一种指挥式保险阀测试系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种指挥式保险阀测试系统及方法，包括：控制计算机、控制单元、采集单元和供排气系统、压力监测单元。供排气系统可对气源气体进行过滤、按需求进行减压至目标压力值，然后输送至保险阀指挥阀，并实现测试过程中及测试完成后的放气功能；控制计算机用于测试系统终端控制，数据显示；采集单元用于测试系统中各关键位置点的压力数据采集及向控制计算机传输；控制单元用于将控制计算机输出的动作及减压指令输送至受控制的减压器、截止阀、排气阀等，以实现气体减压、气路通断控制、排气控制。本系统在使用过程中可以避免对贮箱充气至工作压力，在保证贮箱安全的同时能够使保险阀达到工作压力完成启闭测试。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种指挥式保险阀测试系统及方法，属于运载火箭动力系统测试领域。
技术介绍
保险阀是运载火箭关键单机产品，目前，运载火箭贮箱保险阀多采用指挥式保险阀，且主要采用增压测试法对保险阀进行启闭功能测试，即对贮箱增压至保险阀打开压力使保险阀打开，然后对贮箱排气使贮箱压力降至保险阀关闭。然而，对于部分贮箱，特别是低温推进剂火箭来说，对于某低温推进剂火箭，其贮箱在测试工况下所能常温环境下所能允许承受的工作压力要低于其在低温环境正式使用下所允许承受的压力值，所以贮箱在常温环境下测试工况下无法增压到保险阀打开压力，不能采用增压测试法对保险阀启闭压力进行测试。为此，提出了一种指挥式保险阀测试系统，与传统的增压测试方法相比，本系统在使用过程中可以避免对贮箱充气至工作压力，在保证贮箱安全的同时能够使指挥式保险阀完成工作压力下的启闭动作测试。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种指挥式保险阀测试系统及方法，通过例用地面测试系统真接向指挥式保险阀的指挥阀内充放气，降低了贮箱充气压力要求，从而解决了贮箱允许测试压力低于工作压力情况下，无法采用增压测试法进行指挥式保险阀启闭功能测试的问题。本专利技术目的通过如下技术方案予以实现：一种保险阀测试系统(即一种指挥式保险阀测试系统)，包括：供排气系统、控制计算机、控制单元、采集单元和压力监测系统；指挥式即设定固定压力值的。供排气系统，包括：气源接口、过滤器1、手开关1、减压器1、截止阀1、减压器2、截止阀2、孔板1、气瓶、截上阀3、手开关2、过滤器2、排气阀1、孔板2、排气阀2、孔板3、充气口、安全阀。压力监测单元，包括：压力表P1、压力表P2、压力传感器Pb1、压力传感器Pb2、压力传感器Pb3。待测系统，包括：安装在贮箱上的待测指挥式保险阀、连通手阀、测试手阀、箭上测试口；安装在贮箱上的待测指挥式保险阀包括保险阀主阀和保险阀指挥阀。过滤器1的入口与气源相连、过滤器1的出口与手开关1的入口相连、手开关1的出口与减压器1的入口相连、减压器1的出口与截止阀1的入口相连、截止阀1的出口与减压器2的入口相连、减压器2的出口分为2路，第1路与截止阀2的入口相连，第2路与压力表P2及压力传感器Pb2相连，压力传感器Pb2实时采集减压器2减压后气体压力，形成采集信号2并传送给采集单元；截止阀2的出口与孔板1入口相连、孔板1的出口与气瓶入口相连、气瓶出口分为3路，第1路与截止阀3入口相连，第2路与压力表P1及压力传感器Pb1相连，压力传感器Pb1实时采集气瓶内气体压力，形成采集信号1并传送给采集单元，第3路与排气阀1入口和排气阀2入口及安全阀入口相连；截止阀3出口与手开关2入口相连、手开关2出口与过滤器2入口相连、过滤器2出口分为2路，第1路通过管路与充气口相连，充气口与测试口相连，第2路与压力传感器Pb3相连，压力传感器Pb3实时采集测试口处压力，形成采集信号3并传送给采集单元；排气阀1出口与孔板2入口相连，孔板2出口作为测试系统正常排气接口，排气阀2出口与孔板3入口相连，孔板3出口连接孔板2出口，安全阀出口作为测试系统安全排气接口。