本发明专利技术公开了一种小型高刚度真空环境模拟装置，包括：结构支撑系统：主要由内外舱体、内外舱体之间的水泥层、刚性地基以及舱门组成；真空环境保障系统：包括螺杆真空泵、扩散泵以及连接管路等，可提供并维持特定的舱内气压值和真空度；真空环境监测系统：主要包括压力监测表、温度监测表和观测镜，可以实时监测舱内气压、温度和试验动态；微振动试验配套系统：主要由接线端子和内舱接口等组成，接线端子可实现将舱内试验线缆与外部连接，内舱接口可为试验提供高刚度的安装界面。该小型高刚度真空环境模拟装置可以为航天器活动部件地面微振动试验模拟在轨真空环境，并提供所需的高刚度测试条件。
【技术实现步骤摘要】
一种小型高刚度真空环境模拟装置
本专利技术涉及真空环境模拟的
，具体涉及一种小型高刚度真空环境模拟装置，在真空环境下具有良好的刚性地基，可提供满足实验要求的地面微振动时航天器活动部件实际真空环境。
技术介绍
为消除大气压造成的初始应力对航天器活动部件扰动特性测试的影响，获取接近在轨状态的扰动特性，需要在地面微振动时研制能够模拟航天器活动部件实际真空环境的真空设备。在真空环境下开展扰动力测试需要有良好的刚性地基，目前真空罐均不具备条件。针对现有真空罐刚度不满足测试要求的问题，需要研制了满足航天器活动部件地面真空环境测试精度和刚性要求的小型高刚度真空环境模拟装置。该装置可提供六分量测力平台、激振器安装和试件悬吊的接口。利用小型高刚度真空环境模拟装置和六分量测力平台，可形成具备扰动力测试能力的真空环境。这对于卫星活动部件真空环境扰动特性试验分析并消除扰动从而提高航天器的姿态控制精度和加强航天器的安全设计有着非常重要的工程意义。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：克服现有真空罐刚度无法满足航天器活动部件实际真空环境测试要求的不足，研制了一种小型高刚度真空环境模拟装置。满足航天器活动部件地面真空环境测试精度和刚性要求，为卫星活动部件真空环境扰动特性试验提供可靠的测试环境。本专利技术要解决其技术问题所采用的技术方案是：一种小型高刚度真空环境模拟装置，包括结构支撑系统、真空环境保障系统、真空环境监测系统以及微振动试验配套系统，其中：结构支撑系统主要由内舱体、外舱体、内外舱体之间的水泥层、刚性地基以及舱门组成，内舱体、外舱体之间用水泥灌实，外舱体安装在刚性地面基础，开口一面装有舱门，舱门与外舱体之间有橡皮垫圈，用螺栓将舱门和外舱体之间橡皮垫圈压紧后可实现气密封；真空环境保障系统包括螺杆真空泵、扩散泵以及软管，螺杆真空泵、扩散泵通过橡胶层安装在地面，并且通过橡皮软管与外舱体连接，真空环境保障系统可以提供并维持试验所需的舱内气压值和真空度，并且真空环境保障系统与结构支撑系统之间采用软管连接，不会对整个试验系统附加额外的振动；真空环境监测系统主要由压力监测表、温度监测表以及观测镜组成，压力监测表安装在抽气口管路上，在螺杆泵前端，温度监测表采用数显温度传感器置于舱室内部，通过接线端口连接外部显示端，外舱体一侧安装有钢化玻璃的观测镜，真空环境监测系统可以实时监测舱内气压和温度，并且能够实时观察到内部试验情况；微振动试验配套系统主要由接线端子以及内舱接口组成，接线端子可以实现将舱内试验线缆与外部连接，内舱预留的内舱接口是为测试设备提供高刚度的安装接口，内舱预留的螺纹接口可以为测试设备提供高刚度的安装界面，接线端子可以实现将舱内试验线缆与外部连接，且具有高气密性。其中，内舱体、外舱体均由一面开口的五面体钢壳组成，内舱体、外舱体之间用水泥灌实，内舱体内侧至外舱体外侧厚度为80mm，可以保证较高的刚度和强度，外舱体开口一面装有舱门，舱门与外舱体之间有橡皮垫圈，用螺栓将舱门和外舱体之间橡皮垫圈压紧后可实现气密封，外舱体安装在刚性地面基础，可为试验提供所需的高刚度基础支撑，并且外舱体上留有接线端子、抽气端口以及观测镜。