一种用于推进器的微小流量供气纯度控制方法技术

本发明专利技术公开了一种用于推进器的微小流量供气纯度控制方法，过快卸接头和截止阀门接入置换气体，对系统全部管道中的空气分段进行排空置换，以降低管道中的空气含量，在完成空气置换后，降低空气含量的基础上，再用推进剂气体进行二次置换，以保证向推力器供给的推进剂纯度；本发明专利技术的供气系统可满足两台推力器同时或分别在线工作，尽可能的兼容其他电推力器，另外，供气系统还预留了与电推进分系统贮供单元进行联试的气路接口。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及推进器
，尤其涉及一种用于推进器的微小流量供气纯度控制方法。
技术介绍
向推力器供给的推进剂，应是高纯度的，其中对推力器，特别是阴极有害的气体，如空气、水分等杂质气体含量，应满足使用要求。一般要求对推力器输入的推进剂纯度应大于等于99.995％，即杂质气体总含量应低于50ppm，其中：氧气小于等于2ppm，水小于等于2ppm。接入的推进剂是推进级纯度的Xe，纯度大于等于99.9955％，其中的氧气、水分含量均可满足要求。因此，在系统泄漏满足要求的条件下，影响推进剂气体纯度的杂质是来自于管道中初始存在的空气。为保证供给推力器的其它纯度，必须排除管道中的空气。经估算，为保证管道中杂质的含量在ppm量级以下，高压段抽真空必须达到由于pa量级，低压段抽真空必须达到由于0.1pa量级。由于所需流量很小，同时存在安装空间限制，因此在系统设计上采用的管道通径较小，长度也较长，因此流导也较小，要达到满足要求的真空度需要很长时间，甚至根本达不到要求的真空度。因此，需要，只依靠系统的排空是达不到供给推进剂要求的纯度的。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种用于推进器的微小流量供气纯度控制方法，可以保证推进剂气体的纯度要求。为了解决上述技术问题，本专利技术是这样实现的：本专利技术的一种用于推进器的微小流量供气纯度控制方法，采用微小流量供气系统为推进器XIT1和推进器XIT2供气，该系统包括推进剂Xe气瓶B1、推进剂Xe气瓶B2、置换Ar气瓶、快卸接头、过滤器、截止阀门、压力表、减压阀PR、质量流量计以及缓冲罐T；所述推进剂Xe气瓶B1的出气口依次串接快卸接头C1、过滤器F1以及截止阀门V1,推进剂Xe气瓶B2的出气口依次串接快卸接头C2、过滤器F2以及截止阀门V2；截止阀门V1的自由端和截止阀门V2的自由端并接后依次串接压力表M1、减压阀PR1、压力表M2、减压阀PR2、缓冲罐T以及压力表M3的一端；M3的另一端分出6条支路，每条支路依次串接一个截止阀、一个质量流量计和一个快卸接头；六条支路中的六个快卸接头分别通过管道接到真空系统负舱内的两个推进器的推进剂供气通道上；所述六个快卸接头中的三个连接推进器XIT1的三条推进剂供气通道，另外的三个快卸接头连接推进器XIT2的三条推进剂供气通道。