火箭发动机的智能调节输送系统和方法

文档序号:1124334 发布日期:2020-10-02 浏览:10次 >En<

阅读说明:本技术 火箭发动机的智能调节输送系统和方法 (Intelligent adjusting conveying system and method for rocket engine ) 是由 张源俊 俞南嘉 周闯 魏天放 辜小明 于 2020-05-18 设计创作,主要内容包括:本发明提供了火箭发动机的智能调节输送系统和方法,包括:流量传感器采集当前管路流量值;压力传感器采集当前管路压力值;比较电路当泵处于静止状态时,输出电压信号;当泵处于转动状态时,将当前管路流量值与预设流量值进行比较得到第一比较结果,并向变频器发送第一控制指令信息;根据当前管路压力值和预设压力值,得到当前差值的绝对值;将当前差值的绝对值与预设微调分界值进行比较,得到第二比较结果;伺服电机根据电压信号控制泵的配油盘的倾角,以调节管路的流量;变频器根据第一控制指令信息控制管路的流量;控制器根据第二比较结果控制溢流安全阀的开度或先导式比例溢流阀的开度,从而使压力供应和流量调节具有较高的精确度和稳定性。(The invention provides an intelligent adjusting and conveying system and method of a rocket engine, which comprises the following steps: the flow sensor collects the current pipeline flow value; the pressure sensor collects the current pipeline pressure value; the comparison circuit outputs a voltage signal when the pump is in a static state; when the pump is in a rotating state, comparing the current pipeline flow value with a preset flow value to obtain a first comparison result, and sending first control instruction information to the frequency converter; obtaining an absolute value of a current difference value according to a current pipeline pressure value and a preset pressure value; comparing the absolute value of the current difference value with a preset fine-tuning demarcation value to obtain a second comparison result; the servo motor controls the inclination angle of an oil distribution disc of the pump according to the voltage signal so as to adjust the flow of the pipeline; the frequency converter controls the flow of the pipeline according to the first control instruction information; the controller controls the opening degree of the relief valve or the pilot-operated proportional relief valve according to the second comparison result, thereby providing high accuracy and stability in pressure supply and flow regulation.)

火箭发动机的智能调节输送系统和方法

技术领域

本发明涉及航空宇航技术领域,尤其是涉及火箭发动机的智能调节输送系统和方法。

背景技术

目前,应用于火箭发动机地面试验的煤油输送系统通常采用挤压式输送系统,即利用高压气体充入装有煤油的煤油贮箱中,进而将煤油以一定的压力和流量供应到火箭发动机推力室中。

在压力供应上,挤压式输送系统的供应压力范围受高压气体的限制,即供应压力不可能高于高压气体的压力,因此,挤压式输送系统的供应压力一般较低。同时,随着高压气体的不断消耗,高压气体的压力不断降低,虽然在管路中设置有气体减压器,但气体减压器后的压力依然会随着高压气体源的压力的降低而有所波动,即挤压式输送系统的供应压力将会随着气体的消耗出现波动。挤压式供应系统在供应压力调节的精确度和稳定性方面差。

在流量供应上,挤压式输送系统的流量与汽蚀文氏管前的压力和汽蚀文氏管的喉部面积相关,由于挤压式供应系统在供应压力调节的精确度和稳定性差,因此通过调节汽蚀文氏管前的压力的方式调节挤压式供应系统的流量也会出现精确度和稳定性方面差的问题。

发明内容

有鉴于此,本发明的目的在于提供火箭发动机的智能调节输送系统和方法,从而使压力供应和流量调节具有较高的精确度和稳定性。

第一方面,本发明实施例提供了火箭发动机的智能调节输送系统,所述系统包括:流量传感器、压力传感器、比较电路、控制器、变频器、伺服电机、泵、溢流安全阀和先导式比例溢流阀;

所述流量传感器、所述压力传感器、所述变频器、所述伺服电机、所述控制器分别与所述比较电路相连接,所述伺服电机和所述泵相连接,所述溢流安全阀和所述先导式比例溢流阀分别与所述控制器相连接;

所述流量传感器,用于采集当前管路流量值,并将所述当前管路流量值发送给所述比较电路;

所述压力传感器,用于采集当前管路压力值,并将所述当前管路压力值发送给所述比较电路;

