ПОБУДИТЕЛЬ ЦИРКУЛЯЦИИ ЖИДКИХ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕЙ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ДЛЯ СИСТЕМЫ ТЕРМОРЕГУЛИРОВАНИЯ КОСМИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА Российский патент 2006 года по МПК B64G1/50 G05D23/19 

Изобретение относится к области космической техники и предназначено для обеспечения циркуляции теплоносителя в системе терморегулирования (СТР) космических объектов (КО).

СТР КО обеспечивает тепловлажностный режим объекта за счет перераспределения тепла между нагретыми и охлажденными зонами путем циркуляции жидкого теплоносителя по трубопроводам, проложенным по всему объекту. В состав СТР входят побудители циркуляции жидких теплоносителей, теплообменные аппараты, термоплаты, измерители и регуляторы расхода, аппаратура контроля и автоматического управления.

В качестве побудителей циркуляции жидких теплоносителей в контурах СТР используются насосы центробежного типа (см. книгу ″Авиационные центробежные насосные агрегаты″. Под редакцией доктора технических наук Г.М.Заславского. Машиностроение, 1967, с.8). Как отмечено в патенте RU 2230007, используемые в настоящий момент в СТР КО побудители циркуляции жидкого теплоносителя имеют ресурс работы значительно ниже заданного срока эксплуатации системы и требуют неоднократной замены их на новые агрегаты.

В системах СТР модуля ″Заря″, разработчиком которого является Федеральное государственное унитарное предприятие Росавиакосмоса ″Государственный космический научно-производственный центр имени М.В.Хруничева″, и который входит в состав международной космической станции ″Альфа″, циркуляция жидких теплоносителей в контурах также осуществляется с помощью центробежных насосов. Побудитель расхода жидких теплоносителей, используемый в модуле ″Заря″ и выбранный в качестве прототипа как наиболее близкий из аналогов, содержит электронасосные агрегаты (ЭНА), ориентированные навстречу друг другу и установленные в силовом каркасе, размещенном в направляющих рабочего отсека в виде ниши, соединительные трубопроводы с гидроразъемами подстыковки к внешней гидравлической сети, датчик перепада давления, средства управления электронасосными агрегатами.

Для обеспечения требуемого расхода побудитель циркуляции жидких теплоносителей в СТР модуля ″Заря" состоит из двух последовательно соединенных ЭНА, размещенных в силовом каркасе. При выходе из строя одного ЭНА приходится заменять все устройство, куда входят датчик перепада давления для измерения перепада давления между гидромагистралями ″вход″ и ″выход″ устройства, коммутаторы с блоками конденсаторов для обеспечения запуска ЭНА и гидромуфты для состыковки панели с СТР модуля, имеющие гораздо больший ресурс работы.

Задачей изобретения является увеличение срока эксплуатации панели за счет обеспечения возможности замены ЭНА.

Технический результат при решении данной задачи достигается тем, что в побудителе циркуляции жидких теплоносителей, содержащем электронасосные агрегаты, установленные в силовом каркасе, размещенном в направляющих рабочего отсека, соединительные трубопроводы с гидроразъемами стыковки с внешней гидравлической сетью, датчик перепада давления, средства управления электронасосными агрегатами, в отличие от известного, электронасосные агрегаты снабжены на своих входах и выходах гидроразъемами и установлены на фиксаторах, выполненных в виде цанг, входящих в отверстия фланцев указанных агрегатов, и закрепленных на промежуточной плате, которая установлена в силовом каркасе на жесткой стенке, при этом каждый электронасосный агрегат с подсоединенным к нему гибким шлангом, трубопроводами, дренажным клапаном и гидроразъемами образует сменный блок, выход первого электронасосного агрегата соединен с входом второго агрегата через перемычку с гидроразъемами, а вход первого электронасосного агрегата и выход второго электронасосного агрегата соединены с трубопроводами, подстыкованными к внешней гидравлической сети, через перемычки с гидроразъемами.

За счет предлагаемых изменений ЭНА могут свободно извлекаться из каркаса в случае выхода из строя или по мере выработки ресурса.

Устройство побудителя циркуляции жидких теплоносителей проиллюстрировано фигурами, на которых представлены:

на фиг.1 - общий вид устройства со стороны доступа в отсек;

на фиг.2 - вид по стрелке А;

на фиг.3 - расположение трубопроводов;

на фиг.4 - конструкция сменного блока;

на фиг.5 - конструкция перемычек;

на фиг.6 - гидравлическая схема побудителя циркуляции жидких теплоносителей.

Побудитель циркуляции теплоносителя содержит силовой каркас 1, в котором установлены два электронасосных агрегата 2, трубопроводы, на одном конце оканчивающиеся гидроразъемами 3 (вход) и 4 (выход) для состыковки с системой СТР орбитальной станции, перемычки 5_1,2,3, промежуточную плату 6. Промежуточная плата 6 установлена в силовом каркасе 1 на жесткой стенке 7. ЭНА 2_1,2 установлены на фиксаторах 8, выполненных в виде цанг, входящих в отверстия во фланцах 9, и крепятся на промежуточной плате 6. Трубопроводы на другом конце заканчиваются гидроразъемами 10 и 11 для состыковки с ЭНА 2 с помощью перемычек 5.

