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一種超高壓擠壓式伺服系統的試驗裝置.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510319912.X

申請日:

2015.06.11

公開號:

CN104989701A

公開日:

2015.10.21

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):F15B 19/00申請日:20150611|||公開
IPC分類號: F15B19/00 主分類號: F15B19/00
申請人: 北京精密機電控制設備研究所; 中國運載火箭技術研究院
發明人: 李俊巖; 顧湘萍; 姚謙; 常宏偉; 何濤; 郭正杰; 張濤
地址: 100076北京市豐臺區南大紅門路1號
優先權:
專利代理機構: 中國航天科技專利中心11009 代理人: 安麗
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510319912.X

授權公告號:

104989701B||||||

法律狀態公告日:

2017.05.31|||2015.11.18|||2015.10.21

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明提供一種超高壓擠壓式伺服系統的試驗裝置,包括,等效模擬管路,并聯在超高壓擠壓式伺服系統中的電爆閥兩端,一端連接充氣嘴接口,另一端連接減壓閥在線測試口,用于等效模擬電爆閥,進行高壓氦氣源的高壓擠壓性能試驗。本發明在高壓氦氣源已裝配電爆閥的狀態下,通過在電爆閥兩端并聯的測試裝置進行高壓氦氣擠壓試驗,電爆閥的承壓、氣密封性能均能得到考核,地面試驗的測試覆蓋性完整。

權利要求書

權利要求書
1.  一種超高壓擠壓式伺服系統的試驗裝置,其特征在于,包括,
等效模擬管路,并聯在超高壓擠壓式伺服系統中的電爆閥兩端,一端連接充氣嘴接口,另一端連接減壓閥在線測試口,用于等效模擬電爆閥,進行高壓氦氣源的高壓擠壓性能試驗。

2.  根據權利要求1所述的超高壓擠壓式伺服系統的試驗裝置,其特征在于,所述等效模擬管路中包括,
充氣嘴三通接口(2),具有三條分支,第一分支連接所述充氣嘴接口,第二分支連接高壓氦氣進氣,第三分支連接充氣端高壓硬管(3)的接口;
充氣端高壓硬管(3),一端連接充氣嘴三通接口(2),另一端連接高壓氣控開關閥(4);
高壓氣控開關閥(4),一端連接充氣端高壓硬管(3),另一端連接出氣端高壓硬管組件(6),用于等效模擬電爆閥;
出氣端高壓硬管組件(6),一端連接高壓氣控開關閥(4),另一端連接所述減壓閥在線測試口。

3.  根據權利要求2所述的超高壓擠壓式伺服系統的試驗裝置,其特征在于,包括,安裝座(5),作為高壓氣控開關閥的安裝固定座,安裝在高壓氦氣源的安裝板上。

4.  根據權利要求2所述的超高壓擠壓式伺服系統的試驗裝置,其特征在于,所述等效模擬管路中包括,氣路電磁閥(14),作為連接高壓氣控開關閥(4)的壓縮空氣氣路的接通與斷開控制。

5.  根據權利要求2所述的超高壓擠壓式伺服系統的試驗裝置,其特征在于,所述等效模擬管路中,充氣嘴三通接口包括充氣嘴轉接頭、異徑三通;所述充氣嘴轉接頭一端帶雙道密封槽,裝上密封圈后通過外螺紋可以旋入所述充氣嘴接口,充氣嘴轉接頭的另一端為接管嘴;異徑三通的第一端焊接球 頭和外套螺母,與充氣嘴轉接頭的接管嘴連接,第二端加工接管嘴與充氣端高壓硬管組件連接,第三端加工接管嘴與高壓氦氣進氣的進氣軟管連接。

6.  根據權利要求2所述的超高壓擠壓式伺服系統的試驗裝置,其特征在于,充氣端高壓硬管組件(3)一端為外套螺母并焊接球頭,可與充氣嘴三通接口(2)直接連接,另一端加工為錐螺紋,配套NPT直通、鎖緊螺母、調節螺母,與高壓氣控開關閥(4)進氣端連接。

