專利名稱：一種地面直接定量加注系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種加注技術(shù)，特別是一種滿足末修級(jí)貯箱的加注精度要求的地面直接定量加注系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
國(guó)內(nèi)外運(yùn)載火箭推進(jìn)劑加注技術(shù)通常采用箭上貯箱定量方式達(dá)到所要求的高加注精度。而某些型號(hào)的末修級(jí)貯箱由于其結(jié)構(gòu)限制，內(nèi)部無(wú)定量裝置，必須采用地面直接定量方式達(dá)到所要求的加注精度，并對(duì)加注過(guò)程、加注速度和加注反壓等進(jìn)行自動(dòng)控制。由于地面直接定量方式難以達(dá)到所要求的加注精度，故除末修和姿控推進(jìn)劑加注外很少使用， 國(guó)內(nèi)外也未見(jiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種滿足末修級(jí)貯箱的加注精度要求的地面直接定量加注系統(tǒng)及方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種地面直接定量加注系統(tǒng)，用于末修級(jí)貯箱的加注，其中，包括臺(tái)架、氣路系統(tǒng)、液路系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、加注罐、溢出罐和加泄連接器，所述液路系統(tǒng)、所述氣路系統(tǒng)和所述電控系統(tǒng)位于所述臺(tái)架內(nèi)，用于啟動(dòng)工序、操縱閥門、監(jiān)測(cè)顯示、控制加注量和加注精度、調(diào)節(jié)加注速度，所述液路系統(tǒng)與所述氣路系統(tǒng)連接，所述電控系統(tǒng)分別與所述液路系統(tǒng)、所述氣路系統(tǒng)、加注罐、溢出罐和加泄連接器連接，所述加注罐和溢出罐分別與所述液路系統(tǒng)連接，所述加泄連接器用于貯箱與所述氣路系統(tǒng)及液路系統(tǒng)的連接，所述溢出罐與所述貯箱連接。上述的地面直接定量加注系統(tǒng)，其中，所述氣路系統(tǒng)包括減壓器、手動(dòng)截止閥、電磁閥、過(guò)濾器、質(zhì)量流量控制器、單向閥管路和支架，用于將外接氣源高壓氣體過(guò)濾和減壓后轉(zhuǎn)變?yōu)榧幼ⅰ⒋党?、連接器和閥門控制所需的各種低壓氣體。上述的地面直接定量加注系統(tǒng)，其中，所述液路系統(tǒng)包括氣動(dòng)截止閥或電磁閥、管路、接頭和支架，用于通過(guò)液路中閥門的開(kāi)閉實(shí)現(xiàn)推進(jìn)劑流向變化，從而完成各個(gè)工序操作，所述液路系統(tǒng)與所述氣路系統(tǒng)之間通過(guò)單向閥連接，以避免所述液路系統(tǒng)中的介質(zhì)或蒸汽返回所述氣路系統(tǒng)造成污染。上述的地面直接定量加注系統(tǒng)，其中，所述電控系統(tǒng)包括控制顯示單元、電控箱、 電源箱、電纜網(wǎng)、光電傳感器和電子秤，用于實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)和工序操作、自動(dòng)去皮、定值發(fā)訊、控制電磁閥和加泄連接器動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)定量加注。上述的地面直接定量加注系統(tǒng)，其中，所述加注罐包括罐體、手動(dòng)截止閥、安全閥、 壓力表，用于貯存和運(yùn)輸推進(jìn)劑，并維持加注壓力。上述的地面直接定量加注系統(tǒng)，其中，所述溢出罐包括罐體、手動(dòng)截止閥、穩(wěn)壓閥、 壓力表，用于穩(wěn)定系統(tǒng)的加注反壓并在意外溢出時(shí)作為收集容器，所述溢出罐上的穩(wěn)壓閥用于自動(dòng)將貯箱內(nèi)壓力維持在所述貯箱要求的反壓范圍內(nèi)。
