一种运载火箭贮箱弧底的液压气密试验系统

技术领域

本发明涉及航天测试技术领域，尤其是涉及一种运载火箭贮箱弧底的液压气密试验系统。

背景技术

目前，国内商业航天领域刚起步不久，正逐渐起步并形成一定的规模，运载火箭也恰逢空前的飞跃式发展机遇，对其试验研究有着广泛深入的促进意义。其中贮箱是运载火箭的重要组成部分，而贮箱弧底(也叫贮箱弧底01)液压气密测试是贮箱在总装焊接前的关键性能检测环节，那么对贮箱弧底01进行准确可靠的液压气密检测就是重要工艺。

贮箱弧底01试验是贮箱产品是否满足使用要求的重要评判手段，贮箱弧底01的液压气密系统是保障贮箱部件性能达标的关键设备。如何快速有效地对贮箱弧底进行快速有效的检测值得探讨，从而满足高效地生产航天零部件产品的新时代需求。

现有贮箱弧底的液压气密测试系统，液压试验打压完毕，靠水位高差，排水缓慢；充气管路细且仅一根，气密试验充气时间长，排气管路也仅一根，排气时间长。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种运载火箭贮箱弧底的液压气密试验系统，以解决现有技术中采用的贮箱弧底01液压气密试验的效率较为底下的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种运载火箭贮箱弧底的液压气密试验系统，用于贮箱弧底的液压气密试验，包括液压管路系统、气密管路系统和气动管路系统；

所述液压管路系统包括纯水箱、手动进水阀、变频水泵、过滤器、止回阀、增压泵、压力传感器、回收水泵、调节阀、回收利用水箱、隔断阀、压力传感器、气动三通切换阀、压力传感器、低位排水阀、截止阀和对空排气检测传感器，所述纯水箱经过所述手动进水阀打开，进入所述变频水泵，将水加压注入，所述过滤器，一路经过所述止回阀，另一路经过所述增压泵，压力传感器测得液压压力，进而通过所述调节阀调节压力值，经过所述隔断阀，并通过压力传感器测得此处的压力值，所述气动三通切换阀切换到AC口，水路导通，压力传感器测得贮箱弧底入口压力，达到液压试验所需的压力值并进行保压一段时间后，试验结束，所述低位排水阀打开，水回流到所述回收利用水箱，经过所述回收水泵将水压回所述纯水箱，等待下一次的液压试验，在充水的过程中，所述截止阀打开，排气用，当贮箱弧底内充满水之后，多余的水溢流出来，顺着对空排放口，当所述对空排气检测传感器检测到水位，触发所述截止阀关闭，水流沿着进水方向进入所述贮箱弧底，并在水满后沿着出水方向流出，直到被检测到爬升高度水位；

所述气密管路系统主要包括压力传感器、泄压排水阀、单向阀、排水隔断阀、减压阀、电控压力比例阀、进气隔断阀、单向阀和压力传感器，从车间管路接入的压缩空气，经过所述减压阀调压，通过所述进气隔断阀和所述单向阀，一路经过所述气动三通切换阀切换到BC口，气路导通，压力传感器测得所述贮箱弧底入口压力，达到气压试验所需的压力值并进行保压一段时间后，试验结束，所述泄压排水阀打开，压缩空气排空泄压，压力传感器测得排气管压力；另一路，在气密试验之前进行排水，在排水的过程中，所述排水隔断阀打开，所述低位排水阀打开，压缩空气通过气压将水压入所述回收利用水箱，所述泄压排水阀用于排空管路中残留的剩余水；

所述气动管路系统主要包括电控压力比例阀、电控压力比例阀、两位三通电磁阀、两位三通电磁阀、两位三通电磁阀、两位三通电磁阀、两位三通电磁阀、两位三通电磁阀、车间空气接口、手动阀和过滤器，所述车间空气接口从车间管路接入的压缩空气，经过所述手动阀和所述过滤器，一路进入所述气密管路系统，一路进入所述气动管路系统，控制所述液压管路系统和所述气密管路系统的各个阀的动作；所述电控压力比例阀控制所述增压泵的输出压力，单向阀止回，减压阀调节气压，并经压力传感器反馈压力值，所述电控压力比例阀控制调节阀调节压力值，所述两位三通电磁阀控制所述隔断阀的开启和关闭，所述两位三通电磁阀控制所述隔断阀的开启和关闭，所述两位三通电磁阀控制所述三通切换阀的管路切换，所述两位三通电磁阀控制所述低位排水阀的开启和关闭，所述两位三通电磁阀控制所述截止阀的开启和关闭，所述两位三通电磁阀控制所述隔断阀的开启和关闭，所述两位三通电磁阀控制所述泄压排水阀的开启和关闭。