置换Ar气瓶的出气口依次串接快卸接头C4、过滤器F4以及截止阀门V4以及减压阀PR3后分成两路，其中一路依次串接截止阀门V5和截止阀门V7，另一路依次串接截止阀门V6和截止阀门V8；其中，减压阀PR3与截止阀门V6之间的管路上接压力表M10；所述截止阀门V6和截止阀门V8之间的管路与过滤器F2和截止阀门V2之间管路联通；所述截止阀门V5截止阀门V7的管路与过滤器F1截止阀门V1间管路联通；截止阀门V7和截止阀门V8的自由端并接后分成三路，其中第一路串接截止阀门V9和单向阀V34后与大气联通；第二路串接截止阀V11-1、快卸接头C5以及截止阀门V11-2后接干泵的工作口；第三路依次串接截止阀门V10和快卸接头C6；截止缓冲罐T串接截止阀门V12后接在截止阀门V9和截止阀门V10之间的管路上；所述纯度控制方法包括以下步骤：步骤一、对供气系统的管道加热，同时打开全部阀门，将所有减压阀丝杆顶进，各质量流量计设置为相应最大流量供给，通过干泵对管道抽真空；步骤二、对残余空气的置换，即为一次置换，包括对系统前段和系统中段的一次置换，其中，系统前段指的是截止阀门V1和截止阀门V2分别至推进剂Xe气瓶B1和B2之间的管路；具体为：a)保持截止阀门V1、V2、V3、V9、V10、V11-1、V12、V13～V18关闭；b)打开截止阀门V4，调节减压阀PR3至压力表M10显示的数值，约6MPa；c)打开截止阀门V5、V6、V7、V8；d)保持2min；e)关闭截止阀门V4；f)打开截止阀门V9，经截止阀门V9和单向阀V34向大气排出残余空气；g)关闭截止阀门V9；i)关闭截止阀门V9；j)关闭截止阀门V7、V8；k)关闭截止阀门V5、V6；系统中段指的是截止阀门V1和V2之后至压力表M3之前的管路，对系统中段的置换过程包括：a)保持截止阀门V1～V18关闭；b)打开截止阀门V4，调节减压阀PR3至压力表M10显示的示数，约6MPa；c)打开截止阀门V5和V6中的一个；d)当步骤c)中打开截止阀门V5时，本步骤打开截止阀门V1；当步骤c)中打开截止阀门V6时，本步骤打开截止阀门V2；e)调节减压阀PR1，至压力表M2显示的示数；f)调节减压阀PR2，至压力表M3显示的示数；g)打开截止阀门V12；h)保持5min；i)关闭截止阀门V4；j)打开截止阀门V9，经截止阀门V9和单向阀V34向大气排出残余空气；k)关闭截止阀门V9；l)打开截止阀门V11-1及其后段阀门，通过排空泵对管道抽真空，至压力表M3显示的示数，不高于5kPa；m)关闭截止阀门V10及其后段阀门；n)关闭截止阀门V12；o)关闭截止阀门V1和V2中未关闭的一个；p)关闭截止阀门V5和V6中未关闭的一个；q)将减压阀PR1和PR2退回初始位置；s)执行b)～k)步骤，以保持管道内为正压状态；t)确认关闭截止阀门V1～V18；步骤三、残余Ar气的置换，即二次置换，包括对系统前段和系统中段的二次置换，具体为：系统前段置换流程如下：a)保持截止阀门V1～V18关闭；b)控制减压阀PR1和PR2工作；c)打开截止阀门V7、V8；d)打开截止阀门V11及其后段阀门，通过干泵对管道抽真空；e)关闭截止阀门V1～V18；f)打开快卸接头C1所接Xe气瓶B1阀门；g)打开截止阀门V7；h)保持2min；i)关闭快卸接头C1所接Xe气瓶阀门；j)打开截止阀门V9，经截止阀门V9和单向阀V34向大气排出残余Ar；l)打开快卸接头C2所接Xe气瓶阀门；m)打开截止阀门V8；n)保持2min；o)关闭快卸接头C2所接Xe气瓶阀门；p)打开截止阀门V9，经截止阀门V9和单向阀V34向大气排出残余Ar；系统中段的二次空气置换流程，具体为：a)保持截止阀门V1～V18关闭；b)选定两个推进剂气瓶中的一个，并打开其后连接的快卸接头及截止阀门；c)调节减压阀PR1，至压力表M2显示约0.6MPa；...