采集单元将采集信号1、采集信号2、采集信号3转换为压力信号并传送至控制计算机显示。充气口与测试手阀入口相连，测试手阀出口分为2路，第1路与连通手阀入口相连，连通手阀出口与贮箱连通，第2路与指挥式保险阀指挥阀相连，保险阀指挥阀通过保险阀主阀与贮箱连通。控制计算机分别为减压器1设置1个调压值，为减压器2设置2个调压值。减压器1调压值小于气源压力，并且应满足减压器2的入口压力要求；减压器2的1次调压值低于指挥式保险阀开启压力值，减压器2的2次调压值高于指挥式保险阀的开启压力值；控制计算机将减压器1调压值、减压器2的1次调压值、减压器2的2次调压值送至控制单元。测试初始时，连通手阀处于打开状态，测试手阀处于关闭状态，对贮箱进行增压，使贮箱内压力值与减压器2的1次调压值相同。此时，手开关1处于关闭状态、减压器1处于关闭状态、截止阀1处于关闭状态、减压器2处于关闭状态、截止阀2处于关闭状态、截上阀3处于关闭状态、手开关2处于关闭状态、排气阀1处于关闭状态、排气阀2处于关闭状态、安全阀处于关闭状态；减压器测试开始后，控制单元首先将减压器1的调压值送至减压器1，然后将减压器2的1次调压值送至减压器2。打开手开关1、打开手开关2，过滤器将气源中杂质过滤后通过手开关1送至减压器1入口，减压器1根据减压器1调压值对气源气体减压，将气源气体压力调成减压器1调压值，同时截止阀1打开，减压器1减压后气体通过截止阀1送到减压器2入口，减压器2根据减压器2的1次调压值对气体减压，将气体压力调成减压器2的1次调压值，同时截止阀2打开、截止阀3打开，减压器2减压后气体通过孔板1送到气瓶内，气瓶内气体依次经截止阀3、手开关2送至过滤器2入口，气体经过滤器2再次过滤后依次经充气口、测试口送至测试手阀入口。关闭连通手阀，打开测试手阀，气体经测试手阀进入保险阀指挥阀。控制单元将减压器2的2次调压值送至减压器2，减压器2将气体压力调成减压器2的2次调压值，此时保险阀指挥阀内压力逐渐升高，当保险阀指挥阀内压力值达到指挥式保险阀开启压力时，保险阀主阀打开，贮箱内气体排出，开始排气时压力传感器Pb3记录箭上充气口处气体压力值1，即指挥式保险阀打开压力值，然后，控制单元向截止阀2发出关闭指令，同时向排气阀1发出打开指令，截止阀2关闭，排气阀1打开，保险阀指挥阀内气体、气瓶内气体从正常排气接口排出，保险阀指挥阀内气体压力下降，当保险阀指挥阀内气体压力下降至指挥式保险阀关闭压力时，指挥式保险阀关闭，控制单元向排气阀1发出关闭指令，排气阀1关闭，正常排气接口停止排气，此时压力传感器Pb3记录箭上充气口处气体压力值2，即指挥式保险阀关闭压力值，然后，关闭测试手阀、打开连通手阀、关闭手开关1，然后控制单元向排气阀2发出打开指令、向截止阀2发出打开指令，排气阀2打开，截止阀2打开，测试系统内全部气体经正常排气接口排出，关闭手开关2，完成测试。当控制单元向减压器1或减压器2输入的调压值高于正常调压值，或减压器1、减压器2出现故障，使调压值高于正常调压值，导致保险阀指挥阀内气体压力高于设定的安全上限，安全阀自动打开，保险阀指挥阀内气体通过安全排气接口排出，直至保本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种指挥式保险阀测试系统，其特征在于包括：供排气系统、控制计算机、控制单元、采集单元和压力监测系统；供排气系统，包括：气源接口、过滤器1、手开关1、减压器1、截止阀1、减压器2、截止阀2、孔板1、气瓶、截上阀3、手开关2、过滤器2、排气阀1、孔板2、排气阀2、孔板3、充气口、安全阀；压力监测单元，包括：压力表P1、压力表P2、压力传感器Pb1、压力传感器Pb2、压力传感器Pb3；待测系统，包括：安装在贮箱上的待测指挥式保险阀、连通手阀、测试手阀、箭上测试口；安装在贮箱上的待测指挥式保险阀包括保险阀主阀和保险阀指挥阀；过滤器1的入口与气源相连、过滤器1的出口与手开关1的入口相连、手开关1的出口与减压器1的