一种空间用高压气瓶高效安全检漏平台及方法技术

本申请涉及航天产品安全技术领域，具体而言，涉及一种空间用高压气瓶高效安全检漏平台及方法，所述平台包括充气系统、集气室、高压气瓶、标准漏孔、真空规、检漏系统以及抽真空系统，其中：高压气瓶设置在集气室的内部，充气系统、标准漏孔、真空规、检漏系统以及抽真空系统均设置在集气室的外部；充气系统通过第一截止阀与高压气瓶连接；标准漏孔通过第二截止阀与集气室连接；真空规通过第三截止阀与集气室连接；抽真空系统通过第四截止阀与集气室连接；检漏系统通过第五截止阀与集气室连接。本申请降低了集气室内示漏气体的本底浓度，采用温度补偿或修正的方式对漏率检测结果进行了校准，提高了高压气瓶漏率测量结果的准确性。提高了高压气瓶漏率测量结果的准确性。提高了高压气瓶漏率测量结果的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种空间用高压气瓶高效安全检漏平台及方法


[0001]本申请涉及航天产品安全
，具体而言，涉及一种空间用高压气瓶高效安全检漏平台及方法。

技术介绍

[0002]对空间用高压气瓶进行漏率检测是航天产品诸多试验中必经的一个环节，中国空间技术研究院院标准《航天器复合材料气瓶规范》、《航天器用钛合金球形气瓶规范》和《航天器组件环境试验方法第3部分：漏率检测》中均对漏率检测做了说明和规定，要求以工作介质作为试验介质，以最大工作压力为试验压力，按QJ3089A
‑
2018《氦质谱检漏方法》的规定进行漏率检测，只有漏率检测合格的航天产品才允许在空间使用。
[0003]高压气瓶工作压力一般为(10～60)MPa，与之连接的充压管路、阀门、检漏工装等承受压力更高，由于是人为进行充气操作，当高压气瓶充压至工作压力处于稳压状态时，漏率检测人员需要近距离的对高压气瓶进行检漏操作，对于带压的气瓶、管路、阀门、工装等都是潜在的安全隐患，一旦上述几项有任何的缺陷，不能承受充气压力，面临的将是产品损坏、仪器设备损坏以及操作人员失去生命等灾难性的后果。
[0004]随着我国航天产品的广泛应用以及设计技术发展，高压气瓶的空间应用将进入型谱化阶段，为实现航天器在轨的长寿命、高可靠运行，对高压气瓶漏率的精确检测必将成为新的需求，随着需求的增多，漏率检测过程的人员安全和设备安全问题将成为我们面临的突出问题，更应是我们关注的重中之重。一旦出现安全问题，涉及各个方面的工作都将停滞，因此需要研制一种空间用高压气瓶高效安全检漏平台，用于提高安全生产水平，减少事故发生，保障人身安全，保证航天产品经营活动的顺利进行。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种空间用高压气瓶高效安全检漏平台及方法，在漏率检测全过程实现自动化操作和数据处理，保证操作人员安全，消除安全隐患，能够提高高压气瓶漏率检测效率和准确率。
[0006]为了实现上述目的，本申请提供了一种空间用高压气瓶高效安全检漏平台，包括充气系统、集气室、高压气瓶、标准漏孔、真空规、检漏系统以及抽真空系统，其中：高压气瓶设置在集气室的内部，充气系统、标准漏孔、真空规、检漏系统以及抽真空系统均设置在集气室的外部；充气系统通过第一截止阀与高压气瓶连接，用于向高压气瓶内充气；标准漏孔通过第二截止阀与集气室连接，用于提供标准漏率值；真空规通过第三截止阀与集气室连接，用于测量集气室内的真空度；抽真空系统通过第四截止阀与集气室连接，用于抽取集气室内的气体；检漏系统通过第五截止阀与集气室连接，用于漏率的检测。
[0007]进一步的，还包括测温系统，测温系统与集气室连接，用于对集气室内部的温度以及高压气瓶表面的温度进行测量。
[0008]进一步的，还包括自动控制及泄放系统，自动控制及泄放系统分别与测温系统以
及各个截止阀建立通讯连接，用于控制测温系统的温度调节以及各个截止阀的开启和闭合。
[0009]进一步的，高压气瓶的充气接头设置在集气室的外部，充气接头与集气室之间设置有密封法兰。
[0010]进一步的，集气室的内壁材料为不锈钢材料，集气室的各密封面采用金属密封的方式。
[0011]进一步的，抽真空系统采用分子泵抽空机组与低温泵机组并联混合运行的方式。
[0012]进一步的，集气室内设置有多个温度传感器，多个温度传感器均与测温系统连接。
[0013]此外，本申请还提供了一种应用空间用高压气瓶高效安全检漏平台的方法，包括如下步骤：步骤1：打开集气室的舱门，将高压气瓶放入集气室内部，将充气接头放置在集气室的外部，连接第一截止阀和充气管路；步骤2：将标准漏孔通过第二截止阀与集气室固定连接，将真空规通过第三截止阀与集气室固定连接，将检漏系统通过第五截止阀与集气室连接；步骤3：分别在高压气瓶的外表面、集气室的内壁以及集气室的内部空间安装温度传感器，将各个温度传感器与测温系统连接；步骤4：关闭集气室舱门，启动充气系统，对高压气瓶内充入氦气，通过检漏系统先对集气室内外的所有管路连接处以及焊缝进行检漏，计算总漏率；步骤5：总漏率合格后，将抽真空系统通过第四截止阀与集气室连接，通过自动控制及泄放系统进行测温系统的加电，以及控制抽真空系统的开启；步骤6：对集气室内进行抽真空，通过真空规记录集气室内的真空度变化情况；步骤7：当集气室内的真空度下降到5
×
10