7.  根據權利要求3所述的超高壓擠壓式伺服系統的試驗裝置,其特征在于,所述安裝座(5)定位在高壓氦氣源的安裝板上并將所述安裝座(5)底部與高壓氦氣源的安裝板上零件發生干涉的部分予以去除。

8.  根據權利要求2所述的超高壓擠壓式伺服系統的試驗裝置,其特征在于,所述出氣端高壓硬管組件(6)一端外套螺母并焊接球頭,可與所述減壓閥在線測試口直接連接,另一端加工為錐螺紋,配套NPT直通、鎖緊螺母、調節螺母,與所述高壓氣控開關閥(4)出氣端連接。

9.  根據權利要求2所述的超高壓擠壓式伺服系統的試驗裝置,其特征在于,還包括,卸壓及回收管路(15),與減壓閥的出口連接。

10.  根據權利要求9所述的超高壓擠壓式伺服系統的試驗裝置,其特征在于,所述卸壓及回收管路中包括三通、高壓軟管、用于卸壓的電磁閥;所述三通第一端與減壓閥出口的高壓軟管連接,第二端與擠壓式液壓源的氣腔入口連接,第三端連接所述電磁閥并通過高壓軟管與測試大廳的氦氣回收管路連接。

說明書

說明書一種超高壓擠壓式伺服系統的試驗裝置
技術領域
本發明涉及火箭伺服系統的試驗領域,特別是一種超高壓擠壓式伺服系統的試驗裝置。
背景技術
超高壓擠壓式伺服系統是火箭伺服系統不可缺少的關鍵單機,它的工作功率是除火箭發動機以外功率最大的。它的工作特性好壞對伺服系統乃至全火箭姿態控制起決定性作用。火箭飛行時伺服系統高壓氦氣源上的電爆閥由電爆管起爆,推動電爆閥內的切刀切斷隔板形成氦氣通路,高壓氦氣源貯存的高壓氦氣(60MPa)由此通路到達減壓閥,通過減壓閥減壓后(24MPa)施加至伺服擠壓式液壓源的氣腔側,推動活塞擠壓油腔側,產生高壓液壓工作能源。電爆閥為一次性使用元件,價格昂貴,不能在試驗中消耗,因此高壓氦氣源的高壓氦氣擠壓性能在地面試驗中必須用一種試驗裝置替代電爆閥工作進行測試。
傳統的試驗裝置是由異徑轉接頭、高壓軟管、高壓氣控開關閥等組裝成的試驗管路。該試驗管路連接高壓氦氣源時必須先將電爆閥拆下,電爆閥拆后留出的兩端接口分別連接試驗管路,完成高壓氦氣擠壓試驗,試驗后將試驗管路裝置拆卸后再裝配電爆閥。此種方法造成電爆閥部分的承壓、氣密封性能不能在高壓擠壓試驗中考核。其次,試驗管路裝置的管路長達6米,各種異徑、多角度轉換的接頭多,高壓軟管彎曲曲面較多,對高壓氣路產生了較大的流阻,不能等效電爆閥的直通氣路,使高壓氦氣擠壓性能檢測只具參考性,不能提供準確的性能參數。第三,試驗管路裝置呈散態布設在地面,無法作為固化工裝進行定位裝配。第四,高壓氦氣源中的高壓氣體泄壓通過增壓臺的充壓管路針閥調節逆向卸放,影響增壓臺針閥壽命。
發明內容
本發明主要要解決的技術問題為:提供一種超高壓擠壓式伺服系統的試驗裝置,克服現有技術的試驗方法未能考驗電爆閥部分的承壓、氣密封性能,地面試驗的測試覆蓋性不完整的問題。
本發明的技術方案為:
一種超高壓擠壓式伺服系統的試驗裝置,包括,等效模擬管路,并聯在超高壓擠壓式伺服系統中的電爆閥兩端,一端連接充氣嘴接口,另一端連接減壓閥在線測試口,用于等效模擬電爆閥,進行高壓氦氣源的高壓擠壓性能試驗。