所述比较电路,用于当所述泵处于静止状态时,输出电压信号;当所述泵处于转动状态时,将所述当前管路流量值与预设流量值进行比较,得到第一比较结果,根据所述第一比较结果向所述变频器发送第一控制指令信息;根据所述当前管路压力值和预设压力值,得到当前差值的绝对值;将所述当前差值的绝对值与预设微调分界值进行比较,得到第二比较结果,将所述第二比较结果发送给控制器;

所述伺服电机,用于根据所述电压信号控制所述泵的配油盘的倾角,以调节管路的流量;

所述变频器,用于根据所述第一控制指令信息控制所述管路的流量;

所述控制器,用于根据所述第二比较结果控制所述溢流安全阀的开度或所述先导式比例溢流阀的开度。

进一步的,所述第一控制指令信息包括降低频率指令信息和提高频率指令信息;

所述比较电路,用于在所述当前管路流量值大于所述预设流量值的情况下,向所述变频器发送所述降低频率指令信息;在所述当前管路流量值小于所述预设流量值的情况下,向所述变频器发送所述提高频率指令信息;

所述变频器,用于输入三相电源,并根据所述降低频率指令信息降低频率;或者,根据所述提高频率指令信息提高频率。

进一步的,所述控制器包括PD控制器和PID控制器;

所述PD控制器,用于在所述当前差值的绝对值大于所述预设微调分界值的情况下,控制所述溢流安全阀的开度;

所述PID控制器,用于在所述当前差值的绝对值小于或等于所述预设微调分界值的情况下,控制所述先导式比例溢流阀的开度。

进一步的,所述PD控制器,用于根据所述当前差值和第一比例因子,得到第一结果;根据所述当前差值、前一差值和第二比例因子,得到第二结果;根据所述第一结果和所述第二结果,得到第三结果;根据所述第三结果控制所述溢流安全阀的开度。

进一步的,所述PD控制器,用于当所述第三结果大于0时,增大所述溢流安全阀的开度;或者,当所述第三结果小于0时,减小所述溢流安全阀的开度。

进一步的,所述PID控制器,用于根据累计的当前差值和第三比例因子,得到第四结果;根据所述第一结果、所述第二结果和所述第四结果,得到第五结果;根据所述第五结果控制所述先导式比例溢流阀的开度。

进一步的,所述PID控制器,用于当所述第五结果大于0时,增大所述先导式比例溢流阀的开度;或者,当所述第五结果小于0时,减小所述先导式比例溢流阀的开度。

进一步的,还包括换向阀,当所述变频器向所述电动机提供所述三相电源时,所述电动机通过所述三相电源带动所述泵旋转,并保持所述换向阀处于低电位状态,使所述换向阀后的管路处于回油状态。

进一步的,还包括电磁阀和煤油贮箱,所述电磁阀和所述换向阀相连接,所述换向阀与所述煤油贮箱相连接;

当从所述煤油贮箱中向火箭发动机推力室供应煤油时,将所述换向阀和所述电磁阀均切换为高电位状态。

第二方面,本发明实施例提供了火箭发动机的智能调节输送方法,应用于如上所述的火箭发动机的智能调节输送系统,所述方法包括:

采集当前管路流量值和当前管路压力值;

当泵处于静止状态时,输出电压信号,根据所述电压信号控制所述泵的配油盘的倾角,以调节管路的流量;

当所述泵处于转动状态时,将所述当前管路流量值与预设流量值进行比较,得到第一比较结果,根据所述第一比较结果生成第一控制指令信息;

根据所述第一控制指令信息控制所述管路的流量;

根据所述当前管路压力值和预设压力值,得到当前差值的绝对值;

将所述当前差值的绝对值与预设微调分界值进行比较,得到第二比较结果;

