本发明专利技术公开了一种离子推力器试验设备的真空抽气系统。使用本发明专利技术能够为离子推力器地面试验设备提供真空环境，并满足离子推力器地面试验设备无油真空、大抽气能力、防溅射、等离子体防护、可靠性高的特殊要求。本发明专利技术包括主舱真空容器真空抽气装置和副舱真空容器真空抽气装置；主舱真空容器真空抽气装置包括主舱真空容器粗抽组件、主舱真空容器过渡抽气组件和主舱真空容器高真空抽吸组件；首先用主舱真空容器粗抽组件将主舱真空容器抽至10Pa，然后用主舱真空容器过渡抽气系统抽至10-2Pa时，最后用主舱真空容器高真空抽吸系统抽至1.0×10-4Pa以下，开始实验。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及真空抽气
，具体涉及一种离子推力器试验设备的真空抽气系统。
技术介绍
离子推力器是目前最为先进的空间推进系统之一，国外航天技术发达国家已广泛应用于航天器飞行任务。离子推力器在一定意义上来说是一种电真空器件，它的性能必须在真空条件下进行试验，才能得出正确结论。离子推力器真空试验设备不同于其他真空试验设备，它是在气体负载大、离子动能大、离子溅射产物多的情况下使用。离子推力器试验设备根据用途不同，其要求也不同。离子推力器的性能试验，主要是测量离子推力器的推力、比冲、推进剂利用率和效率等参数。而寿命试验主要是考察离子推力器的羽流分布、污染和寿命等情况。如果试验设备配置不当，真空室本底气体分子就可能大量返回到放电室，或改变羽流场分布等，造成测量结果不准确。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种离子推力器试验设备的真空抽气系统，能够为离子推力器地面试验设备提供真空环境，并满足离子推力器地面试验设备无油真空、大抽气能力、防溅射、等离子体防护、可靠性高的特殊要求。本专利技术的离子推力器试验设备的真空抽气系统，包括用于实现离子推力器地面试验主舱真空容器真空环境的主舱真空容器真空抽气装置和用于实现离子推力器地面试验副舱真空容器真空环境的副舱真空容器真空抽气装置，以及控制模块；主舱真空容器与副舱真空容器之间设有第一插板阀；主舱真空容器真空抽气装置、副舱真空容器真空抽气装置与控制模块连接；所述主舱真空容器真空抽气装置包括主舱真空容器粗抽组件、主舱真空容器过渡抽气组件和主舱真空容器高真空抽吸组件；其中，主舱真空容器粗抽组件包括螺杆栗、罗茨栗和液氮冷阱，其中，螺杆栗依次连接罗茨栗、液氮冷阱和主舱真空容器，其中，螺杆栗与罗茨栗之间设有第一检漏接口，罗茨栗与液氮冷阱之间设有第一挡板阀，液氮冷阱与主舱真空容器之间设有第二插板阀；主舱真空容器过渡抽气组件包括螺杆栗和分子栗，其中，螺杆栗依次连接分子栗和主舱真空容器粗抽组件的液氮冷阱，其中，在螺杆栗与分子栗之间设有第二检漏接口，分子栗与液氮冷阱之间设有第二挡板阀；主舱真空容器高真空抽吸组件包括大口径低温栗和蜗旋栗，其中，大口径低温栗包括大口径抽氙气低温栗和大孔径普通低温栗；蜗旋栗依次连接大口径低温栗和主舱真空容器，其中，蜗旋栗与大口径低温栗之间设有第三挡板阀，大口径低温栗与主舱真空容器之间设有第三插板阀；大口径低温栗障板涂有防溅射涂层；所述副舱真空容器抽气装置包括螺杆栗、分子栗和液氮冷阱，其中，螺杆栗依次连接分子栗、液氮冷阱和副舱真空容器，其中，螺杆栗与分子栗之间设有第三检漏接口，液氮冷阱与副舱真空容器之间设有第四插板阀；主舱真空容器和副舱真空容器上分别设置有放气阀；舱真空容器和副舱真空容器上分别设置有真空度测量装置；主舱真空容器上设有四极质谱仪；启动主舱真空容器真空抽气系统对主舱真空容器进行抽气，当主舱真空容器真空度小于1Pa时，启动主舱真空容器过渡抽气系统，当主舱真空容器真空度小于10 2Pa时，启动主舱真空容器高真空抽吸系统，当真空度小于1.0X 10 4Pa时，利用四极质谱仪检测主舱真空容器气体成分，当气体成分符合要求时，开始试验；当主舱真空容器出现故障时，移动离子推力器回副舱真空容器，关闭主舱真空容器与副舱真空容器之间的插板阀，启动副舱真空容器真空抽气系统。