Система повітряного термостатування головного блока ракети
Номер патенту: 89972
Опубліковано: 12.05.2014
Автори: Таганцев Олег Михайлович, Аутодаров Ігор Іванович, Балко Віктор Михайлович, Соха Іван Петрович, Мокін Андрій Олександрович, Мокін Олександр Васильович
Формула / Реферат
Система повітряного термостатування головного блока ракети, що містить забірний пристрій атмосферного повітря, вентилятор, фільтри попередньої і тонкої очистки повітря, охолоджувач повітря з магістралями подавання рідкого холодоносія, холодильний центр, електронагрівач повітря, трубопровід подавання повітря у головний блок з космічним апаратом і датчик контролю чистоти повітря, встановлений на трубопровід подавання повітря, яка відрізняється тим, що вона споряджена додатковим трубопроводом подавання повітря у космічний апарат, при цьому на додатковому трубопроводі подавання повітря послідовно встановлені додатковий вентилятор, додатковий охолоджувач повітря з додатковими магістралями подавання рідкого холодоносія, додатковий електронагрівач і додатковий датчик контролю чистоти повітря, а додатковий трубопровід подавання повітря з'єднаний з трубопроводом подавання повітря після фільтра тонкої очистки повітря.
Текст
Реферат: Система повітряного термостатування головного блока ракети містить забірний пристрій атмосферного повітря, вентилятор, фільтри попередньої і тонкої очистки повітря, охолоджувач повітря з магістралями подавання рідкого холодоносія, холодильний центр, електронагрівач повітря, трубопровід подавання повітря у головний блок з космічним апаратом і датчик контролю чистоти повітря, встановлений на трубопровід подавання повітря. Система споряджена додатковим трубопроводом подавання повітря у космічний апарат, при цьому на додатковому трубопроводі подавання повітря послідовно встановлені додатковий вентилятор, додатковий охолоджувач повітря з додатковими магістралями подавання рідкого холодоносія, додатковий електронагрівач і додатковий датчик контролю чистоти повітря, а додатковий трубопровід подавання повітря з'єднаний з трубопроводом подавання повітря після фільтра тонкої очистки повітря. UA 89972 U (12) UA 89972 U UA 89972 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до ракетно-космічної техніки, а більш конкретно до наземного обладнання, і може використовувалися у системах повітряного термостатування відсіків ракет на стартових комплексах. Термостатування більшості головних блоків (ГБ) виконується одним потоком повітря, яке подасться у ГБ з заданими величинами тиску, витрачання, температури, вологості і чистоти. Але у деяких ГБ встановлюються космічні апарати (КА), окремі вузли яких (наприклад акумуляторні батареї) потребують подавання термостатуючого повітря зменшеного витрачання і підвищеного тиску для подолання гідравлічного опору. Так, для термостатування ГБ в нього подають повітря з витрачанням 6.000-15.000 кг/год. при тиску до 3.000Па, а у ΚΑ - з витрачанням 1.300 кг/год. при тиску до 10.000 Па. Відомою є система повітряного термостатування головного блока (ГБ) ракети, що містить засоби повітропостачання, сушіння, охолодження, нагрівання і попередньої очистки атмосферного повітря, в яких як засоби повітропостачання використовуються вентилятори або компресори (див. патент РФ №2.190.165, MПK F 24F 5/00, F24F 3/14, B64D 13/00, 2002р., а також патент України №83844u, МПК B64G 5/00, F25F 29/00, 2013р.). Засоби повітропостачання забезпечують подавання одного потоку термостатуючого повітря з тиском, що дозволяє подолати опір апаратів сушіння, охолодження, нагрівання повітря й трубопроводу подавання повітря і мати необхідну величину тиску повітря на вході у ГБ для подолання опору повітряного тракту ГБ і виходу повітря у навколишнє середовище. Недоліком відомої системи є її низькі експлуатаційні якості, такі як: неможливість виділення із загального потоку термостатуючого повітря додаткового потоку з малим витрачанням повітря і підвищеним тиском; відсутні засоби тонкої очистки повітря від твердих часток розміром 0,5-5,0 мкм для забезпечення чистоти повітря відповідно до вимог федерального стандарту США FS 209 Е клас 100.000, а також засобів контролю чистоти повітря; обмежений час роботи у режимі сушіння повітря з використанням адсорберів, обумовлений об'ємом адсорбера і часом насичення його вологою; необхідність регенерації адсорбера після насичення його вологою шляхом подавання в нього сухого повітря, нагрітого до температури 250° протягом 8-10 годин, що пов'язане з