RU2800927C1

RU2800927C1 - Fuel tank pressure system

Info

Publication number: RU2800927C1
Application number: RU2022119663A
Authority: RU
Inventors: Николай Никанорович Елюкин; Алексей Сергеевич Козлов; Максим Иванович Решетников
Original assignee: Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации
Filing date: 2022-07-18
Publication date: 2023-08-01

Abstract

FIELD: rocket and space technology.

SUBSTANCE: fuel tank pressurization system contains a source of pressurization gases (3), a pressure reducer (5), a boost cut-off valve (6), an indicator (7) of the boost pressure of the tank, a pipeline (8) for dumping boost gases from the tank, an additional gas cylinder (9), two-position electromagnetic gas distributor (10). A check valve (31) is installed in the line connecting the outlet (30) of the gas-hydraulic compressor unit (15) with an additional gas cylinder (9). Electric limit switches (36, 37) are installed on the right (34) and left (35) ends of the cylinder (16). An electrohydraulic pump (38) with a working fluid tank (39) and a three-position four-line electromagnetic hydraulic distributor (40) contains an inlet fitting (41) connected to the pump discharge line (38). The drain fitting (42) is connected to the tank (39) of the working fluid, and the working outlets (43, 44) are connected to the hydraulic piston-less cavities (45, 46) of the compartments (17, 19) of the cylinder (16), as well as to the left (47, 48) and right (49, 50) control cavities of three-line hydraulically controlled gas distributors (28, 29).

EFFECT: safe discharge of pre-pressurization gases from the tank and the possibility of re-pressurization of tanks when the start is cancelled are achieved.

4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к ракетно-космической технике, в частности, к системам и устройствам предпускового наддува топливных баков.The invention relates to rocket and space technology, in particular to systems and devices for pre-pressurization of fuel tanks.

Предпусковой наддув топливных баков необходим для создания в газовом свободном объеме бака давления, обеспечивающего вместе с гидростатическим давлением столба жидкости в баке давление на входе в ракетный двигатель, необходимое для его безаварийного, безкавитационного пуска (см. книгу «Пневмогидравлические системы двигательных установок с жидкостными ракетными двигателями». Под редакцией академика В.Н. Челомея, М., «Машиностроение», 1978. 240 с.).Pre-launch pressurization of fuel tanks is necessary to create a pressure tank in the gas free volume, which, together with the hydrostatic pressure of the liquid column in the tank, provides the pressure at the inlet to the rocket engine necessary for its trouble-free, cavitation-free launch (see the book “Pneumatic-hydraulic systems of propulsion systems with liquid rocket engines ". Edited by academician V.N. Chelomey, M., "Engineering", 1978. 240 p.).

Для наддува топливных баков перед пуском и в полете обычно применяют газобаллонные или газогенераторные системы, использующие жидкие или твердые компоненты топлива.To pressurize fuel tanks before launch and in flight, gas-cylinder or gas generator systems are usually used that use liquid or solid propellant components.

Известна система наддува топливного бака, содержащая источник газа наддува, выполненный с возможностью соединения трубопроводом с наддуваемой газовой полостью топливного бака (см. рис. 2.8 на стр. 28 кн. «Пневмогидравлические системы двигательных установок с жидкостными ракетными двигателями». Под редакцией академика В.Н. Челомея, М., «Машиностроение», 1978. 240 с.), принятая за прототип предлагаемого изобретения.A fuel tank pressurization system is known, containing a pressurization gas source, configured to be connected by a pipeline to the pressurized gas cavity of the fuel tank (see Fig. 2.8 on page 28 of the book “Pneumohydraulic systems of propulsion systems with liquid rocket engines”. Edited by Academician V.I. N. Chelomeya, M., "Engineering", 1978. 240 p.), taken as a prototype of the proposed invention.

