Способ изготовления жидкостного контура системы терморегулирования космического аппарата

Изобретение относится к области космической техники, в частности к изготовлению системы терморегулирования. Способ изготовления жидкостного контура системы терморегулирования космического аппарата включает гидравлическое соединение контура с устройством заправки; заполнение и промывку растворителем; заполнение контура и прокачку теплоносителя. Устройство заправки включает в себя, в частности, пневмоклапаны, функционирующие по командам с персонального компьютера. При этом на участке одного из соединительных трубопроводов вблизи его гидравлического разъема, присоединенного к соединительному трубопроводу, идущему по направлению к жидкостному контуру, устанавливают компенсационное устройство, жидкостную и газовую полости которого предварительно заправляют требуемыми количествами теплоносителя и газа. Жидкостная полость компенсационного устройства содержит присоединенный к ней трубопровод с гидравлическим разъемом на его свободном конце, который стыкуют с гидравлическим разъемом соединительного трубопровода после немедленной отстыковки гидравлических разъемов соединительных трубопроводов от «Входа» и «Выхода» устройства заправки при произвольном обесточивании или зависании персонального компьютера или после начала неуправляемого изменения давления теплоносителя. Достигается повышение надежности. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к космической технике, в частности к способам изготовления жидкостных контуров (ЖК) систем терморегулирования (СТР) космических аппаратов (КА).

СТР КА, например, соответствующий патенту №2191359 [1] изготавливают с использованием патента Российской Федерации №2392200 [2], взятого в качестве прототипа. При изготовлении ЖК СТР КА производят гидравлическое соединение ЖК с «Выходом и «Входом» устройства заправки двумя соединительными трубопроводами с гидравлическими разъемами на концах, заполнение и промывку ЖК чистым деаэрированным растворителем перед проверкой герметичности ЖК, затем заполнение его и прокачку деаэрированного теплоносителя с помощью указанного устройства, имеющего в своем составе пневмоклапаны, функционирующие по командам с персонального компьютера, а так же датчики давления и температуры. Данные признаки прототипа являются общими с изобретением.

Для обеспечения дистанционного управления работой устройство заправки снабжено пневмоклапанами и операторы по мнемосхеме устройства заправки, выполненной на персональном компьютере, осуществляют заправку ЖК СТР, выполняя требуемые команды технологического процесса заправки. В результате такого выполнения заправки ЖК СТР исключаются ошибки человеческого фактора в процессе заправки ЖК СТР КА.

Однако, опыт заправки ЖК СТР устройством заправки показал, что возможно возникновение аварийного режима для ЖК СТР КА, когда персональный компьютер зависает или случилось аварийное пропадание электрического питания компьютера - в этом случае возможно:

1) неконтролируемое повышение давления над зеркалом теплоносителя (или растворителя) и, следовательно, повышение давления в ЖК СТР выше допустимого из-за нерабочего положения рабочих органов пневмоклапанов;

2) пропадание гидравлического сообщения ЖК СТР с полостью заправочного бака (например, функционально пневмоклапан на выходе из заправочного бака выполнен по схеме «Нормально закрыт» в обесточенном состоянии - что обеспечивает сохранение заблаговременно деаэрированного теплоносителя в баке до начала заправки) и, следовательно, в случае повышения температуры окружающего воздуха происходит недопустимое повышение давления в ЖК СТР и возможна разгерметизация его, что означает потерю работоспособности СТР.

Таким образом, существенным недостатком известного способа изготовления ЖК СТР КА является недостаточно высокая надежность обеспечения работоспособности изготавливаемого ЖК СТР на этапе проведения заправки его теплоносителем (растворителем).