великим додатковим витрачанням електроенергії і втратами продукційного повітря. Найближчою до запропонованої по технічному рішенню є вибрана як прототип система повітряного термостатування (СПТ) головного блока ракети за патентом РФ № 2.201.384, ΜПК B64G 5/00, B64G 1/50, G01N 2 1/00, 2003p. Ця система містить забірний пристрій атмосферного повітря, вентилятор, фільтри попередньої і тонкої очистки повітря, охолоджувачі повітря з магістралями подавання рідкого холодоносія, холодильний центр, електронагрівач повітря, трубопровід подавання повітря з датчиком контролю чистоти повітря. Недоліком відомої системи є її невисокі експлуатаційні якості, тому що увесь потік термостатуючого повітря стискається до заданої величини тиску у вентиляторі і нагрівається або охолоджується до однієї фіксованої температури, що не дозволяє використовувати його для термостатування внутрішніх порожнин КА, для яких потрібно подавання термостатуючого повітря з більш високим тиском і з іншою температурою. В основу корисної моделі поставлена задача створення удосконаленої конструкції системи повітряного термостатування головного блока ракети, яка б дозволила забезпечити підвищення її експлуатаційних якостей шляхом уведення в нього нових елементів і технічних рішень, таких як: наявність додаткового трубопроводу подавання повітря у космічний апарат, при цьому на додатковому трубопроводі подавання повітря послідовно встановлюються додатковий вентилятор, додатковий охолоджувач повітря з додатковими магістралями подавання рідкого холодоносія, додатковий електронагрівач і додатковий датчик контролю чистоти повітря, а додатковий трубопровід подавання повітря з'єднується з трубопроводом подавання повітря після фільтра тонкої очистки повітря, що дозволяє забезпечити температурно-вологістний режим як у ГБ, так і у КА за допомогою однієї СПT. Поставлена задача вирішується таким чином, що запропонована система повітряного термостатування головного блока ракети, яка містить забірний пристрій атмосферного повітря, вентилятор, фільтри попередньої і тонкої очистки повітря, охолоджувач повітря з магістралями подавання рідкого холодоносія, холодильний центр, електронагрівач повітря, трубопровід подавання повітря у головний блок з космічним апаратом і датчик контролю чистоти повітря, встановлений на трубопровід подавання повітря, вона споряджена додатковим трубопроводом подавання повітря у космічний апарат, при цьому на додатковому трубопроводі подавання повітря послідовно встановлені додатковий вентилятор, додатковий охолоджувач повітря з 1 UA 89972 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 додатковими магістралями подавання рідкого холодоносія, додатковий електронагрівач і додатковий датчик контролю чистоти повітря, а додатковий трубопровід подавання повітря з'єднаний з трубопроводом подавання повітря після фільтра тонкої очистки повітря. Для пояснення конструкції системи і її роботи додаються креслення і її детальний опис. Система повітряного термостатування (СПТ) містить забірний пристрій 1 атмосферного повітря, фільтр 2 попередньої очистки повітря, вентилятор З, охолоджувачі 4, 5, 6 повітря, фільтр 7 тонкої очистки повітря, електронагрівач 8 повітря, трубопровід 9 подавання повітря у ГБ 10 ракети 11, встановленої на пусковій установці (ПУ) 12, додатковий трубопровід 13 подавання повітря у ΚΑ 14, додатковий вентилятор 15, додатковий охолоджувач 16 повітря і додатковий електронагрівач 17. Охолоджувачі 4, 5, 6 повітря зв'язані магістралями 18 подавання холодоносія з холодильним центром 19, а охолоджувачі 5, 6 повітря магістралями 20 подавання гарячого повітря з вентилятором 21 і електронагрівачем 22. Трубопровід 9 і додатковий трубопровід 13 розташовані на агрегаті 23 обслуговування і на них встановлені датчик 24 контролю чистоти і додатковий датчик 25 контролю чистоти повітря, з'єднані відповідно електричними кабелями 26 і 27 з блоком 28 керування, розташованим у пультовій 29. Додатковий охолоджувач 16 повітря зв'язаний з холодильним центром додатковими магістралями 30 подавання холодоносія. Робота запропонованої СПТ здійснюється наступним чином. Після встановлення ракети 11 на ПУ 12 починають термостатування ГБ 10. При цьому атмосферне повітря через забірний пристрій 1 і фільтр 2 попередньої очистки від аерозольних забруднень надходить у вентилятор 3, де його стискають до тиску, котрий забезпечує необхідний тиск на вході у ГБ 10 (до 3000 Па), і потім подають у охолоджувач 4 для охолодження до температури