入口相连、减压器1的出口与截止阀1的入口相连、截止阀1的出口与减压器2的入口相连、减压器2的出口分为2路，第1路与截止阀2的入口相连，第2路与压力表P2及压力传感器Pb2相连，压力传感器Pb2实时采集减压器2减压后气体压力，形成采集信号2并传送给采集单元；截止阀2的出口与孔板1入口相连、孔板1的出口与气瓶入口相连、气瓶出口分为3路，第1路与截止阀3入口相连，第2路与压力表P1及压力传感器Pb1相连，压力传感器Pb1实时采集气瓶内气体压力，形成采集信号1并传送给采集单元，第3路与排气阀1入口和排气阀2入口及安全阀入口相连；截止阀3出口与手开关2入口相连、手开关2出口与过滤器2入口相连、过滤器2出口分为2路，第1路通过管路与充气口相连，充气口与测试口相连，第2路与压力传感器Pb3相连，压力传感器Pb3实时采集测试口处压力，形成采集信号3并传送给采集单元；排气阀1出口与孔板2入口相连，孔板2出口作为测试系统正常排气接口，排气阀2出口与孔板3入口相连，孔板3出口连接孔板2出口，安全阀出口作为测试系统安全排气接口；采集单元将采集信号1、采集信号2、采集信号3转换为压力信号并传送至控制计算机显示；充气口与测试手阀入口相连，测试手阀出口分为2路，第1路与连通手阀入口相连，连通手阀出口与贮箱连通，第2路与指挥式保险阀指挥阀相连，保险阀指挥阀通过保险阀主阀与贮箱连通；控制计算机分别为减压器1设置1个调压值，为减压器2设置2个调压值；减压器1调压值小于气源压力，并且应满足减压器2的入口压力要求；减压器2的1次调压值低于指挥式保险阀开启压力值，减压器2的2次调压值高于指挥式保险阀的开启压力值；控制计算机将减压器1调压值、减压器2的1次调压值、减压器2的2次调压值送至控制单元；测试初始时，连通手阀处于打开状态，测试手阀处于关闭状态，对贮箱进行增压，使贮箱内压力值与减压器2的1次调压值相同；此时，手开关1处于关闭状态、减压器1处于关闭状态、截止阀1处于关闭状态、减压器2处于关闭状态、截止阀2处于关闭状态、截上阀3处于关闭状态、手开关2处于关闭状态、排气阀1处于关闭状态、排气阀2处于关闭状态、安全阀处于关闭状态；减压器测试开始后，控制单元首先将减压器1的调压值送至减压器1，然后将减压器2的1次调压值送至减压器2；打开手开关1、打开手开关2，过滤器将气源中杂质过滤后通过手开关1送至减压器1入口，减压器1根据减压器1调压值对气源气体减压，将气源气体压力调成减压器1调压值，同时截止阀1打开，减压器1减压后气体通过截止阀1送到减压器2入口，减压器2根据减压器2的1次调压值对气体减压，将气体压力调成减压器2的1次调压值，同时截止阀2打开、截止阀3打开，减压器2减压后气体通过孔板1送到气瓶内，气瓶内气体依次经截止阀3、手开关2送至过滤器2入口，气体经过滤器2再次过滤后依次经充气口、测试口送至测试手阀入口；关闭连通手阀，打开测试手阀，气体经测试手阀进入保险阀指挥阀；控制单元将减压器2的2次调压值送至减压器2，减压器2将气体压力调成减压器2的2次调压值，此时保险阀指挥阀内压力逐渐升高，当保险阀指挥阀内压力值达到指挥式保险阀开启压力时，保险阀主阀打开，贮箱内气体排出，开始排气时压力传感器Pb3记录箭上充气口处气体压力值1，即指挥式保险阀打开压力值，然后，控制单元向截止阀2发出关闭指令，同时向排气阀1发出打开指令，截止阀2关闭，排气阀1打开，保险阀指挥阀内气体、气瓶内气体从正常排气接口排出，保险阀指挥阀内气体压力下降，当保险阀指挥阀内气体压力下降至指挥式保险阀关闭压力时，指挥式保险阀关闭，控制单元向排气阀1发出关闭指令，排气阀1关闭，正常排气接口停止排气，此时压力传感器Pb3记录箭上充气口处气体压力值2，即指挥式保险阀关闭压力值，然后，关闭测试手阀、打开连通手阀、关闭手开关1，然后控制单元向排气阀2发出打开指令、向截止阀2发出打开指令，排气阀2打开，截止阀2打开，测试系统内全部气体经正常排气接口排出，关闭手开关2，完成测试；当控制单元向减压器1或减压器2输入的调压值高于正常调...

