一種用于推進器的微小流量供氣純度控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及推進器技術領域，尤其涉及一種用于推進器的微小流量供氣純度控制方法。
【背景技術】
[0002]向推力器供給的推進劑，應是高純度的，其中對推力器，特別是陰極有害的氣體，如空氣、水分等雜質氣體含量，應滿足使用要求。一般要求對推力器輸入的推進劑純度應大于等于99.995%，即雜質氣體總含量應低于50ppm，其中:氧氣小于等于2ppm，水小于等于2ppm。接入的推進劑是推進級純度的Xe，純度大于等于99.9955 %，其中的氧氣、水分含量均可滿足要求。因此，在系統泄漏滿足要求的條件下，影響推進劑氣體純度的雜質是來自于管道中初始存在的空氣。為保證供給推力器的其它純度，必須排除管道中的空氣。經估算，為保證管道中雜質的含量在ppm量級以下，高壓段抽真空必須達到由于pa量級，低壓段抽真空必須達到由于0.1pa量級。由于所需流量很小，同時存在安裝空間限制，因此在系統設計上采用的管道通徑較小，長度也較長，因此流導也較小，要達到滿足要求的真空度需要很長時間，甚至根本達不到要求的真空度。因此，需要，只依靠系統的排空是達不到供給推進劑要求的純度的。
【發明內容】
[0003]有鑒于此，本發明提供了一種用于推進器的微小流量供氣純度控制方法，可以保證推進劑氣體的純度要求。
[0004]為了解決上述技術問題，本發明是這樣實現的:
[0005]本發明的一種用于推進器的微小流量供氣純度控制方法，采用微小流量供氣系統為推進器XITl和推進器XIT2供氣，該系統包括推進劑Xe氣瓶B1、推進劑Xe氣瓶B2、置換Ar氣瓶、快卸接頭、過濾器、截止閥門、壓力表、減壓閥PR、質量流量計以及緩沖罐T;
[0006]所述推進劑Xe氣瓶BI的出氣口依次串接快卸接頭Cl、過濾器Fl以及截止閥門VI，推進劑Xe氣瓶B2的出氣口依次串接快卸接頭C2、過濾器F2以及截止閥門V2;截止閥門Vl的自由端和截止閥門V2的自由端并接后依次串接壓力表Ml、減壓閥PR1、壓力表M2、減壓閥PR2、緩沖罐T以及壓力表M3的一端;M3的另一端分出6條支路，每條支路依次串接一個截止閥、一個質量流量計和一個快卸接頭;六條支路中的六個快卸接頭分別通過管道接到真空系統負艙內的兩個推進器的推進劑供氣通道上；所述六個快卸接頭中的三個連接推進器XITl的三條推進劑供氣通道，另外的三個快卸接頭連接推進器XIT2的三條推進劑供氣通道。
[0007]置換Ar氣瓶的出氣口依次串接快卸接頭C4、過濾器F4以及截止閥門V4以及減壓閥PR3后分成兩路，其中一路依次串接截止閥門V5和截止閥門V7，另一路依次串接截止閥門V6和截止閥門V8;其中，減壓閥PR3與截止閥門V6之間的管路上接壓力表M10;所述截止閥門V6和截止閥門V8之間的管路與過濾器F2和截止閥門V2之間管路聯通;所述截止閥門V5截止閥門V7的管路與過濾器Fl截止閥門Vl間管路聯通;截止閥門V7和截止閥門V8的自由端并接后分成三路，其中第一路串接截止閥門V9和單向閥V34后與大氣聯通;第二路串接截止閥Vl 1-
1、快卸接頭C5以及截止閥門Vl 1-2后接干栗的工作口；第三路依次串接截止閥門VlO和快卸接頭C6;截止緩沖罐T串接截止閥門V12后接在截止閥門V9和截止閥門VlO之間的管路上；
[0008]所述純度控制方法包括以下步驟:
[0009]步驟一、對供氣系統的管道加熱，同時打開全部閥門，將所有減壓閥絲桿頂進，各質量流量計設置為相應最大流量供給，通過干栗對管道抽真空；
[0010]步驟二、對殘余空氣的置換，即為一次置換，包括對系統前段和系統中段的一次置換，其中，系統前段指的是截止閥門Vl和截止閥門V2分別至推進劑Xe氣瓶BI和B2之間的管路;具體為:
[0011]&)保持截止閥門￥1、￥2、￥3、￥9、￥10、￥11-1、￥12、￥13?￥18關閉；
[0012]b)打開截止閥門V4，調節減壓閥PR3至壓力表MlO顯示的數值，約6MPa ；
[0013]c)打開截止閥門 V5、V6、V7、V8;
[0014]d)保持 2min;
[0015]e)關閉截止閥門V4;
