CN112178967A - 适用于冷屏的多角度安装结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种适用于冷屏的多角度安装结构，包括：弹簧调节装置、滑竿摆动装置、冷屏板支撑柱、冷屏板和冷头结构；其中，冷屏板上设置有冷屏板支撑柱，冷屏板支撑柱限定冷屏板的位置；弹簧调节装置和滑竿摆动装置分别与冷头结构连接；弹簧调节装置能够在冷头结构非水平安装时平衡冷头结构的重力；滑竿摆动装置限定冷头结构的位置。本发明通过冷屛板支撑柱限定了冷屛板的位置，弹簧调节装置和拉力弹簧抵消了冷头在非水平安装时的重力，滑竿摆动装置限定了冷头的位置，使得冷屛装置可以在任意角度安装，同时滑竿摆动装置的设计使得冷头可以在一定范围内摆动和滑动，能够抵消冷屏板热胀冷缩产生的变形应力，减少应力对冷头的损害。

Description

适用于冷屏的多角度安装结构
技术领域
本发明涉及航天器空间环境模拟设备技术领域，具体地，涉及适用于冷屏的多角度安装结构。
背景技术
为了实现对地球散射和反射的太阳辐射以及地球红外辐射的定量测量，遥感卫星发射前必须在能够模拟相应的空间环境条件、地球辐射特性以及反射太阳辐射特性的专用设备中对星载遥感器进行性能检验试验和辐射定标试验。对于星载遥感器，需要提供低于20K的局部冷背景，一般这种局部的冷背景通过冷屏来获得。
经过检索，专利文献CN108426645A，公开了一种深低温气氦冷屏温度传感器安装固定装置及方法，包括：气氦冷屏、安装支架、压紧装置；其中，压紧装置包括压紧螺栓、固定螺母、弹簧垫片、防松螺母、隔热垫、温度传感器、填料、导热垫块等；安装支架安装在气氦冷屏外侧边；压紧装置安装在安装支架上，端部顶紧在气氦冷屏上；导热垫块安装在气氦冷屏上，固定螺母焊接在安装支架上，压紧螺栓通过固定螺母安装在安装支架上，弹簧垫片、防松螺母位于安装支架下方、安装在压紧螺栓上，压紧螺栓端部顶紧隔热垫，温度传感器安装在隔热垫和导热垫块之间，填料安装在温度传感器和导热垫块之间。该现有技术采用水平安装的方式，产生了底部试验台遮挡冷屏的问题，并且采用具有一定弹性的安装支架和弹簧垫片，消除由热胀冷缩引起的传感器压不紧以及由此导致的测温偏差问题，但是并不适用于多冷头安装结构，仍然会出现热胀冷缩引起的传感器压不紧的问题。
国内目前的红外定标用试验设备绝大多数冷屏采用氦制冷系统作为冷源，这种制冷方式系统复杂，运行稳定性差。本技术采用G-M制冷机给冷屏制冷，靠制冷机冷头与冷屏传导制冷，这种制冷方式可以避免复杂操作，可靠性高。而目前国内热真空试验罐冷屏安装使用的是水平安装，产生了底部试验台遮挡冷屏的问题。同时由于多冷头安装在同一块冷屏板上，而冷头的密封端面又安装在同一个法兰盘和冷屏板上，则会因环模设备在制冷和加热导致冷屏板出现热胀冷缩，而使得冷头之间在冷屏板上的安装处距离缩短或增加，而对冷头产生弯矩力导致冷头变形，使冷头不能进行工作。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于冷屏的多角度安装结构。
根据本发明提供的一种适用于冷屏的多角度安装结构，包括：弹簧调节装置、滑竿摆动装置、冷屏板支撑柱、冷屏板和冷头结构；
其中，冷屏板上设置有冷屏板支撑柱，冷屏板支撑柱限定冷屏板的位置；弹簧调节装置和滑竿摆动装置分别与冷头结构连接；弹簧调节装置能够在冷头结构非水平安装时平衡冷头结构的重力；滑竿摆动装置限定冷头结构的位置，冷头结构中的冷头能够抵消冷屏板热胀冷缩时产生的变形应力。
优选地，还包括波纹管和法兰盘，冷头结构包括中心冷头和副冷头，中心冷头固定安装在法兰盘上，副冷头通过波纹管连接安装在法兰盘上。
优选地，冷屏板支撑柱围绕中心冷头安装，能够使冷屏板热胀冷缩时沿中心冷头的方向；滑竿摆动装置设置在副冷头指向中心冷头方向上的两端。
