[1]Полезная модель относится к устройствам для заполнения емкостей сжатыми газами и может быть использовано для шар-баллонов системы коррекции космического аппарата ксеноном особой чистоты.
[2]Известно устройство для заправки двигательных установок космического аппарата ксеноном, содержащее заправочный и термостатируемый заправляемый баки, заправочную магистраль с системой обратных клапанов, аккумулятор давления, теплообменник с холодильным агрегатом. (Патент на изобретение RU 2317234 C1, опубл. 20.02.2008). Данное устройство производит заправку бака при температуре ксенона ниже критической с использованием мембранного аккумулятора давления. Мембрана в качестве насоса позволяет обеспечивать заданную чистоту ксенона из-за отсутствия вероятности попадания в систему смазочных материалов и атмосферного воздуха. Контроль массы заправляемого рабочего тела осуществляется взвешиванием заправляемого бака, что обеспечивает высокую точность. Однако способ непригоден для заправки бака, встроенного в конструкцию космического аппарата, так как его нужно извлекать и помещать в специальное термостатирующее устройство. Предпочтительнее заправлять бак в составе аппарата, прошедшего уже все проверки.
[3]Известен способ заправки двигательной установки космического аппарата ксеноном и устройство для его осуществления (Патент на изобретение RU 2341424 C2, опубл. 20.12.2008). Способ, согласно изобретению, заключается в обеспечении перетекания ксенона из заправочного баллона в заправляемый бак. После выравнивания давлений в заправочном баллоне и заправляемом баке дозаправку производят принудительным перекачиванием ксенона. Заправляемый бак встроен в конструкцию космического аппарата, а заправочный баллон и перекачивающее устройство установлены на весы. Устройство, согласно изобретению, имеет небольшие габариты и массу. Технический результат изобретений состоит в возможности производить высокоточную и высокочистую заправку ксеноном баков, встроенных в конструкцию космического аппарата, в повышении мобильности и упрощении средств заправки.
[4]Данное устройство для осуществления способа заправки двигательной установки космического аппарата ксеноном принято в качестве прототипа предлагаемой полезной модели.
[5]Данная установка перекачивает ксенон с помощью поршневого компрессора, имеющим пневматический привод. Контроль дозы заправляемого ксенона осуществляется путем взвешивания всей установки и заправочного баллона, при этом заправляемый бак находится в составе космического аппарата, что является достоинством данного агрегата. Поршневой компрессор представляет собой конструкцию из двух соосных поршней, расположенных в разных полостях (ксеноновая и воздушная полость). Между полостями располагается уплотнительный узел, который должен препятствовать попаданию воздуха в ксеноновую полость. Однако через данный узел происходит утечка ксенона, что является недостатком агрегата. Также существует вероятность загрязнения ксенона из-за попадания механических частиц от уплотнения поршня при его трении о стенки цилиндра.
[6]Задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение высокой чистоты заправляемого ксенона при заправке шар-баллонов, встроенных в конструкцию космического летательного аппарата. Это достигается тем, что в предлагаемой полезной модели для перекачки ксенона используется мембранный компрессор, состоящий из двух ступеней, который обеспечивает необходимую чистоту заправляемого ксенона за счет отсутствия вероятности попадания в систему механических частиц, смазочных материалов и атмосферного воздуха, а также агрегат заправки ксенона снабжен фильтрами очистки от механических примесей. Помимо этого перед заправкой ксеноном осуществляется вакуумирование агрегата заправки ксенона и продувка инертным газом для очистки системы от механических примесей и газов с последующим вакуумированием и полосканием ксеноном для обеспечения заданной чистоты заправляемого ксенона. При этом осуществляется отбор пробы ксенона из агрегата для осуществления контроля качества ксенона перед началом заправки шар-баллона заправляемого изделия.
