用于空间环境模拟的升降式热沉组件制造技术

本发明专利技术公开一种空间环境模拟器的升降式热沉组件，包括顶部热沉，可拆除式进液管道和出液管道，固定卷扬系统，升降吊具，上部联接装置和控制系统，其中，热沉上部通过热沉吊点悬挂在空间环境模拟器容器的上封头内壁上的升降吊具下方，随着吊具上升或者下降，固定卷扬系统由电动环链葫芦及安装门架组成，电动环链葫芦通过安装门架布置在所述容器顶部并驱动升降吊具升降，使得设置于环链葫芦上的吊钩穿过所述容器的顶部法兰进入空间环境模拟器的容器内。本发明专利技术结构简单，采用可拆式进出液管道，实现热沉运动，且热沉运动至相应固定位置时，恢复其与外管路的连接。

Lifting heat sink assembly for space environment simulation

【技术实现步骤摘要】
用于空间环境模拟的升降式热沉组件
本专利技术涉及航天器真空热试验
，具体来说，本专利技术涉及一种大型立式空间环境模拟器热沉。
技术介绍
大型立式空间环境模拟器主要用于空间站或载人舱等大型航天器的真空热试验。在进行高度并不高的航天器环境试验时，空间环境模拟器的上半部分热沉实际并没有有效的利用，造成了试验成本的增加。目前，立式空间环境模拟器的顶部热沉均为固定式热沉，热沉的有效空间不能根据试验件的高度进行调节，导致立式空间环境模拟器的利用率降低。为综合利用试验空间，必须实现以下两种顶部热沉状态：(1)当需要空间环境模拟器全部试验空间时，热沉安装在容器上封头内时，热沉通过上部联接装置与容器相连接，相当于热沉悬挂于上封头内。(2)当需要空间环境模拟器一半试验空间时，热沉安置于容器中段位置，热沉通过下部的支撑结构支撑于容器预留的支腿上，相当于热沉放置在容器中段。因此，为实现上述两种热沉状态，需要设计一种结构简单的可升降式热沉，可由容器顶端下降至容器中间高度位置。由于空间环境模拟器内部真空度高达1×10-5Pa，温度最低达到约-170℃。顶部热沉若从顶部运动至容器中间，需要考虑该苛刻环境对运动部件的影响。此外，顶部热沉为圆形热沉，直径达到14.8m，升降运动时，要求热沉运行稳定不晃动，对升降机构运行的稳定性也提出了很高的要求。热沉与外管路系统连接，由于热沉移动范围较大，达到11m，因此容器内部的热沉与外部的外管路系统连接也是难点之一。目前国内还没有类似应用先例。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种结构简单，适用于大型立式空间环境模拟器的升降式热沉，该热沉采用“田”字型升降吊具结构，解决了大跨度热沉运行过程中的的刚度和强度问题。本专利技术目的是通过如下技术方案实现的：空间环境模拟器的升降式热沉组件，包括顶部热沉，可拆除式进液管道和出液管道，固定卷扬系统，升降吊具，上部联接装置和控制系统，其中，顶部热沉为胀板式热沉，内部有流道，环境模拟器运行时，热沉内部流道中流动有液氮，用于模拟太空中冷的环境，热沉上部设有热沉吊点，通过热沉吊点，热沉悬挂在空间环境模拟器容器的上封头内壁上的升降吊具下方，随着升降吊具上升或者下降，其中，固定卷扬系统由电动环链葫芦及安装门架组成，电动环链葫芦采用两两对称的布局方式通过安装门架布置在所述容器顶部，电动环链葫芦设置有吊钩，电动环链葫芦驱动升降吊具升降，使得环链葫芦吊钩穿过所述容器的顶部法兰进入空间环境模拟器的容器内。其中，可拆式进液管道和出液管道在顶部热沉升降运动前，拆除连接，热沉运动至指定位置时，恢复上述管道的连接，保证热沉正常运行。