Недостатком прототипа является отсутствие возможности сброса газов предпускового наддува из бака при отмене пуска и повторного предпускового наддува бака в случаях, когда в окружающее замкнутое пространство бака, например, в шахту ракетной пусковой установки, нельзя сбрасывать газы предпускового наддува бака по условиям пожаро- и взрывобезопасности, т.к. газы в газовой полости топливного бака после наддува представляют собой смесь газов наддува, например, воздуха или азота, и паров компонентов топлива. Как известно, при контакте паров разноименных компонентов ракетного топлива начинается реакция горения, в результате чего может быть пожар или взрыв. Известная система наддува бака в таких случаях не обеспечивает безопасность и возможность повторного наддува баков при отмене пуска после предпускового наддува бака.The disadvantage of the prototype is the inability to discharge pre-pressurization gases from the tank when canceling the launch and re-pre-pressurization of the tank in cases where it is impossible to discharge pre-pressurization gases of the tank into the surrounding enclosed space of the tank, for example, into the mine of a rocket launcher due to fire and explosion safety conditions, because gases in the gas cavity of the fuel tank after pressurization are a mixture of pressurization gases, such as air or nitrogen, and vapors of fuel components. As you know, when vapors of dissimilar components of rocket fuel come into contact, a combustion reaction begins, resulting in a fire or explosion. The known system of pressurization of the tank in such cases does not provide safety and the possibility of re-pressurization of the tanks when the start is canceled after the pre-pressurization of the tank.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанного недостатка прототипа.The objective of the invention is to eliminate this drawback of the prototype.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является обеспечение безопасного сброса газов предпускового наддува из бака и возможности повторного наддува баков при отмене пуска после предпускового наддува.The technical result of the invention is to ensure the safe discharge of pre-pressurization gases from the tank and the possibility of re-pressurization of tanks when the start is canceled after pre-boost pressurization.

Указанная задача решается и технический результат достигается тем, что система наддува топливного бака содержит трубопровод сброса газа наддува, выполненный с возможностью соединения с наддуваемой газовой полостью бака и соединения с дополнительным газовым баллоном, установленным вне наддуваемого бака, через двухпозиционный двухлинейный электромагнитный газовый распределитель, вход которого соединен с трубопроводом сброса газа наддува, а выход соединен со входом газогидравлической компрессорной установки, содержащей газогидравлический цилиндр с двумя герметичными отсеками с установленными в них двумя поршнями, соединенными одним штоком, проходящим через перегородку между отсеками, причем беспоршневые полости отсеков цилиндра выполнены гидравлическими, а штоковые полости отсеков цилиндра выполнены газовыми и с возможностью соединения с газовой полостью наддуваемого бака и дополнительным газовым баллоном через двухпозиционные трехлинейные гидроуправляемые газовые распределители, установленные на входе и выходе газогидравлической компрессорной установки соответственно, обратный клапан, установленный в линии, соединяющей выход газогидравлической компрессорной установки с дополнительным газовым баллоном, открывающийся в сторону баллона, на правом и левом торцах цилиндра установлены электрические концевые выключатели, взаимодействующие с поршнями при их подходе к левому и правому упорам соответственно, электрогидравлический насос с баком рабочей жидкости и трехпозиционным четырехлинейным электромагнитным гидрораспределителем, входной штуцер которого соединен с линией нагнетания насоса, сливной штуцер соединен с баком рабочей жидкости, а два рабочих выхода соединены с гидравлическими беспоршневыми полостями отсеков цилиндра, с левыми и правыми полостями управления трехлинейных гидроуправляемых газовых распределителей соответственно.The specified problem is solved and the technical result is achieved in that the fuel tank pressurization system contains a pressurization gas discharge pipeline configured to be connected to the pressurized gas cavity of the tank and connected to an additional gas cylinder installed outside the pressurized tank through a two-position two-line electromagnetic gas distributor, the inlet of which is connected to the boost gas discharge pipeline, and the outlet is connected to the inlet of a gas-hydraulic compressor unit containing a gas-hydraulic cylinder with two sealed compartments with two pistons installed in them, connected by one rod passing through the partition between the compartments, and the pistonless cavities of the cylinder compartments are made hydraulic, and the rod the cavities of the cylinder compartments are made gas and with the possibility of connection with the gas cavity of the pressurized tank and an additional gas cylinder through two-position three-line hydraulically controlled gas distributors installed at the inlet and outlet of the gas-hydraulic compressor unit, respectively; cylinder, opening towards the cylinder, on the right and left ends of the cylinder there are electric limit switches that interact with the pistons when they approach the left and right stops, respectively, an electro-hydraulic pump with a working fluid tank and a three-position four-line electromagnetic hydraulic distributor, the inlet fitting of which is connected to the discharge line pump, the drain fitting is connected to the working fluid tank, and two working outlets are connected to the hydraulic pistonless cavities of the cylinder compartments, to the left and right control cavities of the three-line hydraulically controlled gas distributors, respectively.