上述的地面直接定量加注系統(tǒng)，其中，所述加泄連接器是所述地面直接定量加注系統(tǒng)與所述貯箱的惟一接口，用于連接所述貯箱的加注泄出閥與所述液路系統(tǒng)的地面加注管路，并打開(kāi)和關(guān)閉所述貯箱的加注泄出閥，所述加泄連接器上裝有光電傳感器，用于感知液體流過(guò)并向所述電控系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)。為了更好地實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種地面直接定量加注方法，用于末修級(jí)貯箱的加注，其中，包括如下步驟1)加注精度控制步驟，采用光電自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)，消除加注管路的預(yù)充量和溢出量， 實(shí)現(xiàn)地面直接全定量式加注；2)加注流量控制步驟，通過(guò)氣路上的質(zhì)量流量控制器控制擠壓氣體流量，并通過(guò)穩(wěn)壓閥控制排出氣體流量，從而間接精確控制液路流量，并維持動(dòng)態(tài)平衡；3)加注過(guò)程控制步驟，結(jié)合光電檢測(cè)技術(shù)，自動(dòng)完成去皮和溢出口切換功能，實(shí)現(xiàn) “一鍵式”加注；4)加注時(shí)間控制步驟，將流程優(yōu)化和自動(dòng)控制技術(shù)有效結(jié)合，縮短加注時(shí)間和技術(shù)準(zhǔn)備時(shí)間；5)加注反壓控制步驟，通過(guò)高精度穩(wěn)壓閥，將加注反壓控制在設(shè)定范圍內(nèi)。上述的地面直接定量加注方法，其中，所述加注過(guò)程控制步驟包括氣檢步驟、溢出罐增壓步驟、加注罐增壓步驟、加注步驟、排空加注管步驟和吹除溢出管步驟。上述的地面直接定量加注方法，其中，所述加注步驟包括a.加注前通過(guò)加注電子秤二次儀表設(shè)定加注量；通過(guò)質(zhì)量流量控制器設(shè)定擠壓氣體流量；b.各減壓器調(diào)整好所需壓力；c.啟動(dòng)加注工序開(kāi)始加注；d.加注開(kāi)始時(shí)，加注口 V、下溢口 Vl打開(kāi)進(jìn)行加注，當(dāng)介質(zhì)充滿加注管并到達(dá)所述加注口 V時(shí)，所述加注口 V的光電傳感器發(fā)出信號(hào)，控制加注電子秤清零，去除從加泄連接器至加注罐一段軟管中的介質(zhì)，屏蔽加注管路對(duì)加注精度的影響，精確控制加注零位，從而保證加注電子秤顯示值即為實(shí)際加注量；e.當(dāng)下溢口 Vl 口有介質(zhì)溢出時(shí)，所述下溢口 Vl的光電傳感器發(fā)出信號(hào)，中央控制單元控制所述下溢口 Vl關(guān)閉，確保所述下溢口 Vl所在的半個(gè)所述貯箱加滿且精確控制溢出量，同時(shí)打開(kāi)上溢口 V2，加注繼續(xù)進(jìn)行；f.當(dāng)加注量達(dá)到設(shè)定值時(shí)加注電子秤發(fā)出信號(hào)，控制所述加注口 V、所述上溢口 V2同時(shí)關(guān)閉，加注完成，精確控制總加注量，確保加注精度滿足要求。本發(fā)明的技術(shù)效果在于地面高精度直接定量加注系統(tǒng)采用了加注精度、加注流量、加注過(guò)程和加注時(shí)間等控制技術(shù)，能夠?qū)⒓幼⒕瓤刂圃?. 3% 0. 5g%，加注流量控制在23 27g/s，加注時(shí)間控制在0. 5h以內(nèi)，接近彈(箭)上貯箱定量方式所能達(dá)到的加注精度，實(shí)現(xiàn)“一鍵式”加注，滿足了末修級(jí)貯箱的加注精度要求。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。


圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的加注系統(tǒng)示意圖2為本發(fā)明的加注系統(tǒng)框圖；圖3為本發(fā)明另一實(shí)施例的加注系統(tǒng)示意圖；圖4為本發(fā)明一實(shí)施例的加注方法流程圖。其中，附圖標(biāo)記1 臺(tái)架2氣路系統(tǒng)21質(zhì)量流量控制器22 閥件23 管路3 液路系統(tǒng)31 閥件32 管路4 電控系統(tǒng)41電控箱42 電源箱43 電纜網(wǎng)46 電子秤461 臺(tái)秤462 顯示儀表5 加注罐51 罐體52 安全閥6 溢出罐61 罐體62 穩(wěn)壓閥7廢氣處理裝置8加泄連接器81 光電傳感器82連接器本體9 貯箱V 加注口Vl 下溢口V2 上溢口Sl S5 步驟
