Стенд для заправки аммиаком и способ заправки аммиаком активной двухфазной системы терморегулирования космических аппаратов

Стенд для заправки аммиаком и способ заправки аммиаком активной двухфазной системы терморегулирования космических аппаратов

Реферат

 

Изобретение относится к технике заправки и испытаниям изделий на герметичность. Предлагаемый стенд имеет заправочные и дренажные клапаны, а также емкость с аммиаком. Выход емкости подключен к компрессору, выход которого сообщен соединительными магистралями (СМ) с заправочными клапанами системы терморегулирования (СТР). Предусмотрены высоковакуумный откачной агрегат, блоки анализа остаточных неконденсируемых газов, циркуляции аммиака, измерения негерметичности упомянутых клапанов, СТР и СМ, блоки подачи гелия, азота, дренажные магистрали и управляющие устройства. При этом соответствующие выходы и входы упомянутых блоков, соединительных и дренажных магистралей сообщены через отсечные вентили с заправочными и дренажными клапанами СТР. Согласно предлагаемому способу СТР вакуумируют (до 10^-2 мм рт.ст.) вместе с СМ, присоединенными блоками анализа и циркуляции и подают в нее заданное количество жидкого аммиака. Измеряют величину натекания воздуха извне и, если она менее допустимой, производят требуемое число раз вакуумирование и циркуляцию аммиака в СТР и СМ, пока не будет достигнута равновесная концентрация остаточных неконденсируемых газов. При этом, измеряя примеси этих газов, чередуют слив и заправку аммиаком СТР и СМ. При отсутствии данных примесей отсекают заправленную аммиаком СТР от СМ, сливают аммиак и вакуумируют СМ. Контролируют повышение давления при испарении аммиака в СМ и при значении измеренной величины повышения давления менее ее допустимого значения заполняют СМ сухим азотом и отсоединяют от СТР. Изобретение обеспечивает повышение надежности заправки СТР путем снижения в ней доли остаточных неконденсируемых газов. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технике заправки теплоносителями систем терморегулирования, а также к испытательной технике, в частности к испытаниям изделий на герметичность, и может найти применение также в тех областях техники, где предъявляются повышенные требования к надежности изделий.

Известны стенды для заправки аммиаком холодильной системы, имеющей заправочные и дренажные клапаны, содержащей емкость, заполненную аммиаком, выход которой подключен к компрессору с отсечным вентилем на выходе, соединительные магистрали, сообщающие выход компрессора с заправочными клапанами холодильной системы, и реализованный на этом стенде способ заправки аммиаком холодильной системы, включающий вакуумирование холодильной системы и подачу в отвакуумированную холодильную систему заданного массового количества жидкого аммиака [1-3].

Недостатками аналогов является то, что при заправке они не обеспечивают возможности заполнения системы жидким аммиаком с малым содержанием остаточных неконденсируемых при температуре жидкого аммиака газов, что важно при заправке аммиаком активной двухфазной системы терморегулирования космических аппаратов, циркуляция аммиака в которой осуществляется при помощи механических крыльчаточных гидронасосов, для которых важно отсутствие в прокачиваемой жидкости - жидком аммиаке - нерастворяющихся газов, создающих вредные кавитационные эффекты. Кроме того, прототипы не обеспечивают высокой точности испытаний на герметичность как самой заправляемой активной двухфазной системы терморегулирования космических аппаратов, так и ее заправочных и дренажных клапанов, что важно для обеспечения длительного срока эксплуатации - до 15 лет - названной системы, установленной, например, на борту модуля космической долговременной орбитальной станции.

Прототипом способа и стенда являются технические решения, описанные в [1], стр. 424.

Задачей изобретения является повышение надежности заправки системы за счет обеспечения возможности заполнения системы жидким аммиаком с малым содержанием остаточных неконденсируемых газов, а также увеличение точности испытаний на герметичность заправляемой активной двухфазной системы терморегулирования космических аппаратов и ее заправочных и дренажных клапанов и достигаемое в результате увеличение эксплуатационного ресурса названной системы.

