[发明专利]一种具有冗余功能的常温补压系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于液体火箭常温补压系统的冗余设计方案。

背景技术

通常液体火箭贮箱的增压系统采用发动机的自生增压或使用低温氦气进行增压，但在发动机启动之前，发动机的自生增压气体未能对贮箱增压，冷氦增压气体未经过加温其低温气体的增压效率低，因此在液体火箭都设计有补压系统，用于在发动机启动前对贮箱增压，确保在发动机点火之前贮箱有足够的压力确保发动机能正常点火，此外在火箭飞行的跨音速阶段，需要通过对贮箱进行补压以提高箱体的刚度，补压系统是液体火箭的重要组成部分。

现有补压系统中都存在单点失效的潜在风险，即系统中的任何一个重要单机出现问题，将会导致系统的补压功能失效，因此急需进行补压系统的冗余设计技术研究。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有补压系统冗余性能不足现象，提供了一种高可靠性的补压系统冗余技术。

本发明的技术解决方案是：

一种具有冗余功能的常温补压系统，包括气瓶组、过滤器、氢箱补压系统和氧箱补压系统；氧箱补压系统包括第一氧补压电磁阀、第二氧补压电磁阀、第一氧补压压力信号器、第二氧补压压力信号器、第一氧补压孔板、第二氧补压孔板和氧控制系统；氢箱补压系统包括第一氢补压电磁阀、第二氢补压电磁阀、氢补压压力信号器、第一氢补压孔板、第二氢补压孔板和氢控制系统；

高压氦气储存在气瓶组中，经过滤器过滤之后分别向氧箱补压系统和氢箱补压系统供气；向氧箱补压系统供气时，高压氦气通过第一氧补压电磁阀和第一氧补压孔板输入到氧箱中，第二氧补压电磁阀和第二氧补压孔板作为向氧箱中供气的冗余，第一氧补压孔板和第二氧补压孔板用于控制气体流量；第一氧补压压力信号器和第二氧补压压力信号器均连接到氧箱并且将氧箱压力输出给氧控制系统，氧控制系统根据第一氧补压压力信号器的传递的氧箱压力数据控制第一氧补压电磁阀的开闭，根据第二氧补压压力信号器的传递的氧箱压力数据控制第二氧补压电磁阀的开闭；

向氢箱补压系统供气时，高压氦气通过第一氢补压电磁阀和第一氢补压孔板输入到氢箱中，第二氢补压电磁阀和第二氢补压孔板作为向氢箱中供气的冗余，第一氢补压孔板、第二氢补压孔板用于控制气体流量；氢补压压力信号器连接到氢箱并且将氢箱压力输出给氢控制系统，氢控制系统根据氢补压压力信号器的传递的氢箱压力数据控制第一氢补压电磁阀和第二氢补压电磁阀的开闭。

当氢箱内压力低于额定压力时，氢控制系统控制第一氢补压电磁阀工作对氢箱进行补压，延迟5s后控制第二氢补压电磁阀工作对氢箱进行补压；当氢箱内压力高于额定压力时，氢控制系统控制第一氢补压电磁阀和第二氢补压电磁阀同时停止工作。

当氧箱压力低于0.30MPa时，氧控制系统控制第一氧补压电磁阀工作，对氧箱进行补压，当氧箱压力高于0.32MPa时，氧控制系统控制第一氧补压电磁阀停止工作，停止对氧箱进行补压；

当氧箱压力低于0.28MPa时，氧控制系统控制第二氧补压电磁阀工作，对氧箱进行补压，当氧箱压力高于0.3MPa时，氧控制系统控制第二氧补压电磁阀停止工作，停止对氧箱进行补压。

当氢箱压力低于0.28MPa时，氢控制系统控制第一氢补压电磁阀和第二氢补压电磁阀工作对氢箱进行补压，当氢箱压力高于0.30MPa时，氢控制系统控制第一氢补压电磁阀和第二氢补压电磁阀停止工作，停止对氢箱进行补压。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

（1）本发明提供一种具有冗余功能的常温补压系统，在系统重要单机出现故障时，系统仍能起到正常的补压效果。

（2）本发明通过对氧补压系统增加补压电磁阀和压力信号器，实现氧箱补压系统的冗余设计。

（3）本发明可通过对氢补压控制系统进行设置，使其对电磁阀的供电时间产生一定时间差，以事项氢箱补压系统的冗余。

附图说明

图1为本发明系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步的详细描述。

如图1所示，本发明提供了一种具有冗余功能的常温补压系统，包括气瓶组1、过滤器2、氢箱补压系统和氧箱补压系统；氧箱补压系统包括第一氧补压电磁阀3、第二氧补压电磁阀4、第一氧补压压力信号器5、第二氧补压压力信号器6、第一氧补压孔板7、第二氧补压孔板8和氧控制系统9；氢箱补压系统包括第一氢补压电磁阀10、第二氢补压电磁阀11、氢补压压力信号器12、第一氢补压孔板13、第二氢补压孔板14和氢控制系统15；