其中，真空环境保障系统所有设备均安装在舱室外部，螺杆真空泵、扩散泵通过橡胶层安装在地面，并且通过橡皮软管与外舱连接。其中，真空环境监测系统采用LED绿屏数字显示，具有快速的反应速度和宽广的测量范围，安装在抽气端口管路上，在螺杆泵前端，温度监测表采用数显温度传感器置于舱室内部，通过接线端口连接外部显示端，外舱体一侧安装有钢化玻璃的观测镜，可以实时观测内部试验系统。其中，内舱体预留的螺纹接口可以安装六分量测力平台和激振器等测试设备，且具有较高的安装刚度。本专利技术原理在于：一种小型高刚度真空环境模拟装置，包括小型结构支撑系统、真空环境保障系统、真空环境监测系统以及微振动试验配套系统组成，结构支撑系统主要由内外舱体、内外舱体之间的水泥层、刚性地基以及舱门组成，可为其它系统、以及测试设备提供所需的支撑条件，并且具有高刚度、高强度以及高气密性特点。真空环境保障系统主要包括螺杆真空泵、扩散泵以及连接管路等，可以提供并维持试验所需的舱内气压值和真空度，并且真空环境保障系统与结构支撑系统之间采用软管连接，不会对整个试验系统附加额外的振动。真空环境监测系统主要由压力监测表、温度监测表以及观测镜等组成，可以实时监测舱内气压和温度，并且能够实时观察到内部试验情况。微振动试验配套系统主要由接线端子以及内舱接口等组成，内舱预留的螺纹接口可以为测试设备提供高刚度的安装界面，接线端子可以实现将舱内试验线缆与外部连接，且具有高气密性。所述的结构支撑系统主要由内外舱体、内外舱体之间的水泥层、刚性地基以及舱门组成。所述的真空环境保障系统主要包括螺杆真空泵、扩散泵以及连接管路等，真空环境保障系统所有设备均安装在舱室外部，螺杆真空泵、扩散泵通过橡胶层安装在地面，并且通过橡皮软管与外舱连接。所述的螺杆真空泵采用YASHANDAORV30型螺杆真空泵，当其不连接舱体单独工作时，可将气压抽至0.5Pa以下，当连接舱体时，可将气压抽至10Pa以下，且具有运转平稳，低噪音和低振动等特点。所述的扩散泵采用STKS-260型扩散泵排气台，当其连接舱体工作时，可将气压抽至0.5Pa以下。所述的真空环境监测系统主要由压力监测表、温度监测表以及观测镜等组成。压力监测表采用ZDR-1型电阻真空计，其采用LED绿屏数字显示，安装在抽气口管路上，在螺杆泵前端。所述的微振动试验配套系统主要由接线端子以及内舱接口等组成，接线端子可以实现将舱内试验线缆与外部连接。内舱预留的螺纹接口可以安装六分量测力平台和激振器等测试设备。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：(1)本专利技术通过设计了内外舱体，内外舱体由一面开口的五面体钢壳组成，钢壳厚50mm，且内外舱之间用水泥灌实，保证较高了的刚度和强度。外舱安装在刚性地面基础，可为试验提供所需的高刚度基础支撑。满足了航天器活动部件地面真空环境测试刚性要求，使得测量精度大大提高。(2)本专利技术将真空环境保障系统所有设备均安装在舱室外部，螺杆真空泵、扩散泵通过橡胶层安装在地面，极大地避免真空环境保障系统工作时产生的振动对试验测试的干扰。(3)本专利技术通过软管连接真空环境保障系统与结构支撑系统，可以提供并维持试验所需的舱内气压值和真空度，并且不会对整个试验系统附加额外的振动。提高了测量的可靠性。(4)本专利技术的内舱预留的螺纹接口可以为测试设备提供高刚度的安装界面，接线端子可以实现将舱内试验线缆与外部连接，具有高气密性，提高了测量系统的适应性。附图说明图1为本专利技术小型高刚度真空环境模拟装置结构示意图；图2为本专利技术实施例1中舱体内部试验设施放置示意图；图3为螺杆真空泵工作原理图；图4为扩散泵工作原理图。图中附图标记含义为：1为外舱体，2为内舱体，3为压力监测表，4为软管，5为扩散泵，6为螺杆真空泵，7为刚性地基，8为接线端子，9为内舱接口，10为观测镜，11为水泥层，12为抽气端口，13为温度监测表。