[7]Поставленная задача достигается за счет того, что агрегат заправки ксенона для заправки шар-баллона ШБ заправляемого изделия ксеноном особой чистоты, содержащий арматурный блок АБ, содержащий запорные устройства в виде вентилей ВН1, ВН9, ВН4, ВH10, BH12, ВH15, манометры МН1, МН2, датчики давления ДД1 и температуры ДТ1, теплообменник АТ3, вход которого может быть соединен через дроссель ДР1, вентиль ВН25, штуцеры Ш13, Ш14, гибкий трубопровод ТГ6 с магистралью подачи воздуха, а его выход выполнен с возможностью соединения через вентиль ВН26, штуцеры Ш15, Ш24, гибкий трубопровод ТГ7 с магистралью дренажа воздуха, арматурный блок АБ выполнен с возможностью соединения через гибкий трубопровод ТГ1 и штуцеры Ш1, Ш2 с транспортировочным баллоном ТБ, устанавливаемым на весы ВС, и выполнен с возможностью соединения через гибкий трубопровод ТГ3 и штуцеры Ш11, Ш12 с вентилем ВН16 и шар-баллоном ШБ заправляемого изделия, отличающийся тем, что арматурный блок АБ снабжен мембранным компрессором МК для принудительной перекачки ксенона из транспортировочного баллона ТБ после выравнивания давлений в транспортировочном баллоне ТБ и шар-баллоне ШБ заправляемого изделия, вход мембранного компрессора МК подключен к арматурному блоку через и штуцер Ш4, а его выход подключен через штуцер Ш5 и вентиль ВН7 к теплообменнику АТ3, мембранный компрессор МК состоит из входного вентиля ВН5, двух ступеней, каждая из которых снабжена мембраной М1, М2, соединенной общим валом с электродвигателем ЭД, и установленным за ней промежуточным теплообменником AT1, АТ2, выходного вентиля ВН6, причем вход промежуточного теплообменника первой ступени АТ1 мембранного компрессора МК выполнен с возможностью соединения через штуцеры Ш18, Ш19, Ш20, гибкий трубопровод ТГ4, вентиль ВН23 с магистралью подачи воды, а его выход соединен с входом промежуточного теплообменника второй ступени АТ2 мембранного компрессора МК, его выход выполнен с возможностью соединения через вентиль ВН24, штуцеры Ш21, Ш22, Ш23, гибкий трубопровод ТГ5 с магистралью слива воды.
[8]Кроме того, арматурный блок АБ агрегата заправки ксенона снабжен фильтрами очистки от механических примесей Ф1, Ф2 и клапанами обратными КО1, КО2, установленными на выходе из мембранного компрессора МК после вентиля ВН8, а также за теплообменником заправочной магистрали АТ3.
[9]Кроме того, арматурный блок АБ агрегата заправки ксенона может быть подключен через вентиль ВН22, штуцеры Ш16, Ш17 и гибкий трубопровод ТГ2 к магистрали подачи инертного газа для проверки герметичности агрегата заправки ксенона.
[10]Кроме того, арматурный блок АБ агрегата заправки ксенона снабжен через вентиль ВН11 блоком вакуумирования БВ, состоящим из трех параллельно соединенных магистралей, две из которых содержат вентили BH17, BH18, BH19, BH20, мановакуумметры MВ1, MВ2, насосы вакуумные HВ1, HB2, штуцеры Ш7, Ш8, третья магистраль содержит вентиль ВН21, клапан обратный КО3, штуцер Ш9, причем блок вакуумирования БВ выполнен с возможностью подключения через штуцеры Ш10, Ш26 и гибкий трубопровод ТГ8 к магистрали дренажа газа при вакуумировании.
[11]Кроме того, агрегат заправки ксенона дополнительно снабжен пробоотборниками ПР1, ПР2, ПР3, подключенными через вентили ВН2, ВН3, ВН13, ВН14, ВН27 и штуцеры Ш3, Ш6, Ш25 к арматурному блоку АБ агрегата заправки ксенона.
[12]Сущность полезной модели поясняется чертежом. На Фиг.1 изображена принципиальная пневмогидравлическая схема агрегата заправки ксенона.