优选地，滑竿摆动装置包括滑竿、导槽、盖板和轴承，滑竿与冷头结构中的副冷头紧固连接，副冷头能够在滑竿上自由摆动；轴承设置在滑竿的两端，装有轴承的滑竿安装在所述导槽内；导槽的两端设置有挡块限定所述滑竿的位置；导槽的顶部设置有盖板。
优选地，还包括滑竿摆动装置支撑柱，滑竿摆动装置支撑柱安装在法兰盘上，滑竿摆动装置与滑竿摆动装置支撑柱可拆卸连接。
优选地，弹簧调节装置包括冷头连接片、插销、拉力调节弹簧、弹簧调整螺母、弹簧调整支架和弹簧调整螺杆；拉力调节弹簧的一端与弹簧调整螺杆相连；弹簧调整螺杆穿过弹簧调整支架的一端与弹簧调整螺母组合连接；弹簧调整支架的另一端通过插销连接冷头连接片与冷头结构相连。
优选地，冷头结构中的副冷头靠近冷头结构中的中心冷头的一侧，在沿着副冷头的导槽方向上，分别设置有拉力弹簧与中心冷头相连。
优选地，副冷头在靠近法兰盘边缘的一侧使用弹簧调节装置，弹簧调节装置分别与法兰盘的壁面相连接。
优选地，当对环模设备进行加热时，冷屏板发生热胀，以中心冷头为基准向四周扩张，导致副冷头与中心冷头之间的距离增大，使得副冷头产生一个背离中心冷头的力，滑竿摆动装置中的滑竿沿着导槽背离中心冷头的方向移动，从而抵消冷屏板热胀时产生的应力。
优选地，当对环模设备进行制冷时，冷屏板发生冷缩，以中心冷头为基准向中心收缩，导致副冷头与中心冷头之间的距离减小，使得副冷头产生一个指向中心冷头的力，滑竿摆动装置中的滑竿沿着导槽指向中心冷头的方向移动，从而抵消冷屏板冷缩时使产生的应力。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明通过弹簧调节装置、滑竿摆动装置的结构设置，解决了多个冷头安装在同一块完整冷屏上，在对环模设备进行加热或者制冷时，因冷屏板的热胀冷缩产生变形而拉扯冷头使得冷头产生变形的问题。
2、本发明通过将滑竿摆动装置安装在滑竿摆动装置支撑柱上，限定了波纹管的收缩，解决了因抽真空而导致波纹管收缩致使冷屏位置移动，使得冷屏与实验产品之间的距离发生大的变动，而最终影响实验准确性的问题。
3、本发明通过将冷屏板支撑柱与法兰盘相连接，使得冷屏板的重力直接由法兰盘承担，避免了在非水平安装时因冷屛板直接安装在冷头上导致冷头变形而影响使用。
4、本发明通过冷屏板支撑柱与法兰盘的设计，使得冷屏装置能够在各个角度安装，同样也使得冷屏板的热胀冷缩沿中心冷头的方向，冷屏板支撑柱保证了冷屏板在热胀冷缩时中心位置相对固定增加试验数据的准确性。
5、本发明通过将导槽安装在冷屏板支撑柱上，使得冷头可以在小范围内摆动，解决了因冷屏板曲翘变形而使冷头旋转摆动而产生应力的问题。
6、本发明通过冷屏板支撑柱限定了冷屏板的位置，弹簧调节装置和拉力弹簧抵消了冷头在非水平安装时的重力滑竿摆动装置限定了冷头的位置，使得冷屛装置可以在任意角度安装，同时滑竿摆动装置的设计使得冷头可以在一定范围内(0-15mm内)摆动和滑动，能够抵消热胀冷缩产生的变形应力，减少应力对冷头的损害。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的正面结构图；
图2为本发明的剖视图；
图3为本发明中的滑竿摆动装置安装图；
图4为本发明中的滑竿摆动装置爆炸图；
图5为本发明中的弹簧调节装置爆炸图。
图中：
Figure BDA0002684913250000041
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1、图2所示，本发明提供的一种适用于冷屏的多角度安装结构，包括弹簧调节装置1、副冷头2、滑竿摆动装置3、法兰盘4、反射屏5、拉力弹簧6、冷屏板支撑柱7、冷屏板8、中心冷头9和波纹管10；