根据所述第二比较结果控制溢流安全阀的开度或先导式比例溢流阀的开度。

本发明实施例提供了火箭发动机的智能调节输送系统和方法,包括:流量传感器、压力传感器、比较电路、控制器、变频器、伺服电机、泵、溢流安全阀和先导式比例溢流阀;流量传感器、压力传感器、变频器、伺服电机、控制器分别与比较电路相连接,伺服电机和泵相连接,溢流安全阀和先导式比例溢流阀分别与控制器相连接;流量传感器用于采集当前管路流量值,并将当前管路流量值发送给比较电路;压力传感器用于采集当前管路压力值,并将当前管路压力值发送给比较电路;比较电路用于当泵处于静止状态时,输出电压信号;当泵处于转动状态时,将当前管路流量值与预设流量值进行比较,得到第一比较结果,根据第一比较结果向变频器发送第一控制指令信息;根据当前管路压力值和预设压力值,得到当前差值的绝对值;将当前差值的绝对值与预设微调分界值进行比较,得到第二比较结果,将第二比较结果发送给控制器;伺服电机用于根据电压信号控制泵的配油盘的倾角,以调节管路的流量;变频器用于根据第一控制指令信息控制管路的流量;控制器用于根据第二比较结果控制溢流安全阀的开度或先导式比例溢流阀的开度,从而使压力供应和流量调节具有较高的精确度和稳定性。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明

具体实施方式

或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的火箭发动机的智能调节输送系统示意图;

图2为本发明实施例一提供的火箭发动机的智能调节输送系统的压力调节原理示意图;

图3为本发明实施例一提供的火箭发动机的智能调节输送系统结构示意图;

图4为本发明实施例二提供的另一火箭发动机的智能调节输送系统结构示意图;

图5为本发明实施例三提供的火箭发动机的智能调节输送方法流程图。

图标:

1-变频器;2-压力传感器;3-流量传感器;4-比较电路;5-控制器;51-PD控制器;52-PID控制器;6-溢流安全阀;7-先导式比例溢流阀;8-伺服电机;9-泵;10-电动机;11-煤油加注入口;12-加注手阀;13-加注过滤器;14-煤油贮箱;15-泵前过滤器;16-压力表;17-阀后过滤器;18-流量调节阀;19-换向阀;20-电磁阀;21-单向阀;22-输送系统出口。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

挤压式输送系统的压力通常采用气体减压器进行供给,在打开向火箭发动机推力室供应的电磁阀时,压力会存在较大波动;挤压式输送系统的流量通过汽蚀文氏管进行调节,与汽蚀文氏管前的压力密切相关,由于挤压式供应系统在供应压力调节的精确度和稳定性差,因此通过调节汽蚀文氏管前的压力的方式调节挤压式供应系统的流量也会出现精确度和稳定性差的问题。

为便于对本实施例进行理解,下面对本发明实施例进行详细介绍。

实施例一:

图1为本发明实施例一提供的火箭发动机的智能调节输送系统示意图。

参照图1和图3,该系统包括:流量传感器3、压力传感器2、比较电路4、控制器5、变频器1、伺服电机8、泵9、溢流安全阀6、先导式比例溢流阀7和电动机10;变频器1向电动机10提供三相电,电动机10将带动泵9旋转;

流量传感器3、压力传感器2、变频器1、伺服电机8、控制器5、溢流安全阀6和先导式比例溢流阀7分别与比较电路4相连接,伺服电机8和泵9相连接,溢流安全阀6和先导式比例溢流阀7分别与控制器5相连接;

流量传感器3,用于采集当前管路流量值,并将当前管路流量值发送给比较电路4;

压力传感器2,用于采集当前管路压力值,并将当前管路压力值发送给比较电路4;

这里,流量传感器3和压力传感器2可以实时检测当前管路流量值和当前管路压力值,适用1-5V的标准电压输入到比较电路4中。

比较电路4,用于当泵9处于静止状态时,输出电压信号;当泵9处于转动状态时,将当前管路流量值与预设流量值进行比较,得到第一比较结果,根据第一比较结果向变频器1发送第一控制指令信息;根据当前管路压力值和预设压力值,得到当前差值的绝对值;将当前差值的绝对值与预设微调分界值进行比较,得到第二比较结果,将第二比较结果发送给控制器5;

伺服电机8,用于根据电压信号控制泵的配油盘的倾角,以调节管路的流量;

变频器1,用于根据第一控制指令信息控制管路的流量;

控制器5,用于根据第二比较结果控制溢流安全阀6的开度或先导式比例溢流阀7的开度。

这里,该系统采用电动机10和泵9的结合,不需要高压气体进行挤压,只需要电能即可,安全方便。

进一步的,第一控制指令信息包括降低频率指令信息和提高频率指令信息;

比较电路4,用于在当前管路流量值大于预设流量值的情况下,向变频器1发送降低频率指令信息;在当前管路流量值小于预设流量值的情况下,向变频器1发送提高频率指令信息;

