【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種空間艙門系統及其快速漏率檢測方法，屬于空間艙門可靠性與安全性設計。
技術介紹
1、艙門作為活動組件，通過非金屬的密封材料進行密封，其密封性成為整個空間站密封性能中非常重要的一環。因此，一種專門針對載人航天器艙門密封性能的檢測設備應運而生，即艙門快速檢漏儀。艙門在關閉后，門體上的兩道密封圈與門框之間會形成一個小空間。檢漏儀創新性地利用了艙門的特有結構，在工作時向小空間內充入一定量的檢測氣體，通過監測小空間內壓力的變化來判斷艙門的密封情況。通過目前，從現有的公開資料上看，國外空間站和飛行器上未見有艙門快速檢漏儀產品。只有俄羅斯tm號飛船上，為了監測兩個航天器對接處的泄露情況，研制了“對接處密封性監測設備”，利用壓力傳感器測量對接處的密封狀況，其原理應與艙門快速檢漏儀大致相同。
2、為避免空間中艙門出現泄漏，需要對艙門關閉后的兩道密封圈進行檢漏。現有的檢漏檢測裝置需要向整個艙中充入足夠的氣體，耗費時間長，操作復雜，且檢漏結果可靠性較低。
技術實現思路
1、本專利技術解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提出了一種空間艙門系統及其快速漏率檢測方法，通過壓點開關和便攜式艙門快速檢漏儀的設計，可靠檢測艙門關閉是否到位和密封性。
2、本專利技術的技術解決方案是：
3、一種空間艙門系統，包括密封艙門、壓點開關和艙門快速檢漏儀；
4、密封艙門，包括門體組件、門框、門軸組件；門框端面設有密封面及一端位于密封面表面的檢漏管路；門體組件包括
5、壓點開關，設置在門框上，檢測艙門開關動作是否到位；
6、艙門快速檢漏儀，連接檢漏管路的另一端，在密封艙門關閉后通過檢漏管路向密封腔體充氣并進行漏率測試，獲取密封圈的密封情況，確認密封艙門是否可靠關閉。
7、進一步地，所述壓點開關包括杠桿齒輪、軸、扭簧、觸桿、底座、滾輪、齒輪軸、微動開關；
8、滾輪連接在杠桿齒輪的杠桿端，杠桿齒輪繞軸轉動；杠桿齒輪的齒輪端與齒輪軸上的齒輪嚙合，齒輪軸的軸上安裝有扭簧，扭簧上連接有觸桿；
9、微動開關安裝在底座上，底座安裝在艙門門框組件上；觸桿一端與微動開關接觸，扭簧的扭矩大于微動開關觸點對觸桿產生的力。
10、進一步地，在艙門處于打開狀態時，艙門壓點開關的杠桿齒輪的杠桿端不被艙門門體組件壓緊，觸桿在扭簧的作用下保持初始位置，微動開關發出艙門已打開狀態電信號；在艙門關閉時，艙門門體組件與壓點開關的滾輪接觸并壓緊，杠桿齒輪繞軸旋轉，通過齒輪端將位移和力矩傳到齒輪軸上，齒輪軸通過扭簧與觸桿相壓緊，齒輪軸的轉動就帶動觸桿的轉動，觸桿壓縮微動開關的觸點，微動開關發出關閉狀態的電信號。
11、進一步地，艙門快速檢漏儀包括殼體、儲氣瓶、電磁閥、壓力傳感器、電控單元、充氣組件及外接組件；
12、儲氣瓶、電磁閥、壓力傳感器、電控單元、充氣組件位于殼體內部，外接組件為殼體對外接口，外接組件連接門框上的檢漏管路，儲氣瓶出口通過內部管路連接外接組件；電磁閥設置在內部管路上，在電控單元的控制下以脈沖方式工作；
13、壓力傳感器用于在充氣達到閾值壓力后檢測檢漏腔的壓力；
14、充氣組件連接儲氣瓶入口，將艙內大氣壓縮后充入儲氣瓶中。