Целью предлагаемого изобретения является устранение вышеуказанного существенного недостатка.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления жидкостного контура системы терморегулирования космического аппарата, включающем гидравлическое соединение жидкостного контура с «Выходом» и «Входом» устройства заправки двумя соединительными трубопроводами с гидравлическими разъемами на концах, заполнение и промывку жидкостного контура чистым деаэрированным растворителем перед проверкой герметичности жидкостного контура, затем заполнение его и прокачку деаэрированного теплоносителя с помощью указанного устройства, имеющего в своем составе соединенные трубопроводами гидронасос, клапаны, например, пневмоклапаны, функционирующие по командам с персонального компьютера, а также датчики давления и температуры, при этом:

- на участке одного из соединительных трубопроводов вблизи его гидравлического разъема, присоединенного к соединительному трубопроводу, идущему по направлению к жидкостному контуру, устанавливают компенсационное устройство, например, компенсатор объема, жидкостную и газовую полости которого предварительно заправляют требуемыми количествами деаэрированного теплоносителя и газа, причем жидкостная полость его содержит присоединенный к ней трубопровод с гидравлическим разъемом на его свободном конце, который стыкуют с гидравлическим разъемом соединительного трубопровода после немедленной отстыковки гидравлических разъемов соединительных трубопроводов от «Входа» и «Выхода» устройства заправки при произвольном обесточивании или зависании персонального компьютера на время, установленное в технических условиях на жидкостный контур, например, до 10 минут, или после начала неуправляемого изменения (понижения или повышения) давления теплоносителя на выходе устройства заправки в сторону недопустимых давлений;

- после начала неуправляемого изменения давления теплоносителя на выходе устройства в сторону недопустимых давлений перед отстыковкой гидравлических разъемов соединительных трубопроводов от устройства заправки отсекают линии подачи сжатого газа и вакуумирования;

- после заполнения жидкостного контура растворителем или теплоносителем любую последовательность команд с персонального компьютера выполняют после контроля соответствия: полость заправочного бака гидравлически сообщена с жидкостным контуром, что и является, по мнению авторов, существенными отличительными признаками предложенного авторами технического решения.

В результате проведенного авторами анализа известной патентной и научно-технической литературы, предложенное сочетание существенных признаков заявляемого технического решения в известных источниках не обнаружено и, следовательно, известные технические решения не проявляют тех же свойств, что в заявленном способе изготовления жидкостного контура системы терморегулирования космического аппарата.

Суть изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 и 2 изображены принципиальные схемы реализации предлагаемого технического решения, где поз. 1 - жидкостный контур (ЖК) СТР в составе КА; (ЖК 1 включает в себя: компенсатор объема 1.1, герметичная газовая полость 1.1.1 которого заправлена двухфазным рабочим телом - фреоном 141 в, давление паров которого в условиях изготовления изменяется в диапазоне 0,65-0,85 кгс/см2 (соответствует температуре окружающего воздуха в цехе (24±3)°С), а разделенная от нее сильфоном жидкостная полость 1.1.2 в процессе заправки заполнена деаэрированным теплоносителем, например, ЛЗ-ТК-2, и гидравлически сообщена с полностью заполненным остальным жидкостным контуром); 2 - персональный компьютер; 3 и 5 - соединительные трубопроводы с гидравлическими разъемами 3.1, 3.2, 5.1, 5.2 на их концах; 4 - компенсатор объема (в комплекте с соединительным трубопроводом с гидравлическим разъемом, например, 4.1); 6 - пневмовакуумный ввод (6.1 - источник сжатого газа; 6.2 - вакуумный насос); 7 - устройство заправки (7.1 - датчик температуры; 7.2 - датчик абсолютного давления; 7.3, 7.4 - пневмоклапаны (в исходном положении «Нормально открыт»); 7.5 - заправочный бак; 7.6 - пневмоклапан (в исходном положении «Нормально закрыт»); 7.7 - жидкостный тракт устройства заправки; 7.8 - гидронасос устройства заправки).