【技术保护点】
一种用于推进器的微小流量供气纯度控制方法，其特征在于，采用微小流量供气系统为推进器XIT1和推进器XIT2供气，该系统包括推进剂Xe气瓶B1、推进剂Xe气瓶B2、置换Ar气瓶、快卸接头、过滤器、截止阀门、压力表、减压阀PR、质量流量计以及缓冲罐T；所述推进剂Xe气瓶B1的出气口依次串接快卸接头C1、过滤器F1以及截止阀门V1,推进剂Xe气瓶B2的出气口依次串接快卸接头C2、过滤器F2以及截止阀门V2；截止阀门V1的自由端和截止阀门V2的自由端并接后依次串接压力表M1、减压阀PR1、压力表M2、减压阀PR2、缓冲罐T以及压力表M3的一端；M3的另一端分出6条支路，每条支路依次串接一个截止阀、一个质量流量计和一个快卸接头；六条支路中的六个快卸接头分别通过管道接到真空系统负舱内的两个推进器的推进剂供气通道上；所述六个快卸接头中的三个连接推进器XIT1的三条推进剂供气通道，另外的三个快卸接头连接推进器XIT2的三条推进剂供气通道。置换Ar气瓶的出气口依次串接快卸接头C4、过滤器F4以及截止阀门V4以及减压阀PR3后分成两路，其中一路依次串接截止阀门V5和截止阀门V7，另一路依次串接截止阀门V6和截止阀门V8；其中，减压阀PR3与截止阀门V6之间的管路上接压力表M10；所述截止阀门V6和截止阀门V8之间的管路与过滤器F2和截止阀门V2之间管路联通；所述截止阀门V5截止阀门V7的管路与过滤器F1截止阀门V1间管路联通；截止阀门V7和截止阀门V8的自由端并接后分成三路，其中第一路串接截止阀门V9和单向阀V34后与大气联通；第二路串接截止阀V11‑1、快卸接头C5以及截止阀门V11‑2后接干泵的工作口；第三路依次串接截止阀门V10和快卸接头C6；截止缓冲罐T串接截止阀门V12后接在截止阀门V9和截止阀门V10之间的管路上；所述纯度控制方法包括以下步骤：步骤一、对供气系统的管道加热，同时打开全部阀门，将所有减压阀丝杆顶进，各质量流量计设置为相应最大流量供给，通过干泵对管道抽真空；步骤二、对残余空气的置换，即为一次置换，包括对系统前段和系统中段的一次置换，其中，系统前段指的是截止阀门V1和截止阀门V2分别至推进剂Xe气瓶B1和B2之间的管路；具体为：a)保持截止阀门V1、V2、V3、V9、V10、V11‑1、V12、V13～V18关闭；b)打开截止阀门V4，调节减压阀PR3至压力表M10显示的数值，约6MPa；c)打开截止阀门V5、V6、V7、V8；d)保持2min；e)关闭截止阀门V4；f)打开截止阀门V9，经截止阀门V9和单向阀V34向大气排出残余空气；g)关闭截止阀门V9；i)关闭截止阀门V9；j)关闭截止阀门V7、V8；k)关闭截止阀门V5、V6；系统中段指的是截止阀门V1和V2之后至压力表M3之前的管路，对系统中段的置换过程包括：a)保持截止阀门V1～V18关闭；b)打开截止阀门V4，调节减压阀PR3至压力表M10显示的示数，约6MPa；c)打开截止阀门V5和V6中的一个；d)当步骤c)中打开截止阀门V5时，本步骤打开截止阀门V1；当步骤c)中打开截止阀门V6时，本步骤打开截止阀门V2；e)调节减压阀PR1，至压力表M2显示的示数；f)调节减压阀PR2，至压力表M3显示的示数；g)打开截止阀门V12；h)保持5min；i)关闭截止阀门V4；j)打开截止阀门V9，经截止阀门V9和单向阀V34向大气排出残余空气；k)关闭截止阀门V9；l)打开截止阀门V11‑1及其后段阀门，通过排空泵对管道抽真空，至压力表M3显示的示数，不高于5kPa；m)关闭截止阀门V10及其后段阀门；n)关闭截止阀门V12；o)关闭截止阀门V1和V2中未关闭的一个；p)关闭截止阀门V5和V6中未关闭的一个；q)将减压阀PR1和PR2退回初始位置；s)执行b)～k)步骤，以保持管道内为正压状态；t)确认关闭截止阀门V1～V18；步骤三、残余Ar气的置换，即二次置换，包括对系统前段和系统中段的二次置换，具体为：系统前段置换流程如下：a)保持截止阀门V1～V18关闭；b)控制减压阀PR1和PR2工作；c)打开截止阀门V7、V8；d)打开截止阀门V11及其后段阀门，通过干泵对管道抽真空；e)关闭截止阀门V1～V18；f)打开快卸接头C1所接Xe气瓶B1阀门；g)打开截止阀门V7；h)保持2min；i)关闭快卸接头C1所接Xe气瓶阀门；j)打开截止阀门V9，经截止阀门V9和单向阀V34向大气排出残余Ar；l)打开快卸接头C2所接Xe气瓶阀门；m)打开截止阀门V8；n)保持2min；o)关闭快卸接头C2所接Xe气瓶阀门；p)打开截止阀门V9，经截止阀门V9和单向阀V34向大气排出残余Ar；系统中段的二次空气置换流程，具体为：a)保持截止阀门V1～V18关闭；b)选定两个推进剂气瓶中...