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作具體的描述參見(jiàn)圖1，圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的加注系統(tǒng)示意圖。本發(fā)明的地面直接定量加注系統(tǒng)包括臺(tái)架1及設(shè)置在臺(tái)架1上的氣路系統(tǒng)2、液路系統(tǒng)3、電控系統(tǒng)4、加注罐5、溢出罐6和加泄連接器8，所述液路系統(tǒng)3、所述氣路系統(tǒng)2和所述電控系統(tǒng)4位于所述臺(tái)架內(nèi)， 用于啟動(dòng)工序、操縱閥門、監(jiān)測(cè)顯示、控制加注量和加注精度、調(diào)節(jié)加注速度，所述液路系統(tǒng) 3與所述氣路系統(tǒng)2連接，所述電控系統(tǒng)4分別與所述液路系統(tǒng)3、所述氣路系統(tǒng)2、加注罐 5、溢出罐6和加泄連接器8連接，所述加注罐5和溢出罐6分別與所述液路系統(tǒng)3連接，所述加泄連接器8用于地面貯箱與所述氣路系統(tǒng)2及液路系統(tǒng)3的連接。該地面直接定量加注系統(tǒng)還可包括一廢氣處理裝置7，該廢氣處理裝置7分別通過(guò)一集氣管與加注罐5和溢出罐6連接。所述氣路系統(tǒng)2包括減壓器、手動(dòng)截止閥、電磁閥、過(guò)濾器、質(zhì)量流量控制器21、單向閥管路和支架，用于將外接氣源高壓氣體過(guò)濾和減壓后轉(zhuǎn)變?yōu)榧幼?、吹除、連接器和閥門控制所需的各種低壓氣體。所述液路系統(tǒng)3包括氣動(dòng)截止閥或電磁閥等閥件31、管路32、接頭和支架，用于通過(guò)液路中閥門的開(kāi)閉實(shí)現(xiàn)推進(jìn)劑流向變化，從而完成各個(gè)工序操作，所述液路系統(tǒng)3與所述氣路系統(tǒng)2之間通過(guò)單向閥連接，以避免所述液路系統(tǒng)3中的介質(zhì)或蒸汽返回所述氣路系統(tǒng)2造成污染。所述電控系統(tǒng)4包括控制顯示單元、電控箱41、電源箱42、電纜網(wǎng)、光電傳感器和電子秤46，用于實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)和工序操作、自動(dòng)去皮、定值發(fā)訊、控制電磁閥和加泄連接器8動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)定量加注。所述加注罐5包括罐體51、手動(dòng)截止閥、安全閥52、壓力表，用于貯存和運(yùn)輸推進(jìn)齊U，并維持加注壓力。加注罐5按壓力容器設(shè)計(jì)，氣路系統(tǒng)2通過(guò)加注罐5上的手動(dòng)閥向加注罐5供氣，用以維持加注壓力。所述溢出罐6包括罐體61、手動(dòng)截止閥、穩(wěn)壓閥62、壓力表，用于穩(wěn)定系統(tǒng)的加注反壓并在意外溢出時(shí)作為收集容器，所述溢出罐6上的穩(wěn)壓閥62用于自動(dòng)將貯箱9內(nèi)壓力維持在所述貯箱9要求的反壓范圍內(nèi)。溢出罐6與貯箱9相連，并預(yù)先調(diào)整好溢出罐6上的穩(wěn)壓閥62的開(kāi)啟壓力，在加注過(guò)程中，當(dāng)貯箱9和溢出罐6內(nèi)壓力達(dá)到穩(wěn)壓閥62的開(kāi)啟壓力時(shí)，穩(wěn)壓閥62自動(dòng)開(kāi)啟泄壓，使壓力不再上升；反之，當(dāng)貯箱9和溢出罐6壓力低于穩(wěn)壓閥62開(kāi)啟壓力時(shí)，穩(wěn)壓閥62關(guān)閉，從而使反壓維持在要求范圍內(nèi)。所述加泄連接器8用于連接彈上末修級(jí)貯箱9加注泄出閥與地面加注管路，用于打開(kāi)和關(guān)閉彈上貯箱9的加注泄出閥，且是所述地面直接定量加注系統(tǒng)與所述貯箱9的惟一接口，用于連接所述貯箱9的加注泄出閥與所述液路系統(tǒng)3的地面加注管路，并打開(kāi)和關(guān)閉所述貯箱9的加注泄出閥，所述加泄連接器8的連接器本體82上裝有小型光電傳感器 81，用于感知液體流過(guò)并向所述電控系統(tǒng)4發(fā)送信號(hào)。參見(jiàn)圖4，圖4為本發(fā)明一實(shí)施例的加注方法流程圖。本發(fā)明的地面直接定量加注方法，用于末修級(jí)貯箱的加注，包括如下步驟Si、加注精度控制步驟，采用光電自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)，消除加注管路的預(yù)充量和溢出量，實(shí)現(xiàn)地面直接全定量式加注；S2、加注流量控制步驟，通過(guò)氣路上的質(zhì)量流量控制器控制擠壓氣體流量，并通過(guò)穩(wěn)壓閥控制排出氣體流量，從而間接精確控制液路流量，并維持一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡；S3、加注過(guò)程控制步驟，結(jié)合光電檢測(cè)技術(shù)，自動(dòng)完成去皮和溢出口切換功能，實(shí)現(xiàn)“一鍵式”加注；