进一步地，在真空度测量装置的测量端口位置设置等离子体吸收元件，该等离子体吸收元件为厚0.5mm的钼板，钼板上设若干个孔径为Φ1_的小孔。进一步地，主舱真空容器内设有检测室，检测室与主舱真空容器之间设有插板阀，四极质谱仪位于检测室内，当离子推力器试验进行时，关闭插板阀，保护四极质谱仪；当需要检测主舱真空容器内气体成分时，打开检测室与主舱真空容器之间的插板阀，采用四极质谱仪进行检测。进一步地，大口径抽氙低温栗包括低温制冷机、吸附阵、热沉、防辐射屏、栗壳、障板、障板测温元件、吸附阵测温元件和一级冷屏；其中，低温制冷机为二级低温制冷机，通过法兰安装在栗壳上，并与栗壳之间设有橡胶密封圈；吸附阵安装在低温制冷机的二级冷头上，吸附阵由多个长方形壳体组成，长方形壳体的上下表面开放，长方形壳体的侧面设有翅片；吸附阵上安装有测温元件；一级冷屏固定安装在低温制冷机的一级冷头上，表面发黑处理；热沉安装在低温栗壳体上；障板固定安装在低温栗口处的热沉上，为板状结构，且障板的垂直方向对吸附阵实现一次光学屏蔽，障板表面喷涂有石墨涂层，障板测温元件安装在障板上。有益效果:(I)主舱真空容器和副舱真空容器之间设置插板阀，两容器分别设置真空抽气系统，可满足主舱真空容器真空抽气系统故障时(如大口径普通低温栗故障、大口径氙气专抽低温栗故障等)，离子推力器保护需求；(2)粗抽真空系统尽量采用无油真空栗，且设置液氮冷阱，有效阻隔油蒸汽进入真空室。高真空抽气系统采用大口径低温栗，对氙气抽速大，满足离子推力器大气量试验需求，所获得真空洁净无油；(3)所选用低温栗采用防溅射涂层，提高了大口径低温栗的运行寿命，同时减小了溅射对离子推力器的溅射沉积物污染；(4)主舱真空容器采用2套独立粗抽真空抽气系统，可相互备份；大口径低温栗采用4台运行和2台备份模式，提高了设备运行的可靠性。【附图说明】图1为本专利技术离子推力器地面试验设备真空抽气原理图。图2为本专利技术离子推力器地面试验主舱真空容器抽气流程图。图3为本专利技术离子推力器地面试验副舱真空容器抽气流程图。图4为本专利技术大孔径抽氙气低温栗结构示意图。图5为本专利技术大孔径抽氙气低温栗中障板和吸附阵遮挡关系图。图6为本专利技术大孔径抽氙气低温栗中吸附阵结构示意图。其中，1-主舱真空容器，2-副舱真空容器，3-插板阀A，4-大口径普通低温栗A，5-挡板阀A，6-涡旋栗A，7-插板阀B，8-大口径氙气专抽低温栗B，9-挡板阀B，10-插板阀C，11-大口径氙气专抽低温栗C，12-挡板阀C，13-插板阀D，14-大口径普通低温栗D，15-挡板阀D，16-涡旋栗B，17-插板阀E，18-大口径氙气专抽低温栗E，19-挡板阀E，20-插板阀F，21-大口径氙气专抽低温栗F，22-挡板阀F，23-插板阀G，24-电阻规A，25-电离规A，26-电阻规B，27-电离规B，28-放气阀，29-插板阀H，30-液氮冷阱A，31-挡板阀G，32-罗茨栗A，33-检漏接口 A，34-螺杆栗A，35-挡板阀H，36-罗茨栗B，37-检漏接口 B，38-螺杆栗B，39-挡板阀I，40-涡轮分子栗A，41-检漏接口 C，42-螺杆栗C，43-电阻规C，44-电离规C，45-插板阀I，46-液氮冷阱B，47-涡轮分子栗B，48-检漏接口 D，49-螺杆栗D，50-放气阀B，51-插板阀J，52-检测室，53-四极质谱计，54-低温制冷机，55-吸附阵，56-热沉，57-防辐射屏，58-栗壳，59-障板，60-障板测温元件，61-吸附阵测温元件，62- —级冷屏，63-翅片。