[13]Агрегат заправки ксенона содержит транспортировочный баллон ТБ, установленный на весы ВС и подключенный через шайбы Ш1, Ш2 и гибкий трубопровод ТГ1 к арматурному блоку АБ, который пристыкован через шайбы Ш11, Ш12 и гибкий трубопровод ТГ3 к заправляемому изделию, содержащему шар-баллон ШБ с вентилем ВН16, к пробоотборникам ПР1, ПР2, ПР3 через шайбы Ш3, Ш6, Ш25 и вентили ВН3, BH14, BH27 соответственно, и к наземному оборудованию, содержащему магистраль подачи инертного газа (подключен к АБ через вентиль ВН22, шайбы Ш16, Ш17 и гибкий трубопровод ТГ2), магистраль подачи воды (подключен к АБ через шайбы Ш18, Ш19 и гибкий трубопровод ТГ4), магистраль слива воды (подключен к АБ через шайбы Ш22, Ш23 и гибкий трубопровод ТГ5), магистраль подачи воздуха (подключен к АБ через шайбы Ш13, Ш14 и гибкий трубопровод ТГ6), магистраль дренажа воздуха (подключен к АБ через шайбы Ш15, Ш24 и гибкий трубопровод ТГ7), магистраль дренажа газа при вакуумировании (подключен к АБ через шайбы Ш10, Ш26 и гибкий трубопровод ТГ8).
[14]Арматурный блок АБ содержит вентили BH1, BH2, BH4, BH7, BH8, BH9, BH10, ВH11, BH12, BH13, BH15, BH23, BH24, BH25, BH26, манометры MH1, MH2, клапаны обратные КО1, КО2, фильтры Ф1, Ф2, датчик давления ДД1, датчик температуры ДТ1, теплообменник АТ3, дроссель ДР1, мембранный компрессор МК, блок вакуумирования БВ.
[15]Мембранный компрессор МК содержит входной вентиль ВН5, две ступени, каждая из которых снабжена мембранами М1 и М2 соответственно, соединенными общим валом с электродвигателем ЭД, и установленным за ними промежуточными теплообменниками AТ1 и АТ2 соответственно, выходного вентиля ВН6.
[16]Блок вакуумирования БВ содержит вентили BH17, BH18, BH19, BH20, BH21, мановакуумметры MB1, MB2, клапан обратный КО3, насосы вакуумные HB1, HB2, шайбы Ш7, Ш8, Ш9.
[17]Функционирование агрегата заправки ксенона предполагает 4 этапа:
[18]этап 1: подготовка агрегата заправки ксенона к работе с контролем качества ксенона для подтверждения готовности к заправке при помощи отбора пробы ксенона из агрегата заправки ксенона пробоотборником ПР2;
[19]этап 2: заправка шар-баллона ШБ изделия ксеноном из транспортировочного баллона ТБ с осуществлением весового контроля и проверкой качества ксенона посредством отбора пробы из заправленного ШБ пробоотборником ПР3;
[20]этап 3: перекачка ксенона из ШБ в транспортировочный баллон ТБ (обратный процесс) с осуществлением проверки качества ксенона посредством отбора пробы из заправленного транспортировочного баллона ТБ пробоотборником ПР1;
[21]этап 4: консервация агрегата заправки ксенона после заправки транспортировочного баллона ТБ ксеноном (консервационное давление 0,8 МПа).
[22]Работа агрегата заправки ксенона осуществляется следующим образом.
