真空装置：KM4空间模拟器
* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-06-04 0:35:51 * 浏览: 65
中国航天技术研究院的KM4设备可用于大型卫星（航天器）的整体热真空和热平衡测试，也可用于大型组件或子系统的热真空测试。在采取适当措施后，也可以为整颗星（船）提供大气压下的热循环试验，以及大零件在低压下的高低温性能评估试验。该设备的主要技术性能如下：测试空间：直径6m，高度8.5m，样本入口直径6m工作转盘：有一个转盘绕两个轴旋转，负载为2000kg，速度为4deg，/分钟，转盘可以旋转90度。试件吊具：试验大厅内设有5t，20t吊钩的桥式起重机，举升高度为12m，试验箱内还设计了三点支撑的试验船吊具。承重能力为2t。 ）将测试悬挂在容器中。空载极限真空度：5.1倍，10-6Pa。散热器壁温：90Kplusmn，5K。 KM4热真空测试设备的主容器垂直安装在测试室中。大厅的顶部有一台大型桥式起重机。大厅分为上下两层。设备的顶盖是直径为7m的大门，可以以1m / min的速度移动到大厅的第二层进行停车。可以在顶盖上安装一个太阳能模拟器，并且可以从容器的上口插入大型试件。每个子系统单元都安装在大厅的第一层，并且该容器在第一层平面上打开了一个直的3m侧门，方便人们进出。 KM4热真空测试设备由五个子系统组成，包括容器，真空排气系统，散热器及其冷却或加热系统，太阳模拟器系统以及温度数据采集和处理系统。系统图如图10-53所示。 （1）容器结构形式：圆柱形立式容器，外壳焊接有直径7m，高度12m的环形加强筋。结构材料：1Cr18Ni9Ti不锈钢。顶盖闸门：直径7m，由液压千斤顶提升，电动驱动进行平移。侧门：直径3m，由电动驱动以向侧面移动。 （2）泵系统①油扩散泵机组。粗泵：2个W4-6柱塞泵，每个抽速为100L / s。前级泵：4套H-8（H-150）型滑阀泵，每台抽速为150L / s。 4套ZI-11（ZI-1200）罗茨泵，每台抽速为1200L / s。高真空泵：4套KY-16（K-1200）油扩散泵，每台抽速为50000L / s，并配有水冷挡板和液氮冷阱。 ②20K低温板（低温泵）。采用板管结构，分布在中间散热器上。氦气板尺寸：宽100mm，长3780mm，管径20mm。氦板的布置：沿散热器套的横截面在中间每3度布置一个氦管，并用液氮翼板屏蔽茧。氦气板的前部面积：约50㎡。氦气板温度：lt，20K。氦气板的总抽速：71.5倍，106L / S（对于02，N2）。 ③泵送性能曲线。在空载容器的情况下，真空系统可以抽3h，从大气压到约5Pa，抽6h直到10-2Pa，抽24h，最多3倍，10-4pa，将泵充满使用液体氮气后的真空度可以提高到10-4Pa。向散热器中加入液氮后，总抽气时间约为30h，容器的真空度可达到6.8倍，10-5Pa。再加入20K氦气，抽气12h（总抽气约40h），容器可达到5倍，极限真空度为10-6Pa。 KM4容器高真空抽气曲线如图10-54所示。 ④20K气氦工艺。用于提供20K低温排气板的20K冷氦气。该过程如图10-55所示。压缩机：单排双向无油润滑氦气压缩机，四级压缩，最终压力4MPa，进气量（STP）8.33msup3，/ min，数量3台。冰箱：涡轮膨胀式冰箱，转速70000r / minmdash，90000r / m在中，制冷量gt，1200W，效率67％，从冰箱的输出到氦气板主管入口的温度约为11K制冷速度：冰箱从室温到13K需要l？h。 （3）散热器套及其冷却和加热系统①散热器套由上部，中部，下部，门，侧门，侧门颈和活动式散热器套组成。散热片材料：红铜。结构形式：用板和管焊接成圆柱状，平板状等。内表面吸热率：涂有机黑色涂料使吸热率达到0.93。液氮和热氮气流用于冷却和加热散热器。系统的原理图如图10-56所示。液氮工艺形式：单相闭环。液氮泵：流量32msup3，/ h，排气压力2.5倍，105Pa，数量2台。液氮储罐：储水量15t，数量2台。热氮气流形式：单相闭环。空压机：压力8次，105Pa，流量600（STP）msup3，/ h，1个单位。电炉：每台功率为50kW，数量为2套。 Z *高氮温度：150°C。 （4）太阳模拟器系统类型：同轴卡塞格林系统，共19个单元。单位光学原理如图10-57所示。光源：19个25kW短弧水冷氙气灯，其结构如图10-58所示。照射强度：1.3S（太阳常数）。照射面积：12㎡（直径3.9m）。正交角：正，2度。平面均匀度：正，12％，短线，正，15％；稳定性：正，5％。 （5）将KM4改为无油泵系统后的示意图图10-59是将KM4改为无油泵系统后的原理图。主泵由20K气体氦气板和三个直径为1300mm制冷机的低温泵组成。预抽和粗抽由罗茨泵装置和微型泵完成。
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