RU2597946C1

RU2597946C1 - System for maintaining pressure in reservoir

Info

Publication number: RU2597946C1
Application number: RU2015133415/06A
Authority: RU
Inventors: Алексей Валентинович Терехин; Константин Михайлович Рябинин; Виталий Михайлович Бронштейн; Наиль Гумерович Газизуллов; Михаил Владимирович Лосев; Сергей Витальевич Широков; Александр Анатольевич Кириллов
Original assignee: Акционерное общество "Ракетно-космический центр "Прогресс" (АО "РКЦ "Прогресс")
Priority date: 2015-08-10
Filing date: 2015-08-10
Publication date: 2016-09-20

Abstract

FIELD: space.

SUBSTANCE: invention relates to space engineering and is used to provide and automatically maintain excess gas pressure in thin-walled reservoirs, for example in fuel tanks of carrier rockets at transportation to launchers of ground start complexes. System for maintaining pressure in the reservoir includes a pneumatic line of supercharging coupled with a pressure gauge, pneumatic lines of drainage and measurements. Supercharging pneumatic line includes series-connected by pipelines: a receiver, an electric pneumatic valve, filters installed before and after the receiver, a service washer. Drainage pneumatic line coupled with the pressure gauge includes an electropneumatic valve with series-connected valve gate, parallel-installed safety valve and valve gates. Measurement line comprises pressure sensors connected in parallel. Herewith in the supercharging pneumatic line a valve gate is installed before the electropneumatic valve, as well as the supercharging pneumatic line includes a parallel bypass line with a valve gate installed in it, herewith the supercharging and the drainage pneumatic lines are interconnected by means of a valve gate.

EFFECT: technical result is improved reliability and expanded operating performance of the system.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к ракетно-космической технике и служит для обеспечения и автоматического поддержания избыточного давления газа в тонкостенных емкостях, например в топливных емкостях ракет-носителей при транспортировании к пусковым установкам наземных стартовых комплексов.The invention relates to rocket and space technology and is used to provide and automatically maintain excess gas pressure in thin-walled containers, for example, in fuel tanks of launch vehicles during transportation to launchers of ground launch complexes.

Известно устройство выдачи сжатого газа (см. патент №2215235 - аналог), содержащее основную пневмолинию выдачи с последовательно установленными на ней запорным органом, редуктором давления, предохранительным клапаном и реле давления, выходной и дренажный трубопроводы, дополнительную пневмолинию выдачи, выполненную в виде электропневмоклапанов, обе линии выдачи соединены между собой посредством обратных клапанов, установленных между реле давления и выходным трубопроводом, а на дренажных трубопроводах последовательно установлены реле давления, электрически связанные с электропневмоклапанами, и обратные клапаны.A known device for issuing compressed gas (see patent No. 2215235 for an analogue), containing a main discharge pneumatic line with a shut-off element, a pressure reducer, a safety valve and a pressure switch, an outlet and drain pipe, an additional output pneumatic line made in the form of electro-pneumatic valves, both delivery lines are interconnected by means of check valves installed between the pressure switch and the outlet pipe, and relays are installed in series on the drain pipes yes Lenia is electrically connected with the solenoid-and-return valves.

Известна система наддува емкости сжатым газом (см. авторское свидетельство №558130 - прототип), состоящая из нескольких параллельных пневмолиний выдачи, каждая из которых включает последовательно соединенные трубопроводом ресивер, пневмоклапан, обратный клапан, и из управляющей пневмолинии с отводами к пневмоклапанам и с дифференциальными реле, одна из управляющих камер которых связана с ресивером предыдущей пневмолинии выдачи.A known system of pressurization of a container with compressed gas (see copyright certificate No. 558130 - prototype), consisting of several parallel delivery pneumatic lines, each of which includes a receiver, pneumatic valve, non-return valve in series with the pipeline, and a control pneumatic line with taps to the pneumatic valves and with differential relays , one of the control chambers of which is connected to the receiver of the previous delivery air line.

Недостатком известного устройства, а также вышеописанной системы является их недостаточная надежность, так как при транспортировке ракет-носителей к пусковым установкам наземных стартовых комплексов возможно как превышение максимального допустимого давления газа, так и снижение давления в емкости ниже минимального допустимого в случае отказа электропневмоклапанов, например при попадании в них посторонних частиц из источника сжатого газа, что ограничивает эксплуатационные возможности системы. Недостаточный уровень давления газа может привести к деформации емкости. Повышенный уровень давления газа может привести к уменьшению ресурса агрегатов и к аварийной ситуации вследствие их отказа.A disadvantage of the known device, as well as the system described above, is their insufficient reliability, since when transporting launch vehicles to launchers of ground launch complexes it is possible both to exceed the maximum allowable gas pressure and lower the pressure in the vessel below the minimum allowable in the event of failure of electro-pneumatic valves, for example, ingress of foreign particles into them from a source of compressed gas, which limits the operational capabilities of the system. An insufficient level of gas pressure can lead to deformation of the tank. An increased level of gas pressure can lead to a decrease in the service life of the units and to an emergency situation due to their failure.