变频器1,用于输入三相电源,并根据降低频率指令信息降低频率;或者,根据提高频率指令信息提高频率。

具体地,流量传感器3采集当前管路流量值,并将当前管路流量值发送给比较电路4;此时比较电路4接收到当前管路流量值后,确定泵9处于转动状态。如果比较电路4没有接收到当前管路流量值,则确定泵9处于静止状态。当泵9处于静止状态时,比较电路4根据设定值输出电压信号给伺服电机8,伺服电机8通过驱动泵9中的配油盘旋转。

比较电路4将当前管路流量值与预设流量值进行比较,在当前管路流量值大于预设流量值的情况下,向变频器1发送降低频率指令信息,变频器1根据降低频率指令信息降低频率,使管路的流量降低,直至采集的当前管路流量值与预设流量值的误差在精度要求范围内;在当前管路流量值小于预设流量值的情况下,向变频器1发送提高频率指令信息,变频器1根据提高频率指令信息提高频率,使管路的流量提高,直至采集的当前管路流量值与预设流量值的误差在精度要求范围内。

变频器1输入三相电源后提供给电动机10,三相电源的电压值不改变,三相电源频率发生改变,从而控制电动机10的转速。电动机10的转速与三相电源的频率之间存在线性关系,泵9的流量与电动机10的转速之间呈正相关关系,因此,可调节变频器1的频率来控制泵9的流量。

综上,通过在泵9静止状态下利用伺服电机8调节配油盘和在转动状态下利用变频器1调节频率,同时使用闭环控制实时反馈管路的当前实际流量,实现流量的精确度和稳定性的控制。

进一步的,控制器5包括PD控制器51和PID控制器52;

PD控制器51,用于在当前差值的绝对值大于预设微调分界值的情况下,控制溢流安全阀6的开度;

PID控制器52,用于在当前差值的绝对值小于或等于预设微调分界值的情况下,控制先导式比例溢流阀7的开度。

进一步的,PD控制器51,用于根据当前差值和第一比例因子,得到第一结果;根据当前差值、前一差值和第二比例因子,得到第二结果;根据第一结果和第二结果,得到第三结果;根据第三结果控制溢流安全阀6的开度。

进一步的,PD控制器51,用于当第三结果大于0时,增大溢流安全阀6的开度;或者,当第三结果小于0时,减小溢流安全阀6的开度。

进一步的,PID控制器52,用于根据累计的当前差值和第三比例因子,得到第四结果;根据第一结果、第二结果和第四结果,得到第五结果;根据第五结果控制先导式比例溢流阀7的开度。

进一步的,PID控制器52,用于当第五结果大于0时,增大先导式比例溢流阀7的开度;或者,当第五结果小于0时,减小先导式比例溢流阀7的开度。

具体地,参照如图2所示的积分分离式的压力控制。压力传感器2采集当前管路压力值,并将当前管路压力值发送给比较电路4;比较电路4根据当前管路压力值和预设压力值,得到当前差值的绝对值|e|;将当前差值的绝对值|e|与预设微调分界值ξ进行比较,得到第二比较结果,将第二比较结果发送给控制器5;控制器5包括PD(Proportional–Derivative,比例-微分)控制器51和PID(Proportional–Integral–Derivative,比例-积分-微分)控制器52。

在当前差值的绝对值大于预设微调分界值的情况下,采用PD控制方法,具体为:

根据当前差值和第一比例因子,得到第一结果,参照公式(1):

D1=Kp*e(k)

其中,D1为第一结果,Kp为第一比例因子,e(k)为当前差值。

根据当前差值、前一差值和第二比例因子,得到第二结果,参照公式(2):

D2=Kd*[e(k)-e(k-1)]

其中,D2为第二结果,Kd为第二比例因子,e(k)为当前差值,e(k-1)为前一差值。

根据第一结果和第二结果,得到第三结果,参照公式(3):

u1=D1+D2

其中,u1为第三结果,D1为第一结果,D2为第二结果。

根据u1控制溢流安全阀6的开度大小。具体地,u1的大小与溢流安全阀6的动作行程呈线性关系,u1的符号控制开度增大或减小。当u1为正值时,控制溢流安全阀6的开度增大;当u1为负值时,控制溢流安全阀6的开度减小。

