一种电推进系统推进剂两级减压装置及减压方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种航天器电推进系统两级减压的装置及减压方法。该系统包括一级高减压比粗减压系统、二级高精度连续可调减压系统。试验系统具有高稳定度、高精度的优点。本发明专利技术公开的配套方法规定了减压装置的实际操控方式和具体步骤，包括减压系统连续工作的开启时序。该方法简单且可操作性强，能极大地减少试验成本和时间，可以有效地完成航天器电推进系统的减压任务。统的减压任务。统的减压任务。

【技术实现步骤摘要】
一种电推进系统推进剂两级减压装置及减压方法


[0001]本专利技术涉及一种电推进系统推进剂两级减压装置及减压方法，适用于需要对高压介质进行高精度、高稳定度、目标可调整的减压输出的系统，特别适用于航天器电推进系统推进剂的减压装置

技术介绍

[0002]在我国目前卫星电推进系统中，携带的气源压力都在10～15Mpa，但是在进行高精度流量供给时，实际使用的入口压力一般在0～0.6Mpa，因此，在电推进系统推进剂的使用过程中，需要对推进剂进行减压后才能用于推进剂的正常供给时用。在目前使用的减压系统中，有采用机械减压来完成高压气体减压方案的，有采用一级电子减压策略的，有采用一级比例减压方案的。但采用该上述方法存在系统寿命问题、或稳定度不够、精度不够、容易发生超调等固有缺陷，无法满足长寿命、高精度、高稳定度、连续可调的电推进系统推进剂供给使用需求。

