Система повітряного термостатування головного блока ракети

Реферат: Система повітряного термостатування головного блока ракети містить трубопровід подавання повітря з фільтром, керуючим і редукованим пристроями, електронагрівачем, охолоджувачем і джерелами стисненого повітря і азоту, причому вихід керуючого пристрою з'єднаний з входом редукованого пристрою, а його вхід - з джерелом стисненого повітря. Система споряджена додатковим керуючим пристроєм, вхід котрого з'єднаний з джерелом стисненого азоту, а його вихід - з входом редукованого пристрою. UA 105968 U (12) UA 105968 U UA 105968 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до обладнання для повітропостачання і може використовуватися для термостатування відсіків ракет на наземних стартових комплексах. Відомою є система повітряного термостатування головного блока (ГБ) ракети, що містить джерело повітропостачання (джерело стисненого повітря), трубопровід подавання повітря з фільтром і керуючою арматурою для з'єднання джерела повітропостачання через газовий редуктор з рознімним з'єднанням, охолоджувач і електронагрівач (див. патент РФ № 2.215.951, МПК F25B29/00, 2002р.). Недоліком відомої системи є її низькі експлуатаційні якості, тому що вона не має джерела стисненого азоту для запобігання виникненню пожежі під час заправлення ракети компонентами палива. Відомою є також система повітряного термостатування головного блока (ГБ) ракети, що містить джерело повітропостачання (джерело стисненого повітря), трубопровід подавання повітря з фільтром і керуючою арматурою для з'єднання джерела повітропостачання через газовий редуктор з рознімним з'єднанням, ємність з рідким азотом, газифікатор, охолоджувач і електронагрівач (див. патент РФ №2.184.912, МПК F25B29/00, 2000р.). Ємність з рідким азотом і газифікатор утворюють джерело стисненого азоту. Недоліком відомої системи є її низькі експлуатаційні якості, тому що вона має велику складність через наявність громіздких ємностей для стисненого азоту, насосів і додаткового нагрівача. Найближчою до запропонованої по технічному рішенню є вибрана як прототип система повітряного термостатування (СПТ) головного блока ракети за патентом РФ №2.335.438, МПК F25B29/00, 2006р. Ця система містить трубопровід подавання повітря з фільтром, керуючим і редукованим пристроями, електронагрівачем, охолоджувачем і джерелом стисненого повітря, причому вихід керуючого пристрою з'єднаний з входом редукованого пристрою, а його вхід - з джерелом стисненого повітря. Недоліком відомої системи є її невисокі експлуатаційні якості, такі як: - складність автоматичного видавання стисненого азоту з заданим тиском; - значна складність системи через наявність громіздких ємностей для стисненого азоту, насосів і додаткового нагрівача. 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 керуючого пристрою, вхід котрого з'єднується з джерелом стисненого азоту, а його вихід - з входом редукованого пристрою, що дозволяє надійно підтримувати задану величину тиску як стисненого повітря, так і стисненого азоту. Поставлена задача вирішується тим, що система повітряного термостатування головного блока ракети містить трубопровід подавання повітря з фільтром, керуючим і редукованим пристроями, електронагрівачем, охолоджувачем і джерелами стисненого повітря і азоту, причому вихід керуючого пристрою з'єднаний з входом редукованого пристрою, а його вхід - з джерелом стисненого повітря. Система споряджена додатковим керуючим пристроєм, вхід котрого з'єднаний з джерелом стисненого азоту, а його вихід - з входом редукованого пристрою. Суть корисної моделі пояснює креслення. Запропонована система складається з трубопроводу 1 подавання повітря з фільтром 2, керуючого 3 і редукованого 4 пристроїв, електронагрівача 5 і охолоджувача 6. СПТ містить трубопровід 7 подавання азоту з фільтром 8 і додатковий керуючий пристрій 9. Керуючі пристрої 3 і 9 виконані у вигляді пневмощита, котрий складається з двох пар паралельних ліній 10 і 11, з'єднаних відповідно з трубопроводом 1 подавання повітря і трубопроводом 7 подавання азоту за допомогою труб 12, 13 з встановленими на них сигналізаторами 14, 15 тиску і манометрами 16, 17. Кожна з паралельних ліній 10, 11 має послідовно встановлені електропневмоклапан (ЕПК) 18 (19), сигналізатор 20 (21) тиску (СТ) і зворотний клапан 22 (23) (ЗК) та сполучається з колектором 24, з'єднаним з редукованим пристроєм 4 і спорядженим дренажним вентилем 25. Редукований пристрій 4 виконаний у вигляді блока пониження тиску, котрий складається з двох паралельних ліній 26 з послідовно встановленими на кожній з них ЕПК 27, дросельним клапаном 28, газовим редуктором 29 з приєднаним до нього манометром 30, СТ 31, запобіжним клапаном 32 і ЗК 33. Запобіжний клапан 32 зв'язаний з дренажним трубопроводом 34, спорядженим СТ 35 і ЗК 36, а паралельні лінії 26 після зворотних клапанів 36 об'єднані у загальний трубопровід 37 подавання стисненого газу (повітря, азоту) з встановленим на ньому вентилем 38 для відбору проб, дренажним вентилем 39, дросельним пристроєм 40 і запірним вентилем 41. 1 UA 105968 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Трубопроводи 12 і 13 є входами відповідно у керуючий пристрій 3 і додатковий керуючий пристрій 9 для трубопроводу 1 подавання повітря і трубопроводу 7 подавання азоту, а трубопровід 24 - це вихід для керуючого пристрою 3 і додаткового керуючого пристрою 9, котрий з'єднаний з входом у редукований пристрій 4. Трубопровід 37 подавання стисненого газу прокладений по стрілі кабель-щогли 42 і з'єднується з рознімним з'єднанням 43, розміщеним на головному блоку 44 ракети 45. Ракета 45 встановлена на пусковій установці (ПУ) 46. Робота запропонованої СПТ здійснюється наступним чином. Перед проведенням пуску на стартовому комплексі виконують відбір проби (ВП) повітря через вентиль 38 для визначення ступеня його кондиційності. Далі ракету 45 доставляють на стартовий комплекс, встановлюють її на ПУ 46 і починають термостатування ГБ 44. Для цього стиснене повітря тиском 40 МПа з ресиверної (не зображена) подають по трубопроводу 1 подавання через фільтр 2 і трубопровід 12 у паралельні лінії 10 до ЕПК 18. До відкриття ЕПК 18 виконують контроль тиску стисненого повітря за допомогою СТ 14 і манометра 16. Після відкриття ЕПК 18 (під час штатної роботи повітря подають по одній з паралельних ліній, друга лінія призначена на випадок можливих несправностей у першій лінії) стиснене повітря через ЗК 22 по колектору 24 надходить у редукований пристрій 4. Відкриття ЕПК 18 контролюють за СТ 20. У випадку відмови (неспрацювання) у роботу вмикають паралельну лінію. Скидання стисненого повітря з пневмощита виконують у атмосферу через дренажний вентиль 25 (Д). У редукованому пристрої 4 стиснене повітря по паралельних лініях 26 і після відкриття ЕПК 27 через дросельний клапан 28 надходить у газовий редуктор 29, де його редукують до заданого тиску, і далі через ЗК 33, дросельний пристрій 40, запірний вентиль 41, трубопровід 37 подавання воно надходить у нагрівач 5 і охолоджувач 6. Дросельний клапан 28 захищає газовий редуктор 29 від пневматичного удару. Контроль стисненого повітря після газового редуктора 29 здійснює СТ 31 і манометр 30, приєднаним до вихідної порожнини газового редуктора 29. Під час підвищення тиску після газового редуктора 29 вище заданого ("закидання" газового редуктора) спрацьовує запобіжний клапан 32 і СТ 35, котрий електрично зв'язаний з кожним ЕПК. У такому випадку видають електричний сигнал на закриття ЕПК 27 і відкриття ЕПК паралельної лінії. Щоб запобігти перетіканню повітря, що дренують, з одного дренажного трубопроводу в другий, вони розділені ЗК 36. У випадку невиходу газового редуктора на заданий режим роботи (тиск на виході нижче заданого) СТ 31, електрично зв'язаний з ЕПК 27, видає сигнал на його закриття і відкриття ЕПК паралельної лінії. Вказану роботу виконують під час проведення автономних і комплексних випробувань. У період штатної роботи під час падіння тиску нижче заданого питання про закриття ЕПК 27 і відкриття ЕПК паралельної лінії вирішує керівник робіт при отриманні відповідної інформації від автоматизованої системи керування системи. Перед початком штатних робіт виконують настроювання газових редукторів на заданий тиск при закритому запірному вентилі 41, проводять відбір проб для визначення ступеня кондиційності стисненого газу (повітря, азоту) за допомогою вентиля 38. Скидання повітря з редукованого пристрою 4 здійснюють за допомогою дренажного вентиля 39 (Д). Для