一种火箭加注量称重计量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及火箭推进剂加注计量领域，具体为一种火箭加注量称重计量装置及方法。该装置包括柔性管道、鞍座、顶升系统、贮罐称重系统和控制显示系统。针对航天发射场火箭推进剂加注计量问题，分析了现加注系统中采用的流量计计量方式的不足，提出和设计了基于对库房贮罐称重的火箭加注计量装置及计量方法，同时分析了基于该计量方式的火箭推进剂加注精度。结果证明，提出的加注计量方法能够提高加注精度，为今后深入开展加注流程优化和提高加注精度研究提供了理论依据和数据支持。

A measuring device and method for weighing the weight of rocket

The invention relates to the field of rocket propellant injection measurement, in particular, a measuring device and method for weighing the weight of a rocket. The device includes flexible pipe, saddle, top lift system, storage tank weighing system and control display system. According to the field measurement of space launch rocket propellant, analyzes the deficiency of the current charging system in flow metering, proposed and designed a rocket propellant filling device and method for measuring and weighing of the warehouse storage tank based on the simultaneous analysis of rocket propellant based on the measurement precision of the. The results prove that the proposed method can improve the accuracy of filling, and provide theoretical basis and data support for further research on filling process optimization and filling accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种火箭加注量称重计量装置及方法
本专利技术涉及火箭推进剂加注计量领域，具体为一种火箭加注量称重计量装置及方法。
技术介绍
火箭推进剂加注系统是发射场地面设备的重要组成部分，主要用于完成火箭推进剂的加注工作。加注量精确计量是保证火箭发射成功的重要因素，不同的加注计量方式会直接影响加注流程和加注精度，因此研究火箭推进剂加注计量方式及其对应的加注精度对保障火箭发射任务的圆满成功具有重要意义。在火箭推进剂加注量计量方面，目前加注量的计量主要采用流量计计量方式，即通过流量计来计量加注量升数，以满足加注量的需求。在该方式下，基本加注量由产品贮箱上的液位计进行计量，地面加注系统流量计进行监视；补加量由地面流量计控制进行定量补加，到达指定液位时，自动开始定量补加，加至补加量时，自动关闭产品上的活门，加注结束。该计量方式存在如下不足：(1)流量计计量必须在库房设置流量计及校验系统。由于地面流量计是箭上液位信号的备份，而且补加以地面流量计为准，所以，库房必须设流量计及校验系统，流量计要定期返厂标校，流量计故障增加了系统的不可靠性。(2)流量计通常采用涡街流量计，其计量精度不高，涡街流量计计量精度为1％。