Источник газов наддува может быть выполнен в виде газового баллона высокого давления, газогенератора на твердом или жидком топливе и др.The source of pressurization gases can be made in the form of a high-pressure gas cylinder, a gas generator for solid or liquid fuel, etc.

При выполнении источника газов наддува в виде газового баллона высокого давления газы наддува из бака с помощью газогидравлической установки могут быть помещены обратно в тот же баллон.When the source of pressurization gases is made in the form of a high-pressure gas cylinder, pressurization gases from the tank can be placed back into the same cylinder using a gas-hydraulic installation.

Газы наддува, перемещенные с помощью газогидравлической установки в дополнительный газовый баллон, могут быть использованы для повторного наддува бака путем использования вместо двухпозиционного двухлинейного электромагнитного газового распределителя трехпозиционного трехлинейного электромагнитного газового распределителя, вход которого соединен с трубопроводом сброса газов наддува из бака, один из двух выходов соединен с дополнительным газовым баллоном, а второй - со входом газогидравлической компрессорной установки.Pressurization gases, transferred by means of a gas-hydraulic installation to an additional gas cylinder, can be used to re-pressurize the tank by using, instead of a two-position two-line electromagnetic gas distributor, a three-position three-line electromagnetic gas distributor, the inlet of which is connected to the pipeline for dumping pressurization gases from the tank, one of the two outlets is connected with an additional gas cylinder, and the second - with the input of a gas-hydraulic compressor unit.

Для исключения перетекания управляющей жидкости из гидравлических полостей цилиндра в его газовые полости при длительном хранении, поршни цилиндра выполнены в виде гибкой герметичной мембраны.To prevent the flow of control fluid from the hydraulic cavities of the cylinder into its gas cavities during long-term storage, the pistons of the cylinder are made in the form of a flexible sealed membrane.

Предлагаемая система наддува бака обеспечивает перемещение газов наддува из газовой полости бака в дополнительный газовый баллон, установленный вне бака, с помощью газогидравлической компрессорной установки, приводимой в действие давлением потока жидкости от электронасоса. Система обеспечивает забор газов из бака и нагнетание их в дополнительный баллон под высоким давлением. Например, газ наддува, находящийся в свободном газовом объеме бака объемом 500 л под давлением 0,6 МПа, с помощью предлагаемой системы может перемещаться в баллон объемом 20 л под давлением 15 МПа и использоваться для повторного наддува бака. При этом обеспечивается безопасность всего комплекса устройств и систем, т.к. при перемещении газов наддува из бака в дополнительный баллон в окружающее пространство газы наддува бака практически не попадают благодаря герметичности системы.The proposed tank pressurization system ensures the transfer of pressurization gases from the gas cavity of the tank to an additional gas cylinder installed outside the tank, using a gas-hydraulic compressor unit, driven by the pressure of the liquid flow from the electric pump. The system provides for the intake of gases from the tank and forcing them into an additional cylinder under high pressure. For example, pressurization gas, which is in the free gas volume of a 500-liter tank at a pressure of 0.6 MPa, can be transferred to a 20-liter cylinder at a pressure of 15 MPa using the proposed system and used to re-pressurize the tank. At the same time, the safety of the entire complex of devices and systems is ensured, since when the pressurization gases are moved from the tank to the additional cylinder, the pressurization gases of the tank practically do not get into the surrounding space due to the tightness of the system.

Техническая сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, фиг. 1, 2, 3, 4, на которых приведены варианты выполнения его принципиальной пневмогидравлической схемы.The technical essence of the invention is illustrated by drawings, Fig. 1, 2, 3, 4, which show variants of its basic pneumohydraulic scheme.