‑2Pa以下时，通过自动控制及泄放系统关闭第四截止阀，打开第五截止阀，将检漏系统与集气室连通，数据稳定后，记录初始本底值，打开第二截止阀，使标准漏孔与集气室连通，对检漏系统的有效最小可检漏率进行标定，记录标准漏孔的信号值；步骤8：检漏系统有效最小可检漏率数据合格后，关闭第二截止阀，使标准漏孔与集气室断开；步骤9：检漏系统本底达到初始值后，使用充气系统继续对高压气瓶充氦气，通过测温系统持续记录温度传感器的温度变化情况，直到充气压力达到高压气瓶的工况压力后，关闭第一截止阀，使充气系统与高压气瓶断开连接，高压气瓶进入保压状态，持续记录检漏系统的检测数据；步骤10：30min后，通过自动控制及泄放系统使高压气瓶泄压放气，完成后，关闭所有系统，打开集气室的舱门，将高压气瓶取出；步骤11：进行数据处理，进行高压气瓶漏率值温度的修正，填写原始记录，形成检测报告。
[0014]本专利技术提供的一种空间用高压气瓶高效安全检漏平台及方法，具有以下
[0015]有益效果：
[0016]本申请通过设置外界辅助系统实现空间用高压气瓶的检漏工况，降低了集气室内示漏气体的本底浓度，采用温度补偿或修正的方式对漏率检测结果进行了校准，提高了高压气瓶漏率测量结果的准确性，降低了测量不确定度；引入了安全检漏的概念，实现了检漏全过程的可视化、远控抽真空系统的启停，自动卸放高压气瓶内部的示漏气体，确保了操作人员的人身安全；将产品接头处泄漏的气体置于集气室外，降低装置的本底信号，进而提高测量结果的准确性。
附图说明
[0017]构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它
特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0018]图1是根据本申请实施例提供的空间用高压气瓶高效安全检漏平台的示意图；
[0019]图中：1
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充气系统、2
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集气室、3
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高压气瓶、4
‑
标准漏孔、5
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真空规、6
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检漏系统、7
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测温系统、8
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抽真空系统、9
‑
自动控制及泄放系统、10
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第一截止阀、11
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第二截止阀、12
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第三截止阀、13
‑
第四截止阀、14
‑
第五截止阀。
具体实施方式
[0020]为了使本
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空间用高压气瓶高效安全检漏平台，其特征在于，包括充气系统、集气室、高压气瓶、标准漏孔、真空规、检漏系统以及抽真空系统，其中：所述高压气瓶设置在所述集气室的内部，所述充气系统、所述标准漏孔、所述真空规、所述检漏系统以及所述抽真空系统均设置在所述集气室的外部；所述充气系统通过第一截止阀与所述高压气瓶连接，用于向所述高压气瓶内充气；所述标准漏孔通过第二截止阀与所述集气室连接，用于提供标准漏率值；所述真空规通过第三截止阀与所述集气室连接，用于测量所述集气室内的真空度；所述抽真空系统通过第四截止阀与所述集气室连接，用于抽取所述集气室内的气体；所述检漏系统通过第五截止阀与所述集气室连接，用于漏率的检测。2.根据权利要求1所述的空间用高压气瓶高效安全检漏平台，其特征在于，还包括测温系统，所述测温系统与所述集气室连接，用于对所述集气室内部的温度以及所述高压气瓶表面的温度进行测量。3.根据权利要求2所述的空间用高压气瓶高效安全检漏平台，其特征在于，还包括自动控制及泄放系统，所述自动控制及泄放系统分别与所述测温系统以及各个截止阀建立通讯连接，用于控制所述测温系统的温度调节以及各个截止阀的开启和闭合。4.根据权利要求1所述的空间用高压气瓶高效安全检漏平台，其特征在于，所述高压气瓶的充气接头设置在所述集气室的外部，所述充气接头与所述集气室之间设置有密封法兰。5.根据权利要求1所述的空间用高压气瓶高效安全检漏平台，其特征在于，所述集气室的内壁材料为不锈钢材料，所述集气室的各密封面采用金属密封的方式。6.根据权利要求1所述的空间用高压气瓶高效安全检漏平台，其特征在于，所述抽真空系统采用分子泵抽空机组与低温泵机组并联混合运行的方式。7.根据权利要求2所述的空间用高压气瓶高效安全检漏平台，其特征在于，所述集气室内设置有多个温度传感器，多个所述温度传感器均与所述测温系统连接。8.一种应用权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：丁栋，陈联，成永军，孙雯君，赵澜，孙冬花，冯天佑，张瑞年，汪宁，
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：