Предложенный способ изготовления жидкостного контура системы терморегулирования космического аппарата включает в себя нижеуказанные операции, выполняемые в следующей последовательности (см. фиг. 1 и 2):

1. Изготавливают КА, в том числе ЖК 1 СТР (к моменту изготовления КА соединительные трубопроводы 3 и 5, компенсатор объема 4, пневмовакуумный ввод 6 и устройство заправки 7 изготовлены).

2. Устанавливают КА (в т.ч. ЖК 1 СТР), соединительные трубопроводы 3 и 5, компенсатор объема 4, пневмовакуумный ввод 6, устройство заправки 7, в помещении для заправки на отведенных для них рабочих местах и собирают схему заправки, соответствующую схеме, приведенной на фиг. 1; данную схему собирают два раза: перед заправкой чистым деаэрированным растворителем и перед заправкой деаэрированным теплоносителем.

3. Заблаговременно проводят деаэрацию чистого растворителя (теплоносителя) в заправочном баке 7.5 - при этом пневмоклапан 7.6 «Нормально закрыт».

4. Вакуумируют жидкостные тракты ЖК 1 СТР, соедительных трубопроводов 3, 5 и жидкостный тракт 7.7 устройства заправки 7.

5. Под абсолютным давлением 1,4-1,5 кгс/см2 (согласно требованию инструкции на заправку ЖК СТР) над зеркалом растворителя (теплоносителя) в заправочном баке 7.5 осуществляют открытие пневмоклапана 7.6 и происходит полное заполнение жидкостных трактов ЖК 1 СТР, соединительных трубопроводов 3 и 5 и соответствующих жидкостных трактов устройства заправки 7.

6. Выдерживают заполоненные полностью жидкостные тракты по п. 5 под абсолютным давлением 1,4 - 1,5 кгс/см не менее 30 минут (согласно требованию инструкции на заправку ЖК СТР).

7. В процессе заправки:

- непрерывно контролируют температуру (поз. 7.1), которая должна быть в пределах (24±3)°С, и величину абсолютного давления теплоносителя (поз. 7.2) на выходе из устройства заправки 7, которое должно поддерживаться в диапазоне 1,4-1,5 кгс/см2 (максимально допустимое абсолютное давление в ЖК 1 СТР согласно техническим условиям - не более 2 кгс/см);

- непрерывно контролируют положение пнемоклапанов 7.4 и 7.6: пневмоклапаны 7.4 и 7.6 должны быть открыты;

- любую последовательность команд с персонального компьютера выполняют после контроля соответствия: полость заправочного бака 7.5 гидравлически сообщена с ЖК 1 СТР.

8. Если замечания по предыдущим операциям не зафиксированы, значит ЖК 1 СТР деаэрированным растворителем (теплоносителем) заполнен качественно и сливают согласно инструкции на заправку из ЖК 1 СТР необходимую дозу теплоносителя (в случае заправки СТР теплоносителем) для обеспечении компенсации температурного изменения объема теплоносителя, заправленного в ЖК 1, при дальнейшей эксплуатации КА.

9. Если же в процессе выполнения операций п.п. 5-7, например, произошло зависание персонального компьютера 2 или пропало напряжение питания устройства заправки 7 и персонального компьютера 2, то это означает, например, что происходит закрытие пневмоклапана 7.6 и ЖК 1 СТР остается без обеспечения компенсации температурного изменения объема теплоносителя, т.к. его жидкостный тракт полностью заправлен теплоносителем (сильфон его компенсатора объема полностью сжат), и в этом случае, согласно опытным данным (предусмотренным в технических условиях), время пребывания ЖК 1 СТР без компенсации температурного изменения объема теплоносителя должно быть не более 10 минут.

10. Если в течение 10 минут не обеспечивалось открытие пневмоклапана 7.6, то (см. фиг. 2) немедленно отстыковывают гидравлические разъемы 3.2 и 5.2 и затем к разъему гидравлическому 5.2 (или 3.2) пристыковывают разъем гидравлический 4.1 компенсатора объема 4 (который предварительно заправлен требуемым количеством теплоносителя и газа: жидкостная полость - теплоносителем, а газовая полость - газом).