15、進一步地，所述外接組件包括快斷接口、檢漏軟管；儲氣瓶出口通過內部管路依次連接檢漏軟管、快斷接口，快斷接口的另一端連接位于門框上的檢漏管路。
16、進一步地，所述艙門快速檢漏儀還包括單向閥，安裝在充氣組件與儲氣瓶之間的管路上，防止氣體回流。
17、進一步地，所述門軸組件包括門軸、扭簧、浮動卡簧；門軸通過扭簧與門體連接，浮動卡簧頂住門軸，當艙門關閉時，門軸壓迫浮動卡簧收縮，使得門體平動，兩道密封圈與門框組件的密封面接觸壓緊。
18、進一步地，關閉艙門時門體先轉動后平動，具體方法為：
19、發出關閉指令，外力壓縮扭簧，門體沿門軸轉動，直至處于預壓緊狀態；
20、預壓緊狀態下，連桿機構旋轉，連桿機構末端設有凸輪，凸輪滑入滑道，門體產生向下的壓緊力，門軸壓迫浮動卡簧收縮，門體平動，均勻壓縮雙道密封圈壓緊門框組件的密封面。
21、進一步地，在門框組件上放置多個壓點開關，提高檢測艙門動作到位的準確性。
22、對空間艙門系統進行快速漏率檢測的方法，包括：
23、步驟一：首先對由兩道密封圈與門框密封面形成的密封腔體進行脈沖式充氣，通過判斷是否能在規定次數內將腔體壓力充至預充壓力，進行最快速的大漏率判斷，若判斷為密封異常，則結束檢測，給出關閉不到位結論；若判斷為密封良好，則執行步驟二；
24、步驟二：對密封腔體保壓，通過對設定時間段內采集的密封腔體壓力進行壓力下降量比較，完成較快速的嚴重漏率超標判斷；若判斷為密封異常，則結束檢測，給出關閉不到位結論；若判斷為密封良好，則執行步驟三；
25、步驟三：通過嚴重漏率超標判斷后，開始進行漏率計算和判斷；艙門快速檢漏儀在規定時間段內繼續采集密封艙體壓力，計算實時漏率；將實時漏率與越限漏率指標進行比較，如果連續五個實時漏率超過越限漏率，則認為漏率超標，結束檢測并給出關閉不到位結論；若漏率未超標，則結束檢測并給出關閉到位結論。
26、本專利技術與現有技術相比的優點在于：
27、(1)本專利技術構建了一套可檢測艙門關閉到位和密封性的艙門系統，由密封艙門、壓點開關和便攜式艙門快速檢漏儀組成，該系統的優勢在于：三個壓點開關通過“三取二”能夠可靠檢測艙門動作到位，接著快速檢漏儀能夠通過漏率測試快速給出艙門的密封性能，為艙門是否可靠關閉提供量化依據。
28、(2)本專利技術通過艙門機構設計，實現了艙門關閉過程中“先轉動后平動”的動作次序：首先航天員通過艙門把手，轉動艙門到達鎖緊預備位置，轉動開關轉動手柄帶動連桿機構運動，連桿末端的凸輪機構使得艙門門體產生平動，艙門平動均勻壓縮雙道端面密封圈保證密封性能，同時艙門平動觸發三個艙門壓點開關給出信號；
29、(3)本專利技術采用“兩級杠桿+扭簧限力”的壓點開關設計方案，該方案具有過行程保護功能，即具有能夠適應艙門門體在不同壓縮量下，依然穩定給出到位信號的功能，該功能能夠保證艙門在不同壓差下均能夠穩定給出到位信號；
30、(4)本專利技術設計的快速檢漏儀為便攜式即插即用設備，自帶氣瓶和電源，自帶顯示功能，不需要外部供電和供氣，通過快斷與被檢對象連接，可以實現“一對多”的檢測功能；
31、(5)本專利技術設計的快速檢漏儀利用艙門端面雙道密封圈形成的空間進行漏率檢測，檢測時間控制在分鐘級，檢測時間短效率高；同時產品設計了帶有把手的軟體便攜包，可以在空間站內部吊掛或通過粘扣本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種空間艙門系統，其特征在于，包括密封艙門、壓點開關和艙門快速檢漏儀；