S4、加注時(shí)間控制步驟，將流程優(yōu)化和自動(dòng)控制技術(shù)有效結(jié)合，縮短加注時(shí)間和技術(shù)準(zhǔn)備時(shí)間；S5、加注反壓控制步驟，通過(guò)高精度穩(wěn)壓閥，將加注反壓控制在設(shè)定范圍內(nèi)。其中，所述加注過(guò)程控制步驟可包括氣檢步驟、溢出罐增壓步驟、加注罐增壓步驟、加注步驟、排空加注管步驟和吹除溢出管步驟。其中，所述加注步驟包括a.加注前通過(guò)加注電子秤二次儀表設(shè)定加注量；通過(guò)質(zhì)量流量控制器設(shè)定擠壓氣體流量；b.各減壓器調(diào)整好所需壓力；c.啟動(dòng)加注工序開(kāi)始加注；d.加注開(kāi)始時(shí)，加注口 V、下溢口 Vl打開(kāi)進(jìn)行加注，當(dāng)介質(zhì)充滿加注管并到達(dá)所述加注口 V時(shí)，所述加注口 V的光電傳感器發(fā)出信號(hào)，控制加注電子秤清零，去除從加泄連接器至加注罐一段軟管中的介質(zhì)，屏蔽加注管路對(duì)加注精度的影響，精確控制加注零位，從而保證加注電子秤顯示值即為實(shí)際加注量；e.當(dāng)下溢口 Vl 口有介質(zhì)溢出時(shí)，所述下溢口 Vl的光電傳感器發(fā)出信號(hào)，中央控制單元控制所述下溢口 Vl關(guān)閉，確保所述下溢口 Vl所在的半個(gè)所述貯箱加滿且精確控制溢出量，同時(shí)打開(kāi)上溢口 V2，加注繼續(xù)進(jìn)行；f.當(dāng)加注量達(dá)到設(shè)定值時(shí)加注電子秤發(fā)出信號(hào)，控制所述加注口 V、所述上溢口 V2同時(shí)關(guān)閉，加注完成，精確控制總加注量，確保加注精度滿足要求。本發(fā)明的具體工作過(guò)程為1.加注精度控制加注過(guò)程采用光電自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了地面直接全定量式加注，消除了加注管路的預(yù)充量和溢出量，地面定量加注精度由0. 5% 提高到0. 3% 0. 5g%。1)在加注口 V和兩個(gè)溢出口 V1、V2上安裝光電傳感器，能敏感推進(jìn)劑液、氣狀態(tài)， 并將狀態(tài)參數(shù)傳遞給電控系統(tǒng)4 ；2)推進(jìn)劑到達(dá)加注口 V時(shí)，光電傳感器發(fā)出信號(hào)，控制加注電子秤46清零，屏蔽了加注管路對(duì)加注精度的影響，精確控制加注零位；3)加注至下溢口 Vl時(shí)，光電傳感器發(fā)出信號(hào)，控制下溢口 Vl關(guān)閉；4)當(dāng)加注量達(dá)到設(shè)定值時(shí)加注電子秤46發(fā)出信號(hào)，控制加注口 V、上溢口 V2關(guān)閉，精確控制總加注量，確保加注精度滿足要求(能夠達(dá)到0. 3% 0. 5g% )。2.加注流量控制實(shí)現(xiàn)了加注流量間接精確控制，通過(guò)氣路上的質(zhì)量流量控制器21控制擠壓氣體流量，并通過(guò)穩(wěn)壓閥控制排出氣體流量，從而間接精確控制液路流量，并維持一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡，其誤差可控制在士2g/s范圍內(nèi)。1)氣路系統(tǒng)2中安裝了質(zhì)量流量控制器21、閥件22和用于連接的管路23，加注前設(shè)定好預(yù)設(shè)值，精確控制擠壓氣體流量和擠壓壓力；2)與貯箱9溢出口相連的溢出罐6上設(shè)置穩(wěn)壓閥62，事先調(diào)整好開(kāi)啟壓力，精確控制排出氣體流量和反壓；3)通過(guò)二者壓差間接精確控制液路流量，并維持一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡，其誤差可控制在士2g/s范圍內(nèi)；
4)加注過(guò)程中若需要調(diào)節(jié)加注流量，可通過(guò)調(diào)節(jié)氣體質(zhì)量流量控制器21間接調(diào)整加注流量，其調(diào)節(jié)范圍為10 100g/S。3.加注過(guò)程控制實(shí)現(xiàn)了地面直接定量加注過(guò)程自動(dòng)控制，結(jié)合光電檢測(cè)技術(shù)，自動(dòng)完成去皮和溢出口切換功能，實(shí)現(xiàn)“一鍵式”加注。