен датчик влажности 2, соединенный с блоком глубокой осушки 3 (БГО), датчиком давления 4 (ДД1) и электроклапаном 5 (ЭК) подачи кислорода в кабину, к выходу блока глубокой осушки 3 подсоединен компрессор 6 (КОМ), связанный с многократно перезаправляемым переносным кислородным блоком 7 (ПКБ) трубопроводом, содержащим переключающий электроклапан 8 (ЭК) и датчики давления 9 (ДД2-ДД4).
Переносной кислородный блок (ПКБ) 7 многоразового применения содержит баллон 16 с подсоединенными к нему обратным клапаном 17 (OK), ручным входным клапаном 18 (РК1), датчиком давления 19 (ДД5), ручным клапаном подачи 20 (РК2) и редуктором 21 (Р).
На входе в ПКБ установлено герметичное входное быстроразъемное соединение 11, позволяющее многократное подсоединение к переключающему электроклапану 8. На выходе ПКБ имеется герметичное выходное быстроразъемное соединение 14, позволяющее многократное подсоединение к потребителям кислорода.
Обратный клапан 17 предназначен для перекрытия газовой магистрали при движении кислорода в обратном направлении (исключения обратного перетекания кислорода в процессе заправки и хранения баллона).
Для безопасности ручной клапан подачи 20 имеет возможность регулировки подачи кислорода. Кроме того, уплотнительный элемент редуктора 21 выполнен с дренажным каналом, с помощью которого возможные утечки кислорода высокого давления вокруг уплотнителя отводятся на выход редуктора 21.
СЗ и ХК снабжены устройством управления 10 (УУ), состоящим из блока питания 39 (БП), блока обработки сигналов 12 (БОС), логического устройства 13 (ЛУ), панели управления и сигнализации 38 (ПУС) и блока коммутации 15 (БК).
Блок предварительной осушки 1, установленный на входе в систему заправки и хранения кислорода, состоит из двух адсорберов 25 и 26 с встроенными электронагревателями 32 и 33 (ТЭН), попеременно работающих в режимах сорбции/десорбции/охлаждения, электроклапанов с ручным дублированием 23, 24 и 27-30, обеспечивающих необходимое направление газовых потоков, регулятора избыточного давления 22 для постоянного поддержания избыточного давления в БПО 1 не менее 0,02 МПа с целью повышения эффективности процессов, происходящих в адсорберах. Адсорберы 25 или 26 регенерируются нагревом с помощью нагревателей ТЭН 32 и 33 с обратной продувкой через ограничитель расхода (дроссель) 31 небольшой частью осушенного кислорода, который затем сбрасывается в кабину через электроклапаны 28 или 27.
По окончании десорбции происходит охлаждение адсорберов продувкой небольшой частью осушенного кислорода, который затем сбрасывается в кабину при выключенных нагревателях.
Блок предварительной осушки 1 обеспечивает осушку кислорода до влагосодержания, соответствующего температуре точки росы tp от минус 50°С до минус 55°С. Кроме того, БПО 1 обеспечивает высокую чистоту осушаемого кислорода за счет поглощения вредных примесей в адсорберах 25 и 26.
Датчик влажности 2 предназначен для контроля влагосодержания в кислороде на выходе из БПО 1.
Блок глубокой осушки (БГО) 3 представляет собой адсорбер с нерегенерируемым поглотителем с комбинированной засыпкой (первый слой - силикагель, второй слой - цеолит), обеспечивающий гарантированную доосушку кислорода до влагосодержания, соответствующего температуре точки росы tp от минус 60 до минус 70°С, в связи с большой погрешностью показаний датчиков влажности в диапазоне температур точки росы от минус 50°С до минус 70°С.
При отказе БПО 1 блок глубокой осушки 2 обеспечивает осушку ограниченного количества кислорода без БПО 1.