進一步地,等效模擬管路中包括,充氣嘴三通接口,具有三條分支,第一分支連接充氣嘴接口,第二分支連接高壓氦氣進氣,第三分支連接充氣端高壓硬管的接口;充氣端高壓硬管,一端連接充氣嘴三通接口,另一端連接高壓氣控開關閥;高壓氣控開關閥,一端連接充氣端高壓硬管,另一端連接出氣端高壓硬管組件,用于等效模擬電爆閥;出氣端高壓硬管組件,一端連接高壓氣控開關閥,另一端連接減壓閥在線測試口。
進一步地,安裝座,作為高壓氣控開關閥的安裝固定座,安裝在高壓氦氣源的安裝板上。
進一步地,等效模擬管路中包括,氣路電磁閥,作為連接高壓氣控開關閥的壓縮空氣氣路的接通與斷開控制。
進一步地,等效模擬管路中,充氣嘴三通接口包括充氣嘴轉接頭、異徑三通;充氣嘴轉接頭一端帶雙道密封槽,裝上密封圈后通過外螺紋可以旋入充氣嘴接口,充氣嘴轉接頭的另一端為接管嘴;異徑三通的第一端焊接球頭和外套螺母,與充氣嘴轉接頭的接管嘴連接,第二端加工接管嘴與充氣端高壓硬管組件連接,第三端加工接管嘴與高壓氦氣進氣的進氣軟管連接。
進一步地,充氣端高壓硬管組件一端為外套螺母并焊接球頭,可與充氣嘴三通接口直接連接,另一端加工為錐螺紋,配套NPT直通、鎖緊螺母、 調節螺母,與高壓氣控開關閥進氣端連接。
進一步地,安裝座定位在高壓氦氣源的安裝板上并將安裝座底部與高壓氦氣源的安裝板上零件發生干涉的部分予以去除。
進一步地,出氣端高壓硬管組件一端外套螺母并焊接球頭,可與減壓閥在線測試口直接連接,另一端加工為錐螺紋,配套NPT直通、鎖緊螺母、調節螺母,與高壓氣控開關閥出氣端連接。
進一步地,還包括,卸壓及回收管路,與減壓閥的出口連接。
進一步地,卸壓及回收管路中包括三通、高壓軟管、用于卸壓的電磁閥;三通第一端與減壓閥出口的高壓軟管連接,第二端與擠壓式液壓源的氣腔入口連接,第三端連接電磁閥并通過高壓軟管與測試大廳的氦氣回收管路連接。
本發明與現有技術相比的優點在于:
1.在高壓氦氣源已裝配電爆閥的狀態下,通過在電爆閥兩端并聯的測試裝置進行高壓氦氣擠壓試驗,電爆閥的承壓、氣密封性能均能得到考核,地面試驗的測試覆蓋性完整。
2.最短管長、最少曲面及接口管路的低流阻氣路可以等效模擬電爆閥的工作氣路狀態。
3.等效模擬裝置可以裝配固定在高壓氦氣源上,實現定位裝配。
4.試驗后的高壓氣體得以安全的泄壓及回收。
附圖說明
圖1示出了本發明的高壓電爆閥等效模擬裝置外形圖;
圖2示出了本發明的高壓電爆閥等效模擬裝置工作原理圖;
圖3示出了本發明的高壓電爆閥等效模擬裝置在高壓氦氣源上的俯視圖;
圖4示出了本發明的高壓電爆閥等效模擬裝置在高壓氦氣源上的左視圖。
具體實施方式