Система наддува топливного бака содержит (фиг. 1) источник газов наддува 3, соединенный трубопроводом 4 с наддуваемой газовой полостью 2 бака 1, редуктор давления 5, отсечной клапан наддува 6, сигнализатор 7 давления наддува бака, трубопровод 8 сброса газов наддува из бака, дополнительный газовый баллон 9, двухпозиционный электромагнитный газовый распределитель 10, вход 11 которого соединен с трубопроводом 8 сброса газов наддува, а выход 12 соединен со входом 14 газогидравлической компрессорной установки 15, содержащей газогидравлический цилиндр 16 с двумя герметичными отсеками 17, 19, с установленными в них двумя поршнями 20, 22, соединенными одним штоком 23, проходящим через перегородку 25 между отсеками, причем беспоршневые полости 45, 46 отсеков 17,19 выполнены гидравлическими, а штоковые полости 32, 27 выполнены газовыми и с возможностью соединения с газовой полостью 2 наддуваемого бака 1 и дополнительным газовым баллоном 9 через двухпозиционные трехлинейные гидроуправляемые газовые распределители 28, 29, установленные, соответственно, на входе 14 и выходе 30 газогидравлической компрессорной установки 15, обратный клапан 31, установленный в линии, соединяющей выход 30 газогидравлической компрессорной установки 15 с дополнительным газовым баллоном 9, открывающийся в сторону баллона 9, на правом 34 и левом 35 торцах цилиндра 16 установлены электрические концевые выключатели 36 и 37, срабатывающие при контакте с поршнями 22 и 20 при их подходе к упорам, электрогидравлический насос 38 с баком 39 рабочей жидкости и трехпозиционным четырехлинейным электромагнитным гидрораспределителем 40, входной штуцер 41 которого соединен с линией нагнетания насоса 38, сливной штуцер 42 соединен с баком 39 рабочей жидкости, а рабочие выходы 43, 44 соединены с гидравлическими беспоршневыми полостями 45, 46 отсеков 17, 19 цилиндра 16, а также с левыми 47, 48 и правыми 49, 50 полостями управления трехлинейных гидроуправляемых газовых распределителей 28, 29.The pressurization system of the fuel tank contains (Fig. 1) a source of pressurization gases 3, connected by a pipeline 4 with a pressurized gas cavity 2 of the tank 1, a pressure reducer 5, a pressurization cut-off valve 6, a signaling device 7 of the boost pressure of the tank, a pipeline 8 of the discharge of pressurization gases from the tank, additional a gas cylinder 9, a two-position electromagnetic gas distributor 10, the inlet 11 of which is connected to the pipeline 8 for the discharge of boost gases, and the outlet 12 is connected to the inlet 14 of the gas-hydraulic compressor unit 15, which contains the gas-hydraulic cylinder 16 with two sealed compartments 17, 19, with two installed in them pistons 20, 22 connected by one rod 23 passing through the partition 25 between the compartments, and the pistonless cavities 45, 46 of the compartments 17,19 are made hydraulic, and the rod cavities 32, 27 are made of gas and can be connected to the gas cavity 2 of the pressurized tank 1 and additional gas cylinder 9 through on-off three-line hydraulically controlled gas distributors 28, 29 installed, respectively, at the inlet 14 and outlet 30 of the gas-hydraulic compressor unit 15, the check valve 31 installed in the line connecting the outlet 30 of the gas-hydraulic compressor unit 15 with an additional gas cylinder 9, opening towards the cylinder 9, on the right 34 and left 35 ends of the cylinder 16, electric limit switches 36 and 37 are installed, triggered by contact with the pistons 22 and 20 when they approach the stops, an electro-hydraulic pump 38 with a tank 39 of the working fluid and a three-position four-line electromagnetic hydraulic distributor 40, the inlet fitting 41 of which is connected to the discharge line of the pump 38, the drain fitting 42 is connected to the working fluid tank 39, and the working outlets 43, 44 are connected to the hydraulic pistonless cavities 45, 46 compartments 17, 19 of the cylinder 16, as well as to the left 47, 48 and right 49, 50 control cavities of three-line hydraulically controlled gas distributors 28, 29.

Источник газа 3 может быть выполнен в виде газогенератора или в виде газового баллона высокого давления. В последнем случае газы наддува могут перемещаться обратно в источник газов наддува путем соединения выхода 30 газогидравлической компрессорной установки 15 (фиг. 2) с источником газа наддува - газовым баллоном высокого давления 3.The gas source 3 can be made in the form of a gas generator or in the form of a high pressure gas cylinder. In the latter case, boost gases can be moved back to the source of boost gases by connecting the outlet 30 of the gas-hydraulic compressor unit 15 (Fig. 2) to the source of boost gas - a high-pressure gas cylinder 3.