Выполнение этой операции гарантирует, что ЖК 1 СТР в процессе заправки не пребывал под недопустимым давлением и качество изготовление ЖК 1 СТР не нарушилось.

11. Устраняют причину отказа устройства заправки 7, после чего отстыковывают компенсатор объема 4 от соединительного трубопровода 5.2, затем соединительные трубопроводы 3 и 5 пристыковывают к «Выходу» и «Входу» устройства заправки 7 и продолжают заправку ЖК 1 чистым растворителем (изооктаном) или теплоносителем (ЛЗ-ТК-2).

Таким образом, как видно из вышеуказанного, в результате использования при изготовлении КА предложенного авторами способа изготовления СТР на этапах заполнения ее ЖК 1 чистым растворителем или теплоносителем гарантированно обеспечивается высокая надежность работоспособности ЖК 1 СТР КА, т.е. тем самым достигается цель изобретения.

1. Способ изготовления жидкостного контура системы терморегулирования космического аппарата, включающий гидравлическое соединение жидкостного контура с «Выходом» и «Входом» устройства заправки двумя соединительными трубопроводами с гидравлическими разъемами на концах, заполнение и промывку жидкостного контура чистым отдеаэрированным растворителем перед проверкой герметичности жидкостного контура, затем заполнение его и прокачку отдеаэрированного теплоносителя с помощью указанного устройства, имеющего в своем составе соединенные трубопроводами гидронасос, клапаны, например пневмоклапаны, функционирующие по принципу «Нормально открыт» и «Нормально закрыт» по командам с персонального компьютера, а также датчики давления и температуры, отличающийся тем, что на участке одного из соединительных трубопроводов вблизи его гидравлического разъема, присоединенного к соединительному трубопроводу, идущему по направлению к жидкостному контуру, устанавливают компенсационное устройство, например, компенсатор объема, жидкостная и газовая полости которого предварительно заправили требуемыми количествами отдеаэрированного теплоносителя и газа, причем жидкостная полость его содержит присоединенный к ней трубопровод с гидравлическим разъемом на его свободном конце, который стыкуют с гидравлическим разъемом соединительного трубопровода после немедленной отстыковки гидравлических разъемов соединительных трубопроводов от «Входа» и «Выхода» устройства заправки при произвольном обесточивании или зависании персонального компьютера, например до 10 минут, или после начала неуправляемого изменения (понижения или повышения) давления теплоносителя на выходе устройства заправки в сторону недопустимых давлений.

2. Способ изготовления жидкостного контура по п. 1, отличающийся тем, что после заполнения жидкостного контура растворителем или теплоносителем любую последовательность команд с персонального компьютера выполняют после контроля соответствия: полость заправочного бака сообщена с жидкостным контуром.

3. Способ изготовления жидкостного контура по п. 1, отличающийся тем, что после начала неуправляемого изменения давления теплоносителя на выходе устройства в сторону недопустимых давлений перед отстыковкой гидравлических разъемов соединительных трубопроводов от устройства заправки отсекают линии подачи сжатого газа и вакуумирования.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области исследований устройств на герметичность и может быть использовано для испытания на герметичность головки блока цилиндров, блока цилиндров, картера двигателя внутреннего сгорания или аналогичного изделия, имеющего по меньшей мере одну испытуемую полость.

Изобретение относится к области исследований устройств на герметичность и может быть использовано для испытания на герметичность головки блока цилиндров, блока цилиндров, картера двигателя внутреннего сгорания или аналогичного изделия, имеющего по меньшей мере одну испытуемую полость.

Заявленное изобретение относится к установкам для рекуперации и повторного использования контрольных газов при испытании изделий на герметичность. Сущность: установка включает линию (1) дренажа газа из объема изделия по окончании испытания и линию (2) подачи рекуперированного контрольного газа в объем изделия при повторном испытании.