技术实现思路

[0003]本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种电推进系统推进剂两级减压装置及减压方法，能够实现100倍的高倍率减压比；输出的压力能够在0.15Mpa～0.6Mpa范围内连续快速在轨可调；在全输出范围的输出压力能够实现0.5％的高精度高稳定高可靠的压力输出。
[0004]本专利技术的技术方案是：一种电推进系统推进剂两级减压装置，包括一级开关式减压控制系统、二级比例式减压系统、管阀组件和配套控制设备；一级开关式减压控制系统用于装置的一级高减压比减压，二级比例式减压系统用于装置的二级高精度高稳定度减压，管阀组件用于减压系统间的连接及流通控制，配套的控制设备对两级减压装置进行采集和控制。
[0005]所述一级开关式减压控制系统包括2个高压隔离自锁阀、2个压力电磁阀、1个气容和2个压力传感器；所述高压隔离自锁阀用于发射阶段或故障情况下的隔离使用；所述2个压力电磁阀门用于给所述气容充气使用；所述气容作为二级减压的压力输入；所述压力传感器用于测量气容的压力。
[0006]所述二级比例式减压系统包括2个隔离自锁阀、2个比例阀、3个压力传感器；所述的隔离自锁阀用于比例阀的冷备份切换用；所述的比例阀作为二级减压的执行机构对二级减压输出压力进行控制；所述压力传感器用于测量二级比例式减压系统的出口压力。
[0007]所述配套控制设备包括相关自锁阀、充气阀、比例阀的开关驱动控制电路、压力传感器的供电和信号采集、具备自主一级减压的逻辑闭环控制能力、具备二级减压的逻辑闭环控制能力。
[0008]电推进系统的高压气源出口下游接2个并联的高压隔离自锁阀HLV1和HLV2，自锁阀HLV1和HLV2的下游联通后接2个压力电磁阀BSV1和BSV2，2个压力电磁阀BSV1和BSV2的上
游和下游均互相联通处于并联状态接入系统，压力电磁阀BSV的下游接2个压力传感器LPT1、LPT2和气容GT，气瓶的下游是一级减压出口下接二级减压入口。
[0009]各组件间通过气路管路和液路管路相连接。
[0010]二级比例式减压的入口接一级比例式减压出口，下接2个并联的隔离自锁阀A
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HLV1和A
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HLV2，自锁阀A
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HLV1和自锁阀A
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HLV2的下游不直接联通，分别A
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HLV1下游接比例阀A
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PPV1、A
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HLV2下游接比例阀A
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PPV2，比例阀A
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PPV1和A
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PPV2的下游联通后接3个压力传感器A
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LPT1、A
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LPT2、A
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LPT3；
[0011]各组件间通过气路管路和液路管路相连接。
[0012]所述一级减压实现压力15Mpa至0.5～1Mpa，30倍的减压比；二级减压的入口压力1Mpa，通过比例电子减压方式可实现高精度的3～5倍的减压比，输出精度优于0.5％。
[0013]一种电推进系统推进剂两级减压方法，包括如下步骤：
[0014]步骤一、在航天器起飞和发射前，关闭HLV1、HLV2、BSV1、BSV2、A
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HLV1、A
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HLV2、A
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PPV1和A
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PPV2；在航天器发射阶段、确保两级减压装置的所述阀门处于关闭状态；
[0015]步骤二、航天器入轨后、通过控制设备打开HLV1和HLV2，此时减压系统处于工作待机状态；
[0016]步骤三、开启系统的一级减压工作，对气容GT的压力PT进行检测，当LPT压力值低于设定的阈值LPT_MIN时，开启冷备份的BSV1或BSV2，当LPT压力值高于设定的阈值LPT_MAX时，关闭冷备份的BSV1或BSV2，确保系统的一级减压输出在LPT_MIN至LPT_MAX范围内；
[0017]步骤四、开启系统的二级减压工作，开启冷备份A
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HLV1或A
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HLV2，对压力传感器A
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LPT1、A
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LPT2、A
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LPT3的压力进行检测，根据PID闭环控制算法通过比较A
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LPT1、A
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LPT2、A
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LPT3的平均压力和目标压力A
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LPT_AIM来计算获得比例阀的开度电流，并按照冷备份支路选择设定A
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PPV1或A
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PPV2的比例阀电流。
[0018]本专利技术与现有技术相比的优点在于：
[0019](1)本专利技术采用两级减压系统，将系统的减压精度提高到优于0.5％的水平，明显高于机械减压器或电子减压的平均2％～5％的精度水平；
[0020](2)本专利技术提高了系统寿命，两级减压装置再轨寿命能达到16～18年；
[0021](3)本专利技术两级减压装置具备压力输出快速稳定调节的能力；输出压力可在0.15Mpa～0.6Mpa范围内快速连续调节，且调节方法简单易实施。
[0022](4)本专利技术解决了传统减压装置稳定度不够容易超调的问题，两级减压系能能适应工况转换，并在工况转换过程中避免控制的超调现象，实现工作点的高精度稳定转换。
附图说明
[0023]图1为电推进系统推进剂两级减压装置示意图。
具体实施方式
[0024]如附图1所示，本专利技术电推进系统推进剂两级减压装置，包括一级开关式减压控制系统、二级比例式减压系统、管阀组件和配套控制设备；一级开关式减压控制系统用于装置的一级高减压比减压，二级比例式减压系统用于装置的二级高精度高稳定度减压，管阀组件用于减压系统间的连接及流通控制，配套的控制设备对两级减压装置进行采集和控制。
[0025]所述一级开关式减压控制系统包括2个高压隔离自锁阀、2个压力电磁阀、1个气容和2个压力传感器；所述高压隔离自锁阀用于发射阶段或故障情况下的隔离使用；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电推进系统推进剂两级减压装置，其特征在于：包括一级开关式减压控制系统、二级比例式减压系统、管阀组件和配套控制设备；一级开关式减压控制系统用于装置的一级高减压比减压，二级比例式减压系统用于装置的二级高精度高稳定度减压，管阀组件用于减压系统间的连接及流通控制，配套的控制设备对两级减压装置进行采集和控制。2.根据权利要求1所述的一种电推进系统推进剂两级减压装置，其特征在于：所述一级开关式减压控制系统包括2个高压隔离自锁阀、2个压力电磁阀、1个气容和2个压力传感器；所述高压隔离自锁阀用于发射阶段或故障情况下的隔离使用；所述2个压力电磁阀门用于给所述气容充气使用；所述气容作为二级减压的压力输入；所述压力传感器用于测量气容的压力。3.根据权利要求1所述的一种电推进系统推进剂两级减压装置，其特征在于：所述二级比例式减压系统包括2个隔离自锁阀、2个比例阀、3个压力传感器；所述的隔离自锁阀用于比例阀的冷备份切换用；所述的比例阀作为二级减压的执行机构对二级减压输出压力进行控制；所述压力传感器用于测量二级比例式减压系统的出口压力。4.根据权利要求1所述的一种电推进系统推进剂两级减压装置，其特征在于：所述配套控制设备包括相关自锁阀、充气阀、比例阀的开关驱动控制电路、压力传感器的供电和信号采集、具备自主一级减压的逻辑闭环控制能力、具备二级减压的逻辑闭环控制能力。5.根据权利要求2所述的一种电推进系统推进剂两级减压装置，其特征在于：电推进系统的高压气源出口下游接2个并联的高压隔离自锁阀HLV1和HLV2，自锁阀HLV1和HLV2的下游联通后接2个压力电磁阀BSV1和BSV2，2个压力电磁阀BSV1和BSV2的上游和下游均互相联通处于并联状态接入系统，压力电磁阀BSV的下游接2个压力传感器LPT1、LPT2和气容GT，气瓶的下游是一级减压出口下接二级减压入口。6.根据权利要求5所述的一种电推进系统推进剂两级减压装置，其特征在于：各组件间通过气路管路和液路管路相连接。7.根据权利要求5所述的一种电推进系统推进剂两级减压装置，其特征在于：二级比例式减压的入口接一级比例式减压出口，下接2个并联的隔离自锁阀A
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HLV1和A
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HLV2，自锁阀A
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HLV1和自锁阀A
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HLV2的下游不直接联通，分别A
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HLV1下游接比例阀A
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PPV1、A

【专利技术属性】
技术研发人员：邹达人，高俊，何刚，刘国西，丛云天，刘镇星，周中泽，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：