Газы наддува, перемещенные с помощью газогидравлической установки 15 в дополнительный газовый баллон 9, могут быть использованы для повторного наддува бака 1 путем использования вместо двухпозиционного двухлинейного электромагнитного газового распределителя 10 (фиг. 1) трехпозиционного трехлинейного электромагнитного газового распределителя 51 (фиг. 3), вход 52 которого соединен с трубопроводом 8 сброса газа наддува, один из двух выходов 53 соединен с дополнительным газовым баллоном 9, а второй выход 54 соединен со входом 14 газогидравлической компрессорной установки 15.The pressurization gases transferred by means of the gas-hydraulic installation 15 to an additional gas cylinder 9 can be used to re-pressurize the tank 1 by using a three-position three-line electromagnetic gas distributor 51 (Fig. 3) instead of the on-off two-line electromagnetic gas distributor 51 (Fig. 3), input 52 of which is connected to the boost gas discharge pipeline 8, one of the two outlets 53 is connected to an additional gas cylinder 9, and the second outlet 54 is connected to the inlet 14 of the gas-hydraulic compressor unit 15.

Для исключения перетекания управляющей жидкости из гидравлических бесштоковых полостей 45, 46 цилиндра 16 в его газовые штоковые полости 32, 27 при длительном хранении, поршни 20, 22 (фиг. 1) цилиндра могут быть выполнены в виде гибкой герметичной мембраны 18, 21 (фиг. 4). Система наддува топливного бака работает следующим образом.To prevent the control fluid from flowing from the hydraulic rodless cavities 45, 46 of the cylinder 16 into its gas rod cavities 32, 27 during long-term storage, the pistons 20, 22 (Fig. 1) of the cylinder can be made in the form of a flexible sealed membrane 18, 21 (Fig. 4). The pressurization system of the fuel tank works as follows.

Предпусковой наддув бака 1 осуществляется путем подачи газа из источника газа 3 в газовую полость 2 (фиг. 1). Для этого подается команда на открытие клапана 6. Редуктор давления 5 снижает давление до требуемого значения. Наддув бака прекращается по срабатыванию сигнализатора давления 7, настроенного на требуемое давление наддува бака.The pre-pressurization of the tank 1 is carried out by supplying gas from the gas source 3 to the gas cavity 2 (Fig. 1). To do this, a command is given to open the valve 6. The pressure reducer 5 reduces the pressure to the required value. The tank pressurization stops when the pressure indicator 7, set to the required tank pressurization pressure, is actuated.

При отмене пуска после предпускового наддува бака необходимо сбросить давление из газовой полости 2 бака. Предлагаемая система наддува позволяет решать эту задачу в условиях, когда газы наддува нельзя сбрасывать в окружающее замкнутое пространство из-за опасности возникновения пожара или взрыва, путем перемещения газов из газовой полости бака в дополнительный газовый баллон небольшого объема, установленный вне бака, например, в свободном объеме пусковой установки.When canceling the start after pre-pressurization of the tank, it is necessary to relieve the pressure from the gas cavity 2 of the tank. The proposed pressurization system makes it possible to solve this problem under conditions when pressurization gases cannot be discharged into the surrounding enclosed space due to the risk of fire or explosion, by moving gases from the gas cavity of the tank to an additional small-volume gas cylinder installed outside the tank, for example, in a free launcher volume.