Задачей предложенного технического решения является повышение надежности, расширение эксплуатационных возможностей системы за счет введения фильтров в пневмолинии наддува, введения дренажной пневмолинии, введения пневмолинии измерений, сигнализирующей о выходе величин давления за пределы допустимого диапазона, и байпасной линии в пневмолинии наддува, позволяющей в случае отказа электропневмоклапанов обеспечить ручной режим работы.The objective of the proposed technical solution is to increase the reliability, expand the system’s operational capabilities by introducing filters in the boost pneumatic line, introducing a drain pneumatic line, introducing a measurement pneumatic line that signals that the pressure values are outside the allowable range, and bypass line in the boost pneumatic line, which allows in case of failure of the electric pneumatic valves provide manual operation.

Поставленная задача решается тем, что в систему поддержания давления в емкости, состоящую из пневмолинии наддува, сопряженной с манометром, включающей последовательно соединенные трубопроводами ресивер, электропневмоклапан, введены фильтры, установленные до и после ресивера, расходная шайба, дополнительно предусмотрены пневмолинии дренажа и измерений, причем пневмолиния дренажа, сопряженная с манометром, включает электропневмоклапан с последовательно соединенным вентилем, параллельно установленные предохранительный клапан и вентили, а линия измерений включает параллельно соединенные датчики давления, при этом в пневмолинии наддува перед электропневмоклапаном установлен вентиль, а также пневмолиния наддува включает параллельную байпасную линию с установленным в ней вентилем, причем пневмолинии наддува и дренажа связаны между собой посредством вентиля.The problem is solved by the fact that in the system of maintaining pressure in the tank, consisting of a boost pneumatic line coupled to a manometer, including a receiver, an electro-pneumatic valve connected in series by pipelines, filters are installed that are installed before and after the receiver, an expendable washer, and pneumatic drain and measurement lines are additionally provided, moreover the drainage pneumatic line connected to the pressure gauge includes an electro-pneumatic valve with a valve connected in series, a safety valve and a fan installed in parallel Whether, and the measurement line includes a parallel connected pressure switches, wherein a pneumatic line before pressurization set of solenoid valve and pneumatic lines parallel supercharging includes a bypass line with a valve installed therein, wherein the pressurization draining pneumatic line and are interconnected by means of a valve.

На чертеже приведена принципиальная пневматическая схема системы поддержания давления в емкости (Фиг. 1).The drawing shows a schematic pneumatic diagram of a system for maintaining pressure in a vessel (Fig. 1).

Система поддержания давления в емкости состоит из нескольких параллельных пневмолиний - наддува I, дренажа II и измерения III. Пневмолиния наддува I включает последовательно соединенные трубопроводами ресивер 1 с установленными до и после него фильтрами 2 и 3, электропневмоклапан 4, расходную шайбу 5, вентили 6, 7, 8, 9, 10. В пневмолинии наддува установлен манометр 11. Пневмолиния дренажа II включает электропневмоклапан 12 с последовательно соединенным вентилем 13, параллельно которым установлены предохранительный клапан 14 и вентили 15, 21. В пневмолинии дренажа установлен манометр 16. В пневмолинии измерений параллельно установлены датчики давления 17, 18, 19. Для связи пневмолиний наддува и дренажа установлен вентиль 20.The pressure maintenance system in the tank consists of several parallel pneumatic lines - boost I, drain II and measurement III. The boost pneumatic line I includes receiver 1 connected in series with pipelines with filters 2 and 3 installed before and after it, an electro-pneumatic valve 4, a consumable washer 5, valves 6, 7, 8, 9, 10. A pressure gauge is installed in the boost pneumatic line 11. The drain pneumatic line II includes an electro-pneumatic valve 12 with a series-connected valve 13, in parallel with which a safety valve 14 and valves 15, 21 are installed. A pressure gauge is installed in the drainage pneumatic line 16. Pressure sensors 17, 18, 19 are installed in parallel in the measurement pneumatic line. Nij aspirated and drain valve 20 is installed.

Система работает следующим образом.The system operates as follows.

