[发明专利]基于电子秤和质量流量计的冗余加注系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种火箭上面级推进剂加注系统，具体的说，是涉及一种基于电子秤和质量流量计的冗余加注系统。

背景技术

常温火箭推进剂加注系统主要用于为火箭定量加注推进剂。一旦无法定量加注，火箭可能无法进入预定轨道或发射失败。而当加注过程出现故障，则需将推进剂完全泄回，重新加注，这将会影响整个火箭发射流程，导致错过火箭发射窗口，因此需要确保加注过程的安全可靠。

但是，现有的加入系统可靠性差，无法保证加注过程的安全可靠。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种能够保证上面级推进剂加注过程安全可靠的基于电子秤和质量流量计的冗余加注系统。

本发明所采取的技术方案是：

一种基于电子秤和质量流量计的冗余加注系统，包括加注罐和贮箱，贮箱设置有加注口和溢出口；加注罐设置有出液口和挤压进气口，所述加注罐设置有用于称量加注罐质量的电子秤，加注罐出液口与第一手动阀相连接；第一手动阀与质量流量计相连接；质量流量计与第一气动阀相连接；第一气动阀与加泄连接器相连接；加泄连接器连接有光电传感器；加泄连接器与第二气动阀相连接；第二气动阀与贮箱加注口相连接；

所述贮箱溢出口与第三气动阀相连接；第三气动阀与泄液连接器相连接；泄液连接器分别与贮箱压力监测传感器、稳压阀的一端和溢出管道相连接；溢出管道与废气处理装置相连接；稳压阀的另一端与第四气动阀相连接；加注罐挤压进气口连接有第二手动阀；第二手动阀与第四气动阀和第五气动阀相连接；第五气动阀通过单向阀与气体流量控制器相连接；气体流量控制器通过第六电磁阀与外接压缩气源相连接。

所述加注罐设置有安全阀。

一种基于电子秤和质量流量计的冗余加注方法，包括如下步骤：

启动加注工序，由减压阀提供0.5±0.05MPa的氮气，通过第六电磁阀、流量控制器、单向阀、第五电磁阀将挤压氮气送入加注罐气枕部位；推进剂从加注罐内插底管流出后，流经第一气动阀到达贮箱加泄口的加泄连接器中，经加泄连接器进入贮箱内，加注过程中，包括以电子秤和流量控制器组合的定量方式和以质量流量计的定量方式；

加泄连接器的液腔内设有光电传感器，当光电传感器检测到有液体经过时，发出信号至控制系统控制电子秤、流量积算仪、气体流量控制器和质量流量计自动清零；电子秤、流量积算仪、气体流量控制器和质量流量计开始计量加注量；

贮箱内气体经过泄液连接器排出贮箱，流经稳压阀和第四气动阀排出加注设备进入废气处理装置；经过中和液的吸收后，将满足排放要求的废气排空；加注过程中贮箱反压由排气管路中稳压阀维持。

所述质量流量计定量方式为主定量方式时，初始加注流量由PLC采集质量流量计瞬时流量值，与设定流量值比较，当实际流量比设定值小10％，控制系统将发出指令至流量控制器增大挤压气体流量；当实际流量接近设定值时，控制系统将发出指令至流量控制器减小挤压气体流量；

当以初始流量加注至50kg时，由控制系统控制质量流量控制器增大挤压气体流量，直至质量流量计显示瞬时流量在11L/min～12L/min时，流量控制器不再继续增大流量，并保持对应的挤压气体流量至加注结束。

所述电子秤和流量控制器组合定量方式为主定量方式时，初始加注流量由PLC采集加注电子秤数值变化，计算出加注流量，与设定流量值比较，当实际流量比设定值小10％，控制系统将发出指令至流量控制器增大挤压气体流量；当实际流量接近设定值时，控制系统将发出指令至流量控制器减小挤压气体流量，当以初始流量加注至50kg时，由控制系统控制质量流量控制器增大挤压气体流量，直至PLC计算的瞬时流量在11L/min～12L/min时，流量控制器不再继续增大流量，并保持对应的挤压气体流量至加注结束。

在加注过程中，电子秤和流量控制器组合定量方式为主定量方式，质量流量计定量方式为备用量方式；控制电子秤和流量控制器组合定量方式的PLC和控制质量流量计定量方式的PLC同时工作，分别以自己的定量方式计量加注量；电子秤和流量控制器组合定量方式的PLC控制受控设备；质量流量计定量方式的PLC只计量，并不控制受控设备；当电子秤和流量控制器组合定量方式出现故障时，切换到质量流量计定量为主定量方式继续完成加注工作；此时质量流量计定量方式的PLC控制受控设备。

电子秤和流量控制器组合定量方式切换为质量流量计定量方式，设置有0.5S切换延时。

本发明相对现有技术的有益效果：