КОМПЕНСАТОР ОБЪЕМА ЖИДКОСТНОЙ СИСТЕМЫ ТЕРМОРЕГУЛИРОВАНИЯ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА Российский патент 2009 года по МПК B64G1/50 F16L51/03 

Описание патента на изобретение RU2369538C1

Изобретение относится к жидкостным системам терморегулирования (СТР), преимущественно космических аппаратов (КА).

Компенсатор объема предназначен для приема из жидкостного контура СТР избыточного объема теплоносителя и подачи его обратно в контур СТР при недостатке в нем теплоносителя, а также для хранения запаса теплоносителя.

Компенсатор объема обеспечивает:

- компенсацию температурного изменения объема теплоносителя;

- поддержание рабочего давления в жидкостном контуре СТР;

- компенсацию утечек теплоносителя из жидкостного контура при существующих нормах негерметичности СТР.

Образующийся при повышении температуры теплоносителя в жидкостном контуре СТР избыточный объем теплоносителя поступает в жидкостную полость и сжимает разделитель сред компенсатора объема, а при понижении температуры теплоносителя в жидкостном контуре СТР разделитель сред компенсатора объема под воздействием давления компрессионного вещества растягивается и вытесняет необходимое количество теплоносителя в жидкостной контур СТР, поддерживая давление теплоносителя в точке подсоединения компенсатора объема к жидкостному контуру СТР.

Известны компенсаторы объема, в которых в качестве разделителя сред используется либо эластичная мембрана, например резиновая, либо металлический сильфон (см. ОСТ 92-9092-79 «Компенсаторы объема газожидкостных систем терморегулирования. Типы и основные параметры»).

Недостатком эластичных разделительных мембран, выполненных на основе резины, является большая газовая проницаемость ее поверхности, что приводит с течением времени к насыщению жидкости газом, а следовательно, ограничивает время нормального функционирования СТР КА. Разделительные элементы, выполненные в виде герметичных сильфонов, свободны от указанных недостатков, однако конструкция сильфона не позволяет полностью использовать всю внутреннюю полость компенсатора объема, поскольку сильфон в сжатом положении занимает значительный объем, а полностью растянутый не может вытеснить, без остатка, всю жидкость из емкости.

Объем жидкостной полости компенсатора объема при сжатом и растянутом положении сильфона называется соответственно «максимальным» и «минимальным» объемом жидкостной полости компенсатора объема.

Компенсируемый объем компенсатора объема определяется как разность между максимальным и минимальным объемом жидкостной полости компенсатора объема. При максимальном объеме жидкостной полости компенсатора объема, т.е. при полностью сжатом положении сильфона, вытеснительная полость компенсатора объема минимальная.

Известен компенсатор объема (см. ОСТ92-9092-79, лист 8, черт.1). Компенсируемый объем такого компенсатора объема составляет 4,2 дм3, при этом минимальный объем вытеснительной полости компенсатора объема составляет 1,4 дм3, а минимальный объем жидкостной полости компенсатора объема 2,8 дм3.

Известен компенсатор объема (см. 154.3641-000 ТУ «Компенсатор объема. Технические условия», лист 23, рис.2), который выбран в качестве прототипа. Компенсатор объема 154.3641-000 представляет собой цилиндрическую емкость с полусферическими днищами, внутренняя полость которой разделена герметичным сильфоном на две емкости. Одна соединена с жидкостным контуром СТР, другая заполняется телом вытеснения (компрессионным веществом), например газообразным азотом ОСТ 92-1577-78 или хладоном 141В по ТУ 2400-001-53268553-2000. Компенсируемый объем этого компенсатора составляет 5,5 дм3, при этом минимальный объем вытеснительной полости составляет 1,4 дм3, а минимальный объем жидкостной полости составляет 3,5 дм3.

Следовательно, у известных компенсаторов объема компенсируемые объемы не превышают 55% от общего объема внутренней полости.

Задачей изобретения является увеличение компенсируемого объема при сохранении неизменных габаритов компенсатора объема.

