一种保障多个气动阀门的远控在线冗余的供气气路及方法技术

本发明专利技术公开了一种保障多个气动阀门的远控在线冗余的供气气路及方法，该供气气路包括集气管、两个气路及储气罐；集气管和储气罐之间通过两个气路连接，两个气路上均设有减压器、安全阀、单向阀等，储气罐与气动阀门连接；该供气方法包括如下步骤：打开气源截止阀，分别调节两个减压器，远控打开两个电动截止阀，当一个气路上的减压器失效时，则通过另一气路在线冗余热备份实现正常供气；当两个减压器均失效时，则通过储气罐中储存的气体保证多个气动阀门的用气需求。本发明专利技术提高了供气的可靠性，在减压器发生故障时后端控制流程不需要做任何更改和动作切换，不影响发射流程，还降低了人员上前端抢险排故的风险。

The gas supply path and method for ensuring multiple pneumatic valve remote control online redundancy

【技术实现步骤摘要】
一种保障多个气动阀门的远控在线冗余的供气气路及方法
本专利技术涉及气动阀门供气
，更为具体来说，本专利技术为一种保障多个气动阀门的远控在线冗余的供气气路及方法。
技术介绍
目前，大型运载火箭和航天飞机的发射大多采用无人值守的远控方式，在大型运载火箭和航天飞机发射的几个小时前，人员撤离现场，为尽可能减少甚至避免对人员和设备可能造成的损害，对设备的可靠性、远端控制设备工作等方面提出了更高的要求。值得一提的是，在航天发射场存在很多用气项目，需要将气源提供的高压气体减压为低压气体，再供给气动阀门，从而实现气动阀门的开启或关闭。但是，如果减压器发生故障，会导致高压气体直接进入后方元件，很可能损坏后方元件，比如损害供气元件、气动阀门等等，造成气动阀门无法完成预定动作，紧急情况下还需要人员赶赴发射塔现场抢险排放，该故障推迟了火箭或航天飞机的发射时间，发射要求无法得到满足，更可能损害赶赴现场的人员。因此，研发一种适用于在发射流程的有限时间内多个气动阀门动作的高可靠供气方法，成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题和始终研究的重点。
技术实现思路
为解决现有气动阀门供气方法无法满足在发射流程的有限时间内高可靠供气等问题，本专利技术创新地提出了一种保障多个气动阀门的远控在线冗余的供气气路及供气方法，通过两路减压器同时减压工作，任意一路减压器出现故障，控制流程不需要做任何更改和动作切换，另一路继续工作，即使两路减压器都故障，还可通过储气罐维持供气，直至完成发射任务，因此，本专利技术是一种高可靠性、热备份在线冗余设计的供气方法。为实现上述技术目的，本专利技术公开了一种保障多个气动阀门的远控在线冗余的供气气路，该供气气路包括集气管、第一气路、第二气路及储气罐；所述集气管的进气端与气源连接的管路上设置有气源截止阀，所述集气管具有第一出气端和第二出气端，所述储气罐具有第一进气端和第二进气端，所述第一出气端与所述第一进气端之间通过第一气路连接，所述第二出气端与所述第二进气端通过第二气路连接；自所述集气管至所述储气罐的方向，所述第一气路上依次设置有第一减压器、第一安全阀、第一压力表、第一远程压力传感器、第一电动截止阀及第一单向阀，所述第二气路上依次设置有第二减压器、第二安全阀、第二压力表、第二远程压力传感器、第二电动截止阀及第二单向阀；所述储气罐的多个出气端与多个气动阀门一一连接。本专利技术实现了两路减压器同时供气，从而完成了热备份在线冗余供气工作；每一路减压器后设置有安全阀，从而保护减压器后的设备；在每路减压器供气至储气罐前设有单向阀，对气体流向有限定作用，则在安全阀起跳后，储气罐中气体不受影响；通过设置有储气罐，同时保障多个气动阀门的用气需求。