微波真空定標用可拆卸低溫連接裝置的製作方法
2024-02-26 05:19:15
專利名稱：微波真空定標用可拆卸低溫連接裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及太空飛行器空間環境模擬微波定標試驗設備，尤其是一種微波真空定標用 可拆卸低溫連接裝置。
背景技術：
衛星星載遙感載荷在發射之前，需要在太空飛行器空間環境模擬設備的真空低溫環境 中，模擬其在軌飛行時的真實狀態，進行相應的微波真空輻射定標及性能測試試驗。在軌飛行時，遙感儀器每掃描一周中，依次觀測深冷空間、地球目標、深冷空間、參 考黑體，其中參考黑體是遙感儀器自帶的，深冷空間、地球目標的模擬，分別由深冷空間參 考源和定標標準源完成，這兩種源均為噴塗高發射率黑漆的蜂窩空腔列陣裝置，統稱為黑 體。黑體在試驗過程中需要降溫，在高真空冷背景下，如採用由熱沉通液氮自然輻射 降溫法，耗時將非常長。目前，現有技術的太空飛行器空間環境模擬微波定標試驗黑體冷卻裝置包括在裝有 液氮熱沉的真空容器內部，傳統的做法為，通過銅辨將黑體與熱沉相連傳導降溫，這種做法 降溫速率比自然輻射降溫要快，但是黑體達到的極限低溫有時難以滿足試驗要求。因此， 微波真空定標採用向黑體內腔直接通液氮降溫的方法，但是如何安全可靠的向真空容器內 的黑體內腔通液氮，保證真空容器內液氮管路連接法蘭在真空低溫狀態下不發生洩漏，就 變得非常關鍵。如果採用常規的設計方法，可拆卸連接法蘭和緊固螺栓、螺母選用同一種材 料，即使在常溫下將螺栓螺母擰的非常緊，但在低溫真空狀態下由於冷收縮，很容易發生冷 洩漏，進而破壞真空容器內真空度，影響試驗進行。本發明涉及一種微波真空定標用可拆卸低溫連接裝置，目前沒有發現同本發明類 似技術的說明或報導，也尚未收集到國內外類似的資料。
發明內容
針對現有技術的上述不足，本發明所要解決的技術問題在於提供一種微波真空定 標用可拆卸低溫連接裝置。利用本發明，可有效縮短紅外定標試驗過程中黑體降溫時間，確 保黑體獲得極限低溫以及其穩定性。本發明為解決上述技術問題所採用的技術方案是一種微波真空定標用可拆卸低 溫連接裝置，在裝有液氮熱沉的真空容器內部，放置微波定標用黑體，黑體通過柔性低溫管 路與真空容器外的液氮杜瓦罐相連，低溫管路通過兩個不鏽鋼法蘭對接連接；其創新點在 於，在兩個不鏽鋼法蘭之間設有聚四氟乙烯密封墊圈，兩個不鏽鋼法蘭由六套均布的螺栓、 螺母及墊片預緊緊固，且螺栓和螺母的材質為黃銅。本發明可拆卸低溫連接裝置中，真空容器內低溫管路可拆卸連接法蘭的材質為不 鏽鋼，法蘭緊固螺栓和螺母的材質為黃銅，密封墊圈的材質為聚四氟乙烯，在低溫狀態下， 由於黃銅材料的低溫收縮率大於不鏽鋼材料，因此在低溫管路通液氮冷收縮的狀態下，該可拆卸低溫連接裝置會使密封墊圈壓得更緊，密封更加可靠。由於採取上述的技術方案，本發明解決了太空飛行器空間環境模擬設備為試驗黑體提 供液氮冷源的連接密封可靠性問題。本發明通過優化設計，將傳統的通過銅辨將黑體與熱 沉相連傳導降溫，更改為向黑體內腔直接通液氮降溫的方法，該方法的關鍵在於本發明的 可拆卸低溫連接裝置巧妙利用連接螺栓和連接法蘭在低溫下的不同收縮率，在低溫狀態 下，由於黃銅材料的低溫收縮率大於不鏽鋼材料，因此在低溫管路通液氮冷收縮的狀態下， 該可拆卸低溫連接裝置會使密封墊圈壓得更緊，密封更加可靠。因此，本發明連接裝置可以 滿足衛星星載微波載荷真空定標試驗時黑體低溫管路可拆卸連接的需求，提高了設備和試 驗的可靠性，在花費很小的情況下，有效解決了衛星星載微波載荷真空定標試驗時黑體提 供液氮冷源的連接密封可靠性問題，具有較大的推廣應用價值。本發明取得了如下的有益 效果(1)解決了太空飛行器空間環境模擬設備為試驗黑體提供冷源的問題；(2)解決了衛星星 載微波載荷真空定標試驗時黑體降溫速率過慢的問題；C3)提高了衛星星載微波載荷真空 定標試驗時黑體溫度的穩定性；(4)徹底解決了黑體低溫管路可拆卸連接真空密封問題， 提高了試驗的可靠性；( 該連接裝置可以推廣應用到衛星各種星載載荷的紅外定標試驗 中。
