一種用于衛星推進劑加注的液滿顯示裝置制造方法
【專利摘要】本發明一種用于衛星推進劑加注的液滿顯示裝置，包括裝置進口、浮球、裝置腔體、非導磁性不銹鋼管、法蘭、裝置出口、螺栓、連接件、密封墊、浮球限位裝置。傳統單組元推進系統在加注過程中，要求推進劑加滿、浸泡，在貯箱推進劑管理裝置的液膜形成后進行推進劑回排，回排至規定的加注量。如何顯示貯箱是否加滿是單組元推進系統進行推進劑加注過程中的關鍵。為實現對單組元衛星推進劑加注過程中加注狀態的判斷，本發明能夠顯示貯箱是否加滿的液滿顯示裝置，實現了對貯箱加滿狀態的測試及顯示。本發明裝置結構簡單，不易損壞，可靠性高，使用壽命長，加工難度小，加工成本低，所有部件所選用的不銹鋼材料與推進劑Ⅰ級相容，同時具有良好的擴展性。
【專利說明】一種用于衛星推進劑加注的液滿顯示裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種衛星推進劑加注的液滿顯示裝置，是衛星推進劑加注過程中用到的一種重要裝置，適用于所有全管理表面張力貯箱的推進劑加注試驗。
【背景技術】
[0002]目前，在軌飛行的化學推進系統主要分為單組元衛星推進系統和雙組元衛星推進系統，可用于靜止軌道衛星平臺執行南北位置保持、姿態控制(動量輪卸載)和軌道控制，以及同步軌道轉移等任務。此外化學推進系統也可以完成衛星、微小衛星的精確姿態控制和衛星星座組網控制等任務。
[0003]單組元衛星推進系統一般采用全管理表面張力貯箱，該貯箱內部有推進劑管理裝置，可在常壓和真空失重環境下對貯箱內的推進劑進行管理。單組元推進系統在加注過程中，要求推進劑加滿、浸泡，在貯箱推進劑管理裝置的液膜形成后進行推進劑回排，回排至規定的加注量。所以如何顯示貯箱是否加滿是單組元推進系統進行推進劑加注過程中的關鍵環節。
[0004]國外從上世紀80年代就開始了對化學推進系統推進劑加注的研宄工作，進行了大量的驗證試驗，推進劑加注工作已十分成熟穩定。由于衛星推進劑加注工作領域為航天軍工領域，其相關試驗技術和系統部件涉及到國家安全，掌握了該項技術的國家往往進行技術封鎖。所以對推進劑加注過程中液滿顯示技術的研宄需要自行開展大量的研宄及驗證試驗工作，總結試驗驗證方法，得到充分的第一手資料，這些基礎資料是不可能從國外資料中獲得的。
[0005]綜上所述，衛星推進劑加注的液滿顯示裝置是在衛星化學推進系統逐步實現工程化應用的過程中摸索和總結的成果，國外沒有相關的文獻和資料可以借鑒，是一種全新的設計。
【發明內容】
[0006]本發明解決的技術問題是:克服現有技術的不足，提供了一種用于衛星推進劑加注的液滿顯示裝置，解決了加注過程中顯示貯箱是否加滿的關鍵問題。
[0007]本發明的技術方案是:一種用于衛星推進劑加注的液滿顯示裝置，包括裝置進口、浮球、裝置腔體、非導磁性不銹鋼管、法蘭、裝置出口、螺栓、連接件、密封墊、浮球限位裝置；所述裝置腔體為上端開口的圓柱型腔體，采用整段不銹鋼棒直接加工而成，下端為弧形封頭；裝置進口焊接在裝置腔體的封頭下端，裝置進口的接頭通過外部管路與貯箱氣端相連；連接件焊接安裝在裝置腔體的上端面上；法蘭通過螺栓與連接件固定在一起；密封墊放置于法蘭與連接件之間，用于防止裝置腔體中的推進劑泄漏；非導磁性不銹鋼管穿過并焊接在法蘭上，非導磁性不銹鋼管的一端置于裝置腔體內，另一端穿出法蘭；兩個浮球限位裝置均固定在非導磁性不銹鋼管置于裝置腔體內的一端上；浮球裝在非導磁性不銹鋼管上，位于兩個浮球限位裝置之間，可沿非導磁性不銹鋼管在兩個浮球限位裝置之間上下移動；裝置出口焊接在法蘭上；