通过合适容积大小的储气罐，在两路减压器失效的模式下，仍可同时保障多个气动阀门的用气需求；该种供气方法提高了供气的可靠性，发生故障模式下，后端控制流程不需要做任何更改和动作切换，不影响发射流程，降低了人员上前端抢险排故的风险。进一步地，所述气源与所述气源截止阀之间的管路上设置有过滤器。进一步地，所述集气管上设置有第一手动截止阀，所述储气罐上设置有第二手动截止阀。进一步地，所述集气管整体呈圆形结构设置。进一步地，所述集气管上设置有第三压力表。进一步地，所述储气罐的容积为：其中，V表示储气罐的容积，P0表示标准大气压，V0表示标准大气压下的多个气动阀门耗气量，P上表示气动阀门工作压力的上限值，P下表示气动阀门工作压力的下限值。进一步地，所述储气罐上还设置有第三安全阀。进一步地，所述气源为氮气气源。本专利技术还公开了一种利用上述供气气路的保障多个气动阀门的远控在线冗余的供气方法，该供气方法包括如下步骤：步骤1，在人员撤离前，手动打开气源截止阀，使气源内的气体进入集气管；步骤2，分别调节第一减压器和第二减压器，并使两个减压器出口的气压均为气动阀门工作压力的上限值，将第一远程压力传感器和第二远程压力传感器各自采集的压力信号均传输至远端控制设备；步骤3，远端控制设备收到压力信号后、远控打开第一电动截止阀和第二电动截止阀，使第一气路和第二气路中的气体均进入储气罐中；步骤4，人员撤离现场；步骤5，当第一减压器失效时，则通过第二气路在线冗余热备份实现正常供气；当第二减压器失效时，则通过第一气路在线冗余热备份实现正常供气；当第一减压器和第二减压器均失效时，则通过储气罐中储存的气体保证多个气动阀门的用气需求。本专利技术实现了两路减压器同时供气，从而完成了热备份在线冗余供气工作；每一路减压器后设置有安全阀，从而保护减压器后的设备；在每路减压器供气至储气罐前设有单向阀，对气体流向有限定作用，则在安全阀起跳后，储气罐中气体不受影响；通过设置有储气罐，同时保障多个气动阀门的用气需求。通过合适容积大小的储气罐，在两路减压器失效的模式下，仍可同时保障多个气动阀门的用气需求；该种供气方法提高了供气的可靠性，发生故障模式下，后端控制流程不需要做任何更改和动作切换，不影响发射流程，降低了人员上前端抢险排故的风险。进一步地，步骤5中：当第一减压器失效时，通过第一安全阀保护第一压力表、第一电动截止阀、储气罐、气动阀门不受高压冲击损坏，通过第一单向阀保护储气罐中的气体压力不受影响，通过第二气路在线冗余热备份实现正常供气；当第二减压器失效时，通过第二安全阀保护第二压力表、第二电动截止阀、储气罐、气动阀门不受高压冲击损坏，通过第二单向阀保护储气罐中的气体压力不受影响，通过第一气路在线冗余热备份实现正常供气；当第一减压器和第二减压器均失效时，通过第一安全阀保护第一压力表、第一电动截止阀、储气罐、气动阀门不受高压冲击损坏，通过第一单向阀保护储气罐中的气体压力不受影响；通过第二安全阀保护第二压力表、第二电动截止阀、储气罐、气动阀门不受高压冲击损坏，通过第二单向阀保护储气罐中的气体压力不受影响；通过储气罐中储存的气体保证多个气动阀门的用气需求。本专利技术的有益效果为：本专利技术通过两路气路实现热备份在线冗余供气，具体通过安全阀保护减压器后端的设备、通过单向阀保护储气罐中的气体不受影响，还通过储气罐实现了两路气路均故障时为气动阀门正常供气；因此，本专利技术提高了供气的可靠性，在减压器发生故障时后端控制流程不需要做任何更改和动作切换，不影响发射流程，还降低了人员上前端抢险排故的风险。附图说明图1为本专利技术一种保障多个气动阀门的远控在线冗余的供气气路的结构示意图。图2为本专利技术一种保障多个气动阀门的远控在线冗余的供气方法的流程示意图。具体实施方式下面结合说明书附图对本专利技术的一种保障多个气动阀门的远控在线冗余的供气气路及方法进行详细的解释和说明。