本發(fā)明涉及一種空間艙門系統(tǒng)及其快速漏率檢測方法，屬于空間艙門可靠性與安全性設(shè)計。

背景技術(shù)：

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(huán)。因此，一種專門針對載人航天器艙門密封性能的檢測設(shè)備應(yīng)運而生，即艙門快速檢漏儀。艙門在關(guān)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(chuàng)新性地利用了艙門的特有結(jié)構(gòu)，在工作時向小空間內(nèi)充入一定量的檢測氣體，通過監(jiān)測小空間內(nèi)壓力的變化來判斷艙門的密封情況。通過目前，從現(xiàn)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(chǎn)品。只有俄羅斯tm號飛船上，為了監(jiān)測兩個航天器對接處的泄露情況，研制了“對接處密封性監(jiān)測設(shè)備”，利用壓力傳感器測量對接處的密封狀況，其原理應(yīng)與艙門快速檢漏儀大致相同。

2、為避免空間中艙門出現(xiàn)泄漏，需要對艙門關(guān)閉后的兩道密封圈進行檢漏。現(xiàn)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(fù)雜，且檢漏結(jié)果可靠性較低。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種空間艙門系統(tǒng)及其快速漏率檢測方法，通過壓點開關(guān)和便攜式艙門快速檢漏儀的設(shè)計，可靠檢測艙門關(guān)閉是否到位和密封性。

2、本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

3、一種空間艙門系統(tǒng)，包括密封艙門、壓點開關(guān)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(shè)有密封面及一端位于密封面表面的檢漏管路；門體組件包括密封圈內(nèi)圈、密封圈外圈、連桿機構(gòu)、門體，密封圈內(nèi)圈、密封圈外圈由內(nèi)而外套裝在門體端面上，在艙門關(guān)閉時兩道密封圈與門框的密封面接觸壓緊，在兩道密封圈與門框密封面之間形成密封腔體；門軸組件與門體連接；

5、壓點開關(guān)，設(shè)置在門框上，檢測艙門開關(guān)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(guān)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(rèn)密封艙門是否可靠關(guān)閉。

7、進一步地，所述壓點開關(guān)包括杠桿齒輪、軸、扭簧、觸桿、底座、滾輪、齒輪軸、微動開關(guān)；

8、滾輪連接在杠桿齒輪的杠桿端，杠桿齒輪繞軸轉(zhuǎn)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(guān)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(guān)接觸，扭簧的扭矩大于微動開關(guān)觸點對觸桿產(chǎn)生的力。

10、進一步地，在艙門處于打開狀態(tài)時，艙門壓點開關(guān)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(guān)發(fā)出艙門已打開狀態(tài)電信號；在艙門關(guān)閉時，艙門門體組件與壓點開關(guān)的滾輪接觸并壓緊，杠桿齒輪繞軸旋轉(zhuǎn)，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(zhuǎn)動就帶動觸桿的轉(zhuǎn)動，觸桿壓縮微動開關(guān)的觸點，微動開關(guān)發(fā)出關(guān)閉狀態(tài)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(nèi)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(nèi)部管路連接外接組件；電磁閥設(shè)置在內(nèi)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(dá)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(nèi)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(nèi)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(dāng)艙門關(guān)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(guān)閉艙門時門體先轉(zhuǎn)動后平動，具體方法為：

19、發(fā)出關(guān)閉指令，外力壓縮扭簧，門體沿門軸轉(zhuǎn)動，直至處于預(yù)壓緊狀態(tài)；

20、預(yù)壓緊狀態(tài)下，連桿機構(gòu)旋轉(zhuǎn)，連桿機構(gòu)末端設(shè)有凸輪，凸輪滑入滑道，門體產(chǎn)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(guān)，提高檢測艙門動作到位的準(zhǔn)確性。

22、對空間艙門系統(tǒng)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(guī)定次數(shù)內(nèi)將腔體壓力充至預(yù)充壓力，進行最快速的大漏率判斷，若判斷為密封異常，則結(jié)束檢測，給出關(guān)閉不到位結(jié)論；若判斷為密封良好，則執(zhí)行步驟二；

24、步驟二：對密封腔體保壓，通過對設(shè)定時間段內(nèi)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(yán)重漏率超標(biāo)判斷；若判斷為密封異常，則結(jié)束檢測，給出關(guān)閉不到位結(jié)論；若判斷為密封良好，則執(zhí)行步驟三；

25、步驟三：通過嚴(yán)重漏率超標(biāo)判斷后，開始進行漏率計算和判斷；艙門快速檢漏儀在規(guī)定時間段內(nèi)繼續(xù)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(biāo)進行比較，如果連續(xù)五個實時漏率超過越限漏率，則認(rèn)為漏率超標(biāo)，結(jié)束檢測并給出關(guān)閉不到位結(jié)論；若漏率未超標(biāo)，則結(jié)束檢測并給出關(guān)閉到位結(jié)論。

26、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于：

27、(1)本發(fā)明構(gòu)建了一套可檢測艙門關(guān)閉到位和密封性的艙門系統(tǒng)，由密封艙門、壓點開關(guān)和便攜式艙門快速檢漏儀組成，該系統(tǒng)的優(yōu)勢在于：三個壓點開關(guān)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(guān)閉提供量化依據(jù)。

28、(2)本發(fā)明通過艙門機構(gòu)設(shè)計，實現(xiàn)了艙門關(guān)閉過程中“先轉(zhuǎn)動后平動”的動作次序：首先航天員通過艙門把手，轉(zhuǎn)動艙門到達(dá)鎖緊預(yù)備位置，轉(zhuǎn)動開關(guān)轉(zhuǎn)動手柄帶動連桿機構(gòu)運動，連桿末端的凸輪機構(gòu)使得艙門門體產(chǎn)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(fā)三個艙門壓點開關(guān)給出信號；

29、(3)本發(fā)明采用“兩級杠桿+扭簧限力”的壓點開關(guān)設(shè)計方案，該方案具有過行程保護功能，即具有能夠適應(yīng)艙門門體在不同壓縮量下，依然穩(wěn)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(wěn)定給出到位信號；

30、(4)本發(fā)明設(shè)計的快速檢漏儀為便攜式即插即用設(shè)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(xiàn)“一對多”的檢測功能；

31、(5)本發(fā)明設(shè)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(chǎn)品設(shè)計了帶有把手的軟體便攜包，可以在空間站內(nèi)部吊掛或通過粘扣固定，方便使用，滿足人機工效學(xué)設(shè)計；

32、(6)本發(fā)明設(shè)計的便攜式快速檢漏儀可以通過氣泵在艙內(nèi)充氣，電池可以更換，因此該產(chǎn)品具有重復(fù)使用的特點。