[0016]f)打開截止閥門V9，經截止閥門V9和單向閥V34向大氣排出殘余空氣；
[0017]g)關閉截止閥門V9;
[0018]i)關閉截止閥門V9;
[0019]j)關閉截止閥門V7、V8;
[0020]k)關閉截止閥門V5、V6;
[0021]系統中段指的是截止閥門Vl和V2之后至壓力表M3之前的管路，對系統中段的置換過程包括:
[0022]a)保持截止閥門Vl?V18關閉；
[0023]b)打開截止閥門V4，調節減壓閥PR3至壓力表MlO顯示的示數，約6MPa;
[0024]c)打開截止閥門V5和V6中的一個；
[0025]d)當步驟c)中打開截止閥門V5時，本步驟打開截止閥門VI;當步驟c)中打開截止閥門V6時，本步驟打開截止閥門V2;
[0026]e)調節減壓閥PRl，至壓力表M2顯示的示數；
[0027]f)調節減壓閥PR2，至壓力表M3顯示的示數；
[0028]g)打開截止閥門V12;
[0029]h)保持 5min;
[0030]i)關閉截止閥門V4;
[0031 ] j)打開截止閥門V9，經截止閥門V9和單向閥V34向大氣排出殘余空氣；
[0032]k)關閉截止閥門V9;
[0033]I)打開截止閥門Vll-1及其后段閥門，通過排空栗對管道抽真空，至壓力表M3顯示的示數，不高于5kPa;
[0034]m)關閉截止閥門VlO及其后段閥門；
[0035]η)關閉截止閥門V12;
[0036]ο)關閉截止閥門Vl和V2中未關閉的一個；
[0037]p)關閉截止閥門V5和V6中未關閉的一個；
[0038]q)將減壓閥PRl和PR2退回初始位置；
[0039]s)執行b)?k)步驟，以保持管道內為正壓狀態；
[0040]t)確認關閉截止閥門Vl?V18;
[0041]步驟三、殘余Ar氣的置換，即二次置換，包括對系統前段和系統中段的二次置換，具體為:
[0042]系統前段置換流程如下:
[0043]a)保持截止閥門Vl?V18關閉；
[0044]b)控制減壓閥PRl和PR2工作；
[0045]c)打開截止閥門V7、V8;
[0046]d)打開截止閥門VlI及其后段閥門，通過干栗對管道抽真空；
[0047]e)關閉截止閥門Vl?V18;
[0048]f)打開快卸接頭Cl所接Xe氣瓶BI閥門；
[0049]g)打開截止閥門V7;
[0050]h)保持 2min;
[0051 ]i)關閉快卸接頭Cl所接Xe氣瓶閥門；
[0052]j)打開截止閥門V9，經截止閥門V9和單向閥V34向大氣排出殘余Ar;
[0053]I)打開快卸接頭C2所接Xe氣瓶閥門；
[0054]m)打開截止閥門V8;
[0055]η)保持 2min;
[0056]ο)關閉快卸接頭C2所接Xe氣瓶閥門；
[0057]P)打開截止閥門V9，經截止閥門V9和單向閥V34向大氣排出殘余Ar;
[0058]系統中段的二次空氣置換流程，具體為:
[0059]a)保持截止閥門Vl?V18關閉；
[0060]b)選定兩個推進劑氣瓶中的一個，并打開其后連接的快卸接頭及截止閥門；
[0061 ]c)調節減壓閥PR1，至壓力表M2顯示約0.6MPa;
[0062]d)調節減壓閥PR2，至壓力表M3顯示約0.3MPa;
[0063]e)打開截止閥門V12;
[0064]f)保持 5min;
[0065]g)關閉截止閥門Vl和V2中未關閉的一個；
[0066]h)打開截止閥門V9，經截止閥門V9和單向閥V34向大氣排出殘余Ar;
[0067]i)關閉截止閥門V9;
[0068]j)打開截止閥門Vll-1及其后段閥門，通過干栗對管道抽真空，至壓力表M3顯示的示數；
[0069]k)關閉截止閥門VlO及其后段閥門；
[0070]I)關閉截止閥門V12;
[0071]m)關閉截止閥門Vl和V2中未關閉的一個；
[0072 ]η)將減壓閥PRl、PR2退回初始位置；
[0073]ρ)執行步驟b)?i)，以保持管道內為正壓狀態；
[0074]q)確認關閉截止閥門Vl?V18;;
[0075]步驟四、對兩臺推力器的推進劑氣體流量供給，具體為:
[0076]確認全部閥門關閉；
[0077]控制計算機上各質量流量控制器MFC設置為工作所需的流量；
[0078]選擇兩個推