其中，升降吊具包括“田”字结构的起重吊具，上部吊点，下部联接装置，支撑结构，直梯；“田”字结构起重吊具上方设置有上部吊点，下部通过下部联接装置与支撑结构连接，且支撑结构共有4点以上支撑，当热沉处于容器中段位置时，支撑结构支撑在热沉与容器之间的支腿上，直梯设置于“田”字结构内的四个角处或结构外侧面的中间上，共有9个，用于人攀登到“田”字结构的上部吊点，进行吊挂和拆卸吊钩的操作。其中，“田”字结构为形状为“田”字型的起重吊具，主要承担顶部热沉的重量及起升，材料为304不锈钢。其中，上部吊点有9个，分布于“田”字结构上表面，分为两部分，固定卷扬系统对应吊点和上部联接装置对应吊点。其中，固定卷扬系统对应吊点有4个，位置与固定卷扬系统3位置相对应，其主要用于升降吊具与固定卷扬系统的连接，当热沉需要运动时，环链葫芦吊钩才与该吊点相连接。其中，上部联接装置对应吊点有5个，位置与上部联接装置5位置相对应，其主要用于升降吊具与上部联接装置的连接，当热沉需要处于容器上封头内时，上部联接装置才与该吊点相连接。其中，下部联接装置有13个，分布于“田”字结构下表面，位置与热沉吊点位置相对应，主要用于升降吊具与热沉吊点连接，该连接在任何状态下都不能解除。其中，控制系统主要用于控制升降系统的运行，采用增量型编码器调节同步控制通讯技术，保证了4台电动环链葫芦的同步精度。本专利技术具有以下改进效果：顶部热沉可在容器内自由升降，按照试验需求调节环境模拟器的试验有效空间。(1)热沉运行的驱动机构——固定卷扬机构安置于容器外部，4台环链葫芦通过容器顶部法兰穿入容器内，驱动热沉升降，防止运动部件在高真空低温环境下运行。(2)采用“田”字型升降吊具结构，解决大跨度热沉运行过程中的的刚度和强度问题。(3)利用增量型编码器保证4台电动环链葫芦同步运行，保证热沉升降时热沉不晃动。采用可拆式进出液管道，热沉升起或降落时，只要拆除该管道，热沉即可以运动。热沉运动至相应固定位置时，恢复其与外管路的连接。附图说明：图1为本专利技术的空间环境模拟器的升降式热沉组件的运动位置图；图2为本专利技术的空间环境模拟器的升降式热沉组件的结构示意图；其中，1-顶部热沉，2-可拆除式进出液管道，3-固定卷扬系统，4-升降吊具，5-上部联接装置，6-控制系统。图3为本专利技术的空间环境模拟器的升降热沉组件中固定卷扬系统结构图；其中，31-电动环链葫芦；32-安装门架，311-环链葫芦吊钩。图4为图3中所示固定卷扬系统的分布图；其中，固定卷扬系统共4套，安装在容器上封头上部，分布在直径7200mm的圆周上，分别在容器0°，90°，180°，270°位置。图5为本专利技术的空间环境模拟器的升降热沉组件中升降吊具的结构图；其中，41-“田”字结构；42-上部吊点；43-下部联接装置；44-支撑结构；45-直梯。图6为空间环境模拟器的升降热沉组件中固定卷扬系统对应吊点位置的分布图；其中，固定卷扬系统对应吊点有4个，位于“田”字结构上表面，分布在直径7200mm的圆周上，分别在容器0°，90°，180°，270°位置，与固定卷扬系统3位置相对应。图7为空间环境模拟器的升降热沉组件中上部联接装置对应吊点的位置分布图；上部联接装置对应吊点位置分布图。其中，上部联接装置对应吊点有5个，位于“田”字结构上表面，位置分布与上部联接装置位置相对应。图8为空间环境模拟器的升降热沉组件中下部联接装置的位置分布图；其中，下部联接装置有13个，分布于“田”字结构下表面，位置分布与热沉吊点位置相对应，主要用于升降吊具与顶部热沉连接。该连接在任何状态下都不能解除。图9为空间环境模拟器的升降热沉组件中热沉吊点的位置分布图。具体实施方案：以下介绍的是作为本