[0008]非導磁性不銹鋼管中裝有磁簧開關，浮球中裝有磁性材料；加注過程中向貯箱中加注推進劑，開始時浮球位于下部浮球限位裝置一端并處于未浮起狀態，磁簧開關處于打開狀態；當貯箱中的推進劑加滿后，推進劑從貯箱氣端溢出，推進劑進入液滿顯示裝置，浮球隨液面的上升而浮起，當浮球到達上部浮球限位裝置一端時，在浮球內磁性材料的作用下，非導磁性不銹鋼管中的磁簧開關閉合，同時磁簧開關輸出一個閉合信號給外部控制系統，告知控制系統此時貯箱已加滿；控制系統控制擠壓氣體通過裝置出口依次進入液滿顯示裝置和貯箱中，完成推進劑回排過程。
[0009]所述的連接件為圓環形結構，其上端面和下端面均沿周向挖有凹槽；連接件通過下端面凹槽卡合并焊接在裝置腔體的上端面上；密封墊放置于上端面凹槽內。
[0010]所述的浮球為不銹鋼材質的中空球體。
[0011 ] 所述密封墊材料選用聚四氟乙烯。
[0012]本發明與現有技術相比的優點在于:
[0013](I)液滿顯示裝置實現了單組元衛星推進劑加注過程中對貯箱加滿狀態的顯示，解決了加注過程中的關鍵問題。
[0014](2)本發明裝置所有部件所選用的不銹鋼材料與推進劑I級相容，密封墊選用聚四氟乙烯，其余部件材料選用不銹鋼。
[0015](3)本發明裝置結構簡單，不易損壞，可靠性高，使用壽命長，加工難度小，加工成本低。
[0016](4)本發明裝置可擴展性好，在滿足承壓要求的基礎上，通過增大液滿裝置腔體容積、重新設計相對密度更低的浮球，可用于采用丁烷(密度0.573g/ml)等低密度介質作為推進劑的新型衛星推進系統的加注試驗工作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明結構示意圖；
[0018]圖2為液滿顯示裝置工作原理圖；
[0019]圖3為浮球的結構示意圖；
[0020]圖4為連接件的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021]如圖1所示的一種用于衛星推進劑加注的液滿顯示裝置，加注過程中放置于衛星貯箱氣加排閥上游，當貯箱加注推進劑加滿后，推進劑將從貯箱氣口溢出，經過氣加排閥、加注管路流入液滿顯示裝置，在浮力的作用下，浮球將被浮起，浮球浮起過程中在磁力的作用下會使非導磁性不銹鋼管中的雌黃開關閉合，并輸出一個閉合信號給控制系統，從而使控制系統判斷出貯箱已加滿。該裝置包括以下部件:裝置進口 1、浮球2、裝置腔體3、非導磁性不銹鋼管4、法蘭5、裝置出口 6、螺栓7、連接件8、密封墊9、浮球限位裝置10。為了實現加注過程中液滿顯示功能，合理設計了液滿顯示裝置的結構布局。其中裝置腔體3采用整段不銹鋼棒直接加工，下端為弧形封頭，該結構可有效提高裝置腔體3的強度；裝置進口I焊接在腔體封頭下端；連接件8焊接在裝置腔體3上部；法蘭5通過螺栓7與連接件8固定在一起；密封墊9放置于連接件8上，用于防止裝置腔體3中的推進劑泄漏；非導磁性不銹鋼管4焊接在法蘭5的中心位置，置于裝置腔體3內部；浮球限位裝置10固定在非導磁性不銹鋼管4上；浮球2裝在非導磁性不銹鋼管4上，位于兩個浮球限位裝置10之間，可沿非導磁性不銹鋼管4在兩個浮球限位裝置10間上下移動；裝置出口 6焊接在法蘭5上。
[0022]如圖2所示，非導磁性不銹鋼管4中裝有磁簧開關41，浮球2中裝有磁性材料21，圖中左圖位置為浮球2的初始狀態，此時推進劑尚未進行液滿顯示裝置，磁簧開關41處于打開狀態；右圖為浮球2浮起后的狀態，此時磁簧開關41已閉合。推進劑進入液滿顯示裝置后，浮球2浮起，在浮球2內磁性材料21的作用下，非導磁性不銹鋼管4中的磁簧開關41閉合，并輸出一個閉合信號給控制系統，從而使控制系統判斷出貯箱已加滿。隨后控制系統開始控制擠壓氣體通過裝置出口 6進入裝置腔體3中，將液滿顯示裝置中的推進劑擠入貯箱中，浮球2的位置隨液面的下降而降低，同樣在磁力的作用下雌黃開關41隨之斷開。