在当前差值的绝对值小于或等于预设微调分界值的情况下,采用PID控制方法,具体为:

根据累计的当前差值和第三比例因子,得到第四结果,参照公式(4):

其中,D3为第四结果,Ki为第三比例因子,e(k)为当前差值,N为正整数。

根据第一结果、第二结果和第四结果,得到第五结果,参照公式(5):

u2=D1+D2+D3

其中,u2为第五结果,D1为第一结果,D2为第二结果,D3为第五结果。

根据u2控制先导式比例溢流阀7的开度,当u2大于0时,增大先导式比例溢流阀7的开度;或者,当u2小于0时,减小先导式比例溢流阀7的开度。

综上,采用PD控制方法控制溢流安全阀6粗调系统压力,保证了系统压力快速稳定到预设微调分界值,并减小超调;采用PID控制方法控制先导式比例溢流阀7微调系统压力,保证了系统在快速和降低超调的基础上,还能够消除稳态误差,提高压力调节精度和稳定性。

进一步的,还包括换向阀,当变频器1向电动机10提供三相电源,电动机10通过三相电源带动泵9旋转,并保持换向阀处于低电位状态,使换向阀后的管路处于回油状态。

进一步的,还包括电磁阀和煤油贮箱,电磁阀和换向阀相连接,换向阀与煤油贮箱相连接;

当从煤油贮箱中向火箭发动机推力室供应煤油时,将换向阀和电磁阀均切换为高电位状态。

本发明实施例提供的火箭发动机的智能调节输送系统,应用于火箭发动机地面试验。当泵9处于静止状态时,利用比较电路4输出的电压信号,控制伺服电机8调节泵9的配油盘的倾角来调节流量;当泵9处于转动状态时,通过流量传感器3采集当前管路流量值,并与预设流量值进行比较,根据第一比较结果调节电动机10的转速来调节流量,从而实现流量在静止状态和转动状态下均可调节的优势。在压力调节方面,通过压力传感器2采集当前管路压力值,根据当前管路压力值和预设压力值,得到当前差值的绝对值;将当前差值的绝对值与预设微调分界值进行比较,得到第二比较结果,然后根据第二比较结果首先使用溢流安全阀6进行粗调,然后使用先导式比例溢流阀7进行微调,从而达到压力能够精确控制的优点。

本发明实施例提供了火箭发动机的智能调节输送系统,包括:流量传感器、压力传感器、比较电路、控制器、变频器、伺服电机、泵、溢流安全阀和先导式比例溢流阀;流量传感器、压力传感器、变频器、伺服电机、控制器分别与比较电路相连接,伺服电机和泵相连接,溢流安全阀和先导式比例溢流阀分别与控制器相连接;流量传感器用于采集当前管路流量值,并将当前管路流量值发送给比较电路;压力传感器用于采集当前管路压力值,并将当前管路压力值发送给比较电路;比较电路用于当泵处于静止状态时,输出电压信号;当泵处于转动状态时,将当前管路流量值与预设流量值进行比较,得到第一比较结果,根据第一比较结果向变频器发送第一控制指令信息;根据当前管路压力值和预设压力值,得到当前差值的绝对值;将当前差值的绝对值与预设微调分界值进行比较,得到第二比较结果,将第二比较结果发送给控制器;伺服电机用于根据电压信号控制泵的配油盘的倾角,以调节管路的流量;变频器用于根据第一控制指令信息控制管路的流量;控制器用于根据第二比较结果控制溢流安全阀的开度或先导式比例溢流阀的开度,从而使压力供应和流量调节具有较高的精确度和稳定性。

实施例二:

图4为本发明实施例二提供的另一火箭发动机的智能调节输送系统结构示意图。

参照图4,该系统包括:煤油加注入口11、加注手阀12、加注过滤器13、溢流安全阀6、煤油贮箱14、泵前过滤器15、伺服电机8、泵9、电动机10、先导式比例溢流阀7、压力表16、阀后过滤器17、流量传感器3、压力传感器2、流量调节阀18、换向阀19、电磁阀20、单向阀21、输送系统出口22和变频器1。