Указанный технический результат достигается за счет того, что: - в предлагаемом стенде для заправки аммиаком активной двухфазной системы терморегулирования космических аппаратов, имеющей заправочные и дренажные клапаны, содержащем емкость, заполненную аммиаком, выход которой подключен к компрессору с отсечным вентилем на выходе, и соединительные магистрали, сообщающие выход компрессора с заправочными клапанами системы терморегулирования, в состав стенда введены высоковакуумный откачной агрегат, блок анализа остаточных неконденсируемых газов, блок циркуляции аммиака, блок измерения негерметичности заправочных и дренажных клапанов системы терморегулирования, блок измерения негерметичности системы терморегулирования и соединительных магистралей, блок подачи гелия, блок подачи газообразного азота, дренажные магистрали, устройства управления заправочными и дренажными клапанами; при этом выход и вход блока циркуляции аммиака, входы высоковакуумного откачного агрегата, входы блока измерения негерметичности системы терморегулирования и соединительных магистралей, входы блока измерения негерметичности заправочных и дренажных клапанов системы терморегулирования, выходы блока подачи гелия, выходы блока подачи сухого газообразного азота и входы дренажных магистралей сообщены через соответствующие отсечные вентили с заправочными и дренажными клапанами системы терморегулирования, а вход блока анализа остаточных неконденсируемых газов сообщен через отсечной вентиль с дренажными клапанами системы терморегулирования; - в предлагаемом способе заправки аммиаком активной двухфазной системы терморегулирования космических аппаратов, включающем вакуумирование системы терморегулирования и подачу в отвакуумированную систему терморегулирования заданного массового количества жидкого аммиака, сообщают с системой терморегулирования блок анализа остаточных неконденсируемых газов и блок циркуляции аммиака, после чего их одновременно вакуумируют до установившегося давления величиной не выше 110^-2 мм рт.ст., прекращают вакуумирование и измеряют величину натекания внешнего атмосферного воздуха в отвакуумированные систему терморегулирования, упомянутые блок анализа остаточных неконденсируемых газов, блок циркуляции аммиака и соединительные магистрали, сравнивают измеренную величину натекания с допустимой величиной и при значении измеренной величины натекания менее ее допустимого значения вновь вакуумируют систему терморегулирования, упомянутые блок анализа остаточных неконденсируемых газов, блок циркуляции аммиака и соединительные магистрали до вышеуказанного установившегося давления, отсекают блок анализа остаточных неконденсируемых газов от системы терморегулирования, соединительных магистралей и средств вакуумирования, осуществляют подачу заданного массового количества жидкого аммиака в отвакуумированную систему терморегулирования, после чего осуществляют циркуляцию аммиака в системе терморегулирования и соединительных магистралях в течение времени, соответствующего достижению равновесной концентрации остаточных неконденсируемых газов в аммиаке, затем сливают в дренажные магистрали аммиак из системы терморегулирования и соединительных магистралей до достижения в системе терморегулирования и соединительных магистралях атмосферного давления, вновь вакуумируют систему терморегулирования и соединительные магистрали до установившегося давления аммиака и остаточных неконденсируемых газов и заполняют систему терморегулирования аммиаком, осуществляют повторную циркуляцию аммиака в системе терморегулирования и соединительных магистралях, сообщают блок анализа остаточных неконденсируемых газов с системой терморегулирования и производят определение наличия примесей неконденсируемых газов и при наличии последних в количестве, превышающем допустимую величину, последовательно повторяют операции слива аммиака из системы терморегулирования и соединительных магистралей, вакуумирование системы терморегулирования и соединительных магистралей, заполнение системы терморегулирования жидким аммиаком, циркуляцию аммиака в системе терморегулирования, определение примесей неконденсируемых газов до получения результата определения примесей неконденсируемых газов, свидетельствующего об отсутствии в аммиаке примесей неконденсируемых газов в недопустимом количестве, после чего при помощи устройств управления заправочными и дренажными клапанами отсекают заправленную аммиаком систему терморегулирования от соединительных магистралей, сливают в дренажные магистрали аммиак из соединительных магистралей до достижения в них атмосферного давления, вакуумируют соединительные магистрали до установившегося давления, прекращают вакуумирование соединительных магистралей, измеряют повышение давления в соединительных магистралях за счет испарения аммиака, проникающего из системы терморегулирования через негерметичности заправочных и дренажных клапанов системы терморегулирования, сравнивают измеренное повышение давления с допустимым значением и при значении измеренной величины повышения давления менее ее допустимого значения заполняют соединительные магистрали сухим газообразным азотом и отсоединяют соединительные магистрали от заправочных и дренажных клапанов системы терморегулирования; - в предлагаемом стенде блок измерения негерметичности заправляемой системы терморегулирования и соединительных магистралей стенда включает в себя вакуумметр для измерения повышения давления газа в заправляемой системе терморегулирования и соединительных магистралях стенда; - в предлагаемом стенде блок измерения негерметичности заправочных и дренажных клапанов системы терморегулирования включает в себя вакуумметр для измерения повышения давления паров аммиака в соединительных магистралях стенда.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого стенда, где: 1 - активная двухфазная система терморегулирования космического аппарата; 2 - космический аппарат; 3 - заправочный клапан системы терморегулирования; 4 - дренажный клапан системы терморегулирования; 5 - емкость с аммиаком; 6 - компрессор; 7 - отсечной вентиль компрессора; 8 - магистраль; 9 - блок циркуляции аммиака; 10 - отсечной вентиль на выходе блока циркуляции аммиака; 11 - отсечной вентиль на входе блока циркуляции аммиака; 12 - высоковакуумный откачной агрегат; 13, 14 - отсечные вентили высоковакуумного откачного агрегата; 15 - блоки измерения негерметичности системы терморегулирования и соединительных магистралей; 16, 17 - отсечные вентили блока и измерения негерметичности системы терморегулирования и соединительных магистралей; 18 - блоки измерения негерметичности заправочных и дренажных клапанов; 19, 20 - отсечные вентили блока измерения негерметичности заправочных и дренажных клапанов; 21 - блок анализа остаточных неконденсируемых газов; 22 - отсечной вентиль блока анализа остаточных неконденсируемых газов; 23 - блок подачи гелия; 24, 31 - отсечные вентили блока подачи гелия; 25 - блок подачи сухого газообразного азота; 26, 32 - отсечные вентили блока подачи сухого газообразного азота; 27 - дренажные магистрали; 28, 33 - отсечные вентили дренажных магистралей; 29 - устройство управления заправочным клапаном; 30 - устройство управления дренажным клапаном.

