一种贮箱容积测定小车及使用方法与流程

本发明属于容积测定装置及方法技术领域，特别涉及一种贮箱容积测定小车及使用方法。

背景技术：

金属隔膜式贮箱作为应用于经常变轨、姿态调整频繁、机动性强的航天器中的新型贮箱。其金属膜片在气体的挤压作用下紧贴液面，避免了推进剂的晃动，具有排放流量大、排出效率高、可靠性高、在侧向过载条件下能可靠排放和工况突变适应能力强等优点，广泛应用于弹、箭、星、器等各个航天器领域。金属隔膜贮箱可以实现推进剂特别是氧化剂的长期贮存，具有加注贮存期长、密封性好、质心稳定、抑制液体燃料晃动、能够采用热燃气增压、排放效率高和在失重状态下几乎不受干扰加速度影响等特点，是解决液体燃料预先加注、精确控制和长期贮存的关键，并能显著提高了航天器寿命、精度和发射机动性。

金属隔膜式贮箱膜片在翻转的过程中易出现排出效率低、质心偏心、膜片褶皱、破裂等常见问题。出现这些失效形式问题的主要原因都与金属贮箱膜片密不可分。金属贮箱在出厂前虽会进行相应的气密试验以及容积测定，但作为单机放入整个系统中还会随整个系统装置进行多次的气密试验。如若操作不当，很有可能造成金属膜片提前起翻或对膜片造成破坏。膜片出现问题就会造成整个系统装置报废，浪费大量金钱的同时也会严重影响后续试验进程。在系统气密试验前后增加贮箱容积测定试验以此来判断贮箱膜片的状态是否正常，及早发现问题，及时处理以免造成更大的经济损失。申请号为cn109916467a的专利虽适合容器的容积测定，但专利装置结构复杂，操作繁琐。申请号为cn201921288086.7为常用的水来进行容积测定的方法，但对于系统测定来说，管路复杂，且整个系统加注后排水不便，无法对整个系统进行烘干。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供了一种贮箱容积测定小车及使用方法。采用气定标定方法，对贮箱容积进行换算。整个过程全程记录贮箱液腔压力，在线监控贮箱温度，控制金属膜片起翻压力。在气密试验前后都进行一次贮箱液腔容积测定，以此来判断膜片状态是否良好。

本发明采用的技术方案是：一种贮箱容积测定小车，包括车体运输结构组件和测定供气结构组件，车体运输结构组件为底板平台和安装在所述底板平台下部的万向轮，以及固定在底板平台上的气瓶托架；测定供气结构组件为放置于所述气瓶托架上的气瓶以及气瓶与产品贮箱之间的连接管路，管路中安装截止阀、压力传感器、减压部件。

进一步优化，气瓶托架为“匕”型结构由一个立板及两个直角托架组成，直角托架端部有挡板，在气瓶托架上下两托架上分别放置缓冲气瓶和气瓶两个气瓶，气瓶的出气口通过管路连接至缓冲气瓶的进气口，管路中依次安装减压器、一号压力传感器、一号截止阀，缓冲气瓶的出气口通过管路连接至产品贮箱，管路中依次安装二号压力传感器、二号截止阀，管路尽头为三通连接，一端安装有三号截止阀，另一端通过软管与产品贮箱连接。缓冲气瓶的设计保证输入的气体稳定，减少缓冲气体压力波动，使系统工作更加平稳，避免气瓶直接与要测试的容器接触，造成提前翻转。

进一步优化，一号压力传感器和一号截止阀之间管路上安装有显示面板，便于观测试验数据。

进一步优化，二号截止阀输出端管路上安装有过滤器，用于过滤管内杂质，保证气体纯净。

进一步优化，一号截止阀、二号截止阀和三号截止阀为直通式手动截止阀。

本发明还涉及一种贮箱容积测定小车的使用方法，包括以下步骤：

步骤1、试验前准备，将工艺贮箱连接到软管上，在工艺贮箱上贴上温度传感器，再将工艺贮箱称重后记作g空，加满水后再称重记为g满，v1＝g满—g空，得到工艺贮箱的实际容积v1后，对工艺贮箱进行吹干，然后对各连接管路称重，注水后称重，得到各管路容积，二号截止阀前的所有管路体积为v01，二号截止阀后的所有管路体积为v02，称重完成后对管路进行烘干；其中，工艺贮箱为已知容积且内部没有翻转膜片的贮箱，主要用于容积测定的参数修正；

步骤2、保证每个截止阀均处于关闭状态，缓慢拧动减压器，一号压力传感器通过电信号反馈到显示面板，操作人员通过观察显示面板显示压力达到0.04mpa时，打开一号截止阀向缓冲气瓶充气，静置至少1h，二号压力传感器通过电信号反馈到显示面板，压力稳定无明显波动后记录压力p1及温度t1；

