СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ИЗ ГИДРОМАГИСТРАЛЕЙ НЕСЛИВАЕМЫХ ОСТАТКОВ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ Российский патент 2007 года по МПК B64G1/50 

Предлагаемое изобретение относится преимущественно к космической технике и предназначено для удаления из гидромагистралей системы терморегулирования (СТР) несливаемых остатков теплоносителя, содержащего в своем составе неиспаряющиеся вакуумированием компоненты (присадки).

Известны способы удаления остатков жидкости из внутренних полостей гидравлических систем по ОСТ 92-0019-78 "Методы и режимы сушки изделий перед испытаниями на герметичность", заключающиеся в сушке поверхностей одним из известных методов: конвективным, температурным, температурно-вакумным (общим вакуумированием), односторонним вакуумированием, общим вакуумированием с прерывным инфракрасным прогревом, комбинированным.

Известен способ осушки внутренних магистралей системы терморегулирования по патенту №2170608 (МПК: В01D 53/26), включающий многократные последовательные операции вакуумирования и наддува магистралей сухим газом, причем перед первым циклом вакуумирования измеряют внутренний объем системы после слива теплоносителя и температуру слитого теплоносителя, каждую операцию вакуумирования осуществляют до давления ниже давления насыщенных паров слитого теплоносителя при измеренной температуре, каждую операцию наддува системы сухим газом осуществляют после достижения в системе давления насыщенных паров при измеренной температуре.

Известен способ удаления теплоносителя из систем терморегулирования космических аппаратов патент №1830857 (МПК: B64G 1/50), заключающийся в сливе теплоносителя и последующем его выпаривании в вакуум через отводящий пар трубопровод при непрерывном измерении давления среды в системе терморегулирования, выпаривание теплоносителя в вакуум прекращают по достижении скачкообразного выравнивания давлений в системе терморегулирования и отводящем пары трубопроводе на уровне, равном или меньшем статического давления паров в отводящем трубопроводе, который выбран в качестве прототипа.

Известные способы обладают одними и теми же нижеперечисленными недостатками.

Как правило, в состав теплоносителей космических аппаратов входят различные виды присадок: антиокислительные, антирадиационные и др. Например, теплоноситель ЛЗТК-2 ТУ 38.101388-79, широко применяемый в отрасли, состоит из изооктана эталонного, йодбензола и ионола в следующих соотношениях при стандартных условиях на 1000 см³:

- 1000 см³ изооктана (100% весовых частей) - 691 г;

- 10,184 см³ йодбензола (2,7% весовых частей) - 18,657 г;

- 0,512 см³ ионола (0,2% весовых частей) - 1,382 г.

Эксперименты показали, что полное удаление несливаемых остатков теплоносителя испарением его невозможно. После удаления паров дальнейшее вакуумирование гидромагистрали СТР (значительно ниже давления упругости насыщенных паров, например, менее 1 мм рт.ст.) положительных результатов не дает. В местах скопления теплоносителя, после его испарения вакуумированием, образуется плотная масса, закупоривающая неплотности.

В результате этого: во-первых - снижается качество контроля герметичности гидромагистрали СТР из-за закупорки неплотностей; во-вторых - повышается концентрация присадок (повышается плотность, изменяется физико-химический состав) вновь заправляемого теплоносителя за счет растворения во вновь заправленном теплоносителе неиспарившихся присадок после удаления испарением несливаемых остатков.

Кроме этого создание критического перегрева несливаемых остатков теплоносителя в гидромагистрали СТР без прогрева космического аппарата практически невозможно. Прогревать же космический аппарат в целом технически сложно осуществимо, а в некоторых случаях и недопустимо из-за аппаратуры с ограниченным по величине и времени температурным воздействиям.

Цель предлагаемого изобретения - повышение качества слива за счет удаления неиспаряющихся присадок (компонентов теплоносителя) из несливаемых объемов гидромагистрали СТР.

Сущность предполагаемого изобретения заключается в замене несливаемых остатков не полностью испаряющегося теплоносителя (после его слива) на несливаемые остатки полностью испаряющегося компонента теплоносителя, причем замена осуществляется до начала удаления несливаемых остатков испарением.

Ниже приведен пример практического осуществления заявляемого способа.

