[发明专利]一种用于火箭发射喷水的蝶阀气动冗余系统及其控制方法

说明书

本发明公开了用于火箭发射喷水的蝶阀气动冗余系统及其控制方法，该系统中的气罐、第一电磁阀组、第一单向阀、气动装置依次连接，形成正常状态供气通路；气罐、第二电磁阀组、第二单向阀、气动装置依次连接，形成故障状态供气通路；气动装置连接蝶阀；该方法包括：S1，令三位四通电磁阀A、C保持关闭，令三位四通电磁阀B保持开启；S2，检测三位四通电磁阀A是否正常，正常则执行步骤S3，不正常则执行步骤S4；S3，通过正常状态供气通路为气动装置供气；S4，通过故障状态供气通路为气动装置供气。本发明创新地开发了电磁阀的有效组合与冗余控制方案，保证蝶阀及时的响应，从而大大地提高了用于火箭发射喷水的蝶阀动作的可靠性。

技术领域

本发明涉及火箭发射技术领域，更为具体来说，本发明为一种用于火箭发射喷水的蝶阀气动冗余系统及其控制方法。

背景技术

在火箭发射过程中，高温、高速、高凝相燃气流往往会对发射设备、发射设施以及火箭本体产生严重的烧蚀，并同时产生了高声强噪声问题。为解决这些问题，火箭发射技术领域发展了喷水降温降噪新技术。该技术的实质是在火箭起飞的过程中利用一套喷水系统向预定区域喷水，利用冷水介质与高温、高速燃气流混合进行能量交换和动量交换，降低火箭发射燃气流的动量和能量，从而达到降低火箭发射时的燃气流烧蚀强度及噪声强度。

火箭发射过程是一个典型的瞬时事件，火箭发射燃气流影响发射支持系统以及发射设施的瞬时时间一般不超过十秒，由此决定开发的喷水降温降噪系统必须具有快速响应功能。一般来说，喷水降温降噪系统快速响应功能依赖喷水阀门的响应速度与发射场水流供应条件，在发射场水流供应条件满足的情况下，喷水阀门的响应速度便成为了重中之重。

虽然现有用于喷水的阀门有时也能满足响应速度要求，但在火箭发射这种特殊的条件下，对整个喷水系统的要求变得非常高，特别是对可靠性和鲁棒性的要求，常规的方案经常出现阀门失效、喷水延迟等问题，因而常规的方案无法保证阀门开闭的可靠性，从而导致火箭发射喷水降温降噪功能大打折扣，对发射设施、发射设备、及火箭本体造成了严重的伤害，甚至会导致火箭发射失败。

因此，在发射场水流供应条件满足的条件下，如何提高用于火箭发射喷水的阀门的可靠性成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题和始终研究的重点。

发明内容

为解决常规的用于火箭发射喷水的蝶阀存在可靠性低等问题，本发明创新地提供了一种用于火箭发射喷水的蝶阀气动冗余系统及其控制方法，通过对驱动蝶阀的气动装置的冗余控制，解决现有的用于火箭发射喷水的蝶阀可靠性低的问题，实现用于火箭发射喷水的蝶阀有效、可靠地动作，从而提高了用于火箭发射喷水的蝶阀工作的可靠性和稳定性，进而提高了整个火箭发射喷水系统工作的可靠性。

为实现上述的技术目的，本发明公开了一种用于火箭发射喷水的蝶阀气动冗余系统，所述蝶阀气动冗余系统包括气罐、第一电磁阀组、第二电磁阀组、第一单向阀、第一流量调节阀、第二单向阀、第二流量调节阀、气动装置及蝶阀；所述气罐、第一电磁阀组、第一单向阀、气动装置依次连接，形成正常状态供气通路；所述气罐、第二电磁阀组、第二单向阀、气动装置依次连接，形成故障状态供气通路；所述第一电磁阀组包括串联的三位四通电磁阀A和三位四通电磁阀B，所述第二电磁阀组包括三位四通电磁阀C；所述第一流量调节阀与所述第一单向阀并联，所述第二流量调节阀与所述第二单向阀并联，所述气罐具有进气口，所述气动装置连接所述蝶阀；所述蝶阀气动冗余系统还包括用于控制所述三位四通电磁阀A、三位四通电磁阀B、三位四通电磁阀C及气动装置开启或关闭的控制器。

本发明创新地为驱动蝶阀的气动装置提供了两条供气通路，一般情况下通过正常状态供气通路供气，在正常状态供气通路发生问题时，通过故障状态供气通路供气，实现“有备无患”地驱动气动装置，保证蝶阀的响应速度，从而提高了蝶阀工作的可靠性，且为火箭的成功发射提供了有效支持。

进一步地，所述蝶阀气动冗余系统还包括组合过滤器，所述组合过滤器同时与第一电磁阀组、第二电磁阀组连接。