CN104443443A - 空间应用低温隔热支撑 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空间应用低温隔热支撑，包括热端长度调节部分、发射管和冷端在轨非连接部分，该热端长度调节部分包括依次连接的杆端关节轴承、长度调节杆和热端体，该冷端在轨非连接部分包括左旋螺纹杆端关节轴承、颈圈、绕线支撑环、接触杆、接触螺母、在轨管、冷端体和调节衬套，左旋螺纹杆端关节轴承与接触杆相连接，在轨管一端与接触杆连接，另一端与调节衬套相连接，冷端体一端与接触螺母连接，另一端与调节衬套相连接，绕线支撑环与接触螺母配合，颈圈通过绕线固定在接触杆上；发射管的两端分别与热端体和冷端体连接。本发明延长了探测器工作寿命，实现了低温容器无损储存、空间探测范围拓展。

Description

空间应用低温隔热支撑

技术领域

本发明涉及空间探测器中低温容器的支撑结构技术领域，尤其是一种空间应用低温隔热支撑。

背景技术

目前，国际上对空间探测高度重视，以便进一步认识宇宙、了解太阳系现状，研究它的起源与演变，进一步认识太阳系各行星，并通过对它们的探测，研究地球环境的形成和演变，以及太阳对地球环境的影响，探索地外生命以及探索生命的起源和演变，开发和利用空间资源，扩展人类生存空间。通常，对空间探测的主要手段是空间探测器，它们由运载火箭送入太空，利用探测器携带的各种仪器进行探测。高性能探测器需要低温条件，通常探测器都配带低温容器或低温制冷剂来获得低温环境，低温容器所贮存的制冷剂储存量和蒸发率决定了空间探测器的工作时间。降低制冷剂的蒸发率就要提高低温容器的绝热性能，包括提高隔热支撑的绝热效果。因此，空间应用的低温容器高效隔热支撑获得了快速发展。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种空间应用低温隔热支撑，结构巧妙，使用方便，可自动改变传热路径，降低漏热量。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：一种空间应用低温隔热支撑，包括热端长度调节部分、发射管和冷端在轨非连接部分，该热端长度调节部分包括依次连接的杆端关节轴承、长度调节杆和热端体，该冷端在轨非连接部分包括左旋螺纹杆端关节轴承、颈圈、绕线支撑环、接触杆、接触螺母、在轨管、冷端体和调节衬套，左旋螺纹杆端关节轴承与接触杆相连接，在轨管一端与接触杆连接，另一端与调节衬套相连接，冷端体一端与接触螺母连接，另一端与调节衬套相连接，绕线支撑环与接触螺母配合，颈圈通过绕线固定在接触杆上；发射管的两端分别与热端体和冷端体连接。

进一步地，杆端关节轴承与长度调节杆之间设有螺母。

进一步地，发射管两端经大卡圈与热端体和冷端体连接。

进一步地，在轨管一端经小卡圈与接触杆连接。

进一步地，颈圈、绕线支撑环、接触杆、接触螺母、小卡圈、冷端体、大卡圈、调节衬套、热端体、长度调节杆均采用殷钢材质制成。

进一步地，在轨管为石墨环氧树脂复合材料。

进一步地，发射管为S-玻璃纤维环氧树脂复合材料。

进一步地，接触杆上与冷端体接触的表面上开有1-3个矩形槽。

进一步地，矩形槽尺寸为宽0.1～0.5mm，高为0.1～0.3mm，相邻槽间距为0.5～1.5mm。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：热端长度调节部分可对该结构进行微调，便于装配；冷端在轨非连接部分的接触杆上两个圆锥面开一定数目、一定尺寸的槽，减小接触面积，进而增大接触处热阻，有效降低PODS发射阶段的漏热。槽的形式有半圆槽、方槽、三角形槽，其中矩形槽漏热量最小，且随着矩形槽数目的增多，PODS漏热量降低。在接触杆与冷端体接触的圆锥面上开设1个矩形槽，接触杆与接触螺母接触的圆锥面上开设2个矩形槽，可以获得理想的效果。接触杆与在轨管连接，设定在不受力时，与冷端体、接触螺母保持一定间隙，增加导热长度，增大导热热阻，减小在轨阶段漏热。最终实现低温容器无损储存，延长探测器工作寿命，拓展深空探测范围。过冷端接触杆圆锥面开一定数目矩形槽，降低发射时空间应用低温隔热支撑漏热；在轨时，自动改变传热路径降低漏热，实现空间应用低温隔热支撑在整个工作过程中漏热量的降低。

附图说明

图1为本发明空间应用低温隔热支撑的结构示意图；

图2为图1中局部A的放大图。

其中：1左旋螺纹杆端关节轴承，2左旋螺纹螺母，3颈圈，4绕线支撑环，5接触杆，6小卡圈，7接触螺母，8在轨管，9冷端体，10大卡圈，11调节衬套，12发射管，13热端体，14螺母，15长度调节杆，16螺母，17杆端关节轴承。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