其中，冷屏板8通过四根冷屏板支撑柱7固定在法兰盘4上；冷屛板支撑柱7围绕中心冷头9安装，用于支撑冷屏板8，并且四根冷屏板支撑柱7之间的距离在50mm-100mm内，以减小因冷屏板8的热胀冷缩对四根冷屏板支撑柱7的影响，四根冷屏板支撑柱7的存在使得冷屏板8的重力直接由法兰盘承担，避免了在非水平安装时因冷屏板8直接安装在副冷头2和中心冷头9上导致冷头变形影响使用，便于冷屏装置能够在各个角度安装，同时也使得冷屏板8的热胀冷缩是沿中心冷头9的方向，冷屏板支撑柱7也保证了冷屏板8在热胀冷缩时中心位置相对固定增加试验数据的准确性。
反射屏5位于冷屛板8与法兰盘4之间，反射屏呈凹状，完全覆盖住冷头与冷屛之间的制冷区域。反射屏5起到反射从法兰盘上辐射的热量的作用，减少法兰盘的热量进入冷头制冷区域，增加冷头的利用效率。
进一步来说，中心冷头9固定在法兰盘4上，四周的六个副冷头2通过波纹管10连接的方式安装的法兰盘4上，便于冷屏板热胀冷缩时移动防止副冷头2受力，同时起到真空密封的作用；四周的六个副冷头2靠近中心冷头9的一侧，在沿各副冷头2的导槽方向上，分别设置由拉力弹簧6与中心冷头9连接；同时四周的六个副冷头2靠近法兰盘4边缘的一侧使用弹簧调节装置，分别与法兰盘4的壁面连接，防止因冷屏在非水平安装时，因副冷头2自身重力而导致下垂产生力矩变形，使副冷头2不能够正常工作。
再进一步来说，如图3、图4所示，四周的六个副冷头2与波纹管10连接的一端，在各自指向中心冷头9的方向上两端设计有两个滑竿摆动装置3。滑竿摆动装置包括固定片301、滑竿302、导槽303、盖板304和轴承305，滑竿302与副冷头2通过铰链连接，使得副冷头2在滑竿302上可以自由摆动，以抵消因冷屏板8的热胀冷缩产生微小曲翘；在黄安302的两端装有两个轴承305，装有轴承305的滑竿302安装在导槽303内，导槽303的两端设计有挡块能够限定滑竿302的位置，以防止副冷头2摆动幅度过大而使冷屏板8变形。
在导槽303的顶部设计有盖板304，盖板304以螺钉固定的方式安装在导槽303上，盖板304以螺钉固定的方式安装在导槽303上，盖板304与导槽303结合起到限定滑竿302的作用，防止滑竿302脱出滑轨装置而使滑竿摆动装置3失效，以便于冷屏装置能够在各个角度安装；固定片301的一端连接滑竿302，另一端连接副冷头2。
又进一步来说，如图5所示，弹簧调节装置包括冷头连接片101、插销102、拉力调节弹簧103、弹簧调整螺母104、弹簧调整支架105和弹簧调整螺杆106，拉力调节弹簧103的一端通过拉力调节弹簧103的拉钩，钩于弹簧调整螺杆106上，弹簧调整螺杆106穿过弹簧调整支架105的一端与弹簧调整螺母104组合连接，弹簧调整支架105的另一端通过插销102连接冷头连接片101与冷头结构相连接。在安装好冷头结构后，需调节弹簧调整装置1，使副冷头2的位置位于导槽303中点处。
工作原理：
当对环模设备进行加热时，冷屏板8发生热胀，以中心冷头9为基准向四周扩张，导致副冷头2与中心冷头9之间的距离增大，使得副冷头2产生一个背离中心冷头9的力，滑竿摆动装置3中的滑竿302沿着导槽303背离中心冷头9的方向移动，从而抵消冷屏板8热胀时产生的应力。
当对环模设备进行制冷时，冷屏板9发生冷缩，以中心冷头9为基准向中心收缩，导致副冷头2与中心冷头9之间的距离减小，使得副冷头2产生一个指向中心冷头9的力，滑竿摆动装置3中的滑竿302沿着导槽303指向中心冷头9的方向移动，从而抵消冷屏板8冷缩时使产生的应力。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种适用于冷屏的多角度安装结构，其特征在于，包括：弹簧调节装置(1)、滑竿摆动装置(3)、冷屏板支撑柱(7)、冷屏板(8)和冷头结构；
所述冷屏板(8)上设置有冷屏板支撑柱(7)，所述冷屏板支撑柱(7)限定冷屏板(8)的位置；
所述弹簧调节装置(1)和所述滑竿摆动装置(3)分别与冷头结构连接；