Изобретение относится к области исследования устройств на герметичность и может быть использовано для исследования на герметичность полых устройств. Сущность: устройство содержит вакуумную камеру (1) для размещения опрессованного контрольным газом изделия (8).

Изобретение относится к испытательной технике, конкретнее к области изготовления и эксплуатации устройств дифференциально-предохранительных (УДП), используемых для предохранения от разрушения топливных магистралей и емкостей (баков) с совмещенными днищами, содержащих агрессивные и пожаровзрывоопасные разноименные компоненты, летательных аппаратов.

Изобретение относится к устройствам для контроля герметичности и может быть применено для контроля герметичности объемов, используемых при космических исследованиях.

Изобретение относится к области исследования устройств на герметичность и может быть использовано для проверки на функциональную пригодность испытательного устройства для контроля протечек.

Изобретение относится к способам изготовления контрольных капиллярных течей. Сущность: вытягивают стеклянный капилляр с получением требуемого потока пробного газа в рабочем диапазоне давления течи.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для контроля локальной герметичности сварных изделий с использованием пробных газов. Устройство для регулирования потока контрольного газа содержит корпус с регулируемым дросселем, запирающий орган которого выполнен в виде конической иглы и ответного по форме седла, установленного в корпусе, имеет защемленные на одинаковом расстоянии друг от друга три равные по жесткости мембраны с установленными между ними пьезоэлементами в виде трубок с возможностью обеспечения устойчивой центрирующей подвески штока конической иглы.

Изобретение относится к области исследования устройств на герметичность. Сущность: изделие помещают в вакуумную камеру с подключенным к ней течеискателем.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к системе терморегулирования космического аппарата. Способ диагностики работоспособности системы терморегулирования космического аппарата включает периодический контроль работы системы в условиях эксплуатации.

Группа изобретений относится к средствам терморегулирования, в частности, мощных космических энергоустановок. Устройство для сброса тепла, в первом варианте, содержит теплоизлучающие элементы в виде шарообразных емкостей, последовательно соединенных (трубами) для протока газообразного теплоносителя.

Группа изобретений относится к средствам терморегулирования, в частности, мощных космических энергоустановок. Устройство для сброса тепла, в первом варианте, содержит теплоизлучающие элементы в виде шарообразных емкостей, последовательно соединенных (трубами) для протока газообразного теплоносителя.

Изобретение относятся к ракетно-космической технике. Способ обеспечения теплового режима бортовых приборов в отсеке ракеты космического назначения (РКН) включает подведение по магистральному газоводу и подачу газового компонента через распылитель переменного сечения в отсек в направлении снизу вверх с последующим выбросом газового компонента через отверстия истечения в нижней части отсека.

Изобретение относится к космической технике и предназначено для поддержания температурного режима космического аппарата (КА) и его отдельных объектов. Устройство терморегулирования КА включает в себя связанные через внутреннюю магистраль: микропроцессор, ОЗУ с портами вывода цифровой информации, ПЗУ для задания температурных уставок по каждому электронагревателю, в котором прошивается программное обеспечение температурных уставок и режимы работы устройства, порт приема дискретных данных, измерительные усилители, подключенные к термодатчикам, аналоговый коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, цифровой компаратор, информационный интерфейсный модуль.

Группа изобретений относится к ракетно-космической технике. Способ термостатирования бортовой аппаратуры полезного груза (ПГ), размещенного внутри головного обтекателя (ГО) космической головной части (КГЧ) ракеты космического назначения (РКН), включает вдув термостатирующей среды во внутреннее пространство ГО, ее перетекание вдоль ГО с последующим истечением из него.

Изобретение относится к способам отвода тепла от космических аппаратов и применяется для работы капельного холодильника-излучателя. В способе работы капельного холодильника-излучателя, включающем нагрев теплоносителя капельного холодильника-излучателя в энергетической системе космического аппарата, преобразование жидкого теплоносителя в поток капель, их охлаждение излучением в космическое пространство, сбор капель теплоносителя, подачу собранного теплоносителя в энергетическую систему, на поток капель воздействуют потоком ультрафиолетового излучения, вызывающего внешний фотоэффект на поверхности капель теплоносителя.