如图1所示的一种空间应用低温隔热支撑，主要包括热端长度调节部分和冷端在轨非连接部分。

热端长度调节部分包括：杆端关节轴承17，M10×1螺母16，长度调节杆15， M16×1.5螺母14，热端体13，其中，杆端关节轴承17分别与M10×1螺母16和长度调节杆15相连接，长度调节杆15分别与M16×1.5螺母14和热端体13相连接。

冷端在轨非连接部分包括:左旋螺纹杆端关节轴承1，左旋螺纹M10×1螺母2，颈圈3，绕线支撑环4，接触杆5，小卡圈6，接触螺母7，在轨管8，冷端体9，调节衬套11。其中杆端关节轴承1分别与M10×1螺母2、接触杆5相连接，在轨管8通过小卡圈6一端与接触杆5连接，另一端与调节衬套11相连接，冷端体9一端与接触螺母7连接，另一端与调节衬套11相连接，绕线支撑环4与接触螺母7配合，通过细纤维固定套在杆端关节轴承1上的颈圈3。

冷端在轨非连接部分与热端长度调节部分通过大卡圈10与发射管12相连接。

颈圈、绕线支撑环、接触杆、接触螺母、小卡圈、冷端体、大卡圈、调节衬套、热端体、长度调节杆均采用殷钢材质制成。在轨管为石墨环氧树脂复合材料。发射管为S-玻璃纤维环氧树脂复合材料。

本发明结构在发射时，接触杆与冷端体或接触螺母接触，增加支撑强度，同时，热量直接从冷端体和接触杆的接触面传递到冷端，改进后的接触杆接触处热阻增大，热量经由此处传热量减小；在轨时，太空重力微小，接触杆与冷端体、接触螺母均不接触，热量从热端通过发射管-冷端体-在轨管-接触杆传递到冷端杆端关节轴承，增加了导热热阻，减少了传热量，使低温容器达到无损贮运的效果。

热端长度调节部分可对该结构进行微调，便于装配；冷端在轨非连接部分的接触杆上两个圆锥面开一定数目、一定尺寸的槽，减小接触面积，进而增大接触处热阻，有效降低PODS发射阶段的漏热。槽的形式有半圆槽、方槽、三角形槽，其中矩形槽漏热量最小，且随着矩形槽数目的增多，PODS漏热量降低。在接触杆与冷端体接触的圆锥面上开设1个矩形槽，接触杆与接触螺母接触的圆锥面上开设2个矩形槽，可以获得理想的效果。接触杆与在轨管连接，设定在不受力时，与冷端体、接触螺母保持一定间隙，增加导热长度，增大导热热阻，减小在轨阶段漏热。最终实现低温容器无损储存，延长探测器工作寿命，拓展深空探测范围。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种空间应用低温隔热支撑，其特征在于：包括热端长度调节部分、发射管和冷端在轨非连接部分，该热端长度调节部分包括依次连接的杆端关节轴承、长度调节杆和热端体，该冷端在轨非连接部分包括左旋螺纹杆端关节轴承、颈圈、绕线支撑环、接触杆、接触螺母、在轨管、冷端体和调节衬套，左旋螺纹杆端关节轴承与接触杆相连接，在轨管一端与接触杆连接，另一端与调节衬套相连接，冷端体一端与接触螺母连接，另一端与调节衬套相连接，绕线支撑环与接触螺母配合，颈圈通过绕线固定在接触杆上；发射管的两端分别与热端体和冷端体连接。

2.如权利要求1所述空间应用低温隔热支撑，其特征在于：杆端关节轴承与长度调节杆之间设有螺母。

3.如权利要求1所述空间应用低温隔热支撑，其特征在于：发射管两端经大卡圈与热端体和冷端体连接。

4.如权利要求3所述空间应用低温隔热支撑，其特征在于：在轨管一端经小卡圈与接触杆连接。

5.如权利要求4所述空间应用低温隔热支撑，其特征在于：颈圈、绕线支撑环、接触杆、接触螺母、小卡圈、冷端体、大卡圈、调节衬套、热端体、长度调节杆均采用殷钢材质制成。

6.如权利要求1所述空间应用低温隔热支撑，其特征在于：在轨管为石墨环氧树脂复合材料。

7.如权利要求1所述空间应用低温隔热支撑，其特征在于：发射管为S-玻璃纤维环氧树脂复合材料。

8.如权利要求1所述空间应用低温隔热支撑，其特征在于：接触杆上与冷端体接触的表面上开有1-3个矩形槽。

9.如权利要求8所述空间应用低温隔热支撑，其特征在于：矩形槽尺寸为宽0.1～0.5mm，高为0.1～0.3mm，相邻槽间距为0.5～1.5mm。