CN105987802A - 一种低温绝热振动传递装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于低温力学环境试验领域，具体涉及为低温管路系统的绝热振动传递装置。一种低温绝热振动传递装置，包括振动激励系统法兰、试验管路法兰，还包括真空腔体，真空腔体一端连接振动激励系统法兰，另一端连接试验管路法兰，振动激励系统法兰通过真空腔体将激励振动传递到试验管路法兰；真空腔体通过低温加压系统法兰与低温加注系统相连，低温介质从加注系统进入真空腔体，然后进入试验管路，完成低温的加载。

Description

一种低温绝热振动传递装置

技术领域

本发明属于低温力学环境试验领域，具体涉及低温管路系统的绝热振动传递装置。

背景技术

航天飞行器氢氧发动机由于采用了液氢液氧作为燃料，其管路系统的温度最低达到20K(-253℃)的低温环境。管路结构件在这种低温振动复合环境下，结构的强度和刚度与常温环境下都有显著的不同，需要经过地面上模拟低温复合环境进行考核，来验证产品的动强度。

由于管路内部充满了20K深低温介质，要保证管路的温度维持在如此低温的环境下，整个地面试验系统都需要对试验介质进行严格的绝热处理，一旦结构存在较大的漏热率，整个试验的温度会变得很难控制，甚至无法达到试验低温要求，导致试验无法真实模拟产品在飞行过程中的真实低温状态，这就使得试验的绝热设计尤为重要；同时由于管路的一端直接连接到发动机上，这使得管路的力学环境极其严苛，这就更加使得环境模拟变得极其困难。

现有的低温振动传递装置一般在管路外包裹一层比如泡沫等隔热材料，无法满足20K深低温环境的要求。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种低温绝热振动传递装置，采用了真空绝热设计，用于连接试验管路与振动激励设备，同时连接低温介质加注设备，用以解决管路的连接、振动的施加、低温的加载等问题，保证试验管路振动的传递加载。

为解决上述技术问题，本发明提供一种低温绝热振动传递装置，包括振动激励系统法兰、试验管路法兰、低温加压系统法兰，所述试验管路用于输送低温介质、提供试验低温与压力，还包括真空腔体，一端连接振动激励系统法兰，另一端连接试验管路法兰；所述真空腔体侧面连接低温加压系统法兰，与低温加注系统相通；低温介质从低温加注系统进入真空腔体(3)通过真空腔体与试验管路相通；振动激励系统法兰通过真空腔体将激励振动传递到试验管路法兰。真空腔体通过低温加压系统法兰与低温加注系统相连，低温介质从加注系统进入真空腔体，然后进入试验管路，完成低温的加载。

作为本发明的进一步改进，所述真空腔体通过真空双层管路与低温加压系统法兰相连，真空双层管路由内外两层组成，内层与外层之间为密封的真空层，有效地隔绝外界与低温介质的温度传递，很好的解决管路之间连接的低温介质热损耗。

作为本发明的进一步改进，低温绝热振动传递装置，所述真空双层管路端头连接密封环，低温加压系统连接密封环与低温充压系统输送管路支撑起一个小的真空层，也起到绝热效果，大大降低了低温介质管路连接处的漏热率。

作为本发明的进一步改进，所述真空腔体与真空双层管路内层相通，真空腔体设有真空活门，抽取腔体内气体使腔体及双层管路达到真空。

低温绝热振动传递原理如下：

该低温绝热振动传递装置具有三个连接法兰，分别连接试验管路、振动激励设备、低温介质加注装置，振动激励装置通过法兰和腔体将振动传递到试验管路；低温介质输送单层管为一整根管贯穿在低温绝热振动传递装置中，管内通过低温充压介质为试验管路提供低温与压力。

主要技术效果：

该低温绝热振动传递装置采用内真空及密封设计，，有效地隔绝外界与低温介质的温度传递，很好的解决管路之间连接的低温介质热损耗，保证了振动台的正常工作。

同时振动端具有良好的动力学传递特性，其结构的纵向一阶谐振频率设计在1500Hz以上，能够很好的满足试验条件1000Hz的频率上限，保证振动条件实施过程中全频段激励传递的衰减率极低，保证振动台的推力能够高效的传递到产品上。

附图说明

图1低温绝热振动传递装置结构图；

1——振动激励系统连接法兰 2——试验管路连接法兰 3——真空腔体

4——真空双层管路 5——低温加压系统连接法兰 6——低温介质输送管

7——密封环 8——活门；

图2振动传递装置传递原理图；

9——低温绝热振动传递装置 10——试验管路 11——振动激励系统

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1

一种低温绝热振动传递装置，包括振动激励系统法兰1、试验管路法兰2、低温加压系统法兰5，还包括真空腔体3，一端连接振动激励系统法兰1，另一端连接试验管路法兰2；所述真空腔体3侧面连接低温加压系统法兰5，并与低温加注系统相通；低温介质从低温加注系统进入真空腔体3通过真空腔体与试验管路相通；振动激励系统法兰1通过真空腔体3将激励振动传递到试验管路法兰2。

为了进一步提高绝热效果，真空腔体3通过真空双层管路4与低温加压系统法兰5相连，真空双层管路4由内外两层组成，内层与外层之间为密封的真空层；真空双层管路4端头连接密封环7。

真空腔体3与真空双层管路4内层相通，真空腔体3设有活门8，抽取空气使腔体及双层管路达到真空，抽真空时间越长绝热效果越好。

如图2所示，试验时，低温介质从加注系统进入真空腔体3，然后进入试验管路，完成低温的加载，然后振动激励台11产生振动，振动传递路线：振动激励系统法兰1——真空腔体3——试验管路法兰2——试验管路10，振动激励传递到试验管路，然后进行相关的低温力学环境测试研究。

上面虽然结合具体实施例对本发明作了详细的说明，但是，所述技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，在权利要求的保护范围内，还可以对上述实施例进行变更或改变等。

Claims (4)

1.一种低温绝热振动传递装置，包括振动激励系统法兰(1)、试验管路法兰(2)、低温加压系统法兰(5)，所述试验管路用于输送低温介质、提供试验低温与压力，其特征在于还包括真空腔体(3)，一端连接振动激励系统法兰(1)，另一端连接试验管路法兰(2)；所述真空腔体(3)侧面连接低温加压系统法兰(5)，与低温加注系统相通；低温介质从低温加注系统进入真空腔体(3)通过真空腔体与试验管路相通；振动激励系统法兰(1)通过真空腔体(3)将激励振动传递到试验管路法兰(2)。

2.根据权利要求1所述的低温绝热振动传递装置，其特征在于所述真空腔体(3)通过真空双层管路(4)与低温加压系统法兰(5)相连，真空双层管路(4)由内外两层组成，内层与外层之间为密封的真空层。

3.根据权利要求1或2所述的低温绝热振动传递装置，其特征在于所述真空双层管路(4)端头连接密封环(7)。

4.根据权利要求1或2所述的低温绝热振动传递装置，其特征在于所述真空腔体(3)与真空双层管路(4)内层相通，真空腔体(3)设有活门(8)。