Для начала перемещения газов из газовой полости 2 бака 1 в дополнительный баллон 9 подают команду на электромагнит 55 газового распределителя 10, в результате газы из газовой полости 2 бака 1 поступают в газовую штоковую полость 27 отсека 19 цилиндра 16. Включают электронасос 38 и подают команду на электромагнит 56 гидрораспределителя 40. Жидкость от насоса 38 поступает в бесштоковую полость 45 отсека 17 цилиндра 16 и в левые управляющие полости 47, 48 газовых распределителей 29 и 28. Гидравлические бесштоковые полости 45, 46 цилиндра и трубопроводы, соединяющие их с выходом насоса 38, предварительно заполнены рабочей жидкостью. Под действием силы давления жидкости поршень 20 и соединенный с ним штоком 23 поршень 22 перемещаются вправо. При этом штоковая газовая полость 27 отсека 19 наполняется газами из газовой полости 2 бака 1, газ из газовой полости 32 отсека 17 через распределитель 29, обратный клапан 31 поршнем 20 цилиндра вытесняется в дополнительный баллон 9, жидкость из гидравлической бесштоковой полости 46 отсека 19 вытесняется в бак 39 рабочей жидкости через гидрораспределитель 40. При подходе поршня 22 к правому упору срабатывает электрический концевой выключатель 36, в результате чего посредством специального автоматического блока управления, находящегося вне данной системы наддува бака, электромагнит 56 гидрораспределителя 40 обесточивается, а на электромагнит 57 подается электрическая команда. Золотник гидрораспределителя 40 перемещается в крайнее левое положение, штуцер 41 соединится с выходом 44, выход 43 соединится со сливом 42, жидкость от насоса 38 подается в гидравлическую бесштоковую полость 46 правого отсека 19 цилиндра 16 и в правые управляющие полости 49, 50 газовых распределителей 29, 28, золотники которых перемещаются в крайнее левое положение. В результате поршни 22, 20 перемещаются влево, жидкость из полости 45 левого отсека 17 цилиндра 16 через гидрораспределитель 40 поступает в бак 39, газы из газовой полости 2 бака 1 поступают в газовую полость 32 отсека 17, газы из полости 27 вытесняются поршнем 22 в баллон 9. При подходе поршня 20 к левому упору цилиндра 16 сработает концевой выключатель 37, электромагнит 57 гидрораспределителя 40 обесточивается, на электромагнит 56 подается напряжение, золотник гидрорапсределителя 40 перемещается в правое крайнее положение, штуцер 41 соединится с выходом 43, выход 44 соединится со сливным штуцером 42. Жидкость от насоса 38 подается в бесштоковую полость 45 отсека 17 цилиндра 16, в левые управляющие полости 47, 48 распределителей 29, 28, поршни 20, 22 перемещаются вправо, жидкость из полости 46 сливается в бак 39, в полость 27 газового отсека поступает газ из газовой полости 2 бака 1, из полости 32 газ вытесняется в баллон 9. Далее процессы переключения золотников гидрораспределителя 40 и газовых распределителей 28, 29, наполнения - опорожнения газовых и гидравлических полостей отсеков 17, 19 цилиндра 16 повторяются. Работа компрессорной установки автоматически заканчивается при уменьшении давления в газовой полости бака до (0,02-0,03) МПа (изб).To start the movement of gases from the gas cavity 2 of the tank 1 to the additional cylinder 9, a command is given to the electromagnet 55 of the gas distributor 10, as a result, the gases from the gas cavity 2 of the tank 1 enter the gas rod cavity 27 of the compartment 19 of the cylinder 16. The electric pump 38 is turned on and the command is given to electromagnet 56 of the hydraulic distributor 40. The liquid from the pump 38 enters the rodless cavity 45 of the compartment 17 of the cylinder 16 and into the left control cavities 47, 48 of the gas distributors 29 and 28. The hydraulic rodless cavities 45, 46 of the cylinder and the pipelines connecting them to the pump outlet 38 filled with working fluid. Under the action of the fluid pressure force, the piston 20 and the piston 22 connected to it by the rod 23 move to the right. In this case, the rod gas cavity 27 of the compartment 19 is filled with gases from the gas cavity 2 of the tank 1, the gas from the gas cavity 32 of the compartment 17 through the distributor 29, the check valve 31 is displaced by the piston 20 of the cylinder into an additional cylinder 9, the liquid from the hydraulic rodless cavity 46 of the compartment 19 is displaced into tank 39 of the working fluid through the hydraulic distributor 40. When the piston 22 approaches the right stop, the electric limit switch 36 is activated, as a result of which, through a special automatic control unit located outside this tank pressurization system, the electromagnet 56 of the hydraulic distributor 40 is de-energized, and an electric command is applied to the electromagnet 57 . The spool of the hydraulic distributor 40 moves to the extreme left position, the fitting 41 will connect to the outlet 44, the outlet 43 will connect to the drain 42, the liquid from the pump 38 is supplied to the hydraulic rodless cavity 46 of the right compartment 19 of the cylinder 16 and to the right control cavities 49, 50 of the gas distributors 29, 28, the spools of which move to the extreme left position. As a result, the pistons 22, 20 move to the left, the liquid from the cavity 45 of the left compartment 17 of the cylinder 16 through the hydraulic distributor 40 enters the tank 39, the gases from the gas cavity 2 of the tank 1 enter the gas cavity 32 of the compartment 17, the gases from the cavity 27 are displaced by the piston 22 into the cylinder 9. When the piston 20 approaches the left stop of the cylinder 16, the limit switch 37 will work, the electromagnet 57 of the hydraulic distributor 40 is de-energized, the electromagnet 56 is energized, the spool of the hydraulic distributor 40 moves to the right extreme position, the fitting 41 will connect to the output 43, the output 44 will connect to the drain fitting 42. The liquid from the pump 38 is supplied to the rodless cavity 45 of the compartment 17 of the cylinder 16, to the left control cavities 47, 48 of the distributors 29, 28, the pistons 20, 22 move to the right, the liquid from the cavity 46 is drained into the tank 39, enters the cavity 27 of the gas compartment gas from the gas cavity 2 of the tank 1, from the cavity 32 the gas is displaced into the cylinder 9. Further, the processes of switching the spools of the hydraulic distributor 40 and gas distributors 28, 29, filling - emptying the gas and hydraulic cavities of the compartments 17, 19 of the cylinder 16 are repeated. The operation of the compressor unit automatically ends when the pressure in the gas cavity of the tank drops to (0.02-0.03) MPa (g).