[23]Этап 1: подготовка агрегата заправки ксенона к работе с контролем качества ксенона для подтверждения готовности к заправке при помощи отбора пробы ксенона из агрегата заправки ксенона пробоотборником ПР2:
[24]1.1 Подключение агрегата заправки ксенона к транспортировочному баллону ТБ с ксеноном, наземному оборудованию, заправляемому изделию и пробоотборникам: стыковка агрегата заправки ксенона с ШБ заправляемого изделия посредством соединения гибкого трубопровода ТГ3 к штуцерам Ш11 и Ш12; стыковка агрегата заправки ксенона с магистралью подачи инертного газа посредством соединения гибкого трубопровода ТГ2 к штуцерам Ш16 и Ш17; стыковка агрегата заправки ксенона с магистралью подачи воды для охлаждения мембранного компрессора МК посредством соединения гибкого трубопровода ТГ4 к штуцерам Ш18 и Ш19; стыковка агрегата заправки ксенона с магистралью слива воды для охлаждения мембранного компрессора МК посредством соединения гибкого трубопровода ТГ5 к штуцерам Ш22 и Ш23; стыковка агрегата заправки ксенона с магистралью подачи воздуха для охлаждения ксенона перед подачей в ШБ посредством соединения гибкого трубопровода ТГ6 к штуцерам Ш13 и Ш14; стыковка агрегата заправки ксенона с магистралью дренажа воздуха для охлаждения ксенона перед подачей в ШБ посредством соединения гибкого трубопровода ТГ7 к штуцерам Ш15 и Ш24; стыковка агрегата заправки ксенона через штуцеры Ш7, Ш8, Ш9 с магистралью дренажа ксенона/инертного газа при вакуумировании агрегата заправки ксенона посредством соединения гибкого трубопровода ТГ8 к штуцерам Ш10 и Ш26; установка транспортировочного баллона ТБ с ксеноном на весы ВС для обеспечения весового контроля заправляемой массы ксенона; стыковка агрегата заправки ксенона с транспортировочным баллоном ТБ с ксеноном посредством соединения гибкого трубопровода ТГ1 к штуцерам Ш1 и Ш2; подключение пробоотборника ПР1 для ксенона к агрегата заправки ксенона к штуцеру Ш3; подключение пробоотборника ПР2 для ксенона к агрегата заправки ксенона к штуцеру Ш6; подключение пробоотборника ПР3 для ксенона к агрегата заправки ксенона к штуцеру Ш25; подключение мембранного компрессора МК к арматурному блоку АБ агрегата заправки ксенона через штуцеры Ш4, Ш5, Ш20, Ш21.
[25]1.2 Вакуумирование агрегата заправки ксенона перед продувкой системы инертным газом для очистки системы от механических примесей и газов для обеспечения заданной чистоты заправляемого ксенона: открытие вентиля ВН18 для обеспечения сброса откачиваемых газов вакуумным насосом HВ1 из системы агрегата заправки ксенона в дренаж; включение вакуумного насоса НВ1; открытие вентилей ВН11 и ВН17 для начала откачивания газов из системы агрегата заправки ксенона с контролем давления по мановакуумметру МВ1; последовательное открытие вентилей ВН1 - ВН16, ВН 27 для возможности вакуумирования всей системы агрегата заправки ксенона, шарового баллона ШБ и пробоотборников ПР1, ПР2, ПР3 с контролем давления по мановакуумметру МВ1; закрытие вентиля ВН17 при достижении в системе абсолютного давления 10 Па; отключение вакуумного насоса HB1; закрытие вентиля BH18 для перекрытия трубопровода, связывающего вакуумный насос HВ1 и дренаж системы; открытие вентиля BH20 для обеспечения сброса откачиваемых газов вакуумным насосом HB2 из системы агрегата заправки ксенона в дренаж; включение вакуумного насоса НВ2; открытие вентиля ВН19 для продолжения откачивания газов из системы агрегата заправки ксенона с контролем давления по мановакуумметру MВ2; закрытие вентиля BH19 при достижении в системе абсолютного давления 0,01 Па; отключение вакуумного насоса НВ2; закрытие вентиля BH20 для перекрытия трубопровода, связывающего вакуумный насос HB2 и дренаж системы.
