CN105667914A - 地外天体采样装置解封台 - Google Patents

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Abstract

本发明属于一种地外天体样品实验装置，特别涉及一种真空实验装置。其技术方案是：一种地外天体采样装置解封台，它包括：过渡舱(1)，操作舱(2)，解封舱(3)，真空抽气机组(4)，气体循环净化单元(5)以及控制单元(7)；本发明是国内首台地外天体采样装置的解封台，结构简单，操作便捷。同时本解封台集成解封与地外天体样品处理功能，共用同一套气体循环净化单元，避免了解封过程污染地外天体样品的风险。

Description

地外天体采样装置解封台
技术领域
本发明属于一种地外天体样品实验装置，特别涉及一种真空实验装置。
背景技术
探索外太空的主要目的之一是收集返回地球的地外天体样品。地外天体采样装置被运至地外天体之后完成地外天体样品的采集和密封，即在地外天体表面的超高真空环境中把采集到的样品放入容器中，再进行真空密封，使样品保持在原有的真空环境中。地外天体样品被运回地球之后，需打开地外天体采样装置获得地外天体样品并进行分析研究。由于地外天体采样装置内部为真空环境，所以地外天体采样装置在解封时需要处于真空环境中，并且地外天体采样装置的盖板内外压力相等。解封后需要在不污染地外天体样品的前提下，对地外天体样品进行分样、称重和重新密封的处理。可靠的地外天体采样装置解封台是保证地外天体采样装置顺利打开，解封后地外天体样品不被大气污染的关键。
发明内容
本发明的目的是：提供一种地外天体采样装置解封台，为地外天体采样装置的解封提供了真空环境，同时为后续分样、称重和重新密封操作提供了高纯氮气保护环境，避免地外天体样品被污染。
本发明的技术方案是：一种地外天体采样装置解封台，它包括：过渡舱，操作舱，解封舱，真空抽气机组，气体循环净化单元以及控制单元；
过渡舱设有用以阻隔舱内环境和外界大气的第一舱门，第一舱门采用橡胶圈密封；真空抽气机组中的干泵通过设置有第一阀门的管路与过渡舱相连，对过渡舱进行抽真空处理；过渡舱通过设置有第一气体平衡阀的管路连接操作舱，使过渡舱压力与操作舱压力相等，当过渡舱压力与操作舱的压力相等时，允许打开第一舱门；气体循环净化单元中净化后的高纯氮气通过设置有第二阀门的管路对过渡舱中的地外天体采样装置进行包括喷吹的预清洁处理；过渡舱设有用以测量舱内压力的第一压力表和第一真空规；过渡舱通过采用橡胶圈密封的第二舱门连接操作舱；
气体循环净化单元中净化后的高纯氮气通过设置有第三阀门的管路进入操作舱，之后通过与操作舱相连的设置有第四阀门的管路重新流回气体循环净化单元中接受净化，完成操作舱中氮气的循环净化；操作舱内设有用于分析舱内水浓度的水分析仪，以及用于分析舱内氧浓度的氧分析仪；操作舱内设有过滤舱内灰尘的灰尘过滤器，以及用于对解封后的地外天体样品进行包括分样、称重和重新密封的操作的真空手套；操作舱还设有用于测量舱内的压力的第二压力表；操作舱通过采用橡胶圈密封的第三舱门连接解封舱；
解封舱上方安装的解封机构采用提升或扭转的方式解封地外天体采样装置；真空抽气机组中的分子泵通过设置有第五阀门的管路对解封舱进行抽真空处理；气体循环净化单元中净化后的高纯氮气通过设置有第六阀门的管路在地外天体采样装置进入解封舱前充入解封舱，并通过设置有第七阀门的管路流回气体循环净化单元，完成对解封舱的循环净化；解封舱通过设置有第二气体平衡阀的管路连接操作舱，当第二气体平衡阀两侧气压相同时，允许打开第二舱门；第三压力表和第二真空规用于测量解封舱的压力；
控制单元对各舱的压力进行控制，并对通过氧分析仪、水分析仪对操作舱内的氧浓度、水浓度进行监测。
本发明是国内首台地外天体采样装置的解封台，结构简单，操作便捷。同时本解封台集成解封与地外天体样品处理功能，共用同一套气体循环净化单元，避免了解封过程污染地外天体样品的风险。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
参见附图，一种地外天体采样装置解封台，它包括：过渡舱1，操作舱2，解封舱3，真空抽气机组4，气体循环净化单元5以及控制单元7；
过渡舱1设有用以阻隔舱内环境和外界大气的第一舱门26，第一舱门26采用橡胶圈密封；真空抽气机组4中的干泵通过设置有第一阀门11的管路与过渡舱1相连，对过渡舱1进行抽真空处理；过渡舱1通过设置有第一气体平衡阀10的管路连接操作舱2，使过渡舱1压力与操作舱2压力相等，当过渡舱1压力与操作舱2的压力相等时，允许打开第一舱门26；气体循环净化单元5中净化后的高纯氮气通过设置有第二阀门16的管路对过渡舱1中的地外天体采样装置进行包括喷吹的预清洁处理；过渡舱1设有用以测量舱内压力的第一压力表17和第一真空规20；过渡舱1通过采用橡胶圈密封的第二舱门27连接操作舱2；
气体循环净化单元5中净化后的高纯氮气通过设置有第三阀门9的管路进入操作舱2，之后通过与操作舱2相连的设置有第四阀门15的管路重新流回气体循环净化单元5中接受净化，完成操作舱2中氮气的循环净化；操作舱2内设有用于分析舱内水浓度的水分析仪22，以及用于分析舱内氧浓度的氧分析仪23；操作舱2内设有过滤舱内灰尘的灰尘过滤器24、25，以及用于对解封后的地外天体样品进行包括分样、称重和重新密封的操作的真空手套29、30、31、32；操作舱2还设有用于测量舱内的压力的第二压力表19；操作舱2通过采用橡胶圈密封的第三舱门28连接解封舱3；
解封舱3上方安装的解封机构6采用提升或扭转的方式解封地外天体采样装置；真空抽气机组4中的分子泵通过设置有第五阀门12的管路对解封舱3进行抽真空处理；气体循环净化单元5中净化后的高纯氮气通过设置有第六阀门8的管路在地外天体采样装置进入解封舱3前充入解封舱3，并通过设置有第七阀门14的管路流回气体循环净化单元5，完成对解封舱3的循环净化；解封舱3通过设置有第二气体平衡阀13的管路连接操作舱2，当第二气体平衡阀13两侧气压相同时，允许打开第二舱门28；第三压力表18和第二真空规21用于测量解封舱3的压力；
控制单元7对各舱的压力进行控制，并对通过氧分析仪23、水分析仪22对操作舱2内的氧浓度、水浓度进行监测。
上述方案中，过渡舱1内压力范围为10Pa～1.01×105Pa，操作舱2内的压力范围为1.01×105Pa～1×10-3Pa。