实施例一：如图1所示，本专利技术公开了一种保障多个气动阀门的远控在线冗余的供气气路，该供气气路包括集气管、第一气路、第二气路及储气罐；集气管的进气端与气源连接的管路上设置有气源截止阀JF0，可通过手动打开气源截止阀JF0实现供气，且气源与气源截止阀JF0之间的管路上设置有过滤器G1，用于过滤多余物，本实施例中，气源为氮气气源，集气管整体呈圆形结构设置，以起到稳压作用，集气管上设置有用于显示现场气源压力的第三压力表P0；集气管具有第一出气端和第二出气端，储气罐具有第一进气端和第二进气端，第一出气端与第一进气端之间通过第一气路连接，第二出气端与第二进气端通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种保障多个气动阀门的远控在线冗余的供气气路，其特征在于：该供气气路包括集气管、第一气路、第二气路及储气罐；所述集气管的进气端与气源连接的管路上设置有气源截止阀，所述集气管具有第一出气端和第二出气端，所述储气罐具有第一进气端和第二进气端，所述第一出气端与所述第一进气端之间通过第一气路连接，所述第二出气端与所述第二进气端通过第二气路连接；自所述集气管至所述储气罐的方向，所述第一气路上依次设置有第一减压器、第一安全阀、第一压力表、第一远程压力传感器、第一电动截止阀及第一单向阀，所述第二气路上依次设置有第二减压器、第二安全阀、第二压力表、第二远程压力传感器、第二电动截止阀及第二单向阀；储气罐的多个出气端与多个气动阀门一一连接。

【技术特征摘要】
1.一种保障多个气动阀门的远控在线冗余的供气气路，其特征在于：该供气气路包括集气管、第一气路、第二气路及储气罐；所述集气管的进气端与气源连接的管路上设置有气源截止阀，所述集气管具有第一出气端和第二出气端，所述储气罐具有第一进气端和第二进气端，所述第一出气端与所述第一进气端之间通过第一气路连接，所述第二出气端与所述第二进气端通过第二气路连接；自所述集气管至所述储气罐的方向，所述第一气路上依次设置有第一减压器、第一安全阀、第一压力表、第一远程压力传感器、第一电动截止阀及第一单向阀，所述第二气路上依次设置有第二减压器、第二安全阀、第二压力表、第二远程压力传感器、第二电动截止阀及第二单向阀；储气罐的多个出气端与多个气动阀门一一连接。2.根据权利要求1所述的保障多个气动阀门的远控在线冗余的供气气路，其特征在于：所述气源与所述气源截止阀之间的管路上设置有过滤器。3.根据权利要求2所述的保障多个气动阀门的远控在线冗余的供气气路，其特征在于：所述集气管上设置有第一手动截止阀，所述储气罐上设置有第二手动截止阀。4.根据权利要求3所述的保障多个气动阀门的远控在线冗余的供气气路，其特征在于：所述集气管整体呈圆形结构设置。5.根据权利要求4所述的保障多个气动阀门的远控在线冗余的供气气路，其特征在于：所述集气管上设置有第三压力表。6.根据权利要求5所述的保障多个气动阀门的远控在线冗余的供气气路，其特征在于：所述储气罐的容积为：其中，V表示储气罐的容积，P0表示标准大气压，V0表示标准大气压下的多个气动阀门耗气量，P上表示气动阀门工作压力的上限值，P下表示气动阀门工作压力的下限值。7.根据权利要求6所述的保障多个气动阀门的远控在线冗余的供气气路，其特征在于：所述储气罐上还设置有第三安全阀。8.根据权利要求7所述的保障多个气动阀门的远控在线冗余的供气气路，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵忠明，许学雷，张家源，谢业波，李少辉，张杰，贺建华，
申请(专利权)人：北京航天发射技术研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11