[26]1.3 Подача инертного газа в агрегат заправки ксенона для очистки системы от механических примесей и газов для обеспечения заданной чистоты заправляемого ксенона: открытие вентиля ВН22; подача инертного газа в агрегат заправки ксенона и ШБ под давлением 18,6 МПа для «полоскания» полостей и очистки от механических примесей и газов для обеспечения заданной чистоты заправляемого ксенона; закрытие вентиля ВН22 при достижении давления в агрегате заправки ксенона 18,6 МПа (контроль по датчику давления ДД1); открытие вентиля ВН21 для стравливания давления инертного газа в системе агрегата заправки ксенона до уровня атмосферного давления через клапан обратный КО3 в дренаж для удаления смеси инертного газа с механическими примесями и газами; закрытие вентиля ВН21 после выравнивания давления инертного газа в системе агрегата заправки ксенона до уровня атмосферного давления.
[27]1.4 Вакуумирование агрегата заправки ксенона после заполнения системы инертным газом для очистки системы от механических примесей и газов для обеспечения заданной чистоты заправляемого ксенона: открытие вентиля BH18 для обеспечения сброса откачиваемых газов вакуумным насосом HВ1 из системы агрегата заправки ксенона в дренаж; включение вакуумного насоса HB1; открытие вентиля BН17 для начала откачивания газов из системы агрегата заправки ксенона с контролем давления по мановакуумметру МВ1; закрытие вентиля BH17 при достижении в системе абсолютного давления 10 Па; отключение вакуумного насоса HВ1; закрытие вентиля BН18 для перекрытия трубопровода, связывающего вакуумный насос HВ1 и дренаж системы; открытие вентиля ВН20 для обеспечения сброса откачиваемых газов вакуумным насосом HB2 из системы агрегата заправки ксенона в дренаж; включение вакуумного насоса HB2; открытие вентиля ВН19 для продолжения откачивания газов из системы агрегата заправки ксенона с контролем давления по мановакуумметру MВ2; закрытие вентиля BH19 при достижении в системе абсолютного давления 0,01 Па; отключение вакуумного насоса HB2; закрытие вентиля BH20 для перекрытия трубопровода, связывающего вакуумный насос HВ2 и дренаж системы.
[28]1.5 Для обеспечения качественной очистки системы агрегата заправки ксенона и ШБ от механических примесей и других газов необходимо повторить п.1.3 и п.1.4 ещё два раза.
[29]1.6 Подача ксенона в агрегат заправки ксенона для очистки системы от механических примесей и газов для обеспечения заданной чистоты заправляемого ксенона: открытие вентиля на транспортировочном баллоне ТБ; подача ксенона в агрегат заправки ксенона и ШБ под давлением 18,6 МПа для «полоскания» полостей и очистки от механических примесей и газов для обеспечения заданной чистоты заправляемого ксенона; закрытие вентиля на транспортировочном баллоне ТБ при достижении давления в агрегат заправки ксенона 18,6 МПа (контроль по датчику давления ДД1); открытие вентиля BН21 для стравливания давления ксенона в системе агрегата заправки ксенона до уровня атмосферного давления через клапан обратный КО3 в дренаж для удаления смеси ксенона с механическими примесями и газами; закрытие вентиля ВН21 после выравнивания давления газа в системе агрегата заправки ксенона до уровня атмосферного давления.
[30]1.7 Вакуумирование агрегата заправки ксенона после заполнения системы ксеноном для очистки системы от механических примесей и газов для обеспечения заданной чистоты заправляемого ксенона: открытие вентиля ВН18 для обеспечения сброса откачиваемых газов вакуумным насосом HВ1 из системы агрегата заправки ксенона в дренаж; включение вакуумного насоса HB1; открытие вентиля BH17 для начала откачивания газов из системы агрегата заправки ксенона с контролем давления по мановакуумметру МВ1; закрытие вентиля BН17 при достижении в системе абсолютного давления 10 Па; отключение вакуумного насоса HВ1; закрытие вентиля BH18 для перекрытия трубопровода, связывающего вакуумный насос HB1 и дренаж системы; открытие вентиля ВН20 для обеспечения сброса откачиваемых газов вакуумным насосом HB2 из системы агрегата заправки ксенона в дренаж; включение вакуумного насоса HB2; открытие вентиля ВН19 для продолжения откачивания газов из системы агрегата заправки ксенона с контролем давления по мановакуумметру MВ2; закрытие вентиля BH19 при достижении в системе абсолютного давления 0,01 Па; отключение вакуумного насоса HB2; закрытие вентиля BH20 для перекрытия трубопровода, связывающего вакуумный насос HВ2 и дренаж системы; закрытие вентилей BН3, BH14 и BH27 подачи ксенона для пробоотборников ПР1, ПР2, ПР3.