Датчик избыточного давления ДД1 4 обеспечивает постоянный автоматический контроль давления в магистрали от БПО 1 до компрессора 6. При повышении давления более заданной величины логическое устройство 13 формирует команду на выключение СЗ и ХК с выдачей информации на ПУС - «Отказ компрессора».
Датчики избыточного давления ДД2-ДД4 9 обеспечивают постоянный автоматический контроль давления на выходе из компрессора 6. При получении сигнала от датчиков давления ДД2-ДД4 9 о достижении заданного давления в ПКБ 7 логическое устройство 13 формирует команды на выключение СЗ и ХК с выдачей информации на ПУС - «Заправка ПКБ закончена».
Электроклапан 5 подачи кислорода в кабину, выполненный с ручным дублированием, обеспечивает автоматический сброс кислорода в кабину в случае повышенной влажности (более минус 45°С температуры точки росы), сохраняя тем самым ресурс БГО 3.
Компрессор 6 обеспечивает заправку баллона 16 кислородом до давления не более 15 МПа.
Переносной кислородный блок 7 (ПКБ) служит для хранения запасов кислорода, полученных из системы обеспечения кислородом, и обеспечения подачи его потребителям.
В ПКБ:
обратный клапан ОК 17 не допускает обратного перетекания кислорода в процессе заправки ПКБ 7;
входной ручной клапан РК1 18 предназначен для закрытия магистрали подачи кислорода в ПКБ;
датчик избыточного давления ДД5 19 обеспечивает постоянный автоматический контроль давления в баллоне 16;
ручной клапан подачи РК2 20 обеспечивает открытие магистрали подачи кислорода;
редуктор Р 21 обеспечивает снижение входного давления к потребителю до заданного (не более 0,45 МПа);
баллон 16 заправляется кислородом до давления не более 15 МПа;
герметичное входное быстроразъемное соединение 11 (на входе в ПКБ 7) и герметичное выходное быстроразъемное соединение 14 (на выходе из ПКБ 7) обеспечивают многократную подстыковку ПКБ к переключающему электроклапану 8 и к потребителям кислорода.
Переключающий электроклапан 8 обеспечивает автоматическое открытие магистрали подачи кислорода в ПКБ 7 при достижении им влагосодержания менее минус 55°С точки росы и закрытие при повышении влажности более минус 55°С точки росы.
Устройство управления 10 осуществляет автоматический режим заправки переносного кислородного блока 7.
В устройстве управления 10 блок обработки сигналов 12 (аналогово-цифровой преобразователь) получает информацию о состоянии электроклапана 5 подачи кислорода в кабину и переключающего электроклапана 8, от датчиков давления 4, 9, 19, значении тока и числа оборотов двигателя компрессора 6 от таходатчика 35, значении тока нагревателей адсорберов (от датчиков тока БК 37), а также о состоянии электроклапанов 23, 24 и 27-30 и нагревателей 32, 33 в БПО 1, переводит их в цифровой код и выводит информацию на ПУС 38 о текущем состоянии контролируемых параметров, а также направляет аналогичную информацию в логическое устройство 13.