Стенд для заправки аммиаком активной двухфазной системы терморегулирования (СТР) 1 космического аппарата (КА) 2, имеющей заправочные клапаны 3 и дренажные клапаны 4 (в целях упрощения на чертеже показаны один заправочный и один дренажный клапан), содержит емкость 5, заполненную аммиаком. Выход емкости 5 подключен ко входу компрессора 6, на выходе которого установлен отсечной вентиль 7, соединенный магистралями 8 с заправочным клапаном 3 системы терморегулирования 1.

Блок циркуляции аммиака 9 служит для создания циркуляционного потока аммиака в СТР 1 в процессе заправки ее аммиаком. Необходимость в блоке циркуляции аммиака 9 возникает в связи с тем, что гидронасосы СТР 1 могут иметь ограниченный ресурс, который нежелательно расходовать в течение подчас длительного процесса заправки СТР. Кроме того, суммарный внутренний объем стенда, подключаемый к СТР в процессе заправки, может быть сравним с суммарным внутренним объемом СТР, а при таком условии мощностей гидронасосов СТР может оказаться недостаточно для организации достаточно интенсивной циркуляции аммиака в суммарных внутренних объемах СТР и стенда. На выходе и входе блока циркуляции аммиака 9 находятся соответственно отсечные вентили 10 и 11, сообщенные через магистрали соответственно с заправочным 3 и дренажным 4 клапанами СТР 1.

Высоковакуумный откачной агрегат 12 предназначается для создания высокого вакуума в суммарном внутреннем объеме СТР 1 и стенда при подготовке к заполнению СТР аммиаком. На входах высоковакуумного откачного агрегата 12 установлены отсечные вентили 13 и 14, сообщенные через магистрали соответственно с заправочным 3 и дренажным 4 клапанами СТР 1. В состав высоковакуумного откачного агрегата 12 могут входить как средства вакуумирования, предназначенные для безмасляной откачки неагрессивных газов, например, криогенные адсорбционные насосы, так и средства вакуумирования, предназначенные для откачки агрессивных газов, а именно аммиака, и представляющие собой, например, насосы типа Рутса.

Блок 15 измерения негерметичности системы терморегулирования и соединительных магистралей служит для установления факта надлежащей герметичности системы терморегулирования и соединительных магистралей. Эта надлежащая герметичность необходима для создания высоковакуумным откачным агрегатом 12 высокого вакуума в суммарном внутреннем объеме СТР 1 и стенда при подготовке к заполнению СТР аммиаком. На входах блока 15 измерения негерметичности системы терморегулирования и соединительных магистралей установлены отсечные вентили 16 и 17, сообщенные через магистрали соответственно с заправочным 3 и дренажным 4 клапанами СТР 1. Если производить измерение негерметичности системы терморегулирования и соединительных магистралей по методу повышения давления в отвакуумированном объеме, то блок 15 может включать в себя вакуумметр для измерения повышения (суммарного) давления газа в заправляемой системе терморегулирования и соединительных магистралях стенда.

Блок 18 измерения негерметичности заправочных и дренажных клапанов служит для установления факта надлежащей герметичности заправочного 3 и дренажного 4 клапанов СТР 1 по завершении заправки СТР, завершающейся закрытием клапанов 3 и 4. Эта герметичность клапанов необходима для сохранения аммиака в объеме СТР в процессе эксплуатации СТР в составе КА. На входах блока 18 измерения негерметичности заправочных и дренажных клапанов установлены отсечные вентили 19 и 20, сообщенные через магистрали соответственно с заправочным 3 и дренажным 4 клапанами СТР 1. Если производить измерение негерметичности заправочных и дренажных клапанов по методу повышения давления в отвакуумированном объеме, то блок 18 может включать в себя вакуумметр для измерения повышения давления паров аммиака в соединительных магистралях стенда.

Блок 21 анализа остаточных неконденсируемых газов предназначен для определения наличия примесей в аммиаке, заправленном в систему терморегулирования, причем по результатам проводимого этим блоком анализа аммиака принимается решение о допустимости величины концентраций загрязнений, присутствующих в заправленном в систему терморегулирования аммиаке. На входе блока 21 анализа остаточных неконденсируемых газов установлен отсечной вентиль 22, сообщенный через магистраль с дренажным клапаном 4 СТР 1.

Блок 23 подачи гелия служит для подачи в магистрали пульта гелия под избыточным давлением. При закрытых клапанах 3 и 4 гелий не проходит внутрь системы терморегулирования, но при этом под давлением гелия находятся разъемные соединения магистралей с подсоединительными элементами клапанов 3 и 4 (например, резьбовыми горловинами). Используя гелиевый масс-спектрометрический течеискатель, можно при помощи щупа такого течеискателя обнаружить утечки в разъемных соединениях магистралей 8 с подсоединительными элементами клапанов 3 и 4. Устранение обнаруженных утечек позволит как не допустить попадания аммиака в атмосферу производственного помещения при заправке аммиаком системы терморегулирования 1, так и, что более важно, создать при помощи высоковакуумного откачного агрегата 12 высокий вакуум в суммарном внутреннем объеме СТР 1 и стенда при подготовке к заполнению СТР 1 аммиаком. На выходах блока 23 подачи гелия установлены отсечные вентили 24 и 31, сообщенные через магистрали соответственно с заправочным 3 и дренажным 4 клапанами СТР 1.