31为排气侧，32为螺杆，33为吸气侧，34为泵体。41为冷却水，42为排气口，43为进气口，44为水冷套，45为喷油嘴，46为导流管，47为泵壳，48为加热器。具体实施方本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种小型高刚度真空环境模拟装置，其特征在于：包括结构支撑系统、真空环境保障系统、真空环境监测系统以及微振动试验配套系统，其中：结构支撑系统主要由内舱体(2)、外舱体(1)、内外舱体之间的水泥层(11)、刚性地基(7)以及舱门组成，内舱体(2)、外舱体(1)之间用水泥灌实，外舱体(1)安装在刚性地基(7)，开口一面装有舱门，舱门与外舱体(1)之间有橡皮垫圈，用螺栓将舱门和外舱体(1)之间橡皮垫圈压紧后可实现气密封；真空环境保障系统包括螺杆真空泵(6)、扩散泵(5)以及软管(4)，螺杆真空泵(6)、扩散泵(5)通过橡胶层安装在地面，并且通过橡皮软管(4)与外舱体(1)连接，真空环境保障系统可以提供并维持试验所需的舱内气压值和真空度，并且真空环境保障系统与结构支撑系统之间采用软管(4)连接，不会对整个试验系统附加额外的振动；真空环境监测系统主要由压力监测表(3)、温度监测表(13)以及观测镜(10)组成，压力监测表(3)安装在抽气口(12)管路上，在螺杆真空泵(6)前端，温度监测表(13)采用数显温度传感器置于舱室内部，通过接线端口连接外部显示端，外舱体(1)一侧安装有钢化玻璃的观测镜(10)，真空环境监测系统可以实时监测舱内气压和温度，并且能够实时观察到内部试验情况；微振动试验配套系统主要由接线端子(8)以及内舱接口(9)组成，接线端子(8)可以实现将舱内试验线缆与外部连接，内舱预留的内舱接口(9)是为测试设备提供高刚度的安装接口，内舱预留的螺纹接口可以为测试设备提供高刚度的安装界面，接线端子(8)可以实现将舱内试验线缆与外部连接，且具有高气密性。...
【技术特征摘要】
1.一种小型高刚度真空环境模拟装置，其特征在于：包括结构支撑系统、真空环境保障系统、真空环境监测系统以及微振动试验配套系统，其中：结构支撑系统主要由内舱体(2)、外舱体(1)、内外舱体之间的水泥层(11)、刚性地基(7)以及舱门组成，内舱体(2)、外舱体(1)之间用水泥灌实，外舱体(1)安装在刚性地基(7)，开口一面装有舱门，舱门与外舱体(1)之间有橡皮垫圈，用螺栓将舱门和外舱体(1)之间橡皮垫圈压紧后可实现气密封；真空环境保障系统包括螺杆真空泵(6)、扩散泵(5)以及软管(4)，螺杆真空泵(6)、扩散泵(5)通过橡胶层安装在地面，并且通过橡皮软管(4)与外舱体(1)连接，真空环境保障系统可以提供并维持试验所需的舱内气压值和真空度，并且真空环境保障系统与结构支撑系统之间采用软管(4)连接，不会对整个试验系统附加额外的振动；真空环境监测系统主要由压力监测表(3)、温度监测表(13)以及观测镜(10)组成，压力监测表(3)安装在抽气口(12)管路上，在螺杆真空泵(6)前端，温度监测表(13)采用数显温度传感器置于舱室内部，通过接线端口连接外部显示端，外舱体(1)一侧安装有钢化玻璃的观测镜(10)，真空环境监测系统可以实时监测舱内气压和温度，并且能够实时观察到内部试验情况；微振动试验配套系统主要由接线端子(8)以及内舱接口(9)组成，接线端子(8)可以实现将舱内试验线缆与外部连接，内舱预留的内舱接口(9)是为测试设备提供高刚度的安装接口，内舱预留的螺纹接口可以为测试设备提...
【专利技术属性】
技术研发人员：程伟，曹露，刘飞虎，李雄飞，李名，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11
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