[0023]裝置腔體3采用整段不銹鋼棒直接加工，下端為弧形封頭，該結構形式提高了液滿顯示裝置的承壓能力，同時也減少了腔體中推進劑的殘留量。
[0024]兩個浮球限位裝置10的可以保證浮球2在該區域內移動，保證浮球2在上升過程中使磁簧開關41受力閉合，浮球2在下降過程中使磁簧開關41受力打開
[0025]如圖3所示，浮球2為不銹鋼材質的中空球體，其體積和壁厚決定浮球2密度；磁性材料21固定在浮球內部，所述的磁性材料21可以為磁鐵。
[0026]如圖4所示，連接件8為圓環形結構，其上端面和下端面均沿周向挖有凹槽。
[0027]本發明未公開技術屬本領域技術人員公知常識。
【權利要求】
1.一種用于衛星推進劑加注的液滿顯示裝置，其特征在于:包括裝置進口(1)、浮球(2)、裝置腔體(3)、非導磁性不銹鋼管(4)、法蘭(5)、裝置出口(6)、螺栓(7)、連接件(8)、密封墊(9)、浮球限位裝置(10);所述裝置腔體(3)為上端開口的圓柱型腔體，采用整段不銹鋼棒直接加工而成，下端為弧形封頭；裝置進口(I)焊接在裝置腔體(3)的封頭下端，裝置進口(I)的接頭通過外部管路與貯箱氣端相連；連接件(8)焊接安裝在裝置腔體(3)的上端面上；法蘭(5)通過螺栓(7)與連接件(8)固定在一起；密封墊(9)放置于法蘭(5)與連接件(8)之間，用于防止裝置腔體(3)中的推進劑泄漏；非導磁性不銹鋼管(4)穿過并焊接在法蘭(5)上，非導磁性不銹鋼管(4)的一端置于裝置腔體(3)內，另一端穿出法蘭(5);兩個浮球限位裝置(10)均固定在非導磁性不銹鋼管(4)置于裝置腔體(3)內的一端上；浮球(2)裝在非導磁性不銹鋼管(4)上，位于兩個浮球限位裝置(10)之間，可沿非導磁性不銹鋼管(4)在兩個浮球限位裝置(10)之間上下移動；裝置出口(6)焊接在法蘭(5)上； 非導磁性不銹鋼管(4)中裝有磁簧開關(41)，浮球(2)中裝有磁性材料(21);加注過程中向貯箱中加注推進劑，開始時浮球(2)位于下部浮球限位裝置(10) —端并處于未浮起狀態，磁簧開關(41)處于打開狀態；當貯箱中的推進劑加滿后，推進劑從貯箱氣端溢出，推進劑進入液滿顯示裝置，浮球(2)隨液面的上升而浮起，當浮球(2)到達上部浮球限位裝置(10) 一端時，在浮球(2)內磁性材料(21)的作用下，非導磁性不銹鋼管⑷中的磁簧開關(41)閉合，同時磁簧開關(41)輸出一個閉合信號給外部控制系統，告知控制系統此時貯箱已加滿；控制系統控制擠壓氣體通過裝置出口(6)依次進入液滿顯示裝置和貯箱中，完成推進劑回排過程。
2.根據權利要求1所述的一種用于衛星推進劑加注的液滿顯示裝置，其特征在于:所述的連接件(8)為圓環形結構，其上端面和下端面均沿周向挖有凹槽；連接件(8)通過下端面凹槽卡合并焊接在裝置腔體(3)的上端面上；密封墊(9)放置于上端面凹槽內。
3.根據權利要求1所述的一種用于衛星推進劑加注的液滿顯示裝置，其特征在于:所述的浮球(2)為不銹鋼材質的中空球體。
4.根據權利要求1所述的一種用于衛星推進劑加注的液滿顯示裝置，其特征在于:所述密封墊(9)材料選用聚四氟乙烯。
【文檔編號】F02K9/44GK104481734SQ201410637910
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月6日 優先權日:2014年11月6日
【發明者】宋飛, 孫水生, 王淑君, 宇文雷, 韓飛龍, 翟闊闊, 劉學, 樊超, 畢強, 趙振平 申請人:北京控制工程研究所