优选地，待试验的贮箱弧底与承压拱形座组成密闭的试验压力腔，所述承压拱形座为壳体结构，若干根气管穿过所述承压拱形座，竖直向上直达所述贮箱弧底最高处。

优选地，所述气管的端部连接胶管，若干根水管通过所述承压拱形座的管路孔连接进入所述试验压力腔。

优选地，所述承压拱形座的管路孔均布在所述试验压力腔最低处。

优选地，将所述液压管路系统中的所述压力传感器取消，留有所述压力传感器即可，并将所述气动三通切换阀和配套的所述两位三通电磁阀取消，增加泄压排水阀和配套两位三通电磁阀，所述泄压排水阀用于排空所述贮箱弧底残留的剩余水，所述两位三通电磁阀控制所述泄压排水阀的开启和关闭。

优选地，将气密管路系统中的所述泄压排水阀和配套所述两位三通电磁阀取消，打开所述隔断阀，压缩空气将管路中残留的剩余水压入所述试验压力腔，并经过所述泄压排水阀排出。

优选地，当液压压力升高到一定值后，启动所述增压泵，对所述贮箱弧底进行爆破试验，爆破试验完成后，所述低位排水阀打开，所述截止阀打开，水回流到所述回收利用水箱，经过所述回收水泵将水压回所述纯水箱。

优选地，所述空排气检测传感器为浮子开关，设置在高于所述贮箱弧底的高位，当所述贮箱弧底充满水之后，水溢流爬升至检测水位，进而触发所述截止阀关闭。

本发明提供的运载火箭贮箱弧底的液压气密试验系统，具有以下技术效果：

该种运载火箭贮箱弧底的液压气密试验系统，用于贮箱弧底的液压气密试验，主要由液压管路系统、气密管路系统、气动管路系统等三大部分组成，本发明通过纯水和压缩空气进行贮箱弧底液压气密试验，改进现有的管路系统，试验时间缩减为原来的一半，极大地减少试验耗费时间，有效降低试验成本，操作便捷，满足贮箱弧底产品试验需求，相对以往的人工记录压力值，改进的系统采用电气自动化过程控制，实时采集数据，实现压力数据的存储和表格的绘制，降低人员劳动强度，提高检测效率，同时提高试验数据的精确度、可靠性。时间成本大大减少，降本增效。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明运载火箭贮箱弧底的液压气密试验系统一优选实施方式的系统原理图；

图2是图1中运载火箭贮箱弧底的液压气密试验系统的贮箱弧底的管路结构图；

图3是图1中运载火箭贮箱弧底的液压气密试验系统的优化的液压气密试验系统原理图。

其中，图1-图3：

1、纯水箱；2、手动进水阀；3、变频水泵；4、过滤器；5、止回阀；6、增压泵；7、压力传感器；8、回收水泵；9、调节阀；10、回收利用水箱；11、隔断阀；12、压力传感器；13、气动三通切换阀；14、压力传感器；15、低位排水阀；19、截止阀；16、压力传感器；17、泄压排水阀；18、单向阀；20、排水隔断阀；21、电控压力比例阀；22、电控压力比例阀；23、两位三通电磁阀；24、两位三通电磁阀；25、两位三通电磁阀；26、两位三通电磁阀；27、对空排气检测传感器28、两位三通电磁阀；29、两位三通电磁阀；30、车间空气接口；31、手动阀；32、过滤器；33、减压阀；34、电控压力比例阀；35、单向阀；36、减压阀；37、压力传感器；38、两位三通电磁阀；39、进气隔断阀；40、单向阀；41、压力传感器；42、两位三通电磁阀；43、泄压排水阀；