Claims (2)

1.一种地外天体采样装置解封台，其特征是：它包括：过渡舱(1)，操作舱(2)，解封舱(3)，真空抽气机组(4)，气体循环净化单元(5)以及控制单元(7)；
所述过渡舱(1)设有用以阻隔舱内环境和外界大气的第一舱门(26)，所述第一舱门(26)采用橡胶圈密封；所述真空抽气机组(4)中的干泵通过设置有第一阀门(11)的管路与所述过渡舱(1)相连，对所述过渡舱(1)进行抽真空处理；所述过渡舱(1)通过设置有第一气体平衡阀(10)的管路连接所述操作舱(2)，使所述过渡舱(1)压力与所述操作舱(2)压力相等；所述气体循环净化单元(5)中净化后的高纯氮气通过设置有第二阀门(16)的管路对所述过渡舱(1)中的地外天体采样装置进行包括喷吹的预清洁处理；所述过渡舱(1)设有用以测量舱内压力的第一压力表(17)和第一真空规(20)；所述过渡舱(1)通过采用橡胶圈密封的第二舱门(27)连接所述操作舱(2)；
所述气体循环净化单元(5)中净化后的高纯氮气通过设置有第三阀门(9)的管路进入所述操作舱(2)，之后通过与所述操作舱(2)相连的设置有第四阀门(15)的管路重新流回所述气体循环净化单元(5)中接受净化，完成所述操作舱(2)中氮气的循环净化；所述操作舱(2)内设有用于分析舱内水浓度的水分析仪(22)，以及用于分析舱内氧浓度的氧分析仪(23)；所述操作舱(2)内设有过滤舱内灰尘的灰尘过滤器(24、25)，以及用于对解封后的地外天体样品进行包括分样、称重和重新密封的操作的真空手套(29、30、31、32)；所述操作舱(2)还设有用于测量舱内的压力的第二压力表(19)；所述操作舱(2)通过采用橡胶圈密封的第三舱门(28)连接所述解封舱(3)；
所述解封舱(3)上方安装的解封机构(6)采用提升或扭转的方式解封地外天体采样装置；所述真空抽气机组(4)中的分子泵通过设置有第五阀门(12)的管路对所述解封舱(3)进行抽真空处理；所述气体循环净化单元(5)中净化后的高纯氮气通过设置有第六阀门(8)的管路在地外天体采样装置进入所述解封舱(3)前充入所述解封舱(3)，并通过设置有第七阀门(14)的管路流回所述气体循环净化单元(5)，完成对所述解封舱(3)的循环净化；所述解封舱(3)通过设置有第二气体平衡阀(13)的管路连接所述操作舱(2)，当所述第二气体平衡阀(13)两侧气压相同时，允许打开所述第二舱门(28)；第三压力表(18)和第二真空规(21)用于测量所述解封舱(3)的压力；
所述控制单元(7)对各舱的压力进行控制，并对通过所述氧分析仪(23)、水分析仪(22)对所述操作舱(2)内的氧浓度、水浓度进行监测。
2.根据权利要求1所述的地外天体采样装置解封台，其特征是：所述过渡舱(1)内压力范围为10Pa～1.01×105Pa，所述操作舱(2)内的压力范围为1.01×105Pa～1×10-3Pa。
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