Логическое устройство 13 получает управляющие воздействия с пульта управления и сигнализации 38, вводимые космонавтом, и выполняет следующие функции:
постоянно анализирует текущее состояние системы по следующим параметрам:
влагосодержание кислорода после БПО 1 (по информации от датчика влажности 2);
ток и обороты двигателя компрессора 6 (по сигналу от таходатчика двигателя компрессора 35);
давление перед компрессором 6 (от датчика давления ДД1 4);
давление за компрессором 6 (от датчиков давления ДД2-ДД4 9);
положение электроклапанов 5, 8, 23; 24, 27-30 (по информации от сигнализаторов положения клапанов 34);
ток в цепи нагревателей 32 и 33 (от датчиков тока 37);
температура внутри адсорберов 25 и 26 (от датчиков температуры 36);
выдает информацию о состоянии системы на пульт управления и сигнализации 38, а также, в случае отклонения параметров от допустимых значений, выдает рекомендации оператору (космонавту) о дальнейшей работе с системой;
обеспечивает заданную последовательность выдачи команд в блок коммутации 15 в процессе запуска системы, ее функционирования и приведения в исходное состояние после завершения процесса заправки;
формирует и выдает команды на перекладку электроклапанов 23, 24 и 27-30 в БПО 1 и переключение электронагревателей 32, 33 в адсорберах 25, 26 в соответствии с временными циклами, задаваемыми оператором с пульта управления и сигнализации 38 для осуществления процессов сорбции/десорбции/ охлаждения в БПО 1;
выдает команды на выключение системы при:
а) появлении сигналов от датчиков температуры 36 в адсорберах 25 или 26 об отклонении от допустимых значений и формирует сообщение «Отказ БПО»;
б) получении сигнала от датчика давления 4 об увеличении давления перед компрессором 6 более давления настройки регулятора давления 22 и формирует сообщение «Отказ компрессора»;
в) несоответствии положения клапанов заданному состоянию (по данным от сигнализаторов положения клапанов 34);
г) повышении токопотребления выше заданной величины (от датчиков тока в БК 37);
выдает команды на открытие электроклапана 5 подачи кислорода в кабину, выключение компрессора 6 и закрытие переключающего электроклапана 8 при получении сигнала от датчика влажности 2 об увеличении влагосодержания более температуры точки росы минус 45°С с выдачей сообщения на пульт управления и сигнализации - «Влагосодержание кислорода выше нормы»;
выдает команды в БК на приведение системы в исходное состояние, при получении сигнала от датчиков давления 9 о достижении заданного давления в ПКБ 7 выдает сообщение на пульт 38 «Заправка ПКБ закончена».
Блок питания 39 устройства управления 10 обеспечивает подачу электропитания на блок обработки сигналов 12, логическое устройство 13, панель управления и сигнализации 38 и блок коммутации 15.
На панели сигнализации и управления 38 отображается текущее состояние контролируемых параметров, получаемых от блока обработки сигналов 12. Имеется сигнальное табло, на котором отображается обобщающая информация о состоянии системы и предупреждающая информация экипажу об отклонении параметров от допустимого диапазона и необходимости вмешательства экипажа в работу СЗ и ХК (например, отказе электропривода компрессора 6 по сигналам с таходатчика 35, отказе электронагревателей 32, 33 и т.д.).
Кроме того, с панели управления выдаются отдельные команды (в случае сбоя в выполнении алгоритма работы) на управление работой электроклапанов и компрессора.
СЗ и ХК работает следующим образом. Космонавт включает устройство управления 10, которое опрашивает исходное состояние всех параметров и агрегатов СЗ и ХК. При соответствии параметров системы исходному состоянию и выдачи управляющего воздействия с пульта управления и сигнализации 38 логическое устройство 13 выдает команду в бортовую систему обеспечения кислородом (СКО) на открытие клапана подачи кислорода в СЗ и ХК (на схеме не показан), а затем на открытие электроклапанов 5, 29, 27, 23 и включение электронагревателя 32 адсорбера 26 для одновременного осуществления начала сорбции влаги в адсорбере 25 и десорбции влаги в адсорбере 26.
В процессе сорбции кислород подается на вход БПО 1 от СКО под избыточным давлением, поддерживаемым регулятором давления 22, через клапан 29 в адсорбер 25, где осушается до влагосодержания, соответствующего температуре точки росы tp от минус 50 до минус 55°С, и очищается от вредных микропримесей до чистоты, позволяющей использовать его для дыхания.