步骤3、关闭减压器，关闭一号截止阀，缓慢打开二号截止阀，静置时间至少1h，二号压力传感器通过电信号反馈到显示面板，压力稳定无明显波动后记录压力p2及温度t2；

步骤4、测试完成后打开三号截止阀排气；

步骤5、贮箱液腔容积v2通过气测数据的计算，按下式计算：

步骤6、通过比对水测数据v1和气测数据v2，进行调整传感器误差，将数值修正；

步骤7、将工艺贮箱拆下，用软管连接产品贮箱，重复上述步骤2～步骤5进行容积测定。

本发明的有益效果是：

1、本发明的装置各部分结构紧凑，各部分间由管路和接头进行连接，方便拆卸，便于运输；

2、可以根据不同试验条件进行改装，更换相应量程的传感器，以及增加相应试验设备；

3、在试验过程中，将压力和温度信息反馈给操作者，让操作者及时了解到实时的压力状态，提高工作效率，降低劳动者工作强度。

附图说明

图1为贮箱容积测定小车结构示意图；

图2为测定供气结构组件结构示意图；

图3为系统原理图。

附图标记：1-万向轮2-底板平台3-气瓶托架4-软管5-过滤器6-二号截止阀7-二号压力传感器8-缓冲气瓶9-一号截止阀10-显示面板11-一号压力传感器12-减压器13-三号截止阀14-气瓶15-产品贮箱

具体实施方式

本发明是一种贮箱容积测定小车，下面结合图1-图3对本发明技术作进一步具体的阐述说明。

如图1和图2所示，一种贮箱容积测定小车，包括车体运输结构组件和测定供气结构组件，车体运输结构组件包括底板平台2、气瓶托架3以及万向轮1，三部分通过螺栓固定连接，在底板平台2安装万向轮1，在使用时松开万向轮1的刹车片，方便移动。在选定试验位置后，踩下刹车片，固定位置。气瓶托架3为“匕”型结构由一个立板及两个直角托架组成，直角托架端部有挡板，在气瓶托架3上下两托架上分别放置缓冲气瓶8和气瓶14两个气瓶。

如图2所示，测定供气结构组件主要包括气瓶14以及从气瓶14至产品贮箱15中间全部管路及配件，管路的长度以及路线根据具体试验位置情况布置，各管路中的截止阀、压力传感器及减压器数量及型号根据产品贮箱的大小进行选择装配，按照图3系统原理图将各部分部件用转接头和管路进行连接。

本实施例给出其中一种连接方式，具体如下所述：气瓶14的出气口通过管路连接至缓冲气瓶8的进气口，管路中依次安装减压器12、一号压力传感器11、一号截止阀9，在一号压力传感器11和一号截止阀9之间管路上安装有显示面板10，便于观测试验数据。缓冲气瓶8的出气口通过管路连接至产品贮箱15，管路中依次安装二号压力传感器7、二号截止阀6，在二号截止阀6输出端管路上优化安装过滤器5，用于过滤管内杂质，保证气体纯净，管路尽头为三通连接，一端安装有三号截止阀13，另一端通过软管4与产品贮箱15连接。缓冲气瓶8的设计保证输入的气体稳定，减少缓冲气体压力波动，使系统工作更加平稳，避免气瓶14直接与要测试的容器接触，造成提前翻转。

本实施例中，一号截止阀9、二号截止阀6和三号截止阀13为直通式手动截止阀。

本发明还涉及一种贮箱容积测定小车的使用方法，包括以下步骤：

步骤1、试验前准备，将工艺贮箱连接到软管上，在工艺贮箱上贴上温度传感器，再将工艺贮箱称重后记作g空，加满水后再称重记为g满，v1＝g满—g空，得到工艺贮箱的实际容积v1后，对工艺贮箱进行吹干，然后对各连接管路称重，注水后称重，得到各管路容积，二号截止阀6前的所有管路体积为v01，二号截止阀6后的所有管路体积为v02，称重完成后对管路进行烘干；

步骤2、保证每个截止阀均处于关闭状态，缓慢拧动减压器12，一号压力传感器11通过电信号反馈到显示面板10，操作人员通过观察显示面板10显示压力达到0.04mpa时，打开一号截止阀9向缓冲气瓶8充气，静置至少1h，二号压力传感器7通过电信号反馈到显示面板10，压力稳定无明显波动后记录压力p1及温度t1；

步骤3、关闭减压器12，关闭一号截止阀9，缓慢打开二号截止阀6，静置时间至少1h，二号压力传感器7通过电信号反馈到显示面板10，压力稳定无明显波动后记录压力p2及温度t2；

步骤4、测试完成后打开三号截止阀13排气；

步骤5、贮箱液腔容积v2通过气测数据的计算，按下式计算：

其中：p1——开阀前稳定压力(mpa)；

p2——开阀后稳定压力(mpa)；

t1——开阀前稳定温度(k)；

t2——开阀后稳定环境温度(k)；

v1——缓冲气瓶容积(l)；

v2——贮箱液腔容积(l)。

步骤6、通过比对水测数据v1和气测数据v2，进行调整传感器误差，将数值修正；

步骤7、容积测定，将工艺贮箱拆下，用软管4连接产品贮箱15，重复上述步骤2～步骤5进行容积测定。

本发明的容积测定方法如若不进行气体更换，修订一次传感器参数即可测定多个产品贮箱15的容积。