一种新型便携式流体回路加注装置的制作方法

本发明涉及航天科学实验柜中流体回路加注技术领域，特别涉及一种新型便携式流体回路加注装置。

背景技术：

随着航天器功能的不断增强，多种类型的载荷集成在科学实验柜中，使设备的功耗不断增大，为满足对实验柜温湿度的控制，以流体回路进行热控成为航天器设计的必然选择。

科学实验柜中的流体回路担负着控制载荷温度变化与温度分布、维持航天器上热量吸收、转化及排散平衡、保障各种电子元器件正常工作的重要功能，因此如何对流体回路进行精确加注，保证设备安全可靠运行，是需要有效解决的问题。地面测试的传统加注过程中会出现不凝性气体进入流体回路，同时也无法精确检测加注量，这些都会影响到流体回路对热量的收集、传输与排散，对航天器的运行带来无法估量的后果。此外，由于流体回路弯管多、结构复杂，加注完成后残余液体不易挥发排出，会对再次加注的效率带来影响。

技术实现要素：

本发明的技术解决问题是：针对流体回路传统加注过程中不凝性气体进入以及无法精确检测加注量的问题，提出了一种新型便携式流体回路加注装置，该装置可以用于对流体回路进行吹除置换、抽真空、工质加注和回路干燥的操作。

本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种新型便携式流体回路加注装置，用于对流体回路进行加注，所述流体回路的两端分别设置有第一快接插头和第二快接插头；所述流体回路加注装置包括管路系统、质量流量计、抽真空系统、配气系统、储液罐和回收罐，以及与两个快接插头相匹配的进液管和回液管；所述管路系统的对外接口包括加注口、回流口、抽真空口、排气口、气压口、进液口、进气口和排液口，管路系统包括若干管路和阀门，所述管路彼此连接使得各接口之间相互连通，所述阀门布设在管路中，控制各接口之间的连通状态，其中：

管路系统的加注口连接质量流量计，质量流量计的另一端连接进液管，当进液管的另一端与第一快接插头匹配连接时，进液管与流体回路的内腔连通；管路系统的回流口连接回液管，当回液管的另一端与第二快接插头匹配连接时，回液管与流体回路的内腔连通；管路系统的抽真空口与抽真空系统连接；管路系统的排气口为对外敞开口；管路系统的气压口与储液罐的进气口相连，且储液罐的出液口与管路系统的进液口相连，储液罐内存储加注液体；管路系统的进气口与配气系统相连，所述配气系统用于向进气口内注入惰性气体；管路系统的排液口与回收罐相连，所述回收罐用于存放从排液口排出的多余物。

在上述的新型便携式流体回路加注装置中，管路系统包括若干管路、9个阀门和第二过滤器；所述9个阀门分别为V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7、V8、V9，其中：V1的一端通过管路与加注口相连，另一端分别通过管路与V6、V4、V9相连；V6的另一端通过管路与进液口相连；V4的另一端分别通过管路与进气口和V7相连，V7的另一端通过管路与气压口相连；V9的另一端分别通过管路与V2、V3、V8、V5相连；V2的另一端通过管路与回流口相连；V3的另一端通过管路与抽真空口相连；V8另一端通过管路与第二过滤器相连，所述第二过滤器的另一端通过管路与排气口相连；V5的另一端通过管路与排液口相连。

在上述的新型便携式流体回路加注装置中，抽真空系统包括依次相连的电磁压差阀、真空计和真空机组，其中：电磁压差阀的另一端与管路系统的抽真空口相连，真空机组提供抽真空动力。

在上述的新型便携式流体回路加注装置中，配气系统包括气罐、加热器、第一过滤器、气源主阀和定压减压阀，以及两个气压计，其中：气罐的输出口连接加热器的进气口；加热器的输出口连接第一过滤器；第一过滤器的另一端通过管路与气源主阀相连；气源主阀的另一端通过管路与定压减压阀相连；定压减压阀的另一端与管路系统的进气口相连；一个气压计安装在气源主阀和定压减压阀之间，另一个气压计安装在定压减压阀与进气口之间。

上述的新型便携式流体回路加注装置，通过如下方法对流体回路进行加注：

步骤一：在流体回路的快接插头与进液管和回液管相连接之前，利用配气系统向管路系统内注入设定压力的惰性气体，使得管路系统内的多余物排出；

步骤二：将流体回路的快接插头与进液管和回液管匹配连接，然后对流体回路进行气体置换，使得流体回路内充满惰性气体，然后利用抽真空系统，对流体回路和管路系统进行抽真空，并对储液罐内的工质抽空脱气；