Основная часть кислорода, подсушенного в адсорбере 25, проходит через датчик влажности 2. В начале процесса сорбции до тех пор, пока влагосодержание кислорода соответствует температуре точки росы tp более минус 45°С, логическое устройство 13 формирует команду в блок коммутации 15 на открытие клапана 5 подачи кислорода в кабину и кислород поступает в кабину. При достижении влагосодержания, соответствующего точке росы tp менее минус 45°С, логическое устройство 13 формирует команду на закрытие клапана 5 подачи кислорода в кабину и открытие переключающего электроклапана 8, затем - на включение компрессора 6 и открытие переключающего электроклапана 8.
Эффективность процесса осушки (сорбции) выше, чем больше избыточное давление. Величина избыточного давления в БПО 1 определяется возможностями бортовой системы обеспечения кислородом.
Кислород, прокачиваемый компрессором 6, проходит через блок глубокой осушки 3, где он осушается до влагосодержания, соответствующего температуре tp от минус 60 до минус 70°С, и дополнительно очищается от вредных микропримесей. После БГО 3 осушенный кислород поступает на вход компрессора 6, который закачивает его в баллон 16 через открытый переключающий электроклапан 8, обратный клапан 17 и ручной входной клапан 18.
В процессе десорбции адсорбера 26 часть осушенного кислорода поступает через ограничитель расхода 31 в адсорбер 26, где участвует в качестве газа-носителя в процессе десорбции влаги из адсорбера 26 при включенном электронагревателе 32. Затем увлажненный кислород через открытый электроклапан 27 сбрасывается в кабину КЛА.
По окончании десорбции логическое устройство 13 выдает команду в БК 15 на выключение электронагревателя 32 (включение режима охлаждения адсорбера 26) для охлаждения адсорбера 26 за счет продолжающейся продувки его частью осушенного кислорода.
При завершении продувки адсорбера 26 заканчивается цикл сорбции в адсорбере 25. По временной метке, заложенной в алгоритм работы БПО 1, логическое устройство 13 выдает команды на перекладку электроклапанов 29, 23, 27 в закрытое положение, а электроклапанов 30, 24, 28 в открытое положение и выключение электронагревателя 32 и включение электронагревателя 33 для обеспечения процесса десорбции в адсорбере 25 и сорбции в адсорбере 26.
Затем циклы сорбции и десорбции повторяются, обеспечивая непрерывное поступление сухого кислорода в компрессор 6 и далее в баллон 16.
Если в процессе заправки давление перед компрессором 6 превысит давление настройки регулятора давления 22 более чем на 0,03 МПа (по сигналу с датчика давления 4), логическое устройство 13 выдаст команды на открытие электроклапана 5 подачи кислорода в кабину, закрытие переключающего электроклапана 8, выключение компрессора 6 и сформирует сообщение об отказе СЗ и ХК с соответствующей сигнализацией на панели управления и сигнализации 38.
При достижении за компрессором 6 (в баллоне 16) избыточного давления 13 МПа логическое устройство 13 выдает команды на выключение компрессора 6 и открытие электроклапана 5 подачи кислорода в кабину, закрытие переключающего электроклапана 8, выключение работающего электронагревателя в блоке предварительной осушки 1. Затем БПО 1 согласно алгоритму работы продувается кислородом в течение 30 минут для охлаждения адсорбера, который находился в режиме десорбции. Затем логическое устройство 13 выдает команду на приведение СЗ и ХК в исходное состояние с выдачей информации на ПУС - «Заправка ПКБ закончена».