本發明的技術方案是:一種超高壓擠壓式伺服系統的試驗裝置,模擬箭上擠壓式伺服系統工作氣源狀態的電爆閥工作狀態。在高壓氦氣源已裝配電爆閥的狀態下,利用高壓氦氣源上充氣嘴接口、減壓閥在線測試口作為等效模擬裝置的兩端接口,使等效模擬裝置并聯裝在電爆閥的高壓氣路上;用不銹鋼硬管組件替代高壓軟管,同時在不銹鋼硬管一端加工錐螺紋,直接與高壓氣控開關閥本體連接,硬管另一端焊接異徑球頭加外套螺母,直接與充氣嘴接口、在線測試口的接管嘴連接,最短管長和最少空間曲面的設計大大減少了管路長度及流阻;將高壓氣控閥固定在金屬塊體上,與不銹鋼硬管組件形成一個整體工裝,利用高壓氦氣源的安裝板狹小空間進行三維仿真,設計安裝座,安裝座可以裝配固定在高壓氦氣源上,實現等效模擬裝置的定位裝配;在減壓閥的出口氣路上分支出一路,連接到低壓回收系統中,通過電磁閥控制完成氦氣擠壓試驗后的高壓氣體泄壓排放并回收。
如圖1、圖2所示,本發明的一種超高壓擠壓式伺服系統的試驗裝置,包括充氣嘴三通接口2,充氣端高壓硬管3、高壓氣控開關閥4、異形金屬安裝座5、出氣端高壓硬管組件6、高壓氣控開關閥驅動氣路電磁閥14。
充氣嘴三通接口2的三條分支分別連接充氣嘴進氣口、60MPa高壓氦氣進氣(這部分進氣用于在實驗時給試驗裝置的管內充壓)、充氣端高壓硬管接口;其用途為將電爆閥的進氣端并聯分支出一路給等效模擬裝置的輸入口。充氣嘴三通接口由充氣嘴轉接頭、異徑三通組合而成,充氣嘴轉接頭一端帶雙道密封槽,裝上密封圈后通過外螺紋可以旋入充氣嘴接口;充氣嘴轉接頭另一端為37°接管嘴。異徑三通第一端焊接37°球頭+M22外套螺母,與充氣嘴轉接頭的接管嘴連接,第二端加工37°接管嘴與充氣端高壓硬管組件3連接,第三端加工37°接管嘴(此為通用標準管路連接件)與高壓氦氣的進氣軟管連接。
充氣端高壓硬管組件3一端為外套螺母并焊接球頭,可以與充氣嘴三通 接口2直接連接,另一端加工為錐螺紋,配套NPT直通、鎖緊螺母、調節螺母,與高壓氣控開關閥4進氣端連接。NPT直通一端為3/8〃(英寸)錐螺紋與美標的高壓氣控開關閥進氣口連接,另一端為9/16〃內螺紋孔;調節螺母為環狀帶左旋3/8〃內螺紋,可以擰在高壓硬管的錐螺紋上,在錐螺紋上的位置可以微量調整;鎖緊螺母一端為9/16〃外螺紋,可以旋入NPT直通9/16〃一端。調節螺母與鎖緊螺母配合可以微量調節高壓硬管伸入NPT直通(NPT是美國標準的60°錐管螺紋件)的長度,可以適應不同個體的高壓氦氣源。
高壓氣控開關閥4作為60MPa高壓氦氣的通路開關閥,其工作的驅動由壓縮空氣的接通與斷開控制,在地面試驗中等效模擬電爆閥的接通與斷開工作。
安裝座5作為高壓氣控開關閥的安裝固定座,同時安裝座5也安裝在高壓氦氣源的安裝板上,整個試驗裝置依托該安裝座連接為一個整體。由于高壓氦氣源產品的可利用空間十分有限,為了防止發生干涉,本裝置在高壓氦氣源的安裝位置首先采用三維模擬仿真技術,將高壓氣控開關閥及安裝固定座初步定位高壓氦氣源的安裝板上,再將固定座底部與伺服氦氣源安裝板上零件發生干涉的部分予以去除,固定好高壓氣控開關閥及固定座后,通過現場取樣,完成高壓氣控開關閥兩端的不銹鋼硬管連接定位及焊接。