步骤三：对流体回路进行加注，即将储液罐中的加注液体注入流体回路中。

上述的新型便携式流体回路加注装置，在步骤一中，将管路系统内的多余物排出，具体操作步骤如下：

(1a)、在所有阀门均处于关闭状态时，先将阀门V4、V9、V5打开；然后，配气系统通过进气口向管路系统内注入设定压力的惰性气体，所述惰性气体流经阀门V4、V9、V5所在的管路，将所述管路内的多余物从排液口吹进回收罐内；

(1b)、打开V1，并关闭V9和V5，配气系统通过进气口向管路系统内注入设定压力的惰性气体，所述惰性气体流经阀门V4、V1所在的管路，将所述管路内的多余物从加注口吹出；

(1c)、打开V9和V2，并关闭V1，配气系统通过进气口向管路系统内注入设定压力的惰性气体，所述惰性气体流经阀门V4、V9、V2所在的管路，将所述管路内的多余物从回流口吹出；

(1d)、关闭所有阀门后，重复步骤(1a)～(1c)，至管路系统内无多余物后停止。

上述的新型便携式流体回路加注装置，在步骤二中，当流体回路的快接插头与进液管和回液管匹配连接之后，通过如下方法对流体回路进行气体置换和抽真空：

(2a)、依次打开阀门V4、V1、V2、V8；配气系统通过进气口向管路系统内注入设定压力的惰性气体；所述惰性气体流经阀门V4、V1所在管路，并流经质量流量计和进液管后，进入流体回路；所述惰性气体从回液管流出，并流经V2和V8所在的管路和第二过滤器，之后从排气口排出；

(2b)、之后，依次关闭V4和V8；

(2c)、重复步骤(2a)～(2b)，当流体回路内充满惰性气体后，进入步骤(2d)；

(2d)、打开抽真空系统，并逐渐增大V3、V9的开度至到完全打开；所述抽真空系统在V1、V2、V3、V9处于打开状态下，进行抽真空操作；然后打开V4和V7，对储液罐(5)内的工质抽空脱气，一定时间后关闭V4和V7；

(2e)、当抽真空区域内的真空度达到设定指标后，关闭V3、V2和抽真空系统。

上述的新型便携式流体回路加注装置，在步骤三中，对流体回路进行加注的具体过程如下：

(3a)、断开流体回路与进液管和回液管之间的连接，保持流体回路的真空度；然后依次打开V7、V6、V1；配气系统通过V7所在的管路向储液罐注入一定压力的惰性气体；在所述惰性气体的压力作用下将储液罐的加注液从进液管压出；当质量流量计的瞬时质量流量示数稳定后，关闭进液管端口；

(3b)、对质量流量计清总量后，将进液管与流体回路的快接插头匹配连接，储液罐的加注液注入到流体回路内；

(3c)、当质量流量计的累积质量不变时，断开流体回路与进液管的连接，并关闭V1、V6、V7。

上述的新型便携式流体回路加注装置，在步骤一进行操作之前，通过如下方法对流体回路进行清洁处理：

(a)、将流体回路与进液管和回液管进行匹配连接；

(b)、依次打开阀门V4、V1、V2和V5；配气系统从进气口注入惰性气体；所述惰性气体将流体回路中的工质从排液口吹入回收罐内。

上述的新型便携式流体回路加注装置，在步骤一进行操作之前，通过如下方法对流体回路进行干燥处理：

(a)、将流体回路与进液管和回液管进行匹配连接；

(b)、依次打开阀门V4、V1、V2和V5；配气系统从进气口注入惰性气体；其中配气系统中包括加热器，所述加热器对惰性气体加热；加热后的惰性气体流经流体回路，进行干燥。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

(1)、本发明的流体回路加注装置，可以在流体回路加注前对系统抽真空，并对工质脱气，可以有效防止不凝性气体进入流体回路；

(2)、本发明的流体回路加注装置，在加注口安装有质量流量计，可以对加注量进行准确测量；

(3)、本发明的各部分可以进行模块化组合，便于在移动操作平台上组装，操作方便，该装置既能满足流体回路对液体加注的要求，又可以提高加注效率。

附图说明

图1为本发明的一种新型便携式流体回路加注装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。

本发明的新型便携式流体回路加注装置，用于对流体回路7进行加注，该流体回路7的两端分别设置有第一快接插头和第二快接插头，这种快接插头具有自封闭功能。如图1所示，本发明包括管路系统1、质量流量计2、抽真空系统3、配气系统4、储液罐5和回收罐6，以及与两个快接插头相匹配的进液管和回液管。