【具体实施方式】下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。本专利技术提供了一种离子推力器试验设备的真空抽气系统，如图1所示，包括主舱真空容器真空抽气装置和副舱真空容器真空抽气装置，主舱真空容器要求极限真空度小于1.0 X 10 5Pa,本底真空度小于1.3X10 4Pa,工作真本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种离子推力器试验设备的真空抽气系统，其特征在于，包括用于实现离子推力器地面试验主舱真空容器真空环境的主舱真空容器真空抽气装置和用于实现离子推力器地面试验副舱真空容器真空环境的副舱真空容器真空抽气装置，以及控制模块；主舱真空容器与副舱真空容器之间设有第一插板阀；主舱真空容器真空抽气装置、副舱真空容器真空抽气装置与控制模块连接；所述主舱真空容器真空抽气装置包括主舱真空容器粗抽组件、主舱真空容器过渡抽气组件和主舱真空容器高真空抽吸组件；其中，主舱真空容器粗抽组件包括螺杆泵、罗茨泵和液氮冷阱，其中，螺杆泵依次连接罗茨泵、液氮冷阱和主舱真空容器，其中，螺杆泵与罗茨泵之间设有第一检漏接口，罗茨泵与液氮冷阱之间设有第一挡板阀，液氮冷阱与主舱真空容器之间设有第二插板阀；主舱真空容器过渡抽气组件包括螺杆泵和分子泵，其中，螺杆泵依次连接分子泵和主舱真空容器粗抽组件的液氮冷阱，其中，在螺杆泵与分子泵之间设有第二检漏接口，分子泵与液氮冷阱之间设有第二挡板阀；主舱真空容器高真空抽吸组件包括大口径低温泵和蜗旋泵，其中，大口径低温泵包括大口径抽氙气低温泵和大孔径普通低温泵；蜗旋泵依次连接大口径低温泵和主舱真空容器，其中，蜗旋泵与大口径低温泵之间设有第三挡板阀，大口径低温泵与主舱真空容器之间设有第三插板阀；大口径低温泵障板涂有防溅射涂层；所述副舱真空容器抽气装置包括螺杆泵、分子泵和液氮冷阱，其中，螺杆泵依次连接分子泵、液氮冷阱和副舱真空容器，其中，螺杆泵与分子泵之间设有第三检漏接口，液氮冷阱与副舱真空容器之间设有第四插板阀；主舱真空容器和副舱真空容器上分别设置有放气阀；舱真空容器和副舱真空容器上分别设置有真空度测量装置；主舱真空容器上设有四极质谱仪；启动主舱真空容器真空抽气系统对主舱真空容器进行抽气，当主舱真空容器真空度小于10Pa时，启动主舱真空容器过渡抽气系统，当主舱真空容器真空度小于10‑2Pa时，启动主舱真空容器高真空抽吸系统，当真空度小于1.0×10‑4Pa时，利用四极质谱仪检测主舱真空容器气体成分，当气体成分符合要求时，开始试验；当主舱真空容器出现故障时，移动离子推力器回副舱真空容器，关闭主舱真空容器与副舱真空容器之间的插板阀，启动副舱真空容器真空抽气系统。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨建斌，柏树，徐金林，刘玉魁，骆水莲，
申请(专利权)人：兰州空间技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：甘肃;62
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