1)加注過(guò)程控制由氣路系統(tǒng)2、液路系統(tǒng)3和電控系統(tǒng)4共同完成；2)氣路系統(tǒng)2負(fù)責(zé)提供滿足壓力和流量要求的擠壓氣體；3)液路系統(tǒng)3負(fù)責(zé)將加注罐5內(nèi)推進(jìn)劑通過(guò)液路管道和加泄連接器8輸送至貯箱 9，保證加注全程的密封性能；4)電控系統(tǒng)4由控制顯示單元(圖未示)、電控箱41、電源箱42、電纜網(wǎng)43、光電傳感器(圖未示)和電子秤46等組成，電子秤46可包括臺(tái)秤461和顯示儀表462 ；5)控制顯示單元用于顯示彈上貯箱9的加注口 V、上溢口 V2、下溢口 Vl的液位信號(hào)；實(shí)時(shí)顯示加注流程；實(shí)現(xiàn)工序控制和單點(diǎn)控制；6)電控箱41用于接收并處理光電傳感器的信號(hào)，向加注電子秤46發(fā)送自動(dòng)去皮信號(hào)；接收并處理加注電子秤46的定值發(fā)訊信號(hào)，控制相應(yīng)電磁閥開(kāi)閉；接收并處理控制顯示單元的控制信號(hào)，控制各電磁閥狀態(tài)信號(hào)及加注溢出信號(hào)的顯示；實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)控制優(yōu)先于工序控制；7)電源箱42為電子秤46、質(zhì)量流量控制器21等提供220V交流電源，為電控箱41 提供MV20A及5V4A直流電源；8)加注控制與光電檢測(cè)技術(shù)和電子秤46相結(jié)合，能夠自動(dòng)完成去皮、溢出口切換和到達(dá)加注量后自動(dòng)停止加注功能，實(shí)現(xiàn)“一鍵式”加注；9)加注過(guò)程是通過(guò)操縱臺(tái)架1上的控制面板及操作面板實(shí)現(xiàn)的。操作面板上裝有氣路系統(tǒng)2所屬的減壓器和手動(dòng)閥的調(diào)節(jié)手柄，用以調(diào)節(jié)所需供氣壓力，并由控制面板上的壓力表顯示；控制面板上設(shè)有電控系統(tǒng)4所屬的單點(diǎn)開(kāi)關(guān)、工序按鍵、電子秤二次儀表、 流量顯示儀等，用以顯示、控制加注過(guò)程中閥門的開(kāi)閉，實(shí)現(xiàn)對(duì)被控量的預(yù)設(shè)；另外還設(shè)置了電源指示燈、電磁閥指示燈、電壓表等，以便于操作手監(jiān)控整個(gè)加注過(guò)程；10)在本發(fā)明一具體實(shí)施例中，加注過(guò)程共需要6個(gè)工序，分別為氣檢、溢出罐增壓、加注罐增壓、加注、排空加注管、吹除溢出管。具體加注過(guò)程如下a'.連接好各供氣管路、液路管路和電纜；b'.加泄連接器8與彈上末修級(jí)貯箱9的加注閥對(duì)接；c'.加注前對(duì)全系統(tǒng)進(jìn)行氣密性檢查，由工序a'實(shí)現(xiàn)；d'.溢出罐6與彈上末修級(jí)貯箱9連通，對(duì)溢出罐6 (同時(shí)也對(duì)貯箱9)進(jìn)行預(yù)增壓，由工序b實(shí)現(xiàn)；e'.對(duì)加注罐5進(jìn)行預(yù)增壓，由工序C'實(shí)現(xiàn)；f'.加注前通過(guò)加注電子秤二次儀表設(shè)定加注量；通過(guò)質(zhì)量流量控制器21設(shè)定擠壓氣體流量；g'.各減壓器調(diào)整好所需壓力；h' 啟動(dòng)加注工序(工序d')開(kāi)始加注；i'.加注開(kāi)始時(shí)，加注口 V、下溢口 Vl打開(kāi)進(jìn)行加注，當(dāng)介質(zhì)充滿加注管并到達(dá)加注口 V時(shí)，加注口 V的光電傳感器發(fā)出信號(hào)，控制加注電子秤46清零，去除從加泄連接器8 至加注罐5—段軟管中的介質(zhì)量，屏蔽了加注管路對(duì)加注精度的影響，精確控制加注零位， 從而保證加注電子秤46顯示值即為實(shí)際加注量；j'.當(dāng)下溢口 Vl 口有介質(zhì)溢出時(shí)，下溢口 Vl的光電傳感器發(fā)出信號(hào)，中央控制單元控制下溢口 Vl關(guān)閉，確保下溢口 Vl所在的半個(gè)貯箱9加滿且精確控制溢出量，同時(shí)打開(kāi)上溢口 V2，加注繼續(xù)進(jìn)行；k'.當(dāng)加注量達(dá)到設(shè)定值時(shí)加注電子秤46發(fā)出信號(hào)，控制加注口 V、上溢口 V2同時(shí)關(guān)閉，加注完成，精確控制總加注量，確保加注精度滿足要求(能夠達(dá)到0. 3% 0. 5g%)1'.將加注管路內(nèi)的殘余推進(jìn)劑排空，由工序e'實(shí)現(xiàn)；m'.對(duì)溢出管路內(nèi)的微量推進(jìn)劑或蒸汽進(jìn)行吹除，由工序f'實(shí)現(xiàn)；η'.拆卸加泄連接器8，整個(gè)加注系統(tǒng)與貯箱9斷開(kāi)。4.