2.根據權利要求1所述的一種空間艙門系統，其特征在于，所述壓點開關包括杠桿齒輪、軸、扭簧、觸桿、底座、滾輪、齒輪軸、微動開關；
3.根據權利要求2所述的一種空間艙門系統，其特征在于，在艙門處于打開狀態時，艙門壓點開關的杠桿齒輪的杠桿端不被艙門門體組件壓緊，觸桿在扭簧的作用下保持初始位置，微動開關發出艙門已打開狀態電信號；在艙門關閉時，艙門門體組件與壓點開關的滾輪接觸并壓緊，杠桿齒輪繞軸旋轉，通過齒輪端將位移和力矩傳到齒輪軸上，齒輪軸通過扭簧與觸桿相壓緊，齒輪軸的轉動就帶動觸桿的轉動，觸桿壓縮微動開關的觸點，微動開關發出關閉狀態的電信號。
4.根據權利要求1所述的一種空間艙門系統，其特征在于，艙門快速檢漏儀包括殼體、儲氣瓶、電磁閥、壓力傳感器、電控單元、充氣組件及外接組件；
5.根據權利要求4所述的一種空間艙門系統，其特征在于，所述外接組件包括快斷接口、檢漏軟管；儲氣瓶出口通過內部管路依次連接檢漏軟管、快斷接口，快斷接口的另一端連接位于門框上的檢漏管路。>
6.根據權利要求4所述的一種空間艙門系統，其特征在于，所述艙門快速檢漏儀還包括單向閥，安裝在充氣組件與儲氣瓶之間的管路上，防止氣體回流。
7.根據權利要求1所述的一種空間艙門系統，其特征在于，所述門軸組件包括門軸、扭簧、浮動卡簧；門軸通過扭簧與門體連接，浮動卡簧頂住門軸，當艙門關閉時，門軸壓迫浮動卡簧收縮，使得門體平動，兩道密封圈與門框組件的密封面接觸壓緊。
8.根據權利要求7所述的一種空間艙門系統，其特征在于，關閉艙門時門體先轉動后平動，具體方法為：
9.根據權利要求1所述的一種空間艙門系統，其特征在于，在門框組件上放置多個壓點開關，提高檢測艙門動作到位的準確性。
10.對權利要求1所述的空間艙門系統進行快速漏率檢測的方法，其特征在于，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種空間艙門系統，其特征在于，包括密封艙門、壓點開關和艙門快速檢漏儀；
2.根據權利要求1所述的一種空間艙門系統，其特征在于，所述壓點開關包括杠桿齒輪、軸、扭簧、觸桿、底座、滾輪、齒輪軸、微動開關；
3.根據權利要求2所述的一種空間艙門系統，其特征在于，在艙門處于打開狀態時，艙門壓點開關的杠桿齒輪的杠桿端不被艙門門體組件壓緊，觸桿在扭簧的作用下保持初始位置，微動開關發出艙門已打開狀態電信號；在艙門關閉時，艙門門體組件與壓點開關的滾輪接觸并壓緊，杠桿齒輪繞軸旋轉，通過齒輪端將位移和力矩傳到齒輪軸上，齒輪軸通過扭簧與觸桿相壓緊，齒輪軸的轉動就帶動觸桿的轉動，觸桿壓縮微動開關的觸點，微動開關發出關閉狀態的電信號。
4.根據權利要求1所述的一種空間艙門系統，其特征在于，艙門快速檢漏儀包括殼體、儲氣瓶、電磁閥、壓力傳感器、電控單元、充氣組件及外接組件；
5.根據權利要求4所述的一種空間艙門系統，其特...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王波，夏祥東，莊原，王寧，溫楠，董洋，施麗銘，董義鵬，周明，高佳樂，
申請(專利權)人：北京空間飛行器總體設計部，
類型：發明
國別省市：
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