CN106275524A - 一种大吸附面积的低温热沉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大吸附面积的低温热沉。不同于传统的热沉吸附面积受真空舱的内表面面积的限制。该低温热沉由(1)介质入口(2)入口总管(3)支管连接管(4)支管(5)翅片(6)介质出口(7)出口总管组成。支管上采用胀接工艺安装翅片,支管先串联,再并联形成翅片管矩阵,吸附面积明显大于传统热沉。
Description
技术领域
本发明涉及一种大吸附面积的低温热沉,作用是吸附空间飞行器或空间发动机开展真空羽流试验时的燃气。
背景技术
低温热沉又叫做分子沉、低温泵、深冷泵,作用是在空间模拟室内吸附气体分子,是空间羽流试验不可缺少的抽气手段。传统的低温热沉为圆筒形状或基于圆筒的改进形状,采用多层套筒的形式,这种结构的热沉吸附面积受真空舱的内表面面积的限制,加工费用高,拆装复杂。
发明内容
(1)要解决的技术问题
在空间发动机或空间飞行器羽流试验领域,传统的热沉为圆筒形状或基于圆筒的改进形状,采用1~3层的套筒的形式,这种结构的热沉吸附面积受真空舱的内表面面积的限制,而空间飞行器的排气体积流量是巨大的,传统的热沉无法满足真实空间飞行器地面羽流试验的需求。
本发明的目的是针对传统热沉的该缺陷,来提高有限表面积真空舱内的热沉的吸附面积,满足真实空间飞行器地面羽流试验的需求。
(2)技术方案
如图1所示,(A)低温热沉由(1)介质入口(2)入口总管(3)支管连接管(4)支管(5)翅片(6)介质出口(7)出口总管组成。(4)支管上采用胀接工艺套有带有翅片的管,翅片数目为1~10。n个支管(4)采用(3)支管连接管串联起来形成支路,m条支路再通过(2)入口总管和(7)出口总管并联,使得整个热沉为n×m的翅片管矩阵(n,m=1,2,3…)。每条支路都是多个S形弯,解决了(A)低温热沉自然补偿的问题。
如图2(a)所示,试验件(D)安装在真空舱的中间,(A)低温热沉安装在(C)真空舱的两侧,可以多个串联,提高吸附能力。
如图2(b)所示,(A)低温热沉安装时,(4)支管和(C)真空舱轴线平行,减小对燃气的堵塞面积。相邻(4)支管的(5)翅片之间留有缝隙,使得燃气可以在支管之间扩散,提高了(A)低温热沉吸附气体的均匀性。如果(A)低温热沉采用液氢、液氦、低温氦气等30K以下的低温介质,可以在(A)低温热沉和(C)真空舱之间设置(B)液氮热沉降低(A)低温热沉和(C)真空舱之间的辐射传热。
如图3所示,为热沉配套可选的活性炭安装装置,活性炭包为三棱柱形状,角度和翅片夹角一致,包裹材料为不锈钢丝网,长度小于或等于(4)支管长度,采用(9)顶杆和(10)压紧装置压紧在翅片上。(8)活性炭包和(5)翅片之间贴合良好,和(A)低温热沉同时降温,进一步增加了(A)低温热沉的吸附面积。
附图说明
附图1是本发明低温热沉的结构原理图。
(1)介质入口
(2)入口总管
(3)支管连接管
(4)支管
(5)翅片
(6)介质出口
(7)出口总管
附图2是本发明低温热沉的安装布局图。
(A)低温热沉
(B)液氮热沉
(C)支管连接管
附图3是热沉配套可选的活性炭安装装置
(8)活性炭包
(9)顶杆
(10)压紧装置
具体实施方式
在某直径5m,长度25m的真空舱内,安装了5个该低温热沉。低温热沉采用液氢作为介质,包含12×10个支管,每个支管10个翅片,长度3.5m,单个低温热沉面积800m2。低温热沉外围采用液氮热沉保护,内部安装了100kg活性炭。在0.01Pa压力下,热沉对氮气的总吸附速度为1.5×108L/s。
Claims (5)
1.一种大吸附面积的低温热沉,其特征在于:采用带有金属翅片的管,串联和并联形成翅片矩阵。
2.根据权利要求1的低温热沉,其特征在于:翅片顺着燃气方向减小对燃气的堵塞,翅片之间留有缝隙便于燃气扩散。
3.根据权利要求1的低温热沉,其特征在于:支管首尾相连串联起来形成S形支路,解决低温热沉低温补偿的问题。
4.根据权利要求1的低温热沉,其特征在于:多个低温热沉可以串联使用。
5.根据权利要求1的低温热沉,其特征在于:低温热沉可以配套可选的活性炭安装装置,活性炭包采用三棱柱形状,包裹材料为不锈钢丝网,采用顶杆压紧在翅片上。
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