煤油加注入口11与煤油罐采用螺纹相连,实现煤油的加注,输送系统出口22与火箭发动机推力室的入口通过螺纹相连。煤油加注入口11采用航天标准37度球头连接方式,从而与火箭发动机试验用接头相匹配。加注手阀12采用直通式手动截止阀方案以提高可靠性,煤油加注入口11与加注手阀12之间采用金属软管连接以方便连接。

加注过滤器13为滤网式过滤器,主要作用为防止颗粒杂质等进入煤油贮箱14,加注手阀12与加注过滤器13之间采用304不锈钢管进行连接,加注过滤器13与煤油贮箱14之间采用304不锈钢管进行连接。

煤油贮箱14采用304不锈钢材料加工而成,具有承重作用。泵9安装固定在煤油贮箱14上,泵9与煤油贮箱14之间加装网式的泵前过滤器15以防止杂质进入泵9。泵9与伺服电机8和电动机10分别相连接,泵9的配油盘通过伺服电机8进行控制,配油盘可双向调节流量,当朝一个方向转动时,可增大流量;当朝相反方向转动时,可减小流量。泵9的配油盘与伺服电机8的正反转相对应,因此伺服电机8的一个转动方向可增大流量,另一个转动方向可减小流量,从而实现在泵9静止状态下调节流量的功能。

泵9的主轴与电动机10的主轴轴向固定连接,变频器1输入三相电源,并将三相电源输出给电动机10。电动机10通过三相电源驱动,通过改变变频器1的频率,进而改变泵9的转速,从而调节泵9的流量。电动机10的转速可以通过变频器1进行动态调节,因此在泵9工作过程中,可以实现流量的动态调节。

煤油经过泵9后通过溢流安全阀6和先导式比例溢流阀7调节泵9后的压力,从而保证流量调节阀18前压力稳定在预设压力值。溢流安全阀6为电动控制阀门,阀门内部通过伺服电机8的丝杠结构将转动变换为直线运动,从而调节弹簧的压紧力,即设定的安全阈值,进而使溢流安全阀6在不同的安全阈值下打开,因此,通过溢流安全阀6实现泵9后压力的粗调。

先导式比例溢流阀7根据当前管路压力值和预设压力值,得到当前差值的绝对值;将当前差值的绝对值与预设微调分界值进行比较,若当前差值的绝对值大于预设微调分界值,则阀门内部通过先导式结构打开回油阀门将煤油返回至煤油贮箱14,从而降低系统压力;若当前差值的绝对值小于或等于预设微调分界值,则减小回油阀门开度,提高系统压力。利用溢流安全阀6粗调压力和先导式比例溢流阀7微调压力,将两者进行组合,从而实现系统压力的精确控制。

煤油经过先导式比例溢流阀7后,通过压力表16实时显示阀后压力,经过过滤器进入下游。过滤器为精密高压过滤器,以过滤管路中存在的杂质。再经过流量传感器3实时采集当前管路流量值和压力传感器2实时采集当前管路压力值。此时经过流量传感器3和压力传感器2的煤油流过流量调节阀18,以保证进入下游的流量为预设流量值。

换向阀19为电动控制的两位三通阀,即通过给定的电压信号来控制上游管路与下游管路的连通状态,在本申请中,在低电位的状态下上游管路与下游的回油路相通,即在低电位状态下,煤油始终回到煤油贮箱14中循环起来。当需要供给到下游管路中时,向换向阀19提供高电位,则换向阀19上游与下游供油管路相通,即上游的煤油可迅速供应给下游使用,而煤油常用的挤压式输送系统需要从煤油贮箱14挤压至下游管路中,与常用的挤压式输送系统相比此系统能够大大提高响应时间。挤压式输送系统需要使用高压气体将煤油从煤油贮箱14挤压到火箭发动机的推力室中,存在较长时间的管路填充过程,导致响应时间较长。

煤油经过换向阀19后经过电磁阀20和单向阀21后供应给输送系统出口22。采用电磁阀20能够降低阀门的动作时间,采用单向阀21以防止在火箭发动机关机后煤油回流导致安全事故,电磁阀20与单向阀21之间紧密相连,以减少电磁阀20后的容腔,缩短火箭发动机建立燃烧室压力的响应时间。输送系统出口22采用航天标准37度球头连接方式,从而与火箭发动机推力室的接头连接相匹配。

该系统的工作原理为:通过煤油加注入口11与煤油供应源连接,打开加注手阀12,将煤油加注到煤油贮箱14,加注完成后,关闭加注手阀12,断开煤油加注入口11与煤油供应源的连接。