(一)结构组成

(1)管路系统

本发明中的管路系统1的对外接口包括加注口11、回流口12、抽真空口13、排气口14、气压口15、进液口16、进气口17和排液口18。管路系统1包括若干管路和阀门，这些管路彼此连接使得各接口之间相互连通，所述阀门布设在管路中，控制各接口之间的连通状态。

管路系统1包括若干管路、9个阀门和第二过滤器19。这9个阀门分别为V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7、V8、V9，其中：V1的一端通过管路与加注口11相连，另一端分别通过管路与V6、V4、V9相连；V6的另一端通过管路与进液口相连；V4的另一端分别通过管路与进气口17和V7相连，V7的另一端通过管路与气压口相连；V9的另一端分别通过管路与V2、V3、V8、V5相连；V2的另一端通过管路与回流口12相连；V3的另一端通过管路与抽真空口13相连；V8另一端通过管路与第二过滤器19相连，所述第二过滤器19的另一端通过管路与排气口相连，该过滤器可用于对管路系统的多余物排出情况进行检测。V5的另一端通过管路与排液口18相连。

在具体工程时，为了便于对各阀门进行控制，将以上的9个阀门安装在同一操作面板上，操作方便。

(2)质量流量计

本发明中采用质量流量计对加注量进行实时监测，在实际工程实现时，可以采用高精度科里奥利质量流量计，其测量准确度高，压损小，可直接获得加注的质量流量。

(3)抽真空系统

本发明中，抽真空系统3用于对整个装置进行抽真空处理。如图1所示，抽真空系统3包括依次相连的电磁压差阀31、真空计32和真空机组33，其中：电磁压差阀31的另一端与管路系统的抽真空口13相连，真空机组33提供抽真空动力；真空计32用于对真空度进行测量，电磁压差阀31用于控制抽真空系统的气道连通状态。

(4)配气系统

配气系统4包括气罐41、加热器42、第一过滤器43、气源主阀44和定压减压阀45，以及两个气压计。其中：气罐41的输出口连接加热器42的进气口；加热器42的输出口连接第一过滤器43，该加热器42用于对气罐输出的惰性气体进行加热，用于系统干燥处理，而第一过滤器43可以防止杂质进入管路系统。第一过滤器43的另一端通过管路与气源主阀44相连，该气源总阀用于控制配气系统的输气通道的开通或关闭。气源主阀44的另一端通过管路与定压减压阀45相连，该定压减压阀用于对惰性气体的压强进行调节；定压减压阀45的另一端与管路系统的进气口17相连。

另外，为了实时观测配气系统4输出的惰性气体气压，共设置了两个气压计。其中，一个气压计安装在气源主阀44和定压减压阀45之间，用于测试气罐输出的惰性气体压强；另一个气压计安装在定压减压阀45与进气口17之间，用于测试气压调节后的惰性气体压强，便于控制配气系统输出的惰性气体处于设定压强范围内。

(5)储液罐和回收罐

本发明中，储液罐5用于存储加注液体，主要包括罐体，以及罐体上的进气口和出液口。而回收罐6用于存放从管路系统中排除的多余物。

(6)模块连接关系

为了便于在移动操作平台上组装，本发明的各部分可以进行模块化组合。其连接关系如下：

管路系统的加注口11连接质量流量计2，质量流量计2的另一端连接进液管，当进液管的另一端与第一快接插头匹配连接时，进液管与流体回路7的内腔连通；管路系统的回流口12连接回液管，当回液管的另一端与第二快接插头匹配连接时，回液管与流体回路7的内腔连通；管路系统的抽真空口13与抽真空系统3连接；管路系统的排气口14为对外敞开口；管路系统的气压口15与储液罐5的进气口相连，且储液罐5的出液口与管路系统的进液口16相连，储液罐5内存储加注液体；管路系统的进气口17与配气系统4相连，所述配气系统4用于向进气口17内注入惰性气体；管路系统的排液口18与回收罐6相连，所述回收罐用于存放从排液口18排出的多余物。