Поставленная задача достигается тем, что в известном компенсаторе объема, состоящем из заключенного в корпус герметичного сильфона, разделяющего внутреннюю полость компенсатора объема на две части, внутри сильфона соосно с ним установлен дополнительный сильфон, размещенный в цилиндрическом стакане, выполненном за одно целое с подвижным днищем сильфона.

Суть изобретения поясняется чертежом на котором изображен общий вид предлагаемого компенсатора объема при различных положениях сильфона и дополнительного сильфона.

Позиционно компенсатор объема представляет собой следующее содержание:

1 - сильфон;

2 - корпус компенсатора объема;

3 - днище сильфона 1 компенсатора объема;

4 - днище корпуса 2 компенсатора объема;

5 - подвижное днище сильфона 1;

6 - подвижный стакан сильфона 1;

7 - дополнительный сильфон;

8 - днище дополнительного сильфона 7;

9 - штуцер для подключения жидкостной полости компенсатора объема к жидкостной магистрали СТР КА;

10 - штуцер для заполнения компрессионным веществом полости наддува компенсатора объема.

Сильфон 1 заключен в корпус компенсатора объема 2. Днище 3 сильфона 1 соединено сваркой с днищем 4 корпуса компенсатора объема 2. Подвижное днище 5 сильфона 1 выполнено за одно целое с подвижным стаканом 6 сильфона 1, к противоположному торцу которого приварен дополнительный сильфон 7, размещенный в подвижном стакане 6 соосно с сильфоном 1. Дополнительный сильфон 7 имеет глухое днище 8.

Работа с компенсатором объема в составе СТР КА выполняется в следующей последовательности:

- перед заправкой жидкостной магистрали СТР КА теплоносителем обе полости компенсатора объема ваккумируются;

- жидкостная полость СТР КА, в том числе жидкостная полость компенсатора объема, заполняется теплоносителем под избыточным давлением;

- под действием избыточного давления сильфон и дополнительный сильфон сжимаются до упора, обеспечивая максимальный объем жидкостной полости компенсатора объема;

- создают в полости наддува компенсатора объема избыточное давление, превышающее давление в жидкостной полости;

- производят слив требуемой компенсационной дозы теплоносителя, при этом сильфоны растягиваются, занимая промежуточное положение;

- с изменением среднемассовой температуры теплоносителя СТР в процессе эксплуатации КА объем теплоносителя в жидкостной магистрали СТР изменяется. Это изменение объема теплоносителя в СТР КА компенсируется соответствующим увеличением или уменьшением жидкостной полости компенсатора объема;

- с течением времени эксплуатации КА в условиях космического пространства, из-за существующих норм негерметичности жидкостной магистрали СТР КА, происходит утечка теплоносителя. Сильфоны под действием давления тела вытеснения полости наддува компенсатора объема перемещаются, уменьшая объем жидкостной полости компенсатора объема и компенсируют изменение объема теплоносителя жидкостной магистрали СТР КА.

Таким образом, предлагаемый компенсатор объема обеспечит больший компенсируемый объем, по сравнению с известными, при сохранении габаритов известных компенсаторов объема, Это позволяет использовать предложенный компенсатор объема в СТР КА имеющую:

- больший объем жидкостной магистрали;

- больший температурный диапазон теплоносителя в процессе работы;

- больший срок активного существования на орбите.