加注時(shí)間控制將流程優(yōu)化和自動(dòng)控制技術(shù)有效結(jié)合，顯著縮短了加注時(shí)間和技術(shù)準(zhǔn)備時(shí)間，力口注時(shí)間控制在0.證以內(nèi)。1)優(yōu)化加注流程，結(jié)合加注自動(dòng)控制和直接定量加注技術(shù)，將與加注直接相關(guān)的工序減少為4個(gè)；2)減少了反復(fù)充電加注管和溢出管的過(guò)程，縮短加注時(shí)間；3)減少了加滿貯箱9和定量溢出過(guò)程，縮短了加注時(shí)間；4)能夠加注時(shí)間控制在0.證以內(nèi)，準(zhǔn)備時(shí)間控制在池以內(nèi)，比非直接定量加注方式的加注時(shí)間縮短一半。5.加注反壓控制地面直接定量加注采用近距離擠壓式加注方式，為防止推進(jìn)劑沸騰，加注是在貯箱9有反壓的情況下進(jìn)行的，通過(guò)溢出罐6上的高精度穩(wěn)壓閥自動(dòng)將加注反壓穩(wěn)定在規(guī)定范圍內(nèi)。加注時(shí)貯箱9與溢出罐6連通，溢出罐6上設(shè)有穩(wěn)壓閥，預(yù)先調(diào)節(jié)穩(wěn)壓閥的開(kāi)啟壓力，使之與貯箱9的反壓要求一致，到達(dá)該壓力時(shí)穩(wěn)壓閥62能夠自動(dòng)開(kāi)啟釋放溢出罐6內(nèi)的壓力，使進(jìn)入溢出罐6內(nèi)氣體量與穩(wěn)壓閥62排出氣體量基本平衡，從而保證溢出罐6和貯箱9內(nèi)反壓穩(wěn)定在設(shè)定范圍內(nèi)，誤差不超過(guò)10%。加注反壓是通過(guò)溢出罐6的穩(wěn)壓閥62來(lái)確定的，與之對(duì)應(yīng)的擠壓壓力則是通過(guò)加注罐5內(nèi)壓力和氣路系統(tǒng)2的質(zhì)量流量控制器21來(lái)確定的。通過(guò)加注罐5內(nèi)壓力、溢出罐 6內(nèi)壓力和質(zhì)量流量控制器21調(diào)節(jié)的流量建立系統(tǒng)壓力。加注前將加注罐5內(nèi)和溢出罐6 內(nèi)的壓力增至所需壓力，質(zhì)量流量控制器21調(diào)整好預(yù)設(shè)值。當(dāng)加注過(guò)程趨于穩(wěn)定時(shí)，通過(guò)質(zhì)量流量控制器21輸送至加注罐5內(nèi)恒定流量的氣體，通過(guò)溢出罐6上穩(wěn)壓閥62自動(dòng)排出流量基本恒定的氣體，使加注罐5內(nèi)壓力和溢出罐6內(nèi)壓力基本穩(wěn)定，從而使進(jìn)入加注罐 5內(nèi)氣體體積與擠壓出的液體體積基本相等。因質(zhì)量流量控制器21提供體積流量恒定的擠壓氣體，則擠壓出的液體的體積流量亦恒定，即將加注速度穩(wěn)定在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)。6.模塊化設(shè)計(jì)采用氣路系統(tǒng)2、液路系統(tǒng)3和電控系統(tǒng)4的模塊化設(shè)計(jì)，氣、電、液有效隔離，提高了設(shè)備的維修性、安全性和操作性。參見(jiàn)圖2及圖3，圖2為本發(fā)明的加注系統(tǒng)框圖，圖3為本發(fā)明另一實(shí)施例的加注系統(tǒng)示意圖。1)地面高精度直接定量加注系統(tǒng)主體包括氣路系統(tǒng)2、液路系統(tǒng)3和電控系統(tǒng)4 三部分；幻氣路系統(tǒng)2位于臺(tái)架1的加注控制臺(tái)前下方，包括減壓器、手動(dòng)截止閥、電磁閥、 過(guò)濾器、質(zhì)量流量控制器21、單向閥管路和支架等部件。其功能是將外接氣源高壓氣體過(guò)濾和減壓后轉(zhuǎn)變?yōu)榧幼ⅰ⒋党璧母鞣N低壓氣體；幻液路系統(tǒng)3位于加注控制臺(tái)后下方，包括氣動(dòng)截止閥等閥件31、管路32、接頭和支架等，其功能是通過(guò)液路中氣動(dòng)截止閥的開(kāi)閉實(shí)現(xiàn)推進(jìn)劑流向變化，從而完成各個(gè)工序操作，液路系統(tǒng)3與氣路系統(tǒng)2之間通過(guò)單向閥相連，避免液路系統(tǒng)3中的介質(zhì)或蒸汽返回氣路系統(tǒng)2造成污染；4)電控系統(tǒng)4主要由控制顯示單元、電控箱41、電源箱42、電纜網(wǎng)43、光電傳感器和電子秤46等組成，用于實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)和工序操作、自動(dòng)去皮、定值發(fā)訊、控制電磁閥和加泄連接器8動(dòng)作等，以實(shí)現(xiàn)定量加注?？