技术实现思路
在火箭推进剂加注计量方面，为解决现有的采用流量计计量方式的不足，本专利技术提出了基于对库房贮罐称重的火箭加注计量方式，并对该方式下火箭加注精度进行了分析和计算，具体为一种火箭加注量称重计量装置及方法。本专利技术是采用如下的技术方案实现的：一种火箭加注量称重计量装置，包括柔性管道、鞍座、顶升系统、贮罐称重系统和控制显示系统，顶升系统包括液压油缸，贮罐称重系统包括称重模块和称重传感器接线盒，每个称重模块包括称重传感器，控制显示系统包括控制器和计算机，柔性管道用于贮罐和加注管道连接，鞍座置于水泥基座上，每个鞍座由螺栓固定在水泥基座的预埋钢板上，液压油缸安置在鞍座两端下方，液压油缸下方支撑在称重模块上，称重模块上的称重传感器和称重传感器接线盒连接，称重传感器接线盒和控制器连接，控制器和计算机连接，控制器还用于控制液压油缸。上述的一种火箭加注量称重计量装置的方法，包括以下步骤：(1)开始火箭推进剂加注前，先进行称重准备，贮罐称重系统、顶升系统和控制显示系统就位并自检合格；松开鞍座固定螺栓，液压油缸同步顶升鞍座，使贮罐平稳上升，贮罐重量完全加于称重模块上，液压油缸锁紧，防止顶升系统故障时贮罐回落，控制显示系统计重准备就绪；(2)称重计量时，控制显示系统接收推进剂库房“开始加注”信号，开始计数；当接收到火箭“0液位”信号时，记录管道内推进剂的填充重量，并自动清零，开始加注量称重计量；当接收到火箭“二液位”信号时，记录加注量，并自动清零，重新开始加注量称重计量；加注到以“二液位”为基准的额定重量时，库房发出“计重结束”信号，停止加注，从接收到“0液位”信号至“计重结束”信号区间内累积计量的数值为推进剂的实际加注量，记录此值G；(3)推进剂加注完成后，顶升系统解锁，液压油缸同步回落，将鞍座放回地面，拧紧鞍座固定螺栓；柔性管道消除贮罐上升下降产生的管道形变，保持管道系统密封性良好；(4)对于综合误差为±m％的单个称重传感器，称重传感器并联后的综合误差n为称重传感器的个数；(5)称重系统造成的加注误差称重系统造成的加注量误差值T为并联后称重传感器的总量程；(6)推进剂最终确定的加注量为火箭加注采用对库房贮罐称重方式具有以下优点：(1)计量不需要复杂的加注预案，可以优化与液位相关的预案，优化加注流程，缩短加注时间。(2)计量采用数字称重传感器可以免现场标定，可以省略库房流量计和流量计校验系统。(3)计量精度高，单个称重传感器综合误差可达±0.02％，称重系统综合误差优于流量计计量系统。(4)采用称重模块，既可以保证称重传感器的精度，具有长期稳定性好的特点，同时又解决了因安装不当而造成的称重误差。附图说明图1为称重计量装置的结构示意图。图2为图1的侧视图。图3为控制显示系统、顶升系统和贮罐称重系统的示意图。图中：1-贮罐，2-柔性管道，3-鞍座，4-液压油缸，5-称重模块，6-称重传感器接线盒，7-称重传感器，8-控制器，9-计算机。具体实施方式结合附图，对本专利技术作出进一步说明。一种火箭加注量称重计量装置，包括柔性管道2、鞍座3、顶升系统、贮罐称重系统和控制显示系统。柔性管道2主要用于贮罐1上方的水平硬管道，改变管路采用硬连接、贮罐无法上下移动的现状，目的是消除贮罐上下移动时，管道产生的形变与应力，确保贮罐上下移动时连接管道的密封性与安全性。共设置5根柔性管道：包括出液管路、进液管路、回气管路、增压管路、排渣管路。鞍座3起支撑固定贮罐、传递顶升力的作用。对于每个推进剂贮罐，设置2个鞍座，存放期间，鞍座3置于水泥基座上，每个鞍座由2个M24的螺栓固定在水泥基座的预埋钢板上。顶升系统使贮罐同步上下移动，完成对称重系统的加载和卸载。每个贮罐设置4只液压油缸4，分别安置在鞍座两端下方。顶升系统接入PLC控制器，由PLC控制器进行自动控制，实现同步顶升。贮罐称重系统承受顶升装置施加的贮罐及附件的载荷，完成火箭推进剂加注重量计量。贮罐称重系统包括4个称重模块5和1个称重传感器接线盒6；每个称重模块由1个数字式高精度称重传感器、负载传递装置和安装连接件等部件组成。