CN105792562A - 一种具有热膨胀匹配性能的rhu壳体 - Google Patents

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阎勇
侯旭峰
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Abstract

本发明涉及一种具有热膨胀匹配性能的RHU壳体。本发明属于空间用同位素热源技术领域。一种具有热膨胀匹配性能的RHU壳体，其特点是：具有热膨胀匹配性能的RHU壳体侧面设有一条缝隙，RHU壳体在受热膨胀时通过缝隙释放应力；缝隙位置设有凸耳，用螺丝紧固，在螺丝与凸耳之间加入蝶形弹簧，通过蝶形弹簧的形变来实现缝隙的收缩。本发明具有结构简单、操作方便、安全可靠、性能稳定、可以有效释放热应力，RHU壳体热膨胀匹配性能良好等优点。

Description

一种具有热膨胀匹配性能的RHU壳体
技术领域
本发明属于空间用同位素热源技术领域，特别是涉及一种具有热膨胀匹配性能的RHU壳体。
背景技术
目前，以月球、火星探测具有非常深刻的技术价值和社会价值。探月工程要实现月面着陆，而月球的环境条件比较苛刻，其环境温度在月夜时可以达到-170℃，在这种温度下，许多设备都无法正常工作，需要热源进行保温。
综合以上因素，采用同位素热源可以有效解决这一问题。利用其内部同位素核源所产生的辐射热量，通过两相流体回路输送给探测器舱内设备提供热量，防止设备在月夜期间被冻坏。
由于月球的环境条件十分恶劣，RHU壳体与流体回路蒸发器的温度在月昼时可能达到265℃的高温，而RHU壳体与流体回路蒸发器使用了不同的材料(RHU壳体采用2A12铝合金，流体回路蒸发器使用316L不锈钢)，在这样高的温度变化下，两者之间不同的热膨胀系数会造成很大的应力，容易造成损坏等技术问题。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种具有热膨胀匹配性能的RHU壳体。
本发明的目的是提供一种具有结构简单、操作方便、安全可靠、性能稳定、可以有效释放热应力，RHU壳体热膨胀匹配性能良好等特点的具有热膨胀匹配性能的RHU壳体。
本发明综合考虑了RHU壳体和流体回路蒸发器所用材料在高温情况下的热变形量以及RHU壳体的整体结构形式，提出了RHU壳体的匹配性设计方法。很好地解决了RHU壳体与流体回路蒸发器热匹配性不好的问题，有效防止了由此产生的热应力对RHU壳体与流体回路蒸发器造成破坏。
本发明的主要特点：
在RHU壳体的侧面增加一条缝隙，使得RHU壳体在受热膨胀是，可以通过所开缝隙释放应力。
为了保证所开缝隙不会影响RHU壳体内部同位素核源与壳体的接触，在开缝位置设计了三个凸耳，并用螺丝紧固，在螺丝与凸耳之间加入蝶形弹簧，通过蝶形弹簧的形变来实现缝隙的收缩，释放壳体随温度变化所产生的热应力。
本发明具有热膨胀匹配性能的RHU壳体所采取的技术方案是：
一种具有热膨胀匹配性能的RHU壳体，其特点是：具有热膨胀匹配性能的RHU壳体侧面设有一条缝隙，RHU壳体在受热膨胀时通过缝隙释放应力；缝隙位置设有凸耳，用螺丝紧固，在螺丝与凸耳之间加入蝶形弹簧，通过蝶形弹簧的形变来实现缝隙的收缩。
本发明具有热膨胀匹配性能的RHU壳体还可以采用如下技术方案：
所述的具有热膨胀匹配性能的RHU壳体，其特点是：缝隙的宽度大于RHU壳体在最高温度下的变形量。
所述的具有热膨胀匹配性能的RHU壳体，其特点是：缝隙位置设有2-4个凸耳。
本发明具有的优点和积极效果是：
具有热膨胀匹配性能的RHU壳体由于采用了本发明全新的技术方案，与现有技术相比，本发明针对RHU壳体和流体回路蒸发器在高温下，由于热膨胀系数的差异容易产生热应力的问题，选择了在RHU壳体侧面开缝的方法来释放应力。这样做既解决了RHU壳体在高温时被热应力损坏的风险，又保证了内部同位素核源与壳体的接触。本发明具有结构简单、操作方便、安全可靠、性能稳定、可以有效释放热应力，RHU壳体热膨胀匹配性能良好等优点。
附图说明
图1为依据本发明RHU壳体结构示意图。
图2为图1中RHU壳体凸耳俯视部分放大的结构示意图。
图中，1-RHU壳体；2-螺丝；3-凸耳；4-侧面开缝；5-流体回路蒸发器安装面；6-蝶形弹簧。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
参阅附图1和图2。
实施例1
一种具有热膨胀匹配性能的RHU壳体，在RHU壳体侧面设有一条缝隙，RHU壳体在受热膨胀时通过缝隙释放应力；缝隙的宽度大于RHU壳体在最高温度下的变形量。缝隙位置设有3个凸耳，用螺丝紧固，在螺丝与凸耳之间加入蝶形弹簧，通过蝶形弹簧的形变来实现缝隙的收缩。
本实施例的具体结构和实施过程如下：
一种具有热膨胀匹配性能的RHU壳体，根据月球环境温度，以及同位素核源的输出功率，计算得出RHU壳体在月昼时可能达到的最高温度。
根据RHU壳体在常温(20℃)时测量的标称尺寸、月昼时可能达到的最大温度以及在该温度下RHU壳体所用材质(2A12铝合金)的膨胀系数，计算出该温度条件下，RHU壳体的变形量；根据RHU壳体在最高温度下的变形量，确定其侧面所开缝隙的宽度，该宽度应大于变形量；按照以上设计制作RHU壳体试样件，让其在计算出的月昼最高稳定下经历24小时的高温试验，试验结束后，测量RHU壳体缝隙的宽度，若缝隙没有闭合，则证明所开缝隙的宽度能够满足应力释放的要求，方案合理可行。
本实施例具有所述的结构简单、操作方便、安全可靠、性能稳定、可以有效释放热应力，RHU壳体热膨胀匹配性能良好等积极效果。

Claims (3)

1.一种具有热膨胀匹配性能的RHU壳体，其特征是：具有热膨胀匹配性能的RHU壳体侧面设有一条缝隙，RHU壳体在受热膨胀时通过缝隙释放应力；缝隙位置设有凸耳，用螺丝紧固，在螺丝与凸耳之间加入蝶形弹簧，通过蝶形弹簧的形变来实现缝隙的收缩。
2.根据权利要求1所述的具有热膨胀匹配性能的RHU壳体，其特征是：缝隙的宽度大于RHU壳体在最高温度下的变形量。
3.根据权利要求1或2所述的具有热膨胀匹配性能的RHU壳体，其特征是：缝隙位置设有2-4个凸耳。
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