Для используемых на практике объемов газовой полости бака перемещение газа из бака в дополнительный баллон обеспечивается за 120-300 рабочих циклов опорожнения-вытеснения полостей отсеков цилиндра газогидравлической компрессорной установки. Как уже указывалось в качестве примера, газ наддува, находящийся в свободном газовом объеме бака объемом 500 л под давлением 0,6 МПа, с помощью предлагаемой системы перемещается в баллон объемом 20 л под давлением 15МПа.For the volumes of the gas cavity of the tank used in practice, the movement of gas from the tank to the additional cylinder is provided for 120-300 operating cycles of emptying-displacing the cavities of the cylinder compartments of the gas-hydraulic compressor unit. As already mentioned as an example, the pressurization gas, which is in the free gas volume of the tank with a volume of 500 liters under a pressure of 0.6 MPa, is transferred to a cylinder with a volume of 20 liters at a pressure of 15 MPa using the proposed system.

При выполнении источника газов наддува в виде баллона газа высокого давления газы наддува из газовой полости бака с помощью предлагаемой системы наддува могут быть перемещены обратно в этот же баллон, т.к. гидравлический насос может создавать давление жидкости и, соответственно, перемещаемого газа, до 20-30 МПа. При этом выход 30 газогидравлической компрессорной установки 15 должен быть соединен с источником газов наддува 3 - газовым баллоном высокого давления (фиг. 2).When the source of pressurization gases is made in the form of a high-pressure gas cylinder, pressurization gases from the gas cavity of the tank can be transferred back to the same cylinder with the help of the proposed pressurization system. the hydraulic pump can create a pressure of the liquid and, accordingly, of the transported gas, up to 20-30 MPa. In this case, the output 30 of the gas-hydraulic compressor unit 15 must be connected to a source of pressurization gases 3 - a high-pressure gas cylinder (Fig. 2).

Для использования для повторного наддува бака газов, перемещенных в дополнительный бак 9, вместо двухпозиционного двухлинейного газового распределителя 10 (фиг. 1) необходимо использовать трехпозиционный трехлинейный газовый распределитель 51 (фиг. 3), вход 52 которого соединен с трубопроводом 8 сброса газов из газовой полости 2 бака 1, один из двух выходов 53 соединен с дополнительным газовым баллоном 9, второй выход 54 соединен со входом 14 компрессорной установки 15. В исходном состоянии линии распределителя 51 отсечены. В начале работы по перемещению газов из бака 1 в баллон 9 подается напряжение на электромагнит 58, газовая полость 2 бака соединится с баллоном 9. При этом часть газов из бака перетечет в баллон 9. Течение прекратится после выравнивания в них давления. Далее напряжение с электромагнита 58 снимается, подается на электромагнит 59, газ из газовой полости 2 бака поступает в компрессорную установку 15. Далее газ из бака перемещается в баллон компрессорной установкой.To use the gases transferred to the additional tank 9 to re-pressurize the tank, instead of the two-position two-line gas distributor 10 (Fig. 1), it is necessary to use a three-position three-line gas distributor 51 (Fig. 3), the inlet 52 of which is connected to the pipeline 8 for discharging gases from the gas cavity 2 of the tank 1, one of the two outlets 53 is connected to an additional gas cylinder 9, the second outlet 54 is connected to the inlet 14 of the compressor unit 15. In the initial state, the distributor lines 51 are cut off. At the beginning of work on the movement of gases from tank 1 to cylinder 9, voltage is applied to electromagnet 58, the gas cavity 2 of the tank will connect to cylinder 9. In this case, part of the gases from the tank will flow into cylinder 9. The flow will stop after equalization of pressure in them. Next, the voltage from the electromagnet 58 is removed, fed to the electromagnet 59, the gas from the gas cavity 2 of the tank enters the compressor unit 15. Then the gas from the tank is transferred to the cylinder by the compressor unit.

