[发明专利]一种提高宇航环模设备热沉高均温性装置

说明书

本发明提供了一种提高宇航环模设备热沉高均温性装置，包括液氮进口管、液氮运行管、氮气运行管、氮气排出管以及若干液氮支管，其中，所述液氮运行管与所述液氮进口管的一端连通；氮气运行管与所述氮气排出管的一端连通；所述液氮支管的一端与所述液氮运行管连通，其另一端与所述氮气运行管连通；若干所述液氮支管间相互并联；所述液氮进口管设有第一气动调节阀，所述氮气排出管设有低温球阀。本发明可以在不暂停宇航产品环模试验的情况下自动消除温度均匀性差现象，可有效提高试验效率，降低试验成本；不涉及到回温复压，不需要将试验恢复至初始状态，提升了试验的可靠性；可以根据实际情况开启不同的温度均匀性差消除模式，能够覆盖大多数情况。

技术领域

本发明涉及航空设备领域，具体地涉及一种提高宇航环模设备热沉高均温性装置，尤其是一种应用于宇航环模设备热沉的高均温性装置。

背景技术

宇航产品环模试验主要目的是通过模拟太空黑冷环境验证产品可靠性，宇航环模设备是承担宇航产品环模试验的主体。宇航环模设备一般由真空系统、真空容器及真空容器内的热沉组成，一般通过热沉模拟太空冷黑背景。热沉由外侧进出口管路、液氮支路等组成，原理是通过在管路内通入液氮提供-196℃的冷背景，通过在热沉管路表面喷涂黑色热控涂层模拟宇宙近似黑体的背景。液氮支路以并联的方式接在液氮进口和出口管路，支路数量在几十至几百支。通过长期的试验实践发现，在通入液氮初期及中期热沉容易出现局部温度均匀性比较差现象，具体表现为局部支路内充满液态氮，导致热沉局部温度较低，局部支路内充着一些气氮和液氮的混合，导致热沉局部温度较高，热沉温差较大，无法满足试验需要，且该种现象在无有效干预的情况下将持续存在，致使试验无法继续。导致热沉局部温度均匀性差的原因是不同的支路由于所在位置和加工工艺的差异，当部分支路通入液氮后，随着温度的下降，管路中的液氮越来越多，其他部分支路通入液氮后，随着温度的下降，管路中不但有液氮，还有一些气氮的存在，正是由于各个支路负载的不同，导致每个支路中存留的工质种类及数量都不一样，从而产生了局部温度均匀性差。目前通常解决温度均匀性差的方法主要有两种：重新通入液氮法和重启试验过程。重新通入液氮法是：暂停试验并关停液氮供给，待热沉内液氮完全汽化温度升至一定温度后再重新通入液氮，重新通入液氮后存在仍然无法消除温度不均匀的现象，有时需要反复实施直至现象消失；重启试验过程法是：暂停试验并关停液氮供给，待热沉温度升至室温后罐内复压，将试验回复至初始状态，然后重新进行试验，该方法仍然存在一次无法彻底解决问题的可能。因此，目前热沉温度均匀性差问题对宇航产品环模试验产生了影响，现有的处理方法不仅降低了宇航产品环模试验的效率还增大了试验过程的不确定风险，试验过程可靠性降低。

经查询，专利号为200810188293.5名称为空间环境模拟试验设备液氮酒精双介质兼容热沉系统的发明专利中涉及了热沉均温处理的方案，但是处理效果并不十分理想。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种提高宇航环模设备热沉高均温性装置，解决上述技术问题中的一个或多个。

根据本发明的一个方面，提供一种提高宇航环模设备热沉高均温性装置，包括液氮进口管、液氮运行管、氮气运行管、氮气排出管以及若干液氮支管，其中，所述液氮运行管与所述液氮进口管的一端连通；所述氮气运行管与所述氮气排出管的一端连通；所述液氮支管的一端与所述液氮运行管连通，其另一端与所述氮气运行管连通；若干所述液氮支管间相互并联；所述液氮进口管设有第一气动调节阀，所述氮气排出管设有低温球阀。

在一些实施方式中，所述液氮支管上设有若干温度传感器。

在一些实施方式中，还包括一个与所述液氮进口管并联的输气支路，所述输气支路上设有加热器、第二气动调节阀以及热交换器。

在一些实施方式中，还包括一条排出支路，所述排出支路的一端与所述液氮进口管连通，另一端与外界连通，所述排出支路上设有第三气动调节阀和热交换器。

在一些实施方式中，所述液氮运行管呈环形设置。

在一些实施方式中，所述氮气运行管呈环形设置。