本發(fā)明涉及航天器檢漏測試中為被檢系統(tǒng)充放氣的充排氣系統(tǒng)，特別涉及需要對被檢系統(tǒng)充高壓氣體和從被檢系統(tǒng)中回收高壓氣體的加壓回收系統(tǒng)。

背景技術：

檢漏是航天器重要的測試環(huán)節(jié)之一，漏率指標關系著航天器能否成功在軌穩(wěn)定運行。現(xiàn)階段檢漏測試主要分為單點漏率檢測和總漏率測試兩大部分，需要對航天器被檢系統(tǒng)充入氦氣(示漏氣體)。由于氦氣是一種重要的戰(zhàn)略資源，價值大，難獲得，因此檢漏后又需要把系統(tǒng)內(nèi)的氦氣泄放進行回收。整個檢漏周期中，對航天器被檢漏系統(tǒng)的氣體充放操作占到了三分之二的時間，且部分航天器需要充入高壓氣體進行檢漏，需要利用氣體增壓泵才能完成。

針對待檢漏的航天器，需要利用充氣管路和氣體增壓泵完成對被檢系統(tǒng)的充氣，針對檢漏完成的航天器，需要利用放氣管路和氣體增壓泵完成對被檢系統(tǒng)的放氣和增壓回收儲存。目前，存在多個航天器同時進行檢漏充放氣的工況，即存在以下幾種情況：1.多個航天器同時需要充高壓氣體；2.多個航天器同時需要泄放回收高壓氣體；3.某個(幾個)航天器需要充高壓氣體，而同時某幾個(個)航天器需要泄放回收高壓氣體。充高壓氣體時需要增壓泵增壓，而放氣回收進行儲存時也需要增壓泵增壓，因此加壓回收系統(tǒng)中增壓泵的高效利用是一個難點，為此，本發(fā)明人經(jīng)過不懈努力，提供了一種能偶高效使用增壓泵的檢漏加壓回收系統(tǒng)。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種用于航天器檢漏加壓回收氦氣的分時復用系統(tǒng)，可以實現(xiàn)在檢漏充放氣環(huán)節(jié)中高效利用增壓泵和充放氣管路，節(jié)省系統(tǒng)資源和成本。

本發(fā)明所提供的具體方案如下：

分時復用的檢漏加壓回收系統(tǒng)，包括六路氣體回收管路和六路高壓氣體輸出管路，滿足多個航天器產(chǎn)品同時對接使用，至少兩個航天器產(chǎn)品進行高壓氦氣充氣時，內(nèi)部存儲氦氣的儲存容器分別經(jīng)過六路高壓氣體輸出管路輸送給至少兩個增壓泵的入口，經(jīng)過增壓后輸出至下游的六路高壓出口，六路高壓出口用于與至少兩個航天器產(chǎn)品連通以保證至少兩個航天器產(chǎn)品同時獨立充高壓氣體的需求，航天器進行放氣泄壓并對氦氣進行回收時，通過六路氣體回收管路回收各航天器的氣體，當回收的氣體壓力大于回收容器中的氣體壓力時，直接經(jīng)過單向閥后輸入回收容器；當回收的氣體壓力不大于回收容器中的氣體壓力時，增壓回收，回收氦氣的各管路連通到所述至少兩個增壓泵中，經(jīng)增壓后再返回回收容器，各管路設置分別設置氣控閥和單向閥，以保證至少兩個航天器產(chǎn)品同時回收氣體并增壓儲存氣體。

其中，至少兩個增壓泵為四個增壓泵，分別進行并聯(lián)或者兩兩并聯(lián)后再串聯(lián)，以提高氣體的增壓速率。

其中，對于每個儲存容器的輸出管路，通過閥門的相應開關使管路輸出氣體到達至少兩個增壓泵中的任何一個的入口，經(jīng)過增壓的氣體輸出至下游高壓氣體出口中的任何一個。