Для исключения перетекания управляющей жидкости из гидравлических бесштоковых полостей 45, 46 цилиндра 16 в его газовые штоковые полости 32, 27 при длительном хранении, поршни 20, 22 (фиг. 1) цилиндра могут быть выполнены в виде гибкой герметичной мембраны 18, 21 (фиг. 4).To prevent the control fluid from flowing from the hydraulic rodless cavities 45, 46 of the cylinder 16 into its gas rod cavities 32, 27 during long-term storage, the pistons 20, 22 (Fig. 1) of the cylinder can be made in the form of a flexible sealed membrane 18, 21 (Fig. 4).

Техническим результатом предлагаемого изобретения является обеспечение безопасного сброса газов предпускового наддува из бака и возможности повторного наддува баков при отмене пуска.The technical result of the invention is to ensure the safe discharge of pre-pressurization gases from the tank and the possibility of re-pressurizing the tanks when the start is cancelled.

ЛитератураLiterature

1. Пневмогидравлические системы двигательных установок с жидкостными ракетными двигателями. Под редакцией академика В.Н. Челомея, М., «Машиностроение», 1978. 240 с.1. Pneumohydraulic systems of propulsion systems with liquid rocket engines. Under the editorship of Academician V.N. Chelomeya, M., "Engineering", 1978. 240 p.

Claims

1. A fuel tank pressurization system containing a pressurization gas source configured to be connected by a pipeline to the pressurized gas cavity of the fuel tank, characterized in that it contains a pressurization gas discharge pipeline configured to be connected to the pressurized gas cavity of the tank and connected to an additional gas cylinder, installed outside the pressurized tank, through a two-position two-line electromagnetic gas distributor, the inlet of which is connected to the boost gas discharge pipeline, and the outlet is connected to the inlet of a gas-hydraulic compressor unit containing a gas-hydraulic cylinder with two sealed compartments with two pistons installed in them, connected by one rod passing through a partition between the compartments, wherein the pistonless cavities of the cylinder compartments are made hydraulic, and the rod cavities of the cylinder compartments are made gas and can be connected to the gas cavity of the pressurized tank and an additional gas cylinder through two-position three-line hydraulically controlled gas distributors installed at the inlet and outlet of the gas-hydraulic compressor unit, respectively, the return a valve installed in the line connecting the outlet of the gas-hydraulic compressor unit with an additional gas cylinder, opening towards the cylinder, electric limit switches are installed on the right and left ends of the cylinder, interacting with the pistons when they approach the left and right stops, respectively, an electro-hydraulic pump connected to a working fluid tank and a three-position four-line electromagnetic hydraulic distributor, the inlet fitting of which is connected to the pump discharge line, the drain fitting is connected to the working fluid tank, and the two working outlets are connected to the hydraulic pistonless cavities of the cylinder compartments, to the left and right control cavities of the three-line hydraulically controlled gas distributors, respectively.

2. The pressurization system of the fuel tank according to claim 1, characterized in that the pressurization gas source is made in the form of a gas generator.

3. The fuel tank pressurization system according to claim 1, characterized in that the pressurization gas discharge pipeline is connected to the tank pressurization gas source, made in the form of a high-pressure gas cylinder.

4. The pressurization system of the fuel tank according to any one of paragraphs. 1, 2, characterized in that it contains an additional gas cylinder configured to be connected to the pressurized gas cavity of the tank through a three-position three-line electromagnetic gas distributor, the inlet of which is connected to the boost gas discharge pipeline, one of the two outlets is connected to an additional gas cylinder, and the second the outlet is connected to the inlet of the gas-hydraulic compressor unit.

5. The pressurization system of the fuel tank according to any one of paragraphs. 1-4, characterized in that the pistons of the gas-hydraulic cylinder are made in the form of a flexible sealed membrane.