ZM-800熱真空模擬設(shè)備是用于星載儀器作熱真空試驗(yàn)。其空載真空度為2×10-4Pa，溫度范圍為50℃～- 50℃。依據(jù)對(duì)真空度的要求，選擇擴(kuò)散泵一機(jī)械泵機(jī)組作為抽氣手段即可。真空室中，為得到50℃～- 50℃的溫度環(huán)境，設(shè)置了熱沉，其外壁繞加熱帶，以得到高溫。內(nèi)壁盤(pán)上冷管，通入由氟里昂冷卻的酒精液體，可以得到-65℃的低溫。
　　
　　(1)設(shè)備構(gòu)成
　　
　　設(shè)備主要由真空室、熱沉、抽氣系統(tǒng)及制冷系統(tǒng)構(gòu)成。
　　
　?、僬婵帐?。真空室簡(jiǎn)體內(nèi)徑800mm，長(zhǎng)約1600mm，用6mm不銹鋼板卷制而成。簡(jiǎn)體后部有酒精入口，中部有抽氣口。筒體上設(shè)有真空壓力表、針閥以及熱偶和電離規(guī)。除此之外，還有高頻引入法蘭及通電法蘭等。
　　
　　臥式真空室端部有大門(mén)，法蘭厚26mm，寬45mm。以?xún)蓚€(gè)固定鉸鏈與簡(jiǎn)體相連，鉸鏈軸孔為腰形長(zhǎng)孔，以便適應(yīng)抽真空后，橡膠圈的變形量。大門(mén)預(yù)緊采用了三個(gè)手輪，通過(guò)絲桿一螺母機(jī)構(gòu)給橡膠密封圈施加預(yù)緊力。機(jī)械泵開(kāi)始抽氣后，借助于真空室內(nèi)外壓差使大門(mén)密封。有時(shí)大門(mén)法蘭與密封圈之間還有間隙，但一抽氣，法蘭立刻合找。在設(shè)計(jì)大門(mén)密封圈時(shí)應(yīng)注意，其突出高度應(yīng)比標(biāo)準(zhǔn)密封設(shè)計(jì)高一點(diǎn)，以彌補(bǔ)大門(mén)法蘭加工誤差及變形。
　　
　　真空室內(nèi)壁應(yīng)該拋光，以便清除表面氧化層及污物。氧化層為疏松結(jié)構(gòu)，表面很大吸氣量就大，不利于抽氣。污物除吸附大量氣體外，蒸氣壓較高，也會(huì)直接影響真空度的獲得。
　　
　?、跓岢?。熱沉的功能是：在低溫狀態(tài)下，能完全吸收試驗(yàn)物放出來(lái)的熱；在高溫狀態(tài)下，能將熱量傳給試驗(yàn)物體。在高真空下，熱沉與試驗(yàn)物之間為輻射換熱，故要求熱沉內(nèi)壁涂黑。黑度愈大，輻射率愈大，換熱效果就愈好?？梢杂没瘜W(xué)發(fā)黑或涂耐高溫涂料來(lái)實(shí)現(xiàn)。涂涂料時(shí)，應(yīng)采取適當(dāng)工藝，否則涂層會(huì)因受冷熱交變而脫落。熱沉外表面應(yīng)該拋光，以減小輻射引起的冷損。同樣的理由，熱沉支承與簡(jiǎn)體間應(yīng)隔熱，進(jìn)出液管與簡(jiǎn)體連接應(yīng)使用波紋管。
　　
　　熱沉材料通常選用紫銅，導(dǎo)熱性好，易使熱沉溫度均勻。也有用不銹鋼材料的，容易發(fā)黑，可得到較高的黑度。但它導(dǎo)熱較差，短時(shí)間內(nèi)可能造成熱沉壁溫度不均。
　　
　　熱沉為圓筒形，外壁繞有加熱帶，內(nèi)壁焊有冷液管，其示意圖如圖10-48所示。冷管材料為紫銅，而出口法蘭為不銹鋼，兩者之間不易焊接，故兩者之間應(yīng)選擇一適當(dāng)過(guò)渡管材，保證可焊性否則氣密性不易保障。
　　
　?、壅婵粘闅鈾C(jī)組。寞空系統(tǒng)原理如圖10-49所示。以K-400T擴(kuò)散泵為主泵。經(jīng)過(guò)擋板及高真空閥后的有效抽速為2600L/s。在真空室熱沉溫度為50℃而真空度為2×10-3Pa時(shí)，擴(kuò)散泵能排走的平均氣體流量為2.6Pa·L/s，也就是說(shuō)，試驗(yàn)物及真空室內(nèi)表面出氣所產(chǎn)生的流量為2. 6Pa·L/s時(shí)，能確保在2×10-3Pa下做試驗(yàn)。
　　
　　擴(kuò)散泵以?xún)膳_(tái)2X-30型機(jī)械泵為前級(jí)，在正常工作狀態(tài)下，用一臺(tái)機(jī)械泵做擴(kuò)散泵的維持泵。在粗抽時(shí)，為縮短抽氣時(shí)間，可同時(shí)開(kāi)動(dòng)兩臺(tái)機(jī)械泵。兩臺(tái)機(jī)械泵還可以切換作擴(kuò)散泵的前級(jí)泵。切換使用時(shí)，應(yīng)注意將碟閥2先關(guān)閉，然后再切換，否則可使大氣進(jìn)入擴(kuò)散泵前級(jí)管道。由調(diào)試中發(fā)現(xiàn)，在機(jī)械泵切換的瞬間，前級(jí)管道上熱偶計(jì)指示幾乎到大氣狀態(tài)。這是由于電磁閥開(kāi)啟后，還未來(lái)得及關(guān)閉其放氣孔所致。
　　
　?、苤评湎到y(tǒng)。制冷系統(tǒng)采用復(fù)疊式氟里昂壓縮機(jī)組，其原理如圖10-50所示。第一級(jí)制冷采用F22工質(zhì)，可得到-40℃溫度。第二級(jí)制冷采用F13工質(zhì)，可得到- 80℃低溫。本設(shè)備試驗(yàn)中，常用- 50℃，選擇酒精作冷媒即可。酒精易揮發(fā)，酒精箱密閉性要好。
　　
　　制冷系統(tǒng)制冷過(guò)程是：由F22壓縮機(jī)出來(lái)的高溫高壓F22蒸氣，到冷凝器后，被冷凝成高壓液態(tài)冷劑，通過(guò)節(jié)流閥后，冷劑進(jìn)一步降溫，同時(shí)使壓力由高壓變?yōu)榈蛪海⒃谡舭l(fā)器中蒸發(fā)，吸走被冷卻介質(zhì)(即F-13)的熱量，使其降溫。低溫高壓的F13液體，經(jīng)F13膨脹閥后，進(jìn)一步降溫，同時(shí)壓力降低，流經(jīng)酒精箱中的蒸發(fā)器后，吸收酒精熱量，使酒精降溫，其溫度可達(dá)-80℃。低溫酒精，通過(guò)酒精泵，打入熱沉中，使熱沉達(dá)到所需溫度。