所述弹簧调节装置(1)能够在冷头结构非水平安装时平衡冷头结构的重力；
所述滑竿摆动装置(3)限定冷头结构的位置，所述冷头结构中的冷头能够抵消冷屏板(8)热胀冷缩时产生的变形应力。
2.根据权利要求1所述的一种适用于冷屏的多角度安装结构，其特征在于，还包括波纹管(10)和法兰盘(4)，所述冷头结构包括中心冷头(9)和副冷头(2)，所述中心冷头(9)固定安装在法兰盘(4)上，所述副冷头(2)通过波纹管(10)连接安装在法兰盘(4)上。
3.根据权利要求2所述的一种适用于冷屏的多角度安装结构，其特征在于，所述冷屏板支撑柱(7)围绕中心冷头(9)安装，能够使所述冷屏板(8)热胀冷缩时沿中心冷头(9)的方向；
所述滑竿摆动装置设置在所述副冷头(2)指向所述中心冷头(9)方向上的两端。
4.根据权利要求1所述的一种适用于冷屏的多角度安装结构，其特征在于，所述滑竿摆动装置(3)包括滑竿(302)、导槽(303)、盖板(304)和轴承(305)，
所述滑竿(302)与冷头结构中的副冷头(2)紧固连接，所述副冷头(2)能够在滑竿(302)上自由摆动；
所述轴承(305)设置在滑竿(302)的两端，装有轴承(305)的滑竿(302)安装在所述导槽(303)内；
所述导槽(303)的两端设置有挡块限定所述滑竿(302)的位置；
所述导槽(303)的顶部设置有盖板(304)。
5.根据权利要求2所述的一种适用于冷屏的多角度安装结构，其特征在于，还包括滑竿摆动装置支撑柱(306)，所述滑竿摆动装置支撑柱(306)安装在法兰盘(4)上，所述滑竿摆动装置(3)与所述滑竿摆动装置支撑柱(306)可拆卸连接。
6.根据权利要求1所述的一种适用于冷屏的多角度安装结构，其特征在于，所述弹簧调节装置(1)包括冷头连接片(101)、插销(102)、拉力调节弹簧(103)、弹簧调整螺母(104)、弹簧调整支架(105)和弹簧调整螺杆(106)；
所述拉力调节弹簧(103)的一端与所述弹簧调整螺杆(106)相连；
所述弹簧调整螺杆(106)穿过所述弹簧调整支架(105)的一端与所述弹簧调整螺母(104)组合连接；
所述弹簧调整支架(105)的另一端通过插销(102)连接冷头连接片(101)与所述冷头结构相连。
7.根据权利要求1所述的一种适用于冷屏的多角度安装结构，其特征在于，还包括拉力弹簧(6)，所述冷头结构中的副冷头(2)靠近所述冷头结构中的中心冷头(9)的一侧，在沿着副冷头(2)的滑竿摆动装置(3)中的导槽(303)方向上，分别设置有拉力弹簧(6)与中心冷头(9)相连。
8.根据权利要求2所述的一种适用于冷屏的多角度安装结构，其特征在于，所述副冷头(2)在靠近法兰盘(4)边缘的一侧使用弹簧调节装置(1)，所述弹簧调节装置(1)分别与法兰盘(4)的壁面相连接。
9.根据权利要求1所述的一种适用于冷屏的多角度安装结构，其特征在于，当对环模设备进行加热时，所述冷屏板(8)发生热胀，以中心冷头(9)为基准向四周扩张，导致副冷头(2)与中心冷头(9)之间的距离增大，使得副冷头(2)产生一个背离中心冷头(9)的力，所述滑竿摆动装置(3)中的滑竿(302)沿着导槽(303)背离中心冷头(9)的方向移动，从而抵消冷屏板(8)热胀时产生的应力。
10.根据权利要求1所述的一种适用于冷屏的多角度安装结构，其特征在于，当对环模设备进行制冷时，所述冷屏板(9)发生冷缩，以中心冷头(9)为基准向中心收缩，导致副冷头(2)与中心冷头(9)之间的距离减小，使得副冷头(2)产生一个指向中心冷头(9)的力，所述滑竿摆动装置(3)中的滑竿(302)沿着导槽(303)指向中心冷头(9)的方向移动，从而抵消冷屏板(8)冷缩时使产生的应力。
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