Система обеспечения теплового режима приборного отсека летательного аппарата (ЛА) содержит теплоизолированный корпус и двухконтурную систему охлаждения с разомкнутым внешним испарительным контуром, внутренним контуром в виде контурных тепловых труб, установленных на теплонапряженных приборах и снабженных регулятором отводимого теплового потока и испарителем и сопряженными с посадочными местами соответствующих теплонапряженных приборов, при этом конденсаторы размещены в теплообменнике внешнего испарительного контура.

Изобретение относится к автоматической системе обеспечения теплового режима космического аппарата (КА). В блоке управления нагревателями (БУН) аппаратуры КА отдельные функциональные устройства сгруппированы в унифицированные функционально законченные модули - микропроцессорный модуль управления (ММУ), модуль коммутации нагревателей (МКН) и модуль контроля температуры (МКТ), причем ММУ содержит информационное интерфейсное устройство, соединенное с разъемом для подключения к внешней бортовой ЭВМ, объединенные через внутримодульную магистраль микропроцессор, оперативное запоминающее устройство, постоянное запоминающее устройство и устройство приема дискретных данных, и введенное устройство ввода-вывода (УВВ), МКН содержит последовательно соединенные выходные формирователи и силовые ключи (СК), выходы которых соединены с разъемом для подключения к внешним электронагревателям, и введенное УВВ, МКТ содержит последовательно включенные измерительное устройство, входы которого соединены с разъемом для подключения к термодатчикам, аналоговый коммутатор и аналого-цифровой преобразователь (АЦП), и введенное УВВ, причем порты обмена информацией УВВ всех модулей соединены между собой через межмодульную магистраль.

Изобретение относится к авиационной и ракетной технике и может быть использовано для обеспечения теплового режима бортовой аппаратуры сверх- и гиперзвуковых летательных аппаратов (ЛА).

Изобретение относится к космической технике, в частности к наземным испытаниям космических систем. Способ испытания системы терморегулирования космического аппарата включает следующие действия. Заполнение трактов системы жидким теплоносителем. Отстыковка компенсационного устройства. Соединение жидкостного контура с жидкостным контуром модуля служебных систем со штатным компенсатором объема. Причем из жидкостной полости компенсатора объема слита доза теплоносителя. При этом из жидкой полости компенсационного устройства при заправке сливают дозу теплоносителя, определяемую по заданному соотношению, учитывающему объем компенсационного устройства и максимальное объемное расширение теплоносителя в жидкостных трактах. Достигается повышение надежности. 8 ил.

Изобретение относится к области космической техники, в частности к изготовлению системы терморегулирования. Способ изготовления жидкостного контура системы терморегулирования космического аппарата включает гидравлическое соединение контура с устройством заправки; заполнение и промывку растворителем; заполнение контура и прокачку теплоносителя. Устройство заправки включает в себя, в частности, пневмоклапаны, функционирующие по командам с персонального компьютера. При этом на участке одного из соединительных трубопроводов вблизи его гидравлического разъема, присоединенного к соединительному трубопроводу, идущему по направлению к жидкостному контуру, устанавливают компенсационное устройство, жидкостную и газовую полости которого предварительно заправляют требуемыми количествами теплоносителя и газа. Жидкостная полость компенсационного устройства содержит присоединенный к ней трубопровод с гидравлическим разъемом на его свободном конце, который стыкуют с гидравлическим разъемом соединительного трубопровода после немедленной отстыковки гидравлических разъемов соединительных трубопроводов от «Входа» и «Выхода» устройства заправки при произвольном обесточивании или зависании персонального компьютера или после начала неуправляемого изменения давления теплоносителя. Достигается повышение надежности. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх