一种贮箱增压控制器及贮箱增压系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及运载火箭及空间飞行器贮箱增压领域，具体地，涉及一种贮箱增压控 制器及贮箱增压系统。
【背景技术】
[0002] 运载火箭及空间飞行器采用气瓶贮存高压气体的增压系统给贮箱增压。目前，公 知的增压系统一般由气瓶、电磁阀、过滤器、减压阀、压力调节阀、保险阀、贮箱、压力信号器 等组成。增压系统通常可分为闭式增压系统和开式增压系统，所谓闭式增压系统是指通过 反馈贮箱压力控制增压系统按照一定流量对贮箱进行增压；所谓开式增压系统是指按照预 定设计的流量对贮箱进行增压，其增压流量不受贮箱压力控制。而不论是开式增压系统还 是闭式增压系统，都需要确保在增压系统运行过程中保持与气瓶连通的电磁阀保持开启状 态，以保证气瓶持续为贮箱提供压力气体。
[0003]在正常工作情况下，贮箱压力可以一直保持在工作压力范围，然而电磁阀、减压 阀、压力调节阀属于机构类产品，处于单点失效状态，在飞行过程中，只要有一个单机失效， 将会导致系统失效。因此增压系统多采用冗余设计，而主增压支路工作状态的监测、故障的 判别，以及主增压支路与备份增压支路的切换，则需要采用一种增压控制器来完成。
【发明内容】
[0004]针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种能够检测贮箱压力异常并实现 主增压支路到备份增压支路切换的贮箱增压控制器及贮箱增压系统。
[0005]根据本发明提供的一种贮箱增压控制器，与主阀门、备份阀门以及贮箱相连，其特 征在于，包括主增压支路、备份增压支路和压力开关；
[0006]所述主增压支路通过所述继电器的常闭触点与所述主阀门相连，用于在导通状态 下为所述主阀门供电；所述备份增压支路通过所述继电器的常开触点与所述备份阀门相 连，用于在导通状态下为所述备份阀门供电；所述继电器用于导通所述主增压支路或所述 备份增压支路；
[0007]所述压力开关，与所述继电器和贮箱相连，用于：
[0008]在贮箱内气体压力始终处于预设的工作压力范围的状态下时，使所述继电器断 电，进而使得该继电器导通所述主增压支路，
[0009]在贮箱内气体压力至少有一次超出预设的工作压力范围的状态，使所述继电器通 电，进而使得该继电器导通所述备份增压支路。
[0010] 作为一种优化方案，所述压力开关包含壳体，以及置于所述壳体内的气压活塞、弹 性机构和触发开关；
[0011] 所述壳体的一端设有一气体入口，另一端设有调整盖，所述气压活塞通过所述弹 性机构与所述调整盖相连，所述气体入口与所述贮箱气室连通；
[0012] 在贮箱气压增大的状态下，所述气压活塞被气体推动沿所述壳体内壁向靠近所述 调整盖的方向滑动，
[0013] 在贮箱气压减小的状态下，所述气压活塞被所述弹性机构推动沿所述壳体内壁向 靠近所述气体入口的方向滑动；
[0014] 所述触发开关与所述继电器相连，用于：
[0015] 在所述气压活塞的滑动行程始终在预设行程范围内时处于断开状态，使所述继电 器断电，进而使得所述继电器导通所述主增压支路，
[0016] 在所述气压活塞的滑动行程超出预设行程范围时处于连通状态，使所述继电器通 电，进而使得该继电器导通所述备份增压支路。
[0017] 作为一种优化方案，所述继电器的线圈与所述备份阀门并联连接，所述触发开关 与所述继电器的常开触点并联。
[0018] 作为一种优化方案，所述触发开关包括与所述继电器的常开触点并联的低压微动 开关和高压微动开关；所述气压活塞外壁上设置有与所述低压微动开关对应的上凸起，和 与所述高压微动开关对应的下凸起；
[0019] 所述上凸起用于在所述气压活塞向靠近所述气体入口的方向滑动且滑动行程超 出预设行程范围的状态下，触发所述低压微动开关导通，使所述继电器通电，进而使得该继 电器导通所述备份增压支路；
[0020] 所述下凸起用于在所述气压活塞向靠近所述调整盖的方向滑动且滑动行程超出 预设行程范围的状态下，触发所述高压微动开关导通，使所述继电器通电，进而使得该继电 器导通所述备份增压支路。
[0021] 作为一种优化方案，述触发开关包含安装架、小弹簧、导板、导电定点、导电动点；
[0022] 所述导电定点和导电动点分别与所述继电器的常开触点的两端相连，所述小弹簧 的一端与所述安装架固定连接，另一端与所述导板连接，所述导板的一端与所述导电定点 可旋转连接，
[0023] 所述导板被配置成，当所述气压活塞滑动至超出预设的行程范围时，所述导板被 下压；
[0024] 在所述导板处于未被下压状态时，所述导板在所述小弹簧的作用力下远离所述导 电动点，所述触发开关处于断开状态，
[0025] 在所述导板处于被完全下压状态时，所述导板在下压的作用下接触所述导电动 点，所述触发开关处于连通状态。
[0026] 作为一种优化方案，还包括一第一信号器，所述第一信号器与所述主增压支路并 联，在所述主增压支路导通状态下，所述第一信号器同步导通。
[0027] 作为一种优化方案，还包括一第二信号器，所述第二信号器与所述备份增压支路 并联，在所述备份增压支路导通状态下，所述第二信号器同步导通。
[0028] 作为一种优化方案，所述压力开关的工作压力范围包含压力上限Px2和压力下限 Pxl；
[0029] (1)当贮箱气枕压力小于或等于所述压力下限P1，所述低压微动开关连通状态 下，满足关系式Uti-kpDhp ngmi+Spu，其中，ytl为压力开关弹性机构刚度均值，kp 为可靠性裕度系数，S tl为压力开关弹簧刚度方差，h :为低压时压力开关弹性机构压缩量， n为最大振动过载系数，g为重力加速度，niiS压力开关振动质量，S为气压活塞气体接触 面积；
[0030] 当贮箱气枕压力大于所述压力下限Pxl+API，所述API为下限压力余量，所述低 压微动开断开状态下，满足关系式（y tl+kp 5 n gm# S(p xl+ApJ ;
[0031] 当贮箱气枕压力大于或等于所述压力上限Px2,所述高压微动开关连通状态下，满 足关系式Sp xl> n gm i+( y tl+kp s tl)h2，其中，112为高压时压力开关弹性机构压缩量；
[0032] 当贮箱气枕压力小于所述压力上限Px2_ A P2,所述A P2为上限压力余量，高压微 动开关断开状态下，满足关系式ngmi+Sbu-ApJ彡（ytl-k pStl)h2;
[0033] 其中，所述气压活塞气体接触面积S满足关系式
[0035] (2)所述继电器断电状态下，在弹性机构作用下所述常闭触点导通、常开触点断 开，满足关系式qgm 2
[0036] 所述继电器通电状态下，在电磁力作用下所述常闭触点断开、常开触点闭合，
[0037] ⑷开始吸合时满足关系式
[0039] (B)保持吸合状态满足关系式
[0041] 其中，所述以^为继电器刚通电电磁力均值，y t2为继电器弹簧刚度均值，y。2为 继电器吸合状态电磁力均值，kp为可靠性裕度系数，1 :为继电器通电前弹簧压缩量，12为继 电器吸合状态弹簧压缩量，St2为继电器弹簧刚度方差，S。 :为继电器刚通电电磁力方差， 8。2为继电器吸合状态电磁力方差，s f为摩擦阻力方差，n为最大振动过载系数，g为重力 加速度，m 2为继电器振动质量，y t2为继电器弹簧刚度均值，y f为摩擦阻力均值。
[0042](3)所述触发开关导通状态下满足关系式
[0043] D 彡yD1+kpSD1，
[0044] 为微动开关弹性变形临界直径均值，S D2为微动开关弹性变