Блок 25 подачи сухого газообразного азота служит для подачи в магистрали пульта сухого газообразного азота под избыточным давлением. Заполнение магистралей пульта сухим газообразным азотом производится после заправки СТР аммиаком, следующего за этой операцией закрытия клапанов 3 и 4 СТР 1 и заключительного дренажирования аммиака из магистралей пульта в дренажные магистрали. Оно необходимо для того, чтобы не допустить попадания аммиака в атмосферу производственного помещения, т.е. обеспечения экологически чистых условий производственного процесса. На выходах блока 25 подачи сухого газообразного азота установлены отсечные вентили 26 и 32, сообщенные через магистрали соответственно с заправочным 3 и дренажным 4 клапанами СТР 1.

Дренажные магистрали 27 служат для заключительного дренажирования аммиака из магистралей пульта с целью последующей безопасной утилизации аммиака (например, путем сбора его в специально предназначенные для этого емкости). Процесс дренажирования осуществляется путем срабатывания отсечными вентилями 28 и 33, сообщающими входы дренажных магистралей 27 соответственно с дренажным 4 и заправочным 3 клапанами СТР 1.

Устройства 29 и 30 управления заправочным 3 и дренажным 4 клапанами системы терморегулирования 1 предназначены для того, чтобы открывать или закрывать заправочные и дренажные клапаны, не отсоединяя при этом магистралей от этих клапанов системы терморегулирования. Конструктивно устройства 29 и 30 могут быть выполнены в виде, например, устанавливаемых на подсоединительные элементы клапанов 3 и 4 (например, резьбовые горловины) приспособлений, которые имеют, в свою очередь, свои подсоединительные элементы (например, резьбовые штуцера), предназначенные для подстыковки магистралей. Также в состав таких приспособлений входят механические устройства для открытия-закрытия заправочного или дренажного клапана СТР 1 (например, выдвигающиеся штоки для отвода герметизирующего элемента от седла клапана), а также отсечные вентили с механическим ручным управлением для перекрывания потока газа или жидкого аммиака.

Стенд для заправки аммиаком активной двухфазной системы терморегулирования космических аппаратов работает следующим образом.