【技术特征摘要】
1.一种指挥式保险阀测试系统，其特征在于包括：供排气系统、控制
计算机、控制单元、采集单元和压力监测系统；
供排气系统，包括：气源接口、过滤器1、手开关1、减压器1、截止
阀1、减压器2、截止阀2、孔板1、气瓶、截上阀3、手开关2、过滤器2、
排气阀1、孔板2、排气阀2、孔板3、充气口、安全阀；
压力监测单元，包括：压力表P1、压力表P2、压力传感器Pb1、压力
传感器Pb2、压力传感器Pb3；
待测系统，包括：安装在贮箱上的待测指挥式保险阀、连通手阀、测试
手阀、箭上测试口；安装在贮箱上的待测指挥式保险阀包括保险阀主阀和保
险阀指挥阀；
过滤器1的入口与气源相连、过滤器1的出口与手开关1的入口相连、
手开关1的出口与减压器1的入口相连、减压器1的出口与截止阀1的入
口相连、截止阀1的出口与减压器2的入口相连、减压器2的出口分为2
路，第1路与截止阀2的入口相连，第2路与压力表P2及压力传感器Pb2
相连，压力传感器Pb2实时采集减压器2减压后气体压力，形成采集信号2
并传送给采集单元；截止阀2的出口与孔板1入口相连、孔板1的出口与气
瓶入口相连、气瓶出口分为3路，第1路与截止阀3入口相连，第2路与
压力表P1及压力传感器Pb1相连，压力传感器Pb1实时采集气瓶内气体
压力，形成采集信号1并传送给采集单元，第3路与排气阀1入口和排气阀
2入口及安全阀入口相连；截止阀3出口与手开关2入口相连、手开关2出
口与过滤器2入口相连、过滤器2出口分为2路，第1路通过管路与充气
口相连，充气口与测试口相连，第2路与压力传感器Pb3相连，压力传感
器Pb3实时采集测试口处压力，形成采集信号3并传送给采集单元；排气
阀1出口与孔板2入口相连，孔板2出口作为测试系统正常排气接口，排气

\t阀2出口与孔板3入口相连，孔板3出口连接孔板2出口，安全阀出口作
为测试系统安全排气接口；
采集单元将采集信号1、采集信号2、采集信号3转换为压力信号并传
送至控制计算机显示；
充气口与测试手阀入口相连，测试手阀出口分为2路，第1路与连通手
阀入口相连，连通手阀出口与贮箱连通，第2路与指挥式保险阀指挥阀相连，
保险阀指挥阀通过保险阀主阀与贮箱连通；
控制计算机分别为减压器1设置1个调压值，为减压器2设置2个调压
值；减压器1调压值小于气源压力，并且应满足减压器2的入口压力要求；
减压器2的1次调压值低于指挥式保险阀开启压力值，减压器2的2次调
压值高于指挥式保险阀的开启压力值；控制计算机将减压器1调压值、减压
器2的1次调压值、减压器2的2次调压值送至控制单元；
测试初始时，连通手阀处于打开状态，测试手阀处于关闭状态，对贮箱
进行增压，使贮箱内压力值与减压器2的1次调压值相同；此时，手开关1
处于关闭状态、减压器1处于关闭状态、截止阀1处于关闭状态、减压器2
处于关闭状态、截止阀2处于关闭状态、截上阀3处于关闭状态、手开关2
处于关闭状态、排气阀1处于关闭状态、排气阀2处于关闭状态、安全阀处
于关闭状态；
减压器测试开始后，控制单元首先将减压器1的调压值送至减压器1，
然后将减压器2的1次调压值送至减压器2；打开手开关1、打开手开关2，
过滤器将气源中杂质过滤后通过手开关1送至减压器1入口，减压器1根据
减压器1调压值对气源气体减压，将气源气体压力调成减压器1调压值，同
时截止阀1打开，减压器1减压后气体通过截止阀1送到减压器2入口，
减压器2根据减压器2的1次调压值对气体减压，将气体压力调成减压器2
的1次调压值，同时截止阀2打开、截止阀3打开，减压器2减压后气体

\t通过孔板1送到气瓶内，气瓶内气体依次经截止阀3、手开关2送至过滤器
2入口，气体经过滤器2再次过滤后依次经充气口、测试口送至测试手阀入
口；
关闭连通手阀，打开测试手阀，气体经测试手阀进入保险阀指挥阀；
控制单元将减压器2的2次调压值送至减压器2，减压器2将气体压力
调成减压器2的2次调压值，此时保险阀指挥阀内压力逐渐升高，当保险阀
指挥阀内压力值达到指挥式保险阀开启压力时，保险阀主阀打开，贮箱内气
体排出，开始排气时压力传感器Pb3记录箭上充气口处气体压力值1，即指
挥式保险阀打开压力值，然后，控制单元向截止阀2发出关闭指令，同时向
排气阀1发出打开指令，截止阀2关闭，排气阀1打开，保险阀指挥阀内气
体、气瓶内气体从正常排气接口排出，保险阀指挥阀内气体压力下降，当保
险阀指挥阀内气体压力下降至指挥式保险阀关闭压力时，指挥式保险阀关
闭，控制单元向排气阀1发出关闭指令，排气阀1关闭，正常排气接口停...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜正刚，李德权，吴俊峰，帅彤，刘文川，娄路亮，丁建春，
申请(专利权)人：北京宇航系统工程研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11