[發明專利]一種微小衛星無排放變壓力在軌加注系統

有效

• 申請號: 202011164947.8
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112357124B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 李文;李永;劉錦濤;丁鳳林;郭蕾;宋飛;陳濤;王猛杰;王振興;王斌;馬云華;李湘寧;周超;王磊;畢強
• 申請（專利權）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: B64G1/40
• 分類號: B64G1/40
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 徐曉艷

1.一種微小衛星無排放變壓力在軌加注系統，其特征在于包括母星燃料補給裝置和子星加注裝置；

母星燃料補給裝置，包括氦氣瓶、氣體增壓模塊、吹除旁路、液路通斷控制模塊、服務貯箱TankA、氣液服務接口；氦氣瓶連接氣體增壓模塊，氣體增加模塊將氣路分成兩路，一路連接服務貯箱TankA；另一路連接吹除旁路；服務貯箱TankA和吹除旁路輸出端連接至液路通斷控制模塊，液路通斷控制模塊的輸出端連接氣液服務接口；

子星加注裝置，包括氣液加注接口、加注通斷控制模塊、目標貯箱TankB、推力器組；氣液加注接口連接加注通斷控制模塊，加注通斷控制模塊的輸出端連接至目標貯箱TankB的氣口，目標貯箱TankB的液口連接至推力器組；

母星燃料補給裝置中的氣液服務接口與子星加注裝置的氣液加注接口相互匹配，兩者密封連接，形成服務貯箱TankA和目標貯箱TankB間的密封氣液通路；

加注時，液路通斷控制模塊連通服務貯箱TankA和氣液服務接口，加注通斷控制模塊連通氣液加注接口和目標貯箱TankB；氣體增壓模塊對氦氣瓶輸出的增壓氦氣進行減壓控制，確保服務貯箱TankA內氣墊壓力高于目標貯箱TankB內氣墊壓力，通過壓力差實現服務貯箱TankA向目標貯箱TankB的推進劑傳輸，并通過壓力差實現推進劑傳輸速率控制；

加注后，液路通斷控制模塊連通吹除旁路和氣液服務接口，加注通斷控制模塊連通氣液加注接口和目標貯箱TankB；氣體增壓模塊，將對氦氣瓶輸出的增壓氦氣進行壓力控制，減壓之后的氦氣經過吹除旁路到達氣液服務接口，再通過氣液加注接口，將傳輸管路中的殘液吹除至目標貯箱TankB。

2.根據權利要求1所述的一種微小衛星無排放變壓力在軌加注系統，其特征在于所述氣體增壓模塊包括第一自鎖閥LV1、第二自鎖閥LV2、第三自鎖閥LV3、第四自鎖閥LV4、第一壓力傳感器PT1、第二壓力傳感器PT2、第三壓力傳感器PT3；

第一自鎖閥LV1、第二自鎖閥LV2并聯連接，第三自鎖閥LV3、第四自鎖閥LV4并聯連接，并聯的第一自鎖閥LV1、第二自鎖閥LV2一端與氦氣瓶輸出端連接，另一端與并聯的第三自鎖閥LV3、第四自鎖閥LV4串聯連接，構成高壓自鎖閥組；第三自鎖閥LV3、第四自鎖閥LV4的另一端連接服務貯箱的氣體輸入端，第一自鎖閥LV1與第三自鎖閥LV3連接節點同時連接吹除旁路的輸入端；

第一壓力傳感器PT1連接在氦氣瓶與高壓自鎖閥組之間；第二壓力傳感器PT2、第三壓力傳感器PT3位于高壓自鎖閥組與服務貯箱之間。

3.根據權利要求1所述的一種微小衛星無排放變壓力在軌加注系統，其特征在于所述吹除旁路包括第五自鎖閥LV5、第六自鎖閥LV6、第四傳感器PT4；

第五自鎖閥LV5一端連接氣體增壓模塊，另一端與第六自鎖閥LV6串聯連接，第六自鎖閥LV6的另一端連接液路通斷控制模塊，第四傳感器PT4位于第五自鎖閥LV5、第六自鎖閥LV6之間，用于與第二自鎖閥LV2和第五自鎖閥LV5配合采用Bang-Bang控制對吹除過程進行精確控制。

4.根據權利要求3所述的一種微小衛星無排放變壓力在軌加注系統，其特征在于所述吹除旁路還包括剩余量測量裝置MP，剩余量測量裝置MP位于第五自鎖閥LV5、第六自鎖閥LV6之間；

加注完成后，由氣體增壓模塊向服務貯箱TankA充氣，確保第三自鎖閥LV3、第四自鎖閥LV4至服務貯箱氣口管路內無液體；之后，第三自鎖閥LV3、第四自鎖閥LV4、第五自鎖閥LV5打開，實現剩余量測量模塊MP與服務貯箱的連通，剩余量測量裝置MP采用氣體激勵法完成服務貯箱內液體剩余量的測量；

剩余量測量完成后，關閉第三自鎖閥LV3、第四自鎖閥LV4、第五自鎖閥LV5，確保第三自鎖閥LV3、第四自鎖閥LV4、第五自鎖閥LV5和第六自鎖閥LV6之間管路無液。