00、试验压力腔；01、贮箱弧底；02、气管；03、胶管；04、管路孔；05、水管；06、承压拱形座。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

下面通过附图1-3对本发明运载火箭贮箱弧底的液压气密试验系统一优选实施方式的结构进行详细的描述。

如图1所示，为运载火箭贮箱弧底的液压气密试验系统的原理图，运载火箭贮箱弧底的液压气密试验系统用于贮箱弧底的液压气密试验，由液压管路系统、气密管路系统和气动管路系统三大部分组成。

其中，液压管路系统主要包括纯水箱1、手动进水阀2、变频水泵3、过滤器4、止回阀5、增压泵6、压力传感器7、回收水泵8、调节阀9、回收利用水箱10、隔断阀11、压力传感器12、气动三通切换阀13、压力传感器14、低位排水阀15、截止阀19和对空排气检测传感器27等。

纯水箱1经过手动进水阀2打开，进入变频水泵3，将水加压注入，过滤器4，一路经过止回阀5，另一路经过增压泵6，压力传感器7测得液压压力，进而通过调节阀9调节压力值，经过隔断阀11，并通过压力传感器12测得此处的压力值，气动三通切换阀13切换到AC口，即水路导通，压力传感器14测得贮箱弧底01入口压力，达到液压试验所需的压力值并进行保压一段时间后，试验结束，低位排水阀15打开，水回流到回收利用水箱10，经过回收水泵8将水压回纯水箱1，等待下一次的液压试验；在充水的过程中，截止阀19打开，排气用，当贮箱弧底01内充满水之后，多余的水溢流出来，顺着对空排放口，当对空排气检测传感器27检测到水位，触发截止阀19关闭。水流沿着进水方向E进入贮箱弧底01，并在水满后沿着出水方向F流出，直到被检测到爬升高度水位。

气密管路系统主要包括压力传感器16、泄压排水阀17、单向阀18、排水隔断阀20、减压阀33、电控压力比例阀34、进气隔断阀39、单向阀40和压力传感器41等。

从车间管路接入的压缩空气，经过减压阀33调压，通过进气隔断阀39和单向阀40，一路经过气动三通切换阀13切换到BC口，即气路导通，压力传感器14测得贮箱弧底01入口压力，达到气压试验所需的压力值并进行保压一段时间后，试验结束，泄压排水阀17打开，压缩空气排空泄压，压力传感器16测得排气管压力；另一路，在气密试验之前进行排水，在排水的过程中，排水隔断阀20打开，低位排水阀15打开，压缩空气通过气压将水压入回收利用水箱10；泄压排水阀17用于排空管路中残留的剩余水。

气动管路系统主要包括电控压力比例阀21、电控压力比例阀22、两位三通电磁阀23、两位三通电磁阀24、两位三通电磁阀25、两位三通电磁阀26、两位三通电磁阀28、两位三通电磁阀29、车间空气接口30、手动阀31、过滤器32、单向阀35、减压阀36、压力传感器37和两位三通电磁阀38。

车间空气接口30从车间管路接入的压缩空气，经过手动阀31和过滤器32，一路进入气密管路系统，一路进入气动管路系统，控制液压管路系统和气密管路系统的各个阀的动作；电控压力比例阀21控制增压泵6的输出压力，单向阀35止回，减压阀36调节气压，并经压力传感器37反馈压力值，电控压力比例阀22控制调节阀9调节压力值，两位三通电磁阀38控制隔断阀39的开启和关闭，两位三通电磁阀23控制隔断阀11的开启和关闭，两位三通电磁阀24控制三通切换阀13的管路切换，两位三通电磁阀25控制低位排水阀15的开启和关闭，两位三通电磁阀26控制截止阀19的开启和关闭，两位三通电磁阀28控制隔断阀20的开启和关闭，两位三通电磁阀29控制泄压排水阀17的开启和关闭。

具体操作为：

(1)液压试验：初始泄压排水阀打开，排空腔内气体，防止气泡内附，延时至水流稳定，设定试验压力，升压曲线到设定压力，等待压力下降，充水补压，直至压力正常，开始计时保压，采集实时数据形成报表，存档，泄压放水，当箱底内部压力降到一个大气压时，开启排气隔断阀进气，继续至放水结束；