Производят подстыковку магистралей 8 к клапанам 3 и 4, при этом клапаны 3 и 4 находятся в закрытом состоянии. Затем, открывая отсечные вентили 24 и 31, наддувают при помощи блока подачи гелия 23 избыточным давлением гелия магистрали 8 до закрытых клапанов 3 и 4, после чего отсечные вентили 24 и 31 закрывают и производят поиск локальных негерметичностей в магистралях 8 и подстыковках магистралей 8 к клапанам 3 и 4. Данная операция необходима для того, чтобы выявить возможные негерметичности, которые могут воспрепятствовать вакуумированию системы терморегулирования 1. При выявлении утечек их устраняют, а при отсутствии утечек дренажируют гелий из магистралей 8 в дренажные магистрали 27, открывая и закрывая отсечные вентили 28 и 33. Затем при помощи устройств 29 и 30 управления заправочным и дренажным клапанами открывают соответственно клапаны 3 и 4, сообщая объем СТР 1 с магистралями 8. После этого сообщают с системой терморегулирования 1 блок 21 анализа остаточных неконденсируемых газов, открывая вентиль 22, и блок циркуляции аммиака 9, открывая вентили 10 и 11. Данная операция необходима для того, чтобы обеспечить однородный химический состав аммиака, попадающего в блок 21 анализа остаточных неконденсируемых газов, и тем самым свести к минимуму возможную погрешность при определении остаточных неконденсируемых газов в заправляемом в СТР 1 аммиаке. После этого открывают отсечные вентили 13 и 14 высоковакуумного откачного агрегата 12 и вакуумируют систему терморегулирования 1 совместно с блоком 21 анализа остаточных неконденсируемых газов и блоком 9 циркуляции аммиака при помощи высоковакуумного откачного агрегата 12 до установившегося давления величиной не выше, например, 110^-2 мм рт.ст. При данном вакуумировании используют входящие в высоковакуумный откачной агрегат 12 средства, предназначенные для безмасляной откачки неагрессивных газов, например криогенные адсорбционные насосы. По достижении указанного давления вакуумирование прекращают, закрывают отсечные вентили 13 и 14, открывают отсечные вентили 16 и 17 блока 15 измерения негерметичности системы терморегулирования и соединительных магистралей и измеряют при помощи названного блока 15 величину натекания внешнего атмосферного воздуха в отвакуумированные систему терморегулирования 1, блок анализа остаточных неконденсируемых газов 21, блок циркуляции аммиака 9 и соединительные магистрали 8, сравнивают измеренную величину натекания с ее допустимой величиной и при значении измеренной величины натекания менее ее допустимого значения вновь вакуумируют систему терморегулирования 1, упомянутые блок анализа остаточных неконденсируемых газов 21, блок циркуляции аммиака 9 и соединительные магистрали 8 до вышеуказанного установившегося давления, открывая отсечные вентили 13 и 14. После этого закрывают отсечные вентили 13, 14, 22 и отсекают высоковакуумный откачной агрегат 12 и блок анализа остаточных неконденсируемых газов 21 от системы терморегулирования 1 и соединительных магистралей 8, после чего подают в отвакуумированную систему терморегулирования 1 заданное массовое количество жидкого аммиака, включая компрессор 6 и открывая отсечной вентиль 7. По окончании подачи аммиака отсечной вентиль 7 закрывают и компрессор 6 выключают. Затем включают блок циркуляции аммиака 9 и при помощи этого блока осуществляют циркуляцию аммиака в системе терморегулирования 1 и соединительных магистралях 8 в течение времени, соответствующего достижению равновесной концентрации остаточных неконденсируемых газов в аммиаке. Данное время определяется процессами десорбции неконденсируемых газов с внутренних поверхностей системы терморегулирования 1 в заправленный жидкий аммиак и может достигать нескольких десятков минут. По прошествии данного времени блок циркуляции аммиака 9 выключают. Затем открывают отсечные вентили 28 и 33 и сливают в дренажные магистрали 27 аммиак из системы терморегулирования 1, соединительных магистралей 8 и блока циркуляции аммиака 9 до достижения в них атмосферного давления, после чего отсечные вентили 28 и 33 закрывают. После этого вновь вакуумируют систему терморегулирования 1, соединительные магистрали 8 и блок циркуляции аммиака 9 до установившегося давления аммиака и остаточных неконденсируемых газов. При данном вакуумировании используют входящие в высоковакуумный откачной агрегат 12 средства, предназначенные для откачки агрессивных газов, а именно аммиака, и представляющие собой, например, насосы типа Рутса в специальном исполнении. Затем вновь заполняют систему терморегулирования 1 аммиаком, включая компрессор 6 и открывая отсечной вентиль 7. По окончании подачи аммиака отсечной вентиль 7 закрывают и компрессор 6 выключают. После этого, включая блок циркуляции аммиака 9, осуществляют повторную циркуляцию аммиака в системе терморегулирования 1 и соединительных магистралях 8. Открывая отсечной вентиль 22, сообщают блок анализа остаточных неконденсируемых газов 21 с системой терморегулирования 1 и производят определение наличия примесей неконденсируемых газов в заправленном в СТР 1 аммиаке и при наличии последних в количестве, превышающем допустимую величину, закрывают отсечной вентиль 22 и последовательно повторяют операции слива аммиака из системы терморегулирования 1, соединительных магистралей 8 и блока циркуляции аммиака 9, вакуумирование системы терморегулирования 1, соединительных магистралей 8 и блока циркуляции аммиака 9, заполнение системы терморегулирования 1 жидким аммиаком, циркуляцию аммиака в системе терморегулирования 1 при помощи блока циркуляции аммиака 9 и определение примесей неконденсируемых газов при помощи блока анализа остаточных неконденсируемых газов 21 до получения результата определения примесей неконденсируемых газов, свидетельствующего об отсутствии в аммиаке примесей неконденсируемых газов в недопустимом количестве. Очевидной целью названных действий является достижение требуемой степени чистоты заправляемого в СТР 1 аммиака. После того как требуемая степень чистоты заправляемого в СТР 1 аммиака будет достигнута, при помощи устройств 29 и 30 управления заправочным 3 и дренажным 4 клапанами отсекают заправленную аммиаком систему терморегулирования 1 от соединительных магистралей 8, и, открывая отсечные вентили 28 и 33, сливают в дренажные магистрали 27 аммиак из соединительных магистралей 8 до достижения в последних атмосферного давления, вакуумируют соединительные магистрали 8 при помощи входящих в высоковакуумный откачной агрегат 12 средств, предназначенных для откачки агрессивных газов, до установившегося давления паров аммиака, после чего прекращают вакуумирование соединительных магистралей 8. После этого при помощи блока 18 измерения негерметичности заправочных и дренажных клапанов измеряют повышение давления в соединительных магистралях 8 за счет испарения аммиака, проникающего из системы терморегулирования через негерметичности заправочных и дренажных клапанов системы терморегулирования. Измеренное повышение давления сравнивают с допустимым значением и при значении измеренной величины повышения давления менее ее допустимого значения, заполняют соединительные магистрали 8 сухим газообразным азотом и отсоединяют соединительные магистрали 8 от заправочного 3 и дренажного 4 клапанов системы терморегулирования 1. После этого заправленная аммиаком система терморегулирования 1 готова к эксплуатации в составе КА 2.

Использование предлагаемых стенда для заправки аммиаком и способа заправки аммиаком активной двухфазной системы терморегулирования космических аппаратов дает следующие положительные результаты: - повышается надежность заправки системы терморегулирования за счет обеспечения возможности заполнения системы жидким аммиаком с малым содержанием остаточных неконденсируемых при температуре жидкого аммиака газов, что позволяет достичь устранения вредных кавитационных эффектов в механических крыльчаточных гидронасосах системы терморегулирования и тем самым повысить срок службы названных гидронасосов и обеспечить высокую эксплуатационную надежность системы терморегулирования; - увеличивается точность испытаний на герметичность как самой заправляемой активной двухфазной системы терморегулирования космических аппаратов, так и ее заправочных и дренажных клапанов, что позволяет гарантировать малые потери рабочего вещества системы терморегулирования и этим обеспечить требуемый длительный срок эксплуатации системы терморегулирования; - как результат, увеличивается эксплуатационный ресурс системы терморегулирования.

Предлагаемые стенд для заправки аммиаком и способ заправки аммиаком активной двухфазной системы терморегулирования космических аппаратов могут иметь широкое практическое применение для обеспечения качественной заправки и высокоточного контроля герметичности систем терморегулирования перспективных космических объектов, к которым предъявляются повышенные эксплуатационные требования, и, в частности, могут быть использованы при создании модулей долговременных орбитальных станций.

Источники информации 1. Гальперин Д.М. Монтаж и наладка холодильных установок. Справочник. М. , Пищевая промышленность, 1976, с. 420-428.

2. Онищенко Н.П. Безопасные методы работы при монтаже, наладке, эксплуатации и ремонте аммиачных холодильных установок. М., Легкая и пищевая промышленность, 1984, с. 68-71.

3. Курылев Е.С., Герасимов Н.А. Холодильные установки. Л., Машиностроение, 1980, с. 459-460.

Формула изобретения

1. Стенд для заправки аммиаком активной двухфазной системы терморегулирования космических аппаратов, имеющей заправочные и дренажные клапаны, содержащий емкость, заполненную аммиаком, выход которой подключен к компрессору с отсечным вентилем на выходе, соединительные магистрали, сообщающие выход компрессора с заправочными клапанами системы терморегулирования, отличающийся тем, что в его состав введены высоковакуумный откачной агрегат, блок анализа остаточных неконденсируемых газов, блок циркуляции аммиака, блок измерения негерметичности системы терморегулирования и соединительных магистралей, блок измерения негерметичности заправочных и дренажных клапанов системы терморегулирования, блок подачи гелия, блок подачи сухого газообразного азота, дренажные магистрали, устройства управления заправочными и дренажными клапанами, при этом выход и вход блока циркуляции аммиака, входы высоковакуумного откачного агрегата, входы указанных блоков измерения негерметичности, выходы блока подачи гелия, выходы блока подачи сухого газообразного азота и входы дренажных магистралей сообщены через соответствующие отсечные вентили с заправочными и дренажными клапанами системы терморегулирования, а вход блока анализа остаточных неконденсируемых газов сообщен через отсечной вентиль с дренажными клапанами системы терморегулирования.

2. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что блок измерения негерметичности системы терморегулирования и соединительных магистралей включает в себя вакуумметр для измерения повышения давления газа в системе терморегулирования и соединительных магистралях стенда.

3. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что блок измерения негерметичности заправочных и дренажных клапанов системы терморегулирования включает в себя вакуумметр для измерения повышения давления паров аммиака в соединительных магистралях стенда.

4. Способ заправки аммиаком активной двухфазной системы терморегулирования космических аппаратов, включающий вакуумирование системы терморегулирования и подачу в отвакуумированную систему терморегулирования заданного массового количества жидкого аммиака, отличающийся тем, что сообщают с системой терморегулирования блок анализа остаточных неконденсируемых газов и блок циркуляции аммиака, после чего их одновременно вакуумируют до установившегося давления величиной не выше 110^-2 мм рт. ст. , прекращают вакуумирование и измеряют величину натекания внешнего атмосферного воздуха в отвакуумированные систему терморегулирования, упомянутые блоки и соединительные магистрали, сравнивают измеренную величину натекания с допустимой и при значении измеренной величины натекания менее допустимой вновь вакуумируют систему терморегулирования, упомянутые блоки и соединительные магистрали до вышеуказанного установившегося давления, отсекают блок анализа остаточных неконденсируемых газов от системы терморегулирования, соединительных магистралей и средств вакуумирования, осуществляют подачу заданного массового количества жидкого аммиака в отвакуумированную систему терморегулирования, после чего осуществляют циркуляцию аммиака в системе терморегулирования и соединительных магистралях в течение времени, соответствующего достижению равновесной концентрации остаточных неконденсируемых газов в аммиаке, затем сливают в дренажные магистрали аммиак из системы терморегулирования и соединительных магистралей до достижения в системе терморегулирования и соединительных магистралях атмосферного давления, вновь вакуумируют систему терморегулирования, соединительные магистрали и блок циркуляции аммиака до установившегося давления аммиака и остаточных неконденсируемых газов и заполняют систему терморегулирования аммиаком, осуществляют повторную циркуляцию аммиака в системе терморегулирования и соединительных магистралях, сообщают блок анализа остаточных неконденсируемых газов с системой терморегулирования и производят определение наличия примесей неконденсируемых газов и при наличии последних в количестве, превышающем допустимую величину, последовательно повторяют операции слива аммиака из системы терморегулирования, соединительных магистралей и блока циркуляции аммиака, вакуумирование системы терморегулирования, соединительных магистралей и блока циркуляции аммиака, заполнение системы терморегулирования жидким аммиаком, циркуляцию аммиака в системе терморегулирования, определение примесей неконденсируемых газов до получения результата, свидетельствующего об отсутствии в аммиаке примесей неконденсируемых газов в недопустимом количестве, после чего при помощи устройств управления заправочными и дренажными клапанами отсекают заправленную аммиаком систему терморегулирования от соединительных магистралей, сливают в дренажные магистрали аммиак из соединительных магистралей до достижения в них атмосферного давления, вакуумируют соединительные магистрали до установившегося давления паров аммиака, прекращают вакуумирование соединительных магистралей, измеряют повышение давления в соединительных магистралях за счет испарения аммиака, проникающего из системы терморегулирования через негерметичности заправочных и дренажных клапанов системы терморегулирования, сравнивают измеренное повышение давления с допустимым и при измеренной величине повышения давления менее допустимой заполняют соединительные магистрали сухим газообразным азотом и отсоединяют соединительные магистрали от заправочных и дренажных клапанов системы терморегулирования.

РИСУНКИ

Рисунок 1