(二)加注方法

本发明的便携式流体回路加注装置的工作流程如下：

步骤一：管路净化

在流体回路7的快接插头与进液管和回液管相连接之前，利用配气系统4向管路系统1内注入设定压力的惰性气体，使得管路系统1内的多余物排出，具体实现过程如下：

(1a)、在所有阀门均处于关闭状态时，线将阀门V4、V9、V5打开；然后，配气系统4通过进气口17向管路系统1内注入设定压力的惰性气体，所述惰性气体流经阀门V4、V9、V5所在的管路，将所述管路内的多余物从排液口18吹进回收罐6内；

(1b)、打开V1，并关闭V9和V5，配气系统4通过进气口17向管路系统1内注入设定压力的惰性气体，所述惰性气体流经阀门V4、V1所在的管路，将所述管路内的多余物从加注口11吹出；

(1c)、打开V9和V2，并关闭V1，配气系统4通过进气口17向管路系统1内注入设定压力的惰性气体，所述惰性气体流经阀门V4、V9、V2所在的管路，将所述管路内的多余物从回流口12吹出；

(1d)、关闭所有阀门后，重复步骤(1a)～(1c)，至管路系统内无多余物后停止。

步骤二：流体回路气体置换和抽真空

将流体回路7的快接插头与进液管和回液管匹配连接，然后对流体回路7进行气体置换，使得流体回路7内充满惰性气体，然后利用抽真空系统3，对流体回路7和管路系统1进行抽真空，并对储液罐5内的工质抽空脱气，具体实现过程如下：

(2a)、依次打开阀门V4、V1、V2、V8；配气系统4通过进气口17向管路系统1内注入设定压力的惰性气体；所述惰性气体流经阀门V4、V1所在管路，并流经质量流量计2和进液管后，进入流体回路7；所述惰性气体从回液管流出，并流经V2和V8所在的管路和第二过滤器19，之后从排气口14排出；

(2b)、之后，依次关闭V4和V8；

(2c)、重复步骤(2a)～(2b)，当流体回路7内充满惰性气体后，进入步骤(2d)；

(2d)、打开抽真空系统3，并逐渐增大V3、V9的开度至到完全打开；所述抽真空系统3在V1、V2、V3、V9处于打开状态下，进行抽真空操作；然后打开V4和V7，对储液罐5内的工质抽空脱气，一定时间后关闭V4和V7；

(2e)、当抽真空区域内的真空度达到设定指标后，关闭V3、V2和抽真空系统3。

步骤三：流体回路加注

对流体回路7进行加注，即将储液罐中的加注液体注入流体回路7中，具体实现过程如下：

(3a)、断开流体回路7与进液管和回液管之间的连接，保持流体回路的真空度；然后依次打开V7、V6、V1；配气系统4通过V7所在的管路向储液罐5注入一定压力的惰性气体；在所述惰性气体的压力作用下将储液罐5的加注液从进液管压出；当质量流量计2的瞬时质量流量示数稳定后，关闭进液管端口；

(3b)、对质量流量计2清总量后，将进液管与流体回路7的快接插头匹配连接，储液罐5的加注液注入到流体回路7内；

(3c)、当质量流量计2的累积质量不变时，断开流体回路7与进液管的连接，并关闭V1、V6、V7。

附加步骤：流体回路清洁和干燥处理

在进行加注之前，可以通过如下方法对流体回路7进行清洁处理：

(a)、将流体回路7与进液管和回液管进行匹配连接；

(b)、依次打开阀门V4、V1、V2和V5；配气系统4从进气口17注入惰性气体；所述惰性气体将流体回路7中的工质从排液口18吹入回收罐6内。

在进行加注之前，可以通过如下方法对流体回路7进行干燥处理：

(a)、将流体回路7与进液管和回液管进行匹配连接；

(b)、依次打开阀门V4、V1、V2和V5；配气系统4从进气口17注入惰性气体；其中配气系统4中包括加热器，该加热器对惰性气体加热；加热后的惰性气体流经流体回路7，实现对流体回路7的干燥处理。

本发明的新型便携式流体回路加注装置，集成在可移动操作平台上，运输方便，实现对流体回路吹除置换、抽真空、工质加注和回路干燥的操作，可对工质脱气，能有效防止加注过程中不凝性气体及杂质进入流体回路，并准确测量加注量。可有效缩短流体回路干燥时间，方便及时加注实验，适合推广应用。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。