[31]1.8 Заправка ксеноном агрегата заправки ксенона для дальнейшей перекачки в ШБ: закрытие вентиля ВН15 для перекрытия трубопровода, связывающего ШБ заправляемого изделия и агрегат заправки ксенона; открытие вентиля на транспортировочном баллоне ТБ для заполнения ксеноном агрегата заправки ксенона.
[32]1.9 Отбор пробы ксенона из агрегата заправки ксенона пробоотборником ПР2 для осуществления контроля качества ксенона перед началом заправки ШБ: открытие вентилей BН13, BН14 для подачи ксенона из системы агрегата заправки ксенона в пробоотборник ПР2 (контроль давления в системе манометром МН2); закрытие вентилей BH13, BH14 после окончания изменения давления в системе, что будет означать окончание отбора пробы ксенона; отсоединение пробоотборника ПР2 от агрегата заправки ксенона для осуществления контроля качества пробы ксенона для подтверждения работоспособности системы и продолжения выполнения последующих пунктов.
[33]Этап 2: заправка шар-баллона ШБ изделия ксеноном из транспортировочного баллона ТБ с осуществлением весового контроля и проверкой качества ксенона посредством отбора пробы из заправленного ШБ пробоотборником ПР3:
[34]2.1 Заполнение шар-баллона ШБ ксеноном без участия мембранного компрессора МК посредством перетекания из области повышенного давления в область с меньшим давлением: закрытие вентилей BH4, BH8, BH10, BH11 для осуществления перетекания ксенона из транспортировочного баллона ТБ в ШБ без участия мембранного компрессора МК; фиксация массы транспортировочного баллона ТБ с ксеноном перед началом заправки агрегата заправки ксенона (весовой контроль) с помощью весов ВС; открытие вентиля ВН15 для начала процесса перекачки ксенона перетекания ксенона из транспортировочного баллона ТБ в ШБ; закрытие вентиля ВН9 после выравнивания давления в ШБ и транспортировочном баллоне ТБ (контроль давления по манометрам МН1 и МН2).
[35]2.2 Заполнение шар-баллона ШБ ксеноном при помощи мембранного компрессора МК: открытие вентилей ВН25 и ВН26 для подачи и дренажа воздуха через дроссель ДР1 и теплообменник АТ3 охлаждения ксенона перед подачей в агрегат заправки ксенона после мембранного компрессора МК; открытие вентилей ВН23 и ВН24 для подачи и слива воды через промежуточные теплообменники АТ1 и АТ2 охлаждения ксенона между ступенями мембранного компрессора МК; открытие вентилей ВН6 и ВН7 расположенных после мембранного компрессора МК на линии подачи ксенона в ШБ изделия; открытие вентилей ВН4 и ВH5, расположенных на входе в мембранный компрессор МК на линии подачи ксенона из транспортировочного баллона ТБ; запуск электродвигателя ЭД мембранного компрессора МК, осуществление весового контроля заправляемой дозы ксенона с помощью весов ВС.
[36]Ксенон проходит через первую ступень мембранного компрессора МК, состоящую из мембраны М1 и промежуточного теплообменника AT1, после чего поступает во вторую ступень мембранного компрессора МК, состоящую из мембраны М2 и промежуточного теплообменника АТ2. После чего через открытые вентили ВН6 и ВН7 ксенон поступает в теплообменник АТ3, где происходит снижение температуры ксенона до заданного уровня. После ксенон проходит через фильтр Ф2 очистки от механических примесей. Затем ксенон проходит через клапан обратный КО2, вентили BН12 и ВH15 в гибкий трубопровод ТГ3, пристыкованный к вентилю ВН16, при прохождении через который ксенон поступает в ШБ заправляемого изделия. При этом процессе происходит контроль температуры ксенона на входе в ШБ по датчику температуры ДТ1, контроль давления по датчику давления ДД1.