При давлении в емкости ниже минимального допустимого давления от датчиков давления 17, 18, 19 пневмолинии измерений поступает электрический сигнал на открытие электропневмоклапана 4 для наддува емкости сжатым газом из ресивера 1 через фильтр 3, расходную шайбу 5 с контролем давления по манометру 11 перед расходной шайбой 5. В этом случае открыт вентиль 8 и закрыт вентиль 9. По достижении минимального допустимого давления в емкости поступает сигнал от датчиков давления 17, 18, 19, электропневмоклапан 4 закрывается, наддув газа прекращается. В системе предусмотрено дополнительное ручное регулирование давления в пневмолинии наддува при закрытии вентиля 8 и открытии вентиля 9.When the pressure in the tank is below the minimum permissible pressure from the pressure sensors 17, 18, 19 of the pneumatic measurement line, an electric signal is received to open the electro-pneumatic valve 4 for pressurizing the tank with compressed gas from the receiver 1 through the filter 3, the washer 5 with pressure control by the pressure gauge 11 before the washer 5 In this case, valve 8 is open and valve 9 is closed. Upon reaching the minimum allowable pressure in the tank, a signal is received from pressure sensors 17, 18, 19, the electro-pneumatic valve 4 closes, gas boost stops. The system provides additional manual pressure control in the pneumatic line of pressurization when closing valve 8 and opening valve 9.

При давлении в емкости выше максимального допустимого давления включается пневмолиния дренажа. От датчиков давления 17, 18, 19 пневмолинии измерений поступает электрический сигнал на открытие электропневмоклапана 12 для дренажа газа из емкости в атмосферу с контролем давления по манометру 16. В случае дальнейшего повышения давления дренаж из емкости производится дополнительным открытием предохранительного клапана 13. По достижении максимального избыточного давления в емкости поступает сигнал от датчиков давления 17, 18, 19, электропневмоклапан 12 закрывается, дренаж газа прекращается.When the pressure in the tank is higher than the maximum allowable pressure, the drainage pneumatic line is switched on. An electric signal is received from the pressure sensors 17, 18, 19 of the pneumatic measurement line to open the electro-pneumatic valve 12 for draining the gas from the tank to the atmosphere with pressure control by pressure gauge 16. In case of a further increase in pressure, drainage from the tank is performed by additional opening of the safety valve 13. Upon reaching the maximum excess pressure in the tank receives a signal from pressure sensors 17, 18, 19, the electro-pneumatic valve 12 closes, gas drainage stops.

Пневмолиния измерения дополнительно оборудована световой и звуковой сигнализацией, срабатывающей при поступлении электрического сигнала от датчиков давления 17, 18, 19 при давлении в емкости ниже минимального допустимого давления и выше максимального допустимого давления.The measurement pneumatic line is additionally equipped with a light and sound alarm that is triggered when an electrical signal is received from pressure sensors 17, 18, 19 at a pressure in the vessel below the minimum allowable pressure and above the maximum allowable pressure.

Для обеспечения проведения подготовительных работ с системой поддержания давления в емкости, таких как продувка пневмолиний наддува и дренажа и проверка их герметичности, и для связи пневмолиний наддува и дренажа необходимо открыть вентили 20, 21.To ensure preparatory work with the system for maintaining pressure in the tank, such as blowing the pneumatic lines of pressurization and drainage and checking their tightness, and to connect the pneumatic lines of pressurization and drainage, it is necessary to open valves 20, 21.

Предложенное техническое решение по сравнению с известными устройствами позволяет повысить надежность и расширить эксплуатационные возможности системы. Это достигается за счет введения фильтров в пневмолинии наддува, предотвращающих попадание посторонних частиц в полости электроклапанов, вентилей и трубопроводов. В случае отказа электропневмоклапанов, введенная в систему линия измерений позволит обслуживающему персоналу при включении световой и звуковой сигнализации обеспечить ручной режим управления наддувом и дренажом газа за счет предусмотренной байпасной линии.The proposed technical solution in comparison with known devices can improve reliability and expand the operational capabilities of the system. This is achieved through the introduction of filters in the pneumatic line of boost, preventing the ingress of foreign particles into the cavity of electrovalves, valves and pipelines. In the event of a failure of the electro-pneumatic valves, the measurement line introduced into the system will allow maintenance personnel to turn on the manual and supercharging gas by switching on the light and sound alarms due to the provided bypass line.

Claims

A system for maintaining pressure in the tank, consisting of a boost pneumatic line, including a receiver, an electro-pneumatic valve connected in series with the pipeline, characterized in that filters installed before and after the receiver, an expendable washer are introduced into the boost pneumatic line connected to the pressure gauge, and drain and measurement pneumatic lines are additionally provided, moreover, the drainage pneumatic line associated with the pressure gauge includes an electro-pneumatic valve with a valve connected in series, a safety valve installed in parallel and The vents and the measurement line include parallel-connected pressure sensors, while a valve is installed in the boost pneumatic line in front of the electro-pneumatic valve, and the boost pneumatic line includes a parallel bypass line with a valve installed in it, and the boost and drain pneumatic lines are connected by a valve.