出氣端高壓硬管組件6一端外套螺母并焊接球頭,可以與減壓閥在線測試口直接連接,另一端加工為錐螺紋,配套NPT直通、鎖緊螺母、調節螺母,與高壓氣控開關閥出氣端連接。NPT直通一端為3/8〃錐螺紋與美標的高壓氣控開關閥出氣口連接,另一端為9/16〃內螺紋孔;調節螺母為環狀帶左旋3/8〃內螺紋,可以擰在高壓硬管的錐螺紋上,在錐螺紋上的位置可以微量調整;鎖緊螺母一端為9/16〃外螺紋,可以旋入NPT直通9/16〃一端。調節螺母與鎖緊螺母配合可以微量調節高壓硬管伸入NPT直通的長度,可以適應不同個體的高壓氦氣源。
高壓氣控開關閥驅動氣路電磁閥14作為壓縮空氣氣路的接通與斷開控制,電磁閥的開關信號由測控系統程序控制。
卸壓及回收管路15作為氦氣擠壓試驗后的高壓卸壓及氦氣回收,由三通、高壓軟管、電磁閥組成。三通一端與減壓閥出口的高壓軟管連接,另一端與擠壓式液壓源的氣腔入口連接,剩下的一端連接卸壓電磁閥并通過高壓軟管與測試大廳的氦氣回收管路連接,當氦氣擠壓試驗完成后,接通卸壓電磁閥,可以將擠壓式液壓源的氣腔及其管路壓力卸壓至氦氣回收管路中。再接通高壓氣控開關閥,可以將高壓氦氣源及其管路壓力卸壓至氦氣回收管路中。整個試驗管路的高壓氦氣均完成卸壓,可以安全實施其他工作。
超高壓擠壓式伺服系統的試驗裝置解決了在高壓氦氣源已裝配電爆閥的狀態下,可以進行高壓氦氣擠壓試驗,使電爆閥的承壓、氣密封性均得到考核,高壓氦氣源在地面試驗中的測試覆蓋性完整。低流阻氣路的管路設計可以等效模擬電爆閥的工作氣路狀態。等效模擬裝置可以裝配固定在伺服氦氣源上,實現固化工裝進行定位裝配。在使用超高壓擠壓式伺服系統的試驗裝置條件下,可以準確地檢測高壓氦氣源的工作性能。檢測工作完成后可以安全卸壓,進行超高壓擠壓式伺服系統的試驗裝置拆卸工作。
使用本發明裝置的試驗方法為:1、先將本裝置固定在伺服氦氣源上,進氣端與充氣嘴連接,出氣端與減壓閥在線測試口連接。2、壓縮空氣加至高壓氣控開關閥的電磁閥進氣端,啟動氦氣擠壓試驗程序,電磁閥按照指令接通氣路驅動高壓氣控開關閥開啟。3、60MPa高壓氦氣從高壓氣瓶中通過本裝置中的高壓氣控開關,經由本發明的裝置進入減壓閥進氣端,進行伺服系統的試驗。在80s試驗程序中,電爆閥兩端始終承受高壓,氣密性也得到考核。4、試驗程序結束時電磁閥按照指令關閉氣路,高壓氣控開關閥關閉來自高壓氣瓶的60MPa高壓氦氣。5、運行卸壓程序,分別將減壓閥出口端和高壓氣瓶端的高壓氣體卸壓回收至低壓管路。超高壓氦氣擠壓試驗完成。
附圖標記說明:1.高壓氣瓶、2.充氣嘴三通接口、3.充氣端高壓硬管組件、4.高壓氣控開關閥、5.異形金屬安裝座、6.出氣端高壓硬管組件、7.高壓氦氣源、8.充氣嘴、9.電爆閥、10.減壓閥在線測試口、11.減壓閥、12.擠壓式液壓源氣腔側、13.擠壓式液壓源油腔側、14.高壓氣控開關閥的驅動壓縮空氣電磁閥、15.卸壓及回收管路。

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一種 超高壓 擠壓 伺服系統 試驗裝置
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