圖1為本發明微波真空定標用可拆卸低溫連接裝置的結構示意圖。其中1為真空容器；2為熱沉；3為黑體；4為低溫管路；5為低溫管路；6為液氮杜 瓦罐；21為不鏽鋼法蘭；22為不鏽鋼法蘭；23為密封墊圈；24為螺栓；25為墊片J6為螺母。
具體實施例方式本發明意圖對微波真空定標用可拆卸低溫連接裝置進行優化設計。下面結合
本發明的優選實施例。圖1為本發明微波真空定標用可拆卸低溫連接裝置的結構示意圖。如圖所示，在 裝有液氮熱沉2的真空容器1內部，放置微波定標用黑體3，黑體3通過柔性低溫管路4、5 與真空容器1外的液氮杜瓦罐6相連，低溫管路4、5通過不鏽鋼法蘭21和法蘭22對接連 接；在法蘭21和法蘭22之間設有聚四氟乙烯密封墊圈23，法蘭21和法蘭22由六套均布 的螺栓M、螺母沈及墊片25預緊緊固，且螺栓M和螺母沈的材質為黃銅。下面結合附圖對本發明的動作過程進行描述。在衛星星載載荷開始微波真空定標試驗前，根據需要將黑體3放置在真空容器內 特定的位置；將柔性低溫管路4、5通過不鏽鋼連接法蘭21、22對接連接，在兩法蘭之間加裝 聚四氟乙烯密封墊圈23，通過六套黃銅材料的螺栓M、螺母沈將兩連接法蘭21、22緊固連 接；將低溫管路5與放置在真空容器1外液氮杜瓦罐6連接。試驗開始後，真空容器1抽真空，熱沉2通液氮冷卻，液氮杜瓦罐6通過低溫管路 5、4向黑體3內腔通液氮製冷，黑體3迅速降溫，試驗繼續進行。綜上所述，本發明對微波真空定標用可拆卸低溫連接裝置優化設計，將連接裝置 的螺栓、螺母更改為黃銅材料，而連接法蘭採用不鏽鋼材料，試驗時，由於螺栓、螺母的冷收縮率大於連接法蘭和密封墊圈，因此在低溫工作狀態下，連接裝置的密封性能比常溫更好， 有效解決了微波真空定標用可拆卸低溫連接裝置的可靠性。因此，本發明的連接裝置可以 滿足衛星星載載荷微波真空定標試驗時，黑體降溫速率和穩定性的需求，提高了設備和試 驗的可靠性。
權利要求
1. 一種微波真空定標用可拆卸低溫連接裝置，在裝有液氮熱沉[2]的真空容器[1]內 部，放置微波定標用黑體[3]，黑體[3]通過柔性低溫管路[4、5]與真空容器[1]外的液氮 杜瓦罐[6]相連，低溫管路[4、5]通過不鏽鋼法蘭[21]和法蘭[22]對接連接；其特徵在於， 在法蘭[21]和法蘭[22]之間設有聚四氟乙烯密封墊圈[23]，法蘭[21]和法蘭[22]由六 套均布的螺栓[M]、螺母[26]及墊片[25]預緊緊固，且螺栓[24]和螺母[26]的材質為黃 銅。
全文摘要
本發明公開了一種微波真空定標用可拆卸低溫連接裝置，在裝有液氮熱沉[2]的真空容器[1]內部，放置微波定標用黑體[3]，黑體[3]通過柔性低溫管路[4、5]與真空容器[1]外的液氮杜瓦罐[6]相連，低溫管路[4、5]通過不鏽鋼法蘭[21]和法蘭[22]對接連接；在法蘭[21]和法蘭[22]之間設有聚四氟乙烯密封墊圈[23]，法蘭[21]和法蘭[22]由六套均布的螺栓[24]、螺母[26]及墊片[25]預緊緊固，且螺栓[24]和螺母[26]的材質為黃銅。本發明解決了太空飛行器微波載荷在微波真空定標試驗時，真空容器內定標黑體可拆卸液氮管低溫連接，真空密封可靠性問題，取得了提高試驗可靠性和提高試驗黑體冷卻效率等有益效果。
文檔編號G01S7/481GK102081160SQ20091019967
公開日2011年6月1日 申請日期2009年11月30日 優先權日2009年11月30日
發明者孫允珠, 景加榮 申請人:上海衛星工程研究所