其中，本發(fā)明的回收系統(tǒng)在同一時刻至少保證4個航天器產(chǎn)品同時得到獨立的增壓氦氣。

其中，本發(fā)明的回收系統(tǒng)通過自動控制分配至少兩個增壓泵分別為充壓和回收服務，通過單獨的充壓工作和回收工作，氣體在系統(tǒng)中運行，同時滿 足至少4路產(chǎn)品的并行工作。

進一步地，通過閥門設置和配合，使四路航天器產(chǎn)品的需求任意組合，包括：1路充壓，3路回收；或者2路充壓，2路回收；或者3路充壓，1路回收。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

本發(fā)明在充氣和回收兩大工況下復用了四個增壓泵，使得不必專門為系統(tǒng)每條輸出和回收氣路設置充氣增壓泵和回收增壓泵，縮減了增壓泵使用數(shù)量。

本發(fā)明在充氣或回收工況下，可根據(jù)被充放氣產(chǎn)品數(shù)量需求分時實現(xiàn)增壓泵并行或并行后再串行工作，提高充氣或回收的效率，縮短了被檢產(chǎn)品的充放氣時間。

本發(fā)明在1個儲存容器和1個回收容器的情況下，通過單向閥的設置可以同時實現(xiàn)多路充氣供氣和多路放氣回收，使系統(tǒng)并行能力強大。

本發(fā)明通過增壓泵對氦氣進行增壓回收利用，使得這一戰(zhàn)略資源得到高效利用，節(jié)省了氦氣資源，使得航天器泄漏檢測可持續(xù)發(fā)展。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的分時復用的檢漏加壓回收系統(tǒng)示意圖；

圖中：1至6為儲存容器出口1至存儲容器出口6；7至10為增壓泵1至增壓泵4；11至16為高壓出口11至高壓出口16；17至22為回收入口17至回收入口22；23為回收容器；24為儲存容器，25為轉存增壓泵。

圖2為本發(fā)明的分時復用的檢漏加壓回收系統(tǒng)簡化示意圖。

圖中的數(shù)字分別表示的是：26為航天器，27為增壓設備(充氣回收復用)，23為回收容器，24為儲存容器，25為轉存增壓設備。

圖3為本發(fā)明的分時復用的檢漏加壓回收系統(tǒng)中高壓氦氣供氣并行示意圖；

圖中的數(shù)字分別表示的是：1至6為儲存出口1至儲存出口6；7至10為增壓泵1至增壓泵4；11至16為高壓出口1至高壓出口6；17至22為回收入口1至回收入口6；23為回收容器，24為儲存容器，25為轉存增壓泵。

圖4為本發(fā)明的分時復用的檢漏加壓回收系統(tǒng)中氦氣回收并行示意圖；

圖中的數(shù)字分別表示的是：1至6為儲存出口1至儲存出口6；7至10為增壓泵1至增壓泵4；11至16為高壓出口1至高壓出口6；17至22為回收入口1至回收入口6；23為回收容器，24為儲存容器，25為轉存增壓泵。

圖5為本發(fā)明的分時復用的檢漏加壓回收系統(tǒng)中氦氣輸出、回收并行示意圖；

圖中的數(shù)字分別表示的是：1至6為儲存出口1至儲存出口6；7至10為增壓泵1至增壓泵4；11至16為高壓出口1至高壓出口6；17至22為回收入口1至回收入口6；23為回收容器，24為儲存容器，25為轉存增壓泵。

具體實施方式

以下介紹的是作為本發(fā)明所述內(nèi)容的具體實施方式，下面通過具體實施方式對本發(fā)明的所述內(nèi)容作進一步的闡明。當然，描述下列具體實施方式只為示例本發(fā)明的不同方面的內(nèi)容，而不應理解為限制本發(fā)明范圍。

參見圖1，本發(fā)明的分時復用的檢漏加壓回收系統(tǒng)的示意圖如圖1所示,該回收系統(tǒng)主要由高壓氣控閥、單向閥、高壓管路、增壓泵、壓力傳感器和氣體儲存容器等部分組成。高壓氣控閥在本系統(tǒng)中連接在高壓管路中，通過開關起到改變氣路作用；單向閥在本系統(tǒng)中連接在高壓管路中，起到使管路內(nèi)高壓氣體單向流動的限制作用；高壓管路使系統(tǒng)的主要組成部分，起到系統(tǒng)連接左右，增壓泵在本系統(tǒng)中連接在高壓管路中，起到氣體增壓左右；壓力傳感器在本系統(tǒng)中連接在高壓管路中，起到測壓左右。本發(fā)明的系統(tǒng)包括6路高壓氣體輸出路和6路氣體回收路，可滿足多個航天器同時對接使用。