(2)气密试验：设定试验压力，升压曲线到设定压力，观察容积内温度传感器反馈数据，等待压力下降，气体补压，直至压力正常，开始计时保压，采集实时数据形成报表，存档，泄压排气，阀门先慢开，后全开，继续至排气结束；

(3)爆破试验：启动离心水泵对箱底注水至加满，调节液压一直逐渐升高加压，当压力升高到一定值后，启动气驱液增压泵，对箱底继续增压，直至爆破。从开始升压计时开始，采集实时数据形成报表，存档。

作为本发明的进一步优选方案，如图2所示，为贮箱弧底的管路布置图，待试验的贮箱弧底01与承压拱形座06组成密闭的试验压力腔00，承压拱形座06是壳体结构，若干根气管02穿过承压拱形座06，竖直向上直达贮箱弧底01最高处，并在其端部连接胶管03，利于排出气体，避免造成气枕，若干根水管05通过管路孔04连接进入试验压力腔00，均布在试验压力腔00最低处。

作为本发明的进一步优选方案，如图3所示，将液压管路系统中的压力传感器12取消，留有压力传感器14即可，并将气动三通切换阀13和配套的两位三通电磁阀24取消，增加泄压排水阀43和配套两位三通电磁阀42，泄压排水阀43用于排空贮箱弧底01残留的剩余水，两位三通电磁阀42控制泄压排水阀43的开启和关闭。

另外，可以将气密管路系统中的泄压排水阀17和配套两位三通电磁阀29取消，打开隔断阀20，压缩空气将管路中残留的剩余水压入试验压力腔00，并经过泄压排水阀43排出。

作为本发明的进一步优选方案，当液压压力升高到一定值后，启动增压泵6，对贮箱弧底01进行爆破试验。

爆破试验完成后，低位排水阀15打开，截止阀19打开，水回流到回收利用水箱10，经过回收水泵8将水压回纯水箱1。

作为本发明的进一步优选方案，对空排气检测传感器27是一个浮子开关，设置在高于贮箱弧底01的高位，当贮箱弧底01充满水之后，水溢流爬升至检测水位，进而触发截止阀19关闭。

本发明的运载火箭贮箱弧底的液压气密试验系统，通过纯水和压缩空气进行贮箱弧底液压气密试验，改进现有的管路系统，试验时间缩减为原来的一半，极大地减少试验耗费时间，有效降低试验成本，操作便捷，满足箱底产品试验需求，相对以往的人工记录压力值，改进的系统采用电气自动化过程控制，实时采集数据，实现压力数据的存储和表格的绘制，降低人员劳动强度，提高检测效率，同时提高试验数据的精确度、可靠性。时间成本大大减少，降本增效。

作为本发明的优选方案，系统的贮箱弧底的管路布置，待试验的贮箱弧底与承压拱形座组成密闭的试验压力腔，承压拱形座是壳体结构，若干根气管穿过承压拱形座，竖直向上直达贮箱弧底最高处，并在其端部连接胶管，利于排出气体，避免造成气枕，若干根水管通过管路孔连接进入试验压力腔，均布在试验压力腔最低处。如图2所示。

作为本发明的进一步优选方案，将液压管路系统中的压力传感器取消，留有压力传感器即可，并将气动三通切换阀和配套的两位三通电磁阀取消，增加泄压排水阀和配套两位三通电磁阀，泄压排水阀用于排空贮箱弧底残留的剩余水，两位三通电磁阀控制泄压排水阀的开启和关闭。另外，可以将气密管路系统中的泄压排水阀和配套两位三通电磁阀取消，打开隔断阀，压缩空气将管路中残留的剩余水压入试验压力腔，并经过泄压排水阀排出。如图3所示。

作为本发明的更进一步优选方案，当液压压力升高到一定值后，启动增压泵，对贮箱弧底01进行爆破试验。爆破试验完成后，低位排水阀打开，截止阀打开，水回流到回收利用水箱，经过回收水泵将水压回纯水箱。

作为本发明的再进一步优选方案，对空排气检测传感器是一个浮子开关，设置在高于贮箱弧底的高位，当贮箱弧底充满水之后，水溢流爬升至检测水位，进而触发截止阀关闭。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。