采用称重模块，既可以保证称重传感器的精度，具有长期稳定性好的特点，同时又解决了因安装不当而造成的称重误差。数字式高精度称重传感器，是重量计量系统的核心部件，起着将重量转换成相应的可测电信号的作用，为提高计量精度和稳定性，需要对多个称重传感器进行并联后使用，4个称重模块的称重传感器通过称重传感器接线盒6并联在一起。称重传感器接线盒6中并联4路称重模块信号，并可以根据各称重模块受载情况调节角差，经过汇集后的重量信号送至PLC控制器。控制显示系统用于实现对火箭加注量的称重计量、控制和显示；主要由PLC控制器和计算机等组成。PLC控制器用于接收称重传感器接线盒6的电信号，通过专用软件处理，输出至计算机，在计算机上进行显示，并完成各种控制功能。采用量程为50t的数字式高精度称重传感器，其每个称重传感器综合误差为±0.02％，分度数10000，每个称重传感器的最小检定分度值为5kg，采用4个同样的称重传感器进行并联，载荷传递装置的缩比等于1，T为并联后称重传感器的总量程(T＝50t×4＝200t)。将上述数值带入加注误差为ew和加注量误差值为Ew公式，计算得：通过以上分析，在不考虑系统本身固有误差情况下，提出和设计的基于火箭加注量称重计量方法的推进剂加注误差在±0.01％范围内，加注量误差值在±20kg范围内，优于现有的采用流量计计量方法的推进剂加注精度。本方案具有以下特点：(1)采用分布式并联技术。实现一体式贮罐的称重功能。受贮罐安装固定方式的限制，贮罐的称重不能采用单一称重模块，而必须采用多个称重模块并联的分布式结构。(2)采用管道柔性技术。减少库房管道对罐体的作用力，使管道柔性满足贮罐上下位移的需要，满足称重系统称重计量的需要。(3)采用可顶升鞍座技术。使贮罐在外力作用下能够短距离上下移动。(4)采用贮罐同步顶升技术。使贮罐在4个顶升装置作用下同步上下移动，实现对贮罐称重系统的加载和卸载，同步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种火箭加注量称重计量装置，其特征在于包括柔性管道(2)、鞍座(3)、顶升系统、贮罐称重系统和控制显示系统，顶升系统包括液压油缸(4)，贮罐称重系统包括称重模块(5)和称重传感器接线盒(6)，每个称重模块包括称重传感器(7)，控制显示系统包括控制器(8)和计算机(9)，柔性管道(2)用于贮罐(1)和加注管道连接，鞍座(3)置于水泥基座上，每个鞍座由螺栓固定在水泥基座的预埋钢板上，液压油缸(4)安置在鞍座(3)两端下方，液压油缸下方支撑在称重模块(5)上，称重模块上的称重传感器(7)和称重传感器接线盒(6)连接，称重传感器接线盒(6)和控制器(8)连接，控制器(8)和计算机(9)连接，控制器(8)还用于控制液压油缸(4)。

【技术特征摘要】
1.一种火箭加注量称重计量装置，其特征在于包括柔性管道(2)、鞍座(3)、顶升系统、贮罐称重系统和控制显示系统，顶升系统包括液压油缸(4)，贮罐称重系统包括称重模块(5)和称重传感器接线盒(6)，每个称重模块包括称重传感器(7)，控制显示系统包括控制器(8)和计算机(9)，柔性管道(2)用于贮罐(1)和加注管道连接，鞍座(3)置于水泥基座上，每个鞍座由螺栓固定在水泥基座的预埋钢板上，液压油缸(4)安置在鞍座(3)两端下方，液压油缸下方支撑在称重模块(5)上，称重模块上的称重传感器(7)和称重传感器接线盒(6)连接，称重传感器接线盒(6)和控制器(8)连接，控制器(8)和计算机(9)连接，控制器(8)还用于控制液压油缸(4)。2.如权利要求1所述的一种火箭加注量称重计量装置的方法，其特征在于包括以下步骤：(1)开始火箭推进剂加注前，先进行称重准备，贮罐称重系统、顶升系统和控制显示系统就位并自检合格；松开鞍座固定螺栓，液压油缸(4)同步顶升鞍座，使贮罐平稳上升，贮...

【专利技术属性】
技术研发人员：相有桓，石晋峰，张安理，刘卫东，熊万忠，崔本廷，张晖，游彦雯，岳守体，
申请(专利权)人：中国人民解放军六三七二九部队，
类型：发明
国别省市：山西,14