本發(fā)明的系統(tǒng)主要包括低壓氦氣供氣、高壓氦氣供氣、高壓氦氣回收、增壓氦氣回收、氦氣增壓轉存等五大功能。本發(fā)明主要針對的是其中的高壓氦氣供氣、高壓氦氣回收和增壓氦氣回收功能。

當被檢系統(tǒng)需要進行高壓氦氣充氣時，系統(tǒng)用到的功能為高壓氦氣供氣，通過24(儲存容器)將其內(nèi)部存儲的氦氣從1(儲存出口1)——6(儲存出口6)輸出，結合相應氣控閥門的開閉，輸送至7(增壓泵1)——10(增壓泵4)的入口，經(jīng)過增壓后輸出至下游11(高壓出口1)——16(高壓出口6)，供給所需產(chǎn)品，至少可以保證4個產(chǎn)品同時獨立充高壓氣體的需求，此外，當充氣需求不大于2個產(chǎn)品時，可以采用7(增壓泵1)和8(增壓泵2)并聯(lián)(或9(增壓泵3)和10(增壓泵4)并聯(lián))增壓的形式提高氣體增壓速率，當充氣需求為1個產(chǎn)品時，可以4臺增壓泵同時工作，即并聯(lián)后串聯(lián)的形式((7并8)串(9并10))，提升氣體增壓效率。

當被檢系統(tǒng)需要進行放氣泄壓并對氦氣進行回收時，系統(tǒng)用到的功能為高壓氦氣回收或增壓氦氣回收，通過17(回收入口1)——22(回收入口6)回收各路的氣體，當回收的氣體壓力大于23(回收容器I)中的氣體壓力時，為高壓氦氣回收，氦氣直接經(jīng)過單向閥后可輸入23(回收容器)，這里單向閥可以防止各路回收氣體由于壓力不同出現(xiàn)返流，可確保所有回收路的氣體進入回收容器；當回收的氣體壓力不大于23(回收容器)中的氣體壓力時，需要增壓回收，氦氣繞路至7(增壓泵1)——10(增壓泵4)，經(jīng)增壓后返回至23(回收容器)，至少可以保證4個產(chǎn)品同時回收氣體并增壓儲存的需求。此外，當回收需求不大于2個產(chǎn)品時，還可以采用7(增壓泵1)和8(增壓泵2)并聯(lián)(或9(增壓泵3)和10(增壓泵4)并聯(lián))的形式提高氣體增壓速率，當回收需求為1個產(chǎn)品時，可以4臺增壓泵同時工作，即并聯(lián)后串聯(lián)的形式((7并8)串(9并10))，提升氣體增壓回收效率。

多個航天器充壓過程中的系統(tǒng)工作原理如下：儲存容器作為氣源將其內(nèi)部存儲的氦氣通過儲存出口1到儲存出口6的6個出口輸出，結合相應氣控閥門的開閉，輸送增壓泵1至增壓泵4的入口，經(jīng)過增壓后輸出至下游高壓出口1至高壓出口6。對于每個儲存容器的輸出路，可通過閥門的相應開關使該路輸出氣體到達增壓泵1至增壓泵4任何一個的入口，而且經(jīng)過增壓的氣體可以輸出至出口1至出口6中的任何一個，因此，系統(tǒng)在同一時刻至少可以保證4個產(chǎn)品同時得到獨立的增壓過的氦氣，可以保證6個產(chǎn)品同時得到增壓過的氣體。此外，當充氣需求不大于2個產(chǎn)品時，還可以采用增壓泵1和增壓泵2并聯(lián)(或增壓泵3和增壓泵4并聯(lián))增壓的形式提高氣體增壓速率，縮短充壓時間。當充氣需求為1個產(chǎn)品時，可以4臺增壓泵同時工作，即并聯(lián)后串聯(lián)的形式(增壓泵1并增壓泵2)串(增壓泵3并增壓泵4))，提升氣體增壓效率。