[37]2.3 Окончание заправки шар-баллона ШБ ксеноном при помощи мембранного компрессора МК: закрытие вентиля ВН12 при достижении заданной массы заправки ксенона в ШБ с учетом массы ксенона для отбора пробы; отключение электродвигателя ЭД мембранного компрессора МК; закрытие вентилей ВН4, ВH5, BН6, ВН7; закрытие вентилей BH23 и BН24 для окончания подачи и слива воды через промежуточные теплообменники АT1 и АТ2 охлаждения ксенона между ступенями мембранного компрессора МК; закрытие вентилей ВН25 и ВН26 для окончания подачи и дренажа воздуха через теплообменник АТ3 охлаждения ксенона перед подачей в агрегат заправки ксенона после мембранного компрессора МК.
[38]2.4 Отбор пробы ксенона из ШБ пробоотборником ПР3 для осуществления контроля качества ксенона после заправки ШБ изделия: открытие вентиля BH13, ВH27 для подачи ксенона из ШБ изделия (контроль давления в системе манометром МН2); закрытие вентиля ВН13, ВH27 после окончания изменения давления в ШБ, что будет означать окончание отбора пробы ксенона; отсоединение пробоотборника ПР3 от агрегата заправки ксенона для осуществления контроля качества пробы ксенона и подтверждения успешной заправки ксенона ШБ изделия.
[39]Этап 3: перекачка ксенона из ШБ в транспортировочный баллон ТБ (обратный процесс) с осуществлением проверки качества ксенона посредством отбора пробы из заправленного транспортировочного баллона ТБ пробоотборником ПР1:
[40]3.1 Заполнение транспортировочного баллона ТБ ксеноном без участия мембранного компрессора МК посредством перетекания из области повышенного давления (в ШБ) в область с меньшим давлением: закрытие вентилей ВН9, ВН12 для осуществления перетекания ксенона из ШБ в транспортировочный баллон ТБ без участия мембранного компрессора МК; закрытие вентиля ВН9 после выравнивания давления в ШБ и транспортировочном баллоне ТБ (контроль давления по манометрам МН1 и МН2).
[41]3.2 Заполнение транспортировочного баллона ТБ ксеноном из ШБ при помощи мембранного компрессора МК: открытие вентилей ВН23 и ВН24 для подачи и слива воды через промежуточные теплообменники АТ1 и АТ2 охлаждения ксенона между ступенями мембранного компрессора МК; открытие вентиля ВH10 (вентили ВH5, ВН6, BH8 открыты) для направления ксенона из ШБ на вход в мембранный компрессор МК; запуск электродвигателя ЭД мембранного компрессора МК.
[42]Ксенон проходит через первую ступень мембранного компрессора МК, состоящую из мембраны M1 и теплообменника AT1, после чего поступает во вторую ступень мембранного компрессора МК, состоящую из мембраны М2 и теплообменника АТ2. После чего через открытые вентили ВН6 и ВН8 ксенон проходит через фильтр Ф1 очистки от механических примесей. Затем ксенон проходит через клапан обратный КО1, вентиль ВH1 в гибкий трубопровод ТГ1, при прохождении через который ксенон поступает в транспортировочный баллон ТБ. При этом процессе происходит контроль давления по манометру МН1.
[43]3.3 Окончание перекачки ксенона из шар-баллона ШБ в транспортировочный баллон ТБ при помощи мембранного компрессора МК: отключение мембранного компрессора МК при окончании перепада давления на манометрах МН1 и МН2; закрытие вентилей BH5, BH6, BH8, BH10, BH15, BH16; закрытие вентилей BH23 и BH24 для окончания подачи и слива воды через промежуточные теплообменники AT1 и AT2 охлаждения ксенона между ступенями мембранного компрессора МК.
