中國空間技術研究院的KM4設備可用作大型衛(wèi)星(飛船)的整體熱真空和熱平衡試驗,亦可作大型部件或分系統(tǒng)的熱真空試驗。采用適當措施后,還可提供整星(船)作大氣壓條件下的熱循環(huán)試驗和低壓下大型部件的高低溫性能考核試驗等。
該設備的主要技術性能如下:
試驗空間:直徑6m、高8.5m,試件入口直徑6m。
工作轉(zhuǎn)臺:有繞兩軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)臺,載重2000kg,轉(zhuǎn)速4°/min,轉(zhuǎn)臺并可作90°翻轉(zhuǎn)。
試件吊具:試驗大廳備有5t和20t兩種吊鉤的橋式吊車,起吊高度為12m,試驗容器內(nèi)亦設計有三點支承的試件吊具,承重能力為2t,可將星(船)吊在容器內(nèi)試驗。
空載極限真空度:5.1×10-6Pa。
熱沉套壁溫:90K±5K。
KM4熱真空試驗設備的主容器垂直安裝于試驗大廳內(nèi),大廳頂部備有大型橋式吊車,大廳分上、下二層。設備頂蓋為直徑7m的大門,可以1m/min速度移向大廳二層停放,頂蓋上可安裝太陽模擬器,大型試驗件從容器上口進入。各分系統(tǒng)機組均安裝在大廳一層,容器在一層平面處開有一個直檉3m側(cè)門,供人進出。
KM4熱真空試驗設備由容器、真空抽氣系統(tǒng)、熱沉套及其降溫或加熱系統(tǒng)、太陽模擬器系統(tǒng)及溫度數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)等五個分系統(tǒng)組成。系統(tǒng)簡圖如圖10-53所示。
(1)容器
結(jié)構(gòu)形式:圓柱形立式容器,外殼焊有環(huán)形加強筋,直徑7m,高12m。
結(jié)構(gòu)材料:1Cr18Ni9Ti不銹鋼。
頂蓋大門:直徑7m,由液壓升斤頂升起,電力驅(qū)動平移。
側(cè)門:直徑3m,電力驅(qū)動側(cè)移。
(2)抽氣系統(tǒng)
?、儆?a href="http://www.92slsf.cn" target="_blank" class="keylink">擴散泵機組。
粗抽泵:2臺W4-6型活塞泵,每臺抽速100L/s。
前級泵:4臺H-8(H-150)型滑閥泵,每臺抽速150L/s。
4臺ZI-11(ZI-1200)型羅茨泵,每臺抽速1200L/s。
高真空泵:4臺KY-16(K-1200)油擴散泵,每臺抽速50000L/s,并配有水冷擋板及液氮冷阱。
?、?0K低溫板(深冷泵)。
采用板管式結(jié)構(gòu),分布于中部熱沉套內(nèi)。
氦板尺寸:寬100mm,長3780mm,管徑20mm。
氦板布置:沿中部熱沉套橫切面每隔3°布置一根氦管,并用液氮翼板屏蔽保櫨。
氦板前沿面積:約50㎡。
氦板溫度:<20K。
氦板總抽速:71.5×106L/S(對02、N2)。
?、鄢闅庑阅芮€。在容器空載情況下,真空系統(tǒng)抽氣3h,可從大氣壓抽到5Pa左右,抽氣6h可達10-2Pa,抽氣24h,可達3×10-4 Pa,擴散泵冷阱中加注液氮后真空度可提高到10-4Pa,熱沉套加液氮后,總抽氣時間在30h左右,容器真空度可達6.8×10-5Pa。再通入20K氣氦,抽氣12h(總抽氣約40h左右),容器可達5×10-6Pa的極限真空。
KM4容器高真空抽氣曲線如圖10-54所示。
?、?0K氣氦流程。用以提供20K低溫抽氣板20K冷氦氣。流程如圖10-55所示。
壓縮機:單列雙向無油潤滑氦氣壓縮機,4級壓縮,終壓4MPa,每臺進氣量(STP)8. 33m³ /min,數(shù)量3臺。
制冷機:渦輪式膨脹制冷機,轉(zhuǎn)速70000r/min—90000r/min,制冷量>1200W,效率67%,制冷機輸出至氦板總管進口處溫度為11K左右。
制冷速度:制冷機從室溫至13K需l ?h。
(3)熱沉套及其降溫、加熱系統(tǒng)
?、贌岢撂子缮喜?、中部、底部、大門、側(cè)門、側(cè)門頸部及活動熱沉套七部分組成。
熱沉套材料:紫銅。
結(jié)構(gòu)形式:用板和管焊接成圓筒狀、平板狀等形式。
內(nèi)表面熱吸收率:涂有機黑漆,使熱吸收率達0.93。
液氮及熱氮氣流程,用來對熱沉套進行冷卻和加熱。系統(tǒng)示意圖如圖10-56所示。
液氮流程形式:單相密閉循環(huán)。
液氮泵:流量32m³/h,排出壓力2.5×105Pa,數(shù)量2臺。
液氮貯罐:貯量15t,數(shù)量2臺。
熱氮氣流程形式:單相密閉循環(huán)。
空壓機:壓力8×105Pa,流量600(STP)m³/h,1臺。
電爐:每臺功率50kW,數(shù)量2臺。
z*高氮氣溫度:150℃。
(4)太陽模擬器系統(tǒng)
型式:19個單元組合的同軸卡塞格林系統(tǒng),單元光學原理如圖10-57所示。
光源:19只25kW短弧水冷氙燈,其結(jié)構(gòu)如圖10-58所示。
輻照強度:1.3S(太陽常數(shù))。
輻照面積:12㎡(直徑3.9m)。
準直角:±2°。
面均勻性:±12%—±15%;
穩(wěn)定性:±5%。
(5)KM4改為無油抽氣系統(tǒng)后的原理圖
圖10-59是原KM4改為無油抽氣系統(tǒng)后的原理圖。主泵由20K氣氦板及3臺直徑為1300mm制冷機低溫泵組成,預抽及粗抽由羅茨泵機組及微泵完成。
真空裝置:KM4空間模擬器
2014-06-15 06:27:00 閱讀()
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