高壓氦氣供氣并行工作的氣路運行模式有很多種，以其中之一作為例子進行說明，具體原理圖如圖3所示，其為高壓出口1、2、3、5同時并行高壓供氣的工作圖，圖中黑色粗線為并行的氣路。工作時，打開黑色粗線路上的閥門，其他路閥門保持關閉，可以做到多路并行高壓供氣且互相不干擾。

多個航天器回收過程中的系統(tǒng)工作原理如下：通過回收入口1至回收入口6回收各路產(chǎn)品的氣體，當回收的氣體壓力大于回收容器中的氣體壓力時，直接經(jīng)過單向閥后可輸入回收容器I，無需進行增壓回收；當回收的氣體壓力不大于回收容器中的氣體壓力時，需要增壓回收，那么通過關閉該回收分支上的直通路閥門，氦氣可繞路至增壓泵1至增壓泵4的入口，經(jīng)增壓后返回至回收容器，由于回收時各路氣體壓力不同，因此結合回收容器入口處的單向閥，本系統(tǒng)至少可以保證4個產(chǎn)品同時獨立的回收氣體并增壓儲存的需求。此外，當回收需求不大于2個產(chǎn)品時，還可以采用增壓泵1和增壓泵2并聯(lián)(或增壓泵3和增壓泵4并聯(lián))的形式提高氣體增壓速率。當回收需求為1個產(chǎn)品時，可以4臺增壓泵同時工作，即并聯(lián)后串聯(lián)的形式((7 并8)串(9并10))，提升氣體增壓回收效率。

氦氣回收并行工作的氣路運行模式有很多種，以其中之一作為例子進行說明，具體原理圖如圖4所示，其為回收入口1、2、3、4路同時并行氦氣回收的工作圖，其中1、3路為高壓回收，2、4路為增壓回收，圖中黑色粗線為并行的氣路。工作時，打開黑色粗線路上的閥門，其他路閥門保持關閉，可以做到多路并行高壓供氣且互相不干擾。

部分航天器充壓&部分航天器放氣回收(同時)過程中的系統(tǒng)工作原理如下：系統(tǒng)通過自動控制分配增壓泵1至增壓泵4為充壓和回收分別服務，通過上文中單獨的充壓工作和回收工作的原理，氣體在系統(tǒng)中運行，可同時滿足至少4路產(chǎn)品的并行工作，而這4路產(chǎn)品的需求可以是任意組合，即可以是1路充壓，3路回收；也可以是2路充壓，2路回收；還可以是3路充壓，1路回收。

部分航天器充壓&部分航天器放氣回收(同時)工作的氣路運行模式有很多種，以其中之一作為例子進行說明，具體原理圖如圖5所示，其為回收入口1、2、3、4路同時并行氦氣回收且高壓出口1、2同時并行高壓供氣的工作圖，其中回收1、2路為高壓回收，回收3、4路為增壓回收，輸出1、2路為高壓供氣，圖中黑色粗線為并行的氣路。工作時，打開黑色粗線路上的閥門，其他路閥門保持關閉，可以做到多路并行高壓供氣且互相不干擾。在本工作模式下，回收容器中回收的氣體可以通過轉存增壓泵增壓供給儲存容器，全系統(tǒng)形成循環(huán)運行。

通過本發(fā)明，使得系統(tǒng)原本6路輸出6路回收共12路需要12臺增壓泵的情況縮減至4臺，大大提高了增壓泵利用率，縮減了系統(tǒng)成本。同時本系統(tǒng)通過對氦氣的回收和增壓循環(huán)利用，有效節(jié)省了氦氣資源。

盡管上文對本發(fā)明的具體實施方式進行了詳細的描述和說明，但應該指明的是，我們可以對上述實施方式進行各種改變和修改，但這些都不脫離本發(fā)明的精神和所附的權利要求所記載的范圍。