Похожие патенты RU2369538C1

название год авторы номер документа
СИСТЕМА ТЕРМОРЕГУЛИРОВАНИЯ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА 2014
  • Тестоедов Николай Алексеевич
  • Халиманович Владимир Иванович
  • Синьковский Федор Константинович
  • Колесников Анатолий Петрович
  • Легостай Игорь Васильевич
  • Головенкин Евгений Николаевич
  • Анкудинов Александр Владимирович
  • Акчурин Георгий Владимирович
  • Кривов Евгений Владимирович
  • Буткина Наталья Фаридовна
  • Леонтьев Денис Андреевич
  • Романьков Евгений Владимирович
  • Акчурин Владимир Петрович
  • Шилкин Олег Валентинович
RU2577926C2
СИСТЕМА ТЕРМОРЕГУЛИРОВАНИЯ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ 2001
  • Акчурин В.П.
  • Бартенев В.А.
  • Головенкин Е.Н.
  • Загар О.В.
  • Козлов А.Г.
  • Корчагин Е.Н.
  • Кузнецов А.Ю.
  • Леканов А.В.
  • Никитин В.Н.
  • Попов В.В.
  • Синиченко М.И.
  • Талабуев Е.С.
  • Томчук А.В.
  • Туркенич Р.П.
  • Халиманович В.И.
  • Холодков И.В.
  • Шилкин О.В.
RU2209750C2
СПОСОБ ЗАПРАВКИ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕМ ГИДРОМАГИСТРАЛИ СИСТЕМЫ ТЕРМОРЕГУЛИРОВАНИЯ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА 2008
  • Тестоедов Николай Алексеевич
  • Косенко Виктор Евгеньевич
  • Бартенев Владимир Афанасьевич
  • Халиманович Владимир Иванович
  • Данилов Евгений Николаевич
  • Близневский Александр Сергеевич
  • Акчурин Владимир Петрович
  • Алексеев Николай Григорьевич
  • Загар Олег Вячеславович
  • Гупало Виктор Кузьмич
  • Воловиков Виталий Гавриилович
  • Колесников Анатолий Петрович
  • Сергеев Юрий Дмитриевич
  • Трубкин Петр Иванович
  • Туркенич Роман Петрович
  • Шилкин Олег Валентинович
RU2397118C2
СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА СИСТЕМЫ ТЕРМОРЕГУЛИРОВАНИЯ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА 2008
  • Халиманович Владимир Иванович
  • Акчурин Владимир Петрович
  • Алексеев Николай Григорьевич
  • Воловиков Виталий Гавриилович
  • Загар Олег Вячеславович
  • Колесников Анатолий Петрович
  • Кривов Евгений Владимирович
  • Кульков Алексей Александрович
  • Сергеев Юрий Дмитриевич
  • Скороходов Даниил Игоревич
  • Убиенных Александр Вячеславович
  • Цивилев Иван Николаевич
  • Шилкин Олег Валентинович
  • Юртаев Евгений Владимирович
RU2374149C1
СПОСОБ ЗАПРАВКИ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕМ ГИДРОМАГИСТРАЛИ СИСТЕМЫ ТЕРМОРЕГУЛИРОВАНИЯ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2008
  • Тестоедов Николай Алексеевич
  • Косенко Виктор Евгеньевич
  • Бартенев Владимир Афанасьевич
  • Халиманович Владимир Иванович
  • Данилов Евгений Николаевич
  • Близневский Александр Сергеевич
  • Акчурин Владимир Петрович
  • Алексеев Николай Григорьевич
  • Загар Олег Вячеславович
  • Гупало Виктор Кузьмич
  • Воловиков Виталий Гавриилович
  • Колесников Анатолий Петрович
  • Сергеев Юрий Дмитриевич
  • Трубкин Петр Иванович
  • Туркенич Роман Петрович
  • Шилкин Олег Валентинович
RU2392200C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЖИДКОСТНОГО ТРАКТА СИСТЕМЫ ТЕРМОРЕГУЛИРОВАНИЯ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА 2009
  • Халиманович Владимир Иванович
  • Загар Олег Вячеславович
  • Колесников Анатолий Петрович
  • Акчурин Георгий Владимирович
  • Кривов Евгений Владимирович
  • Кульков Алексей Александрович
  • Воловиков Виталий Гавриилович
  • Голованов Юрий Матвеевич
  • Шилкин Олег Валентинович
  • Акчурин Владимир Петрович
RU2398718C1
СПОСОБ КОНТРОЛЯ КОЛИЧЕСТВА ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В ЖИДКОСТНОМ ТРАКТЕ СИСТЕМЫ ТЕРМОРЕГУЛИРОВАНИЯ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА 2009
  • Халиманович Владимир Иванович
  • Загар Олег Вячеславович
  • Леканов Анатолий Васильевич
  • Колесников Анатолий Петрович
  • Акчурин Георгий Владимирович
  • Синиченко Михаил Иванович
  • Шилкин Олег Валентинович
  • Акчурин Владимир Петрович
  • Никитин Владислав Николаевич
RU2404089C1
СПОСОБ КОНТРОЛЯ РАБОТЫ ГАЗОЖИДКОСТНОЙ СИСТЕМЫ ТЕРМОРЕГУЛИРОВАНИЯ 1999
  • Акчурин В.П.
  • Загар О.В.
  • Колесников А.П.
  • Сергеев Ю.Д.
RU2151721C1
СИСТЕМА ТЕРМОРЕГУЛИРОВАНИЯ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ 2000
  • Акчурин В.П.
  • Бартенев В.А.
  • Загар О.В.
  • Козлов А.Г.
  • Талабуев Е.С.
  • Томчук А.В.
  • Туркенич Р.П.
  • Халиманович В.И.
  • Шилкин О.В.
RU2191359C2
СПОСОБ ИСПЫТАНИЙ НА РЕСУРС ГИДРОАККУМУЛЯТОРА СИСТЕМЫ ТЕРМОРЕГУЛИРОВАНИЯ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА 2009
  • Халиманович Владимир Иванович
  • Загар Олег Вячеславович
  • Леканов Анатолий Васильевич
  • Колесников Анатолий Петрович
  • Акчурин Георгий Владимирович
  • Синиченко Михаил Иванович
  • Шилкин Олег Валентинович
  • Акчурин Владимир Петрович
  • Дмитриев Геннадий Валерьевич
RU2402465C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 369 538 C1