【技术特征摘要】
1.一种用于推进器的微小流量供气纯度控制方法，其特征在于，采用微小
流量供气系统为推进器XIT1和推进器XIT2供气，该系统包括推进剂Xe气瓶
B1、推进剂Xe气瓶B2、置换Ar气瓶、快卸接头、过滤器、截止阀门、压力表、
减压阀PR、质量流量计以及缓冲罐T；
所述推进剂Xe气瓶B1的出气口依次串接快卸接头C1、过滤器F1以及截
止阀门V1,推进剂Xe气瓶B2的出气口依次串接快卸接头C2、过滤器F2以及
截止阀门V2；截止阀门V1的自由端和截止阀门V2的自由端并接后依次串接压
力表M1、减压阀PR1、压力表M2、减压阀PR2、缓冲罐T以及压力表M3的一
端；M3的另一端分出6条支路，每条支路依次串接一个截止阀、一个质量流量
计和一个快卸接头；六条支路中的六个快卸接头分别通过管道接到真空系统负
舱内的两个推进器的推进剂供气通道上；所述六个快卸接头中的三个连接推进
器XIT1的三条推进剂供气通道，另外的三个快卸接头连接推进器XIT2的三条
推进剂供气通道。
置换Ar气瓶的出气口依次串接快卸接头C4、过滤器F4以及截止阀门V4
以及减压阀PR3后分成两路，其中一路依次串接截止阀门V5和截止阀门V7，
另一路依次串接截止阀门V6和截止阀门V8；其中，减压阀PR3与截止阀门V6
之间的管路上接压力表M10；所述截止阀门V6和截止阀门V8之间的管路与过
滤器F2和截止阀门V2之间管路联通；所述截止阀门V5截止阀门V7的管路与
过滤器F1截止阀门V1间管路联通；截止阀门V7和截止阀门V8的自由端并接
后分成三路，其中第一路串接截止阀门V9和单向阀V34后与大气联通；第二路
串接截止阀V11-1、快卸接头C5以及截止阀门V11-2后接干泵的工作口；第三
路依次串接截止阀门V10和快卸接头C6；截止缓冲罐T串接截止阀门V12后接
在截止阀门V9和截止阀门V10之间的管路上；
所述纯度控制方法包括以下步骤：
步骤一、对供气系统的管道加热，同时打开全部阀门，将所有减压阀丝杆
顶进，各质量流量计设置为相应最大流量供给，通过干泵对管道抽真空；
步骤二、对残余空气的置换，即为一次置换，包括对系统前段和系统中段
的一次置换，其中，系统前段指的是截止阀门V1和截止阀门V2分别至推进剂
Xe气瓶B1和B2之间的管路；具体为：
a)保持截止阀门V1、V2、V3、V9、V10、V11-1、V12、V13～V18关闭；
b)打开截止阀门V4，调节减压阀PR3至压力表M10显示的数值，约6MPa；
c)打开截止阀门V5、V6、V7、V8；
d)保持2min；
e)关闭截止阀门V4；
f)打开截止阀门V9，经截止阀门V9和单向阀V34向大气排出残余空气；
g)关闭截止阀门V9；
i)关闭截止阀门V9；
j)关闭截止阀门V7、V8；
k)关闭截止阀门V5、V6；
系统中段指的是截止阀门V1和V2之后至压力表M3之前的管路，对系统
中段的置换过程包括：
a)保持截止阀门V1～V18关闭；
b)打开截止阀门V4，调节减压阀PR3至压力表M10显示的示数，约6MPa；
c)打开截止阀门V5和V6中的一个；
d)当步骤c)中打开截止阀门V5时，本步骤打开截止阀门V1；当步骤c)
中打开截止阀门V6时，本步骤打开截止阀门V2；
e)调节减压阀PR1，至压力表M2显示的示数；
f)调节减压阀PR2，至压力表M3显示的示数；
g)打开截止阀门V12；
h)保持5min；
i)关闭截止阀门V4；
j)打开截止阀门V9，经截止阀门V9和单向阀V34向大气排出残余空气；
k)关闭截止阀门V9；
l)打开截止阀门V11-1及其后段阀门，通过排空泵对管道抽真空，至压力
表M3显示的示数，不高于5kPa；
m)关闭截止阀门V10及其后段阀门；
n)关闭截止阀门V12；
o)关闭截止阀门V1和V2中未关闭的一个；
p)关闭截止阀门V5和V6中未关闭的一个；
q)将减压阀PR1和PR2退回初始位置；
s)执行b)～k)步骤，以保持管...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兴坤，高军，李达，
申请(专利权)人：兰州空间技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：甘肃;62