比较电路和控制器设置在火箭发动机的智能调节输送系统中,比较电路中存储有预设流量值和预设压力值,根据预设流量值和预设压力值为系统提供供给的流量和流量调节阀18前压力。比较电路将向泵9的伺服电机8发送电压信号,进而调整配油盘的位置。

变频器1输入三相电源后提供给电动机10,三相电源的电压值不改变,三相电源频率发生改变,从而控制电动机10的转速。电动机10将带动泵9旋转,保持换向阀19处于低电位状态,使换向阀19后的管路处于回油状态。此时比较电路在泵9处于转动状态的情况下,将当前管路流量值与预设流量值进行比较,得到第一比较结果,根据第一比较结果向变频器1发送第一控制指令信息;根据当前管路压力值和预设压力值,得到当前差值的绝对值;将当前差值的绝对值与预设微调分界值进行比较,得到第二比较结果,将第二比较结果发送给控制器;通过变频器1调整电动机10的转速进而调节系统的流量,通过溢流安全阀6的粗调和先导式比例溢流阀7的微调进而调节流量调节阀18前的压力,使流量稳定在预设流量值的精度要求范围内,并且使压力稳定在预设压力值的精度要求范围内。

当向火箭发动机推力室供应煤油时,此时将换向阀19和电磁阀20均切换为高电位状态,即可实现预设流量值和预设压力值的煤油供应到火箭发动机推力室中。当电磁阀20上游安装换向阀19,煤油不需要供应到火箭发动机推力室时处于回油状态,在需要供应到火箭发动机推力室时可迅速切换到供油状态;

在切换状态或者关机时,将换向阀19切换到低电位状态,再将电磁阀20切换到低电位状态,若需要供应其他流量或压力的煤油,此时更改预设的流量值和预设的压力值即可,该系统适用于不同场合,适用范围广;若需要关机,此时关闭变频器1使电动机10关机即可。

实施例三:

图5为本发明实施例三提供的火箭发动机的智能调节输送方法流程图。

参照图5,应用于火箭发动机的智能调节输送系统,该方法包括以下步骤:

步骤S101,采集当前管路流量值和当前管路压力值;

步骤S102,当泵处于静止状态时,输出电压信号,根据电压信号控制泵的配油盘的倾角,以调节管路的流量;

步骤S103,当泵处于转动状态时,将当前管路流量值与预设流量值进行比较,得到第一比较结果,根据第一比较结果生成第一控制指令信息;

步骤S104,根据第一控制指令信息控制管路的流量;

步骤S105,根据当前管路压力值和预设压力值,得到当前差值的绝对值;

步骤S106,将当前差值的绝对值与预设微调分界值进行比较,得到第二比较结果;

步骤S107,根据第二比较结果控制溢流安全阀的开度或先导式比例溢流阀的开度。

本发明实施例提供了火箭发动机的智能调节输送方法,包括:采集当前管路流量值和当前管路压力值;当泵处于静止状态时,输出电压信号,根据电压信号控制泵的配油盘的倾角,以调节管路的流量;当泵处于转动状态时,将当前管路流量值与预设流量值进行比较,得到第一比较结果,根据第一比较结果生成第一控制指令信息;根据第一控制指令信息控制管路的流量;根据当前管路压力值和预设压力值,得到当前差值的绝对值;将当前差值的绝对值与预设微调分界值进行比较,得到第二比较结果;根据第二比较结果控制溢流安全阀的开度或先导式比例溢流阀的开度,从而使压力供应和流量调节具有较高的精确度和稳定性。

本发明实施例还提供一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行计算机程序时实现上述实施例提供的火箭发动机的智能调节输送方法的步骤。

本发明实施例还提供一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质,计算机可读介质上存储有计算机程序,计算机程序被处理器运行时执行上述实施例的火箭发动机的智能调节输送方法的步骤。

本发明实施例所提供的计算机程序产品,包括存储了程序代码的计算机可读存储介质,所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法,具体实现可参见方法实施例,在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统和装置的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。

另外,在本发明实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是:以上所述实施例,仅为本发明的具体实施方式,用以说明本发明的技术方案,而非对其限制,本发明的保护范围并不局限于此,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改、变化或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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