Реферат патента 2009 года КОМПЕНСАТОР ОБЪЕМА ЖИДКОСТНОЙ СИСТЕМЫ ТЕРМОРЕГУЛИРОВАНИЯ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА

Изобретение относится к элементам систем терморегулирования космических аппаратов. Компенсатор объема, согласно изобретению, содержит корпус и заключенный в него сильфон. Данный сильфон, являющийся основным, разделяет внутреннюю полость корпуса на две части. Кроме него введен дополнительный сильфон с глухим днищем и цилиндрическим стаканом. Стакан выполнен за одно целое с глухим днищем основного сильфона. Дополнительный сильфон размещен внутри основного сильфона в стакане, соосно с основным сильфоном. Техническим результатом изобретения является увеличение компенсируемого объема жидкости без увеличения габаритов компенсатора. Это позволяет использовать компенсатор в системах терморегулирования космических аппаратов, имеющих больший объем жидкого теплоносителя, больший среднемассовый температурный диапазон теплоносителя и больший срок активного существования на орбите. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 369 538 C1

Компенсатор объема жидкостной системы терморегулирования космического аппарата, содержащий корпус и заключенный в него сильфон с глухим днищем, разделяющий внутреннюю полость корпуса на две части, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным сильфоном с глухим днищем и цилиндрическим стаканом, выполненным за одно целое с глухим днищем сильфона, причем дополнительный сильфон размещен внутри сильфона в стакане.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2009 года RU2369538C1

Способ приготовления кирпичей для футеровки печей, служащих для получения сернистого натрия из серно-натриевой соли 1921
  • Настюков А.М.
SU154A1
Технические условия», лист 23, рис.2
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МОДУЛЯ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКИ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА 2003
  • Козлов Альберт Гаврилович
  • Бартенев Владимир Афанасьевич
  • Кесельман Геннадий Давыдович
  • Шелудько Вячеслав Григорьевич
  • Халиманович Владимир Иванович
  • Михнев Михаил Михайлович
  • Акчурин Владимир Петрович
  • Акчурин Георгий Владимирович
  • Близневский Александр Сергеевич
  • Роскин Сергей Михайлович
  • Головенкин Евгений Николаевич
  • Туркенич Роман Петрович
  • Гупало Виктор Кузьмич
  • Загар Олег Вячеславович
  • Шилкин Олег Валентинович
  • Дмитриев Геннадий Валерьевич
RU2269457C2
Уравновешенный компенсатор 1989
  • Вахитов Ангам Мухаметович
SU1732107A1
US 4239267 A, 16.12.1980.

RU 2 369 538 C1

Авторы

Безруких Алексей Дмитриевич

Даты

2009-10-10Публикация

2008-02-19Подача