技术实现思路
的具体实施方式，下面通过具体实施方式对本
技术实现思路
作进一步的阐明。当然，描述下列具体实施方式只为示例本专利技术的不同方面的内容，而不应理解为限制本专利技术范围。参见图1，图1是本专利技术的空间环境模拟器的升降式热沉组件的运动位置,，当需要空间环境模拟器全部试验空间时，顶部热沉1安装在容器上封头内时，热沉通过上部联接装置5与容器相连接，相当于热沉悬挂于上封头内。当需要空间环境模拟器一半试验空间时，顶部热沉1安置于容器中段位置，热沉通过升降吊具4下部的支撑结构44支撑于容器预留的支腿上，相当于热沉放置在容器中段。通常，升降式热沉共分为3种工作状态，第1种状态是升降式热沉处于上封头内静止状态，固定卷扬系统3中环链葫芦吊钩311升至最高点，升降吊具4连同顶部热沉1通过5个可调节的上部联接装置5悬挂在容器大盖上方，上部联接装置5受力均等。第2种状态是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.空间环境模拟器的升降式热沉组件，包括顶部热沉，可拆除式进液管道和出液管道，固定卷扬系统，升降吊具，上部联接装置和控制系统，其中，顶部热沉为胀板式热沉，内部有流道，环境模拟器运行时，热沉内部流道中流动有液氮，用于模拟太空中冷的环境，热沉上部设有热沉吊点，通过热沉吊点，热沉悬挂在空间环境模拟器容器的上封头内壁上的升降吊具下方，随着升降吊具上升或者下降，其中，固定卷扬系统由电动环链葫芦及安装门架组成，电动环链葫芦采用两两对称的布局方式通过安装门架布置在所述容器顶部，电动环链葫芦设置有吊钩，电动环链葫芦驱动升降吊具升降，使得环链葫芦吊钩穿过所述容器的顶部法兰进入空间环境模拟器的容器内。

【技术特征摘要】
1.空间环境模拟器的升降式热沉组件，包括顶部热沉，可拆除式进液管道和出液管道，固定卷扬系统，升降吊具，上部联接装置和控制系统，其中，顶部热沉为胀板式热沉，内部有流道，环境模拟器运行时，热沉内部流道中流动有液氮，用于模拟太空中冷的环境，热沉上部设有热沉吊点，通过热沉吊点，热沉悬挂在空间环境模拟器容器的上封头内壁上的升降吊具下方，随着升降吊具上升或者下降，其中，固定卷扬系统由电动环链葫芦及安装门架组成，电动环链葫芦采用两两对称的布局方式通过安装门架布置在所述容器顶部，电动环链葫芦设置有吊钩，电动环链葫芦驱动升降吊具升降，使得环链葫芦吊钩穿过所述容器的顶部法兰进入空间环境模拟器的容器内。2.如权利要求1所述的升降式热沉组件，其中，可拆式进液管道和出液管道在顶部热沉升降运动前，拆除连接，热沉运动至指定位置时，恢复上述管道的连接，保证热沉正常运行。3.如权利要求1所述的升降式热沉组件，其中，升降吊具包括“田”字结构的起重吊具，上部吊点，下部联接装置，支撑结构，直梯；“田”字结构起重吊具上方设置有上部吊点，下部通过下部联接装置与支撑结构连接，且支撑结构共有4点以上支撑，当热沉处于容器中段位置时，支撑结构支撑在热沉与容器之间的支腿上，直梯设置于“田”字结构内的四个角处或结构外侧面的中间上，用于人攀登到“田...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘然，刘敏，张春元，刘波涛，单巍巍，吕世增，顾志飞，茹晓勤，邵静怡，王军伟，
申请(专利权)人：北京卫星环境工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11