плюс 3 °C шляхом теплообміну з рідким холодоносієм, котрий подають по магістралях 18 з холодильного центру 19. В охолоджувачі 4 відбувається постійна конденсація вологи, яку безперервно відводять у каналізацію. Подальше охолодження повітря до необхідної відносної вологості повітря і необхідної температури на вході у ГБ 10 (від плюс 5 до плюс 25 °C) виконують у регенераційних охолоджувачах 5 і 6, котрі працюють по черзі: один - у режимі виморожування на теплопередаючих поверхнях охолоджувача повітря при теплообміні з рідким холодоносієм, котрий подають по магістралях 18 з холодильного центру 19, другий - у режимі регенерації, котру виконують шляхом подавання вентилятором 21 у охолоджувач, що регенерують, повітря, нагрітого до температури 80 °C у електронагрівачі 22, з наступним викиданням зволоженого повітря у навколишнє середовище. Охолоджене і осушене повітря надходить у фільтр 7 тонкої очистки повітря від твердих часток розміром 0,5-5,0 мкм, а потім у електронагрівач 8, де його нагрівають до необхідної температури під час роботи системи у режимі нагрівання взимку при низьких температурах навколишнього середовища, при цьому рідкий холодоносій у охолоджувачі 4, 5, 6 не подають. Далі повітря з необхідними величинами витрачання, відносної вологості, температури і ступеня чистоти по трубопроводу 9, розташованому на агрегаті 23 обслуговування, поступає у ГБ 10. Контроль чистоти повітря здійснюють датчиком 24, а результати контролю передають по електричному кабелю 26 у блок керування 28. Для термостатування ΚΑ 14 осушене, охолоджене і очищене повітря з необхідним витрачанням відбирають з трубопроводу 9 подавання повітря у ГБ 10 після фільтра 7 тонкої очистки і до електронагрівача 8 та по додатковому трубопроводу 13 подають у КА 14 за допомогою додаткового вентилятора 15. Додатковий вентилятор 15 стискає повітря до тиску, котрий забезпечує необхідний тиск на вході у КА 14 (до 10.000 На). При стисканні повітря у додатковому вентиляторі 15 відбувається його нагрівання на 15 °C, тому для отримання необхідної температури на вході у КА 14 виконують охолодження повітря у додатковому охолоджувачі 16 при теплообміні з рідким холодоносієм, що подають з холодильного центра 19 по додаткових магістралях 30. Під час роботи у режимі нагрівання, повітря нагрівають до необхідної температури у додатковому електронагрівачі 17. Контроль чистоти повітря виконують за допомогою додаткового датчика 25, а результати контролю передають по електричному кабелю 27 на блок керування 28. На вході у ГБ встановлюється дифузор за патентом РФ №2.353.557, МПК B64G 1/50, F24F 13/06, B64G 5/00, 2007р. для рівномірного розподілу термостатуючого повітря у внутрішньому об'ємі ГБ. Система функціонує на стартовому комплексі за патентом РФ №2.318.706, МПК B64G 5/00, 2006р. Таким чином, запропонована система, яка має просту і надійну конструкцію, забезпечує підвищення ефективності і економічності робіт на стартовому комплексі. 60 2 UA 89972 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Система повітряного термостатування головного блока ракети, що містить забірний пристрій атмосферного повітря, вентилятор, фільтри попередньої і тонкої очистки повітря, охолоджувач повітря з магістралями подавання рідкого холодоносія, холодильний центр, електронагрівач повітря, трубопровід подавання повітря у головний блок з космічним апаратом і датчик контролю чистоти повітря, встановлений на трубопровід подавання повітря, яка відрізняється тим, що вона споряджена додатковим трубопроводом подавання повітря у космічний апарат, при цьому на додатковому трубопроводі подавання повітря послідовно встановлені додатковий вентилятор, додатковий охолоджувач повітря з додатковими магістралями подавання рідкого холодоносія, додатковий електронагрівач і додатковий датчик контролю чистоти повітря, а додатковий трубопровід подавання повітря з'єднаний з трубопроводом подавання повітря після фільтра тонкої очистки повітря. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3
ДивитисяДодаткова інформація
Автори англійськоюMokin Oleksandr Vasyliovych
Автори російськоюМокин Александр Васильевич
МПК / Мітки
МПК: F25B 29/00, B64G 5/00
Мітки: термостатування, блока, система, повітряного, головного, ракети
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/5-89972-sistema-povitryanogo-termostatuvannya-golovnogo-bloka-raketi.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Система повітряного термостатування головного блока ракети</a>