Удаление несливаемых остатков теплоносителей типа ЛЗТК-2 ТУ 38.101388-79, изготовляемых на основе изооктана эталонного ГОСТ 12433-83, предлагаемым способом выполняют в следующей последовательности: после сборки схемы слива и ее проверки на герметичность открывают заправочно-дренажные устройства гидромагистрали, сливают теплоноситель одним из известных способов (преимущественно вытеснением сжатым газом, например, азотом) до прекращения слива жидкой фазы теплоносителя из гидромагистралей. Затем вакуумируют гидромагистрали СТР до давления выше давления насыщенности паров теплоносителя, например, для ЛЗТК-2 при его температуре 21°С вакуумируют до давления не ниже 40 мм рт.ст. Вакуумирование гидромагистрали ниже давления насыщенных паров нецелесообразно, так как это ведет к увеличению времени: сначала за счет необходимости испарения теплоносителя, затем за счет времени растворения неиспарившихся присадок в заправленном в гидромагистрали испаряющемся компоненте теплоносителя.

После этого заправляют гидромагистрали одним из известных способов (с дренажом или без дренажа) испаряющимся компонентом теплоносителя. Для ЛЗТК-2 это изооктан эталонный.

Изооктан эталонный испаряется без остатка, а осадки, выпавшие в результате испарения теплоносителя, растворяются в изооктане эталонном в течение промежутка времени, зависящим от нескольких основных факторов: площади контакта осадка с изооктаном, температуры и интенсивности обновления изооктана в области контакта с осадком (перемешивание).

Затем перемешивают изооктан с несливаемыми остатками жидкой фазы теплоносителя, используя гидронасосы СТР или гидронасосы заправочного устройства. Время перемешивания выбирается исходя из конкретной конструкции гидромагистрали СТР. После перемешивания, то есть уменьшения концентрации неиспаряющихся присадок в единице объема изооктана, сливают изооктан по методике, аналогичной сливу теплоносителя. Применяется также перемешивание кантованием, перемешивание на качающихся стендах, вибростендах и т.п.

Возможно многократное повторение цикла: вакуумирование - заправка изооктаном эталонным - перемешивание - слив изооктана. Количество циклов задается исходя из особенностей конструкции гидромагистрали СТР космического аппарата, а также требований к ней по наличию в гидромагистрали неиспаряющихся остатков теплоносителя.

После этого вакуумируют гидромагистрали СТР до давления ниже давления насыщенных паров вторично заправленного в гидромагистраль полностью испаряющегося компонента теплоносителя (в нашем примере - изооктана эталонного), то есть выполняют вакуумную сушку гидромагистралей без их прогрева.

При использовании предлагаемого способа, по сравнению с известным, обеспечивается практически полное удаление несливаемых, как испаряющихся, так и неиспаряющихся остатков теплоносителя.

Из известных автору источников патентных и информационных материалов не известна совокупность признаков заявляемому способу, поэтому заявитель склонен считать техническое решение, отвечающее признакам новизны.

Настоящее техническое решение опробовано на предприятии и предполагается его использование при работах с ближайшим космическим аппаратом.

Изобретение относится к системам терморегулирования, преимущественно космических аппаратов. Предлагаемый способ основан на испарении теплоносителя и отводе пара из гидромагистралей. Причем перед испарением и отводом пара гидромагистрали вакуумируют до давления не ниже давления насыщенных паров теплоносителя. Затем заправляют магистрали полностью испаряющимся компонентом теплоносителя (например, изооктаном), перемешивают его с неслитым остатком теплоносителя и сливают полученную смесь. Тем самым до начала удаления несливаемых остатков испарением происходит растворение неиспаряющихся присадок (компонентов теплоносителя) в полностью испаряющемся компоненте. Техническим результатом изобретения является повышение качества очистки гидромагистралей от неиспаряющихся компонентов теплоносителя.

Способ удаления из гидромагистралей несливаемых остатков теплоносителя, основанный на испарении теплоносителя и отводе пара, отличающийся тем, что перед испарением остатка теплоносителя и отводом пара гидромагистрали вакуумируют до давления выше давления насыщенных паров теплоносителя, заправляют гидромагистрали полностью испаряющимся компонентом теплоносителя, перемешивают его с неслитым остатком теплоносителя и сливают полученную смесь.