На каркасе 1 установлены коммутаторы 12 с блоками конденсаторов 13 и датчик перепада давления 14, имеющие значительно больший ресурс работы по сравнению с ЭНА 2.

Каждый ЭНА 2 с подсоединенным к нему гибким шлангом 15, с трубопроводами 16 и 17, дренажным клапаном 18 и гидроразъемами 19 образуют сменный блок 20.

С помощью дренажного клапана 18 осуществляется заправка теплоносителем автономно сменного блока или побудителя циркуляции жидких теплоносителей в сборе. Гидроразъемы 19 предназначены для состыковки с гидроразъемами 10 и 11 каркаса 1 и гидроразъемами 19 блоков сменных 20_1,2 между собой с помощью перемычек 3 для образования последовательного гидравлического контура.

Запуск, управление и контроль каждого ЭНА 2_1,2 осуществляется коммутатором 12 с блоком конденсаторов 13 по командам от системы управления модуля. Работоспособность всего устройства в целом контролируется по телеметрической информации от датчика перепада давления 14 между гидромагистралями ″вход″ и ″выход″ устройства. Состыковка входа и выхода гидромагистралей устройства с СТР модуля осуществляется с помощью гидроразъемов 3 и 4.

Сменные блоки 20_1,2 при помощи перемычек 5_1,2,3 соединяются с гидромагистралями каркаса и образуют единый контур побудителя циркуляции теплоносителя.

Перемычки 5 снабжены двумя гидроразъемами 21_1,2, связанными между собой П-образным трубопроводом 22, что позволяет разобрать побудитель циркуляции теплоносителя на составляющие части, снять ЭНА 2 с фиксаторов 8 и заменить их по мере выхода из строя или выработки ресурса.

Для съема сменного блока 20, например сменного блока 20₁, необходимо отсоединить гидроразъемы 21_1,2 перемычки 5_1,2, отсоединить электроразъем 23 и снять сменный блок 20₁ с фиксаторов 8. Для съема сменного блока 20₂ необходимо отсоединить гидроразъемы 21_1,2 перемычки 5_2,3, отсоединить электроразъем 23 и снять сменный блок 20₂ с фиксаторов 8. Каркас 1 и перемычки 5 остаются на борту орбитальной станции, заменяются только доставляемые сменные блоки 20, что позволяет значительно уменьшить массу доставляемого оборудования.

Взаимозаменяемость сменных электронасосных агрегатов 2 и перемычек 3 обеспечивают удобство разборки и сборки.

Побудитель циркуляции теплоносителя может транспортироваться в разобранном виде, что позволило уменьшить массу каркаса и побудителя циркуляции в целом и позволяет в процессе эксплуатации заменять вышедшие из строя составные части в отличие от используемого, в котором при выходе из строя одного ЭНА приходится заменять все устройство, включая датчик перепада давления, коммутаторы с блоками конденсаторов и гидромуфты, имеющие гораздо больший ресурс работы, а также второй работоспособный ЭНА. Становится возможным использование побудителя циркуляции жидких теплоносителей в течение длительного периода времени.

Изобретение относится к средствам терморегулирования, снабженным электронасосными агрегатами (ЭНА) в контуре циркуляции теплоносителя. Предлагаемое устройство содержит два или более ЭНА, установленных в силовом каркасе, соединительные трубопроводы с гидроразъемами стыковки с внешней гидравлической сетью, датчик перепада давления и средства управления. ЭНА снабжены на своих входах и выходах гидроразъемами и установлены на фиксаторах, выполненных в виде цанг, входящих в отверстия фланцев корпусов ЭНА. Фиксаторы закреплены на промежуточной плате, которая установлена в силовом каркасе на жесткой стенке. Каждый ЭНА с подсоединенным к нему гибким шлангом, трубопроводами, дренажным клапаном и гидроразъемами образует сменный блок, легко монтируемый на каркасе и удаляемый из каркаса. Выход первого ЭНА соединен с входом второго ЭНА через перемычку с гидроразъемами, а вход первого и выход второго ЭНА через аналогичные перемычки соединены с трубопроводами, подстыкованными к внешней гидравлической сети. Техническим результатом изобретения является увеличение срока эксплуатации терморегулирующей панели за счет обеспечения возможности замены ЭНА, имеющего меньший ресурс работы, чем панель. 6 ил.

Побудитель циркуляции жидких теплоносителей, преимущественно для системы терморегулирования космического объекта, содержащий электронасосные агрегаты, установленные в силовом каркасе, размещенном в направляющих рабочего отсека, соединительные трубопроводы с гидроразъемами для стыковки с внешней гидравлической сетью, датчик перепада давления, средства управления электронасосными агрегатами, отличающийся тем, что электронасосные агрегаты снабжены на своих входах и выходах гидроразъемами и установлены на фиксаторах, выполненных в виде цанг, входящих в отверстия фланцев указанных агрегатов и закрепленных на промежуточной плате, которая установлена в силовом каркасе на жесткой стенке, при этом каждый электронасосный агрегат с подсоединенным к нему гибким шлангом, трубопроводами, дренажным клапаном и гидроразъемами образует сменный блок, выход первого электронасосного агрегата соединен с входом второго электронасосного агрегата через перемычку с гидроразъемами, а вход первого электронасосного агрегата и выход второго электронасосного агрегата соединены с трубопроводами, подстыкованными к внешней гидравлической сети, через перемычки с гидроразъемами.