刂骑@示單元用于顯示彈上貯箱9的加注口 V、上溢口 V2、下溢口 Vl的液位信號(hào)；實(shí)時(shí)顯示加注流程；實(shí)現(xiàn)工序控制和單點(diǎn)控制；電控箱42用于接收并處理光電傳感器的信號(hào)，向加注電子秤46發(fā)送自動(dòng)去皮信號(hào)；接收并處理加注電子秤46的定值發(fā)訊信號(hào)，控制相應(yīng)電磁閥開(kāi)閉；接收并處理控制顯示單元的控制信號(hào)，控制各電磁閥狀態(tài)信號(hào)及加注溢出信號(hào)的顯示；實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)控制優(yōu)先于工序控制；電源箱42為電子秤46、質(zhì)量流量控制器21等提供220V交流電源，為電控箱42提供MV20A及5V4A直流電源。5)氣路系統(tǒng)2、液路系統(tǒng)3和電控系統(tǒng)4的模塊化設(shè)計(jì)，使氣、電、液有效隔離，提高了設(shè)備的維修性、安全性和操作性。穩(wěn)壓閥本發(fā)明采用了加注精度、加注流量、加注過(guò)程和加注時(shí)間等控制技術(shù)，能夠?qū)⒓幼⒕瓤刂圃?. 3% 0. 5g%，加注流量控制在23 27g/s，加注時(shí)間控制在0. 5h以內(nèi)，接近箭上貯箱定量方式所能達(dá)到的加注精度，實(shí)現(xiàn)“一鍵式”加注，滿足了末修級(jí)貯箱的加注精度要求。當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種地面直接定量加注系統(tǒng)，用于末修級(jí)貯箱的加注，其特征在于，包括臺(tái)架、氣路系統(tǒng)、液路系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、加注罐、溢出罐和加泄連接器，所述液路系統(tǒng)、所述氣路系統(tǒng)和所述電控系統(tǒng)位于所述臺(tái)架內(nèi)，用于啟動(dòng)工序、操縱閥門、監(jiān)測(cè)顯示、控制加注量和加注精度、調(diào)節(jié)加注速度，所述液路系統(tǒng)與所述氣路系統(tǒng)連接，所述電控系統(tǒng)分別與所述液路系統(tǒng)、所述氣路系統(tǒng)、加注罐、溢出罐和加泄連接器連接，所述加注罐和溢出罐分別與所述液路系統(tǒng)連接，所述加泄連接器用于貯箱與所述氣路系統(tǒng)及液路系統(tǒng)的連接，所述溢出罐與所述貯箱連接。
2.如權(quán)利要求1所述的地面直接定量加注系統(tǒng)，其特征在于，所述氣路系統(tǒng)包括減壓器、手動(dòng)截止閥、電磁閥、過(guò)濾器、質(zhì)量流量控制器、單向閥管路和支架，用于將外接氣源高壓氣體過(guò)濾和減壓后轉(zhuǎn)變?yōu)榧幼ⅰ⒋党?、連接器和閥門控制所需的各種低壓氣體。
3.如權(quán)利要求1或2所述的地面直接定量加注系統(tǒng)，其特征在于，所述液路系統(tǒng)包括氣動(dòng)截止閥或電磁閥、管路、接頭和支架，用于通過(guò)液路中閥門的開(kāi)閉實(shí)現(xiàn)推進(jìn)劑流向變化， 從而完成各個(gè)工序操作，所述液路系統(tǒng)與所述氣路系統(tǒng)之間通過(guò)單向閥連接，以避免所述液路系統(tǒng)中的介質(zhì)或蒸汽返回所述氣路系統(tǒng)造成污染。
4.如權(quán)利要求1或2所述的地面直接定量加注系統(tǒng)，其特征在于，所述電控系統(tǒng)包括控制顯示單元、電控箱、電源箱、電纜網(wǎng)、光電傳感器和電子秤，用于實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)和工序操作、自動(dòng)去皮、定值發(fā)訊、控制電磁閥和加泄連接器動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)定量加注。
5.如權(quán)利要求1或2所述的地面直接定量加注系統(tǒng)，其特征在于，所述加注罐包括罐體、手動(dòng)截止閥、安全閥、壓力表，用于貯存和運(yùn)輸推進(jìn)劑，并維持加注壓力。
6.如權(quán)利要求1或2所述的地面直接定量加注系統(tǒng)，其特征在于，所述溢出罐包括罐體、手動(dòng)截止閥、穩(wěn)壓閥、壓力表，用于穩(wěn)定系統(tǒng)的加注反壓并在意外溢出時(shí)作為收集容器， 所述溢出罐上的穩(wěn)壓閥用于自動(dòng)將貯箱內(nèi)壓力維持在所述貯箱要求的反壓范圍內(nèi)。