Claims (2)

1. Система заправки и хранения кислорода на борту космического аппарата, содержащая блок приема газа в виде заправляемого переносного кислородного блока, блок предварительной осушки кислорода с регулятором перепада давления, блок глубокой осушки кислорода, блок компримирования, устройство управления, распределительные клапаны, трубопроводы, датчики давления и влажности кислорода, а также бортовые кислородные баллоны с датчиком давления, редуктором и клапанами подачи, при этом система снабжена переключающим электроклапаном, установленным в магистраль, связывающую заправляемый переносной кислородный блок с бортовой системой обеспечения кислородом, а между этим переключающим электроклапаном и указанной бортовой системой введены блок предварительной осушки кислорода, датчик влажности, установленный на выходе блока предварительной осушки, электроклапан сброса кислорода в кабину космического аппарата, установленный перед блоком глубокой осушки, датчик давления перед компрессором, установленный в магистрали между блоком предварительной осушки и компрессором, после которого установлены датчики контроля давления на выходе компрессора, причем заправляемый переносной кислородный блок снабжен герметичным входным быстроразъемным и герметичным выходным быстроразъемным соединениями, а между герметичным входным быстроразъемным соединением и заправляемым баллоном установлены обратный клапан и ручной входной клапан.
2. Система по п.1, в которой регулятор перепада давления в блоке предварительной осушки выполнен поддерживающим избыточное давление не менее 0,02 МПа.
RU2006136849/11A 2006-10-17 2006-10-17 Система заправки и хранения кислорода на борту космического аппарата RU2347724C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006136849/11A RU2347724C2 (ru) 2006-10-17 2006-10-17 Система заправки и хранения кислорода на борту космического аппарата

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006136849/11A RU2347724C2 (ru) 2006-10-17 2006-10-17 Система заправки и хранения кислорода на борту космического аппарата

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006136849A RU2006136849A (ru) 2008-04-27
RU2347724C2 true RU2347724C2 (ru) 2009-02-27

Family

ID=39452640

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006136849/11A RU2347724C2 (ru) 2006-10-17 2006-10-17 Система заправки и хранения кислорода на борту космического аппарата

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2347724C2 (ru)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
СЕРЕБРЯКОВ В.Н. Основы проектирования систем жизнеобеспечения экипажа космических летательных аппаратов. - М.: Машиностроение, 1983, с.69. АЛЕКСЕЕВ С.М., УМАНСКИЙ С.П. Высотные и космические скафандры. - М.: Машиностроение, 1973, с.78-84. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006136849A (ru) 2008-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5809999A (en) Method and apparatus for supplying breathable gas in emergency oxygen systems, especially in an aircraft
US8171932B2 (en) Oxygen breathing device for an aircraft
US20050056661A1 (en) Method and system for distributing hydrogen
CN108027105B (zh) 用于压力容器系统的维保设备和维保方法
US12085235B2 (en) Defuel priority panel
CN104379440B (zh) 运输压缩气体的船
CN203892873U (zh) 一种lng工厂仪表风多联供应保障系统
CN103760850A (zh) 一种有关制氮机的远程监控与无人控制的装置及方法
CN104110574A (zh) 一种低温气体冷凝回收系统及其方法
RU2347724C2 (ru) Система заправки и хранения кислорода на борту космического аппарата
CN115875595A (zh) 一种综合氢源加氢站及其控制方法和控制系统
CN112503393A (zh) 一种对危险性液体自动储运的系统
CN106458295A (zh) 散货船的氮气供给设备
WO2017154732A1 (ja) アンモニア分解装置及び水素ガス製造装置
CN114033965A (zh) 一种单组分或多组分气体的充装控制系统
CN209744040U (zh) 一种无人机用制氢加氢中继站
CN117553226A (zh) 一种sf6混气泄漏自动补仓系统
CN103711516A (zh) 人员保护系统和用于运行该人员保护系统的方法
CN107906369B (zh) 一种液化天然气接收站铁路外输系统
RU156432U1 (ru) Установка подготовки импульсного газа
Erickson et al. International space station united states orbital segment oxygen generation system on-orbit operational experience
CN114279651A (zh) 一种利用隔膜压缩机气密测试系统及运行方法
CN116838577B (zh) 一种甲醇双燃料船氮气供给系统
CN112334213A (zh) 移动式氮维护供应系统
RU2159348C1 (ru) Система наддува топливных баков двигательной установки космического летательного аппарата