забезпечення заданого витрачання на трубопроводі 37 подавання газу встановлений дросельний пристрій 40. Після відповідного нагрівання і охолодження стиснене повітря з електронагрівача 5 і охолоджувача 6 надходить у ГБ 44. Ракету 45 заправляють компонентами палива (рідкий кисень, гас). За 10-15 хвилин до запуску рушійної установки ракети 45 дають команду для заміни повітря на азот. Це запобігає виникненню пожежі на ракеті 45 під час пуску. Для цього закривають ЕПК 18 (контроль СТ 20) і відкривають ЕПК 19, тоді стиснений азот тиском 40 МПа з ресиверної (не зображена) по трубопроводу 7 подавання, через фільтр 8, по трубопроводу 13, паралельних лініях 11 і через ЕПК 19, ЗК 23 та колектор 24 надходить у редукований пристрій 4. До відкриття ЕПК 19 проводять контроль тиску стисненого азоту за допомогою СТ 15 і манометра 17. Під час штатної роботи азот також подають по одній з паралельних ліній, а друга лінія призначена на випадок можливих несправностей у першій лінії. Відкриття ЕПК 19 підтверджує СТ 21. Скидання стисненого азоту, як і стисненого повітря з додаткового керуючого пристрою 9 виконують через дренажний вентиль 25 (Д). У редукований пристрій 4 стиснений азот по паралельних лініях 26, після відкриття ЕПК 27, через дросельний клапан 28 надходить у газовий редуктор 29, де його редукують до заданого тиску і далі через ЗК 33, дросельний пристрій 40, запірний вентиль 41, трубопровід 37 подавання надходить у нагрівач 5 і охолоджувач 6. Дросельний клапан 28 захищає газовий редуктор 29 від пневматичного удару. Контроль стисненого азоту, що видають після газового редуктора 29, здійснюють за допомогою СТ 31 і манометра 30, приєднаного до вихідної порожнини газового редуктора 29. Під час підвищення тиску після газового редуктора 2 UA 105968 U 5 10 15 20 вище заданого спрацьовує запобіжний клапан 32 і СТ 35, котрий електрично зв'язаний з кожним ЕПК і видає електричний сигнал на закриття ЕПК 28 і відкриття ЕПК паралельної лінії. Щоб запобігти перетіканню азоту, що дренують, з одного дренажного трубопроводу в другий, вони розділені ЗК 36. Під час невиходу газового редуктора 29 на заданий режим роботи також СТ 31 видає сигнал на закриття ЕПК 27 і відкриття ЕПК паралельної лінії. Вказану роботу виконують під час проведення автономних і комплексних випробувань. У період штатної роботи під час падіння тиску нижче заданого питання про закриття ЕПК 27 і відкриття ЕПК паралельної лінії вирішує керівник робіт при отриманні відповідної інформації від автоматизованої системи керування системи. Скидання азоту з редукованого пристрою 4 здійснюють через дренажний вентиль 39 (Д). Після відповідного нагрівання і охолодження стиснене повітря з електронагрівача 5 і охолоджувача 6 надходить у ГБ 44. Розкид тиску (8-10 МПа) настроювання газових редукторів 29 (робочий тиск) вибирають з урахуванням можливості запуску ракет різних класів. У процесі відриву ракети 45 від ПУ 46 автоматично припиняють подавання азоту до ГБ 44, для чого закривають ЕПК 19, сигнал про закриття видає СТ 21. Якщо пуск не відбувся, СПТ продовжує штатну роботу. ГБ може кріпиться до верхнього ступеня ракети за допомогою: - піроболтів - за патентом України №83340u, 2012р.; - пірозамків - за патентами РФ №2.467.933, 2011р. або №2.441.823, 2010 р. Елементи ГБ можуть виконуватися з композиційних матеріалів: - шпангоут - за патентом України №106285С2, 2012р.; - фітинг - за патентом України №81537u, 2012р. Таким чином, запропонована система, яка має просту і надійну конструкцію, забезпечує підвищення ефективності і економічності робіт на автоматизованому стартовому комплексі. 25 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 Система повітряного термостатування головного блока ракети, що містить трубопровід подавання повітря з фільтром, керуючим і редукованим пристроями, електронагрівачем, охолоджувачем і джерелами стисненого повітря і азоту, причому вихід керуючого пристрою з'єднаний з входом редукованого пристрою, а його вхід - з джерелом стисненого повітря, яка відрізняється тим, що вона споряджена додатковим керуючим пристроєм, вхід котрого з'єднаний з джерелом стисненого азоту, а його вихід - з входом редукованого пристрою. 3 UA 105968 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4