7.如權(quán)利要求1或2所述的地面直接定量加注系統(tǒng)，其特征在于，所述加泄連接器是所述地面直接定量加注系統(tǒng)與所述貯箱的惟一接口，用于連接所述貯箱的加注泄出閥與所述液路系統(tǒng)的地面加注管路，并打開(kāi)和關(guān)閉所述貯箱的加注泄出閥，所述加泄連接器上裝有光電傳感器，用于感知液體流過(guò)并向所述電控系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)。
8.—種如權(quán)利要求1或2所述的地面直接定量加注系統(tǒng)的地面直接定量加注方法，用于末修級(jí)貯箱的加注，其特征在于，包括如下步驟1)加注精度控制步驟，采用光電自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)，消除加注管路的預(yù)充量和溢出量，實(shí)現(xiàn)地面直接全定量式加注；2)加注流量控制步驟，通過(guò)氣路上的質(zhì)量流量控制器控制擠壓氣體流量，并通過(guò)穩(wěn)壓閥控制排出氣體流量，從而間接精確控制液路流量，并維持動(dòng)態(tài)平衡；3)加注過(guò)程控制步驟，結(jié)合光電檢測(cè)技術(shù)，自動(dòng)完成去皮和溢出口切換功能，實(shí)現(xiàn)“一鍵式”加注；4)加注時(shí)間控制步驟，將流程優(yōu)化和自動(dòng)控制技術(shù)有效結(jié)合，縮短加注時(shí)間和技術(shù)準(zhǔn)備時(shí)間；5)加注反壓控制步驟，通過(guò)高精度穩(wěn)壓閥，將加注反壓控制在設(shè)定范圍內(nèi)。
9.如權(quán)利要求8所述的地面直接定量加注方法，其特征在于，所述加注過(guò)程控制步驟包括氣檢步驟、溢出罐增壓步驟、加注罐增壓步驟、加注步驟、排空加注管步驟和吹除溢出管步驟。
10.如權(quán)利要求9所述的地面直接定量加注方法，其特征在于，所述加注步驟包括a.加注前通過(guò)加注電子秤二次儀表設(shè)定加注量；通過(guò)質(zhì)量流量控制器設(shè)定擠壓氣體流量；b.各減壓器調(diào)整好所需壓力；c.啟動(dòng)加注工序開(kāi)始加注；d.加注開(kāi)始時(shí)，加注口V、下溢口 Vl打開(kāi)進(jìn)行加注，當(dāng)介質(zhì)充滿加注管并到達(dá)所述加注口 V時(shí)，所述加注口 V的光電傳感器發(fā)出信號(hào)，控制加注電子秤清零，去除從加泄連接器至加注罐一段軟管中的介質(zhì)，屏蔽加注管路對(duì)加注精度的影響，精確控制加注零位，從而保證加注電子秤顯示值即為實(shí)際加注量；e.當(dāng)下溢口Vl 口有介質(zhì)溢出時(shí)，所述下溢口 Vl的光電傳感器發(fā)出信號(hào)，中央控制單元控制所述下溢口 Vl關(guān)閉，確保所述下溢口 Vl所在的半個(gè)所述貯箱加滿且精確控制溢出量， 同時(shí)打開(kāi)上溢口 V2，加注繼續(xù)進(jìn)行；f.當(dāng)加注量達(dá)到設(shè)定值時(shí)加注電子秤發(fā)出信號(hào)，控制所述加注口V、所述上溢口 V2同時(shí)關(guān)閉，加注完成，精確控制總加注量，確保加注精度滿足要求。
全文摘要
一種地面直接定量加注系統(tǒng)及方法，用于末修級(jí)貯箱的加注，該地面直接定量加注系統(tǒng)包括臺(tái)架、氣路系統(tǒng)、液路系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、加注罐、溢出罐、廢氣處理裝置、加泄連接器、電子秤，所述液路系統(tǒng)、所述氣路系統(tǒng)和所述電控系統(tǒng)位于所述臺(tái)架內(nèi)，用于啟動(dòng)工序、操縱閥門、監(jiān)測(cè)顯示、控制加注量和加注精度、調(diào)節(jié)加注速度。該加注方法包括加注精度控制步驟、加注流量控制步驟、加注過(guò)程控制步驟、加注時(shí)間控制步驟和加注反壓控制步驟。本發(fā)明采用了加注精度、加注流量、加注過(guò)程和加注時(shí)間等控制技術(shù)，接近箭上貯箱定量方式所能達(dá)到的加注精度，實(shí)現(xiàn)了“一鍵式”加注，滿足了末修級(jí)貯箱的加注精度要求。
文檔編號(hào)B67D7/08GK102464291SQ20111036520
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2011年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月17日
發(fā)明者羅強(qiáng) 申請(qǐng)人:北京航天發(fā)射技術(shù)研究所