[44]3.4 Отбор пробы ксенона из транспортировочного баллона ТБ пробоотборником ПР1 для осуществления контроля качества ксенона: открытие вентиля ВН2, ВН3 для подачи ксенона из транспортировочного баллона ТБ (контроль давления в системе манометром МН1); закрытие вентиля ВН2, ВН3 после окончания изменения давления в транспортировочном баллоне ТБ, что будет означать окончание отбора пробы ксенона; отсоединение пробоотборника ПР1 от агрегата заправки ксенона.
[45]Этап 4: консервация агрегата заправки после заправки транспортировочного баллона ТБ ксеноном (консервационное давление 0,8 МПа):
[46]4.1 Создание в системе агрегата заправки ксенона давления ксенона 0,8 МПа: закрытие вентиля на транспортировочном баллоне ТБ; открытие вентилей ВН4-ВН11; открытие вентиля BН21 для снижения давления ксенона в системе агрегата заправки ксенона до уровня 0,8 МПа (контроль по манометру МН2); закрытие вентиля ВН21 при снижении давления ксенона в системе агрегата заправки ксенона до уровня 0,8 МПа (контроль по манометру МН2).
[47]4.2 Отключение агрегата заправки ксенона от транспортировочного баллона ТБ с ксеноном, наземного оборудования, ШБ: закрытие вентиля ВН1; отстыковка агрегата заправки ксенона от ШБ заправляемого изделия посредством отсоединения гибкого трубопровода ТГ3 от штуцеров Ш11 и Ш12; отстыковка агрегата заправки ксенона от магистрали подачи инертного газа посредством отсоединения гибкого трубопровода ТГ2 от штуцеров Ш16 и Ш17; отстыковка агрегата заправки ксенона от магистрали подачи воды для охлаждения мембранного компрессора МК посредством отсоединения гибкого трубопровода ТГ4 от штуцеров Ш18 и Ш19; отстыковка агрегата заправки ксенона от магистрали слива воды для охлаждения мембранного компрессора МК посредством отсоединения гибкого трубопровода ТГ5 от штуцеров Ш22 и Ш23; отстыковка агрегата заправки ксенона от магистрали подачи воздуха для охлаждения ксенона перед подачей в ШБ посредством отсоединения гибкого трубопровода ТГ6 от штуцеров Ш13 и Ш14; отстыковка агрегата заправки ксенона от магистрали дренажа воздуха для охлаждения ксенона перед подачей в ШБ посредством отсоединения гибкого трубопровода ТГ7 от штуцеров Ш15 и Ш24; отстыковка агрегата заправки ксенона от магистрали дренажа ксенона/инертного газа при вакуумировании агрегата заправки ксенона посредством отсоединения гибкого трубопровода ТГ8 от штуцеров Ш10 и Ш26; отстыковка агрегата заправки ксенона с транспортировочным баллоном ТБ с ксеноном посредством отсоединения гибкого трубопровода ТГ1 от штуцеров Ш1 и Ш2; снятие транспортировочного баллона ТБ с ксеноном с весов ВС.
[48]Таким образом, применение предлагаемого агрегата заправки ксенона позволяет обеспечить высокую чистоту заправляемого ксенона при заправке шар-баллонов, встроенных в конструкцию космического летательного аппарата за счет использования двухступенчатого мембранного компрессора для перекачки ксенона после выравнивания давлений в транспортном баллоне ТБ и шар-баллоне ШБ заправляемого изделия. Применение мембранного компрессора снижает вероятность попадания в систему механических частиц, смазочных материалов и атмосферного воздуха, а также агрегат заправки ксенона снабжен фильтрами очистки от механических примесей. Помимо этого перед заправкой ксеноном осуществляется вакуумирование агрегата заправки ксенона и продувка инертным газом для очистки системы от механических примесей и газов с последующим вакуумированием и полосканием ксеноном для обеспечения заданной чистоты заправляемого ксенона. При этом осуществляется отбор пробы ксенона из агрегата для осуществления контроля качества ксенона перед началом заправки шар-баллона заправляемого изделия.
