[發明專利]一種氙氣加注系統及方法

有效

• 申請號: 201911013567.1
• 申請日: 2019-10-23
• 公開（公告）號: CN110848565B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 楊尚榮;楊寶娥;李舒欣;陳鵬飛;劉占一;陳帆;周晨初
• 申請（專利權）人: 西安航天動力研究所
• 主分類號: F17C5/06
• 分類號: F17C5/06;F17C13/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 李明澤

1.一種氙氣加注方法，其特征在于，包括：

a.通過恒溫箱(16)對氙氣儲罐(1)、氣源閥(3)、星上氣瓶(4)和加注閥(5)進行降溫，當所述氙氣儲罐(1)的溫度與目標加注密度相匹配時，基于第一預設時間對所述氙氣儲罐(1)進行恒溫控制，當達到所述第一預設時間，則停止對所述氙氣儲罐(1)的恒溫控制；

b.啟動真空泵(7)，打開加注閥(5)、真空閥(8)和回收閥(13)，通過所述真空泵(7)對星上氣瓶(4)、回收裝置(12)和第一連接管道抽真空，當所述星上氣瓶(4)、所述回收裝置(12)和所述第一連接管道的真空度均達到預設標準壓強時，關閉所述加注閥(5)、所述真空閥(8)和所述回收閥(13)各自對應的閥門，并關閉所述真空泵(7)，停止對所述星上氣瓶(4)、所述回收裝置(12)和所述第一連接管道抽真空；

c.打開恒溫箱(16)，通過恒溫箱(16)對氙氣儲罐(1)、氣源閥(3)、星上氣瓶(4)和加注閥(5)進行溫度控制，當所述氙氣儲罐(1)、所述氣源閥(3)、所述星上氣瓶(4)和所述加注閥(5)溫度均為0℃時，則基于第二預設時間對所述氙氣儲罐(1)、所述氣源閥(3)、所述星上氣瓶(4)和所述加注閥(5)進行恒溫控制，當達到所述第二預設時間，則停止對所述氙氣儲罐(1)、所述氣源閥(3)、所述星上氣瓶(4)和所述加注閥(5)的恒溫控制；

d.打開氦氣閥(9)和加注閥(5)，通過氦氣瓶(10)對星上氣瓶(4)充入氦氣，當絕壓壓力表(14)的顯示示數穩定后，關閉所述氦氣閥(9)；通過純度分析儀(15)分析所述星上氣瓶(4)的氦氣純度是否滿足預設氦氣純度，若所述星上氣瓶(4)的氦氣純度不滿足預設氦氣純度，則打開放氣閥(11)，當所述絕壓壓力表(14)的顯示示數降到預設放氣壓強時，關閉放氣閥(11)；

d’.重復步驟d，若所述星上氣瓶(4)的氦氣純度滿足預設氦氣純度，則關閉放氣閥(11)；

e.啟動真空泵(7)，打開加注閥(5)、真空閥(8)和回收閥(13)，通過所述真空泵(7)對星上氣瓶(4)、回收裝置(12)和第二連接管道抽真空，當所述星上氣瓶(4)、回收裝置(12)和所述第二連接管道的真空度均達到預設標準壓強時，關閉所述加注閥(5)、所述真空閥(8)和所述回收閥(13)各自對應的閥門，并關閉所述真空泵(7)，停止對所述星上氣瓶(4)、所述回收裝置(12)和所述第二連接管道抽真空；

f.打開加注閥(5)，根據預設的打開時間和間隔時間打開氣源閥(3)，當第三連接管道的壓力達到預設范圍，且絕壓壓力表(14)的顯示示數穩定時，通過純度分析儀(15)分析所述星上氣瓶(4)的氙氣純度是否滿足預設氙氣純度，若所述第三連接管道的氙氣純度不滿足預設氙氣純度，則打開回收閥(13)，當所述絕壓壓力表(14)的顯示示數降到預設回收壓強時，關閉回收閥(13)；

f’.重復步驟f，若所述星上氣瓶(4)的氙氣純度滿足預設氙氣純度，則關閉回收閥(13)；

g.打開氣源閥(3)和加注閥(5)，通過啟動電加熱器(2)對氙氣儲罐(1)中的氣態氙加熱，使得所述氙氣儲罐(1)中的液態氙加注到星上氣瓶(4)中，通過星上氣瓶稱重裝置(6)對所述星上氣瓶(4)稱重，當所述星上氣瓶(4)的重量達到預設重量,則關閉氣源閥(3)和加注閥(5)；

h.打開回收閥(13)，對連接氣源閥(3)、加注閥(5)和回收閥(13)的第三連接管道中的氙氣進行回收，當所述絕壓壓力表(14)的顯示示數降到所述預設回收壓強時，關閉回收閥(13)；

其中，氙氣加注方法所需的一種氙氣加注系統，包括氙氣儲罐(1)、電加熱器(2)、氣源閥(3)、星上氣瓶(4)、加注閥(5)、星上氣瓶稱重裝置(6)、真空泵(7)、真空閥(8)、氦氣閥(9)、氦氣瓶(10)、放氣閥(11)、回收裝置(12)、回收閥(13)、絕壓壓力表(14)、純度分析儀(15)和恒溫箱(16)；

其中，電加熱器(2)設置在氙氣儲罐(1)的頂部，氙氣儲罐(1)經氣源閥(3)和加注閥(5)與星上氣瓶(4)連接；

真空泵(7)經真空閥(8)、絕壓壓力表(14)、純度分析儀(15)和加注閥(5)與星上氣瓶(4)連接；

氦氣瓶(10)經氦氣閥(9)、絕壓壓力表(14)、純度分析儀(15)和加注閥(5)與星上氣瓶(4)連接；

回收裝置(12)經回收閥(13)、絕壓壓力表(14)、純度分析儀(15)和加注閥(5)與星上氣瓶(4)連接；

星上氣瓶稱重裝置(6)設置在星上氣瓶(4)的下方；

放氣閥(11)經加注閥(5)與星上氣瓶(4)連接；

氙氣儲罐(1)、電加熱器(2)、氣源閥(3)、星上氣瓶(4)、加注閥(5)和星上氣瓶稱重裝置(6)放置在恒溫箱(16)內；

所述氙氣加注系統中的氙氣儲罐(1)、氣源閥(3)、星上氣瓶(4)、加注閥(5)、真空泵(7)、真空閥(8)、氦氣閥(9)、氦氣瓶(10)、放氣閥(11)、回收裝置(12)、回收閥(13)、絕壓壓力表(14)和純度分析儀(15)通過連接管道連接；

所述連接管道的長度為l；

所述氙氣儲罐(1)的出口位置設置在所述氙氣儲罐(1)的下方，所述出口位置在豎直方向上高于星上氣瓶(4)；

所述絕壓壓力表(14)的顯示示數小于所述氙氣儲罐(1)、所述氣源閥(3)、所述星上氣瓶(4)、所述加注閥(5)、所述真空閥(8)、所述氦氣閥(9)、所述氦氣瓶(10)、所述放氣閥(11)、所述回收裝置(12)、所述回收閥(13)、所述純度分析儀(15)和所述連接管道中最小的耐壓壓力值。