CN203552072U - 航天器真空热试验加热笼遮挡率调节装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种航天器真空热试验加热笼遮挡率调节装置，包括：加热笼框架、加热带、绝缘块、旋转轴、制动装置、电磁继电器、精密电源、控制电缆、旋转绳索、复位弹簧和弹簧挂钩和真空罐，绝缘块分别连接至加热带两端，加热笼框架上设置有通孔，旋转轴穿过加热笼框架上的通孔，且旋转轴的一端连接绝缘块，另一端与制动装置连接，旋转绳索缠绕在旋转轴上，旋转绳索一端连接电磁继电器，另一端连接复位弹簧的一端，复位弹簧的另一端连接弹簧挂钩；弹簧挂钩与加热笼框架固接连接；电磁继电器与加热笼框架固接连接，控制电缆一端连接电磁继电器，另一端穿过真空罐与精密电源连接。本实用新型操作简单、性能稳定、准确性高且缩短试验时间。

Description

航天器真空热试验加热笼遮挡率调节装置

技术领域

本实用新型涉及空间飞行器试验外热流模拟技术领域，具体地，涉及一种航天器真空热试验加热笼遮挡率调节装置。

背景技术

在空间飞行器研制过程中，为了验证空间飞行器热控分系统热设计的正确性，获取飞行器温度分布数据，修正热分析计算模型，需要进行真空热试验。外热流模拟技术是真空热试验中的关键技术，真空热试验中的外热流模拟方法分为接触式外热流模拟法和非接触式外热流模拟法。在正样空间飞行器真空热试验中一般采用非接触式外热流模拟法，而红外加热笼是最常用的非接触式外热流模拟方法。红外加热笼具有其形状可与空间飞行器的外轮廓相同或相近，有一定的灵活性，设备造价、运行费用低，控制操作简单可靠的优点。

红外加热笼由多条平行的高电阻率加热带组成，其加热带遮挡率一般为20%～50%，真空热试验中红外加热笼在模拟低热流时受到限制，热惯性大，直接影响航天器热真空试验结果的正确性和可靠性。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种航天器真空热试验加热笼遮挡率调节装置，该装置能够在空间环模试验中根据不同工况调节加热笼遮挡率，具有结构稳定、适用性强的优点，可有效提高红外加热笼的低热流模拟精度、扩展热流密度模拟范围。

根据本实用新型的一个方面，提供一种航天器真空热试验加热笼遮挡率调节装置，包括：加热笼框架1、加热带2、绝缘块3、旋转机构、精密电源6、控制电缆7和真空罐14，旋转机构包括旋转轴4、制动装置12、电磁继电器5、旋转绳索8、复位弹簧9和弹簧挂钩10，精密电源6设置在真空罐14外，加热笼框架1、加热带2、绝缘块3和旋转机构均设置在真空罐14内部；绝缘块3分别连接至加热带2两端，加热笼框架1上设置有通孔，旋转轴4穿过加热笼框架1上的通孔，且旋转轴4的一端连接绝缘块3，另一端与制动装置12连接，旋转绳索8缠绕在旋转轴4上，旋转绳索8一端连接电磁继电器5，另一端连接复位弹簧9的一端，复位弹簧9的另一端连接弹簧挂钩10；弹簧挂钩10与加热笼框架1固接连接；电磁继电器5与加热笼框架1固接连接，控制电缆7一端连接电磁继电器5，另一端穿过真空罐14与精密电源6连接。

优选地，旋转机构的数量为1个，旋转机构设置在加热笼框架1的一侧，与加热带2一端连接的绝缘块3连接。

优选地，旋转机构的数量为两个，两个旋转机构分别设置在加热笼框架1的两侧，且分别连接至加热带2两端连接的绝缘块3。

优选地，两个旋转机构的两个旋转绳索8分别在旋转轴4上反向缠绕。

优选地，控制电缆7的数量为两个，两个旋转机构的两个电磁继电器5分别通过对应的控制电缆7并联连接至精密电源6。

优选地，旋转机构还包括止滑套11，止滑套11固接至旋转轴4上，且止滑套11设置在加热笼框架1外侧。

优选地，旋转机构还包括锁紧装置13，锁紧装置13分别与旋转轴4和旋转绳索8连接。

优选地，加热带2的数量为4～10片。

优选地，旋转绳索8为在真空低温下反复使用的无弹性软材料。

优选地，旋转绳索8为带绝缘皮电线。

本实用新型的工作过程及原理为：使用时先将本实用新型的航天器真空热试验调节加热笼遮挡率装置在真空罐内安装就位，精密电源通过控制电缆穿过真空罐连接电磁继电器，加热笼连接加热电源，并建立真空环境；之后，开启精密电源，根据热真空试验工况要求，精密电源控制电磁继电器工作，通过拉动旋转绳索带动旋转轴及加热带旋转，加热笼施加适当的外热流功率；最后，精密电源断电，复位弹簧通过拉动旋转绳索带动加热带复位，加热笼以高功率输出热流密度。

本实用新型通过控制加热带的旋转可有效调节红外笼的遮挡率，大幅提高红外笼在低热流工况下的模拟精度、扩展热流密度模拟范围，且具有操作简单、性能稳定、准确性高且大大缩短试验时间的有益效果。

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，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型实施例一的航天器真空热试验加热笼遮挡率调节装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例二的航天器真空热试验加热笼遮挡率调节装置的结构示意图；

图3为本实用新型的旋转机构的结构侧视图。

图中：1为加热笼框架，2为加热带，3为绝缘块，4为旋转轴，5为电磁继电器，6为精密电源，7为控制电缆，8为旋转绳索，9为复位弹簧，10为弹簧挂钩，11为止滑套，12为制动装置，13为锁紧装置，14为真空罐。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

一种航天器真空热试验加热笼遮挡率调节装置，包括：加热笼框架1、加热带2、绝缘块3、旋转机构、精密电源6、控制电缆7和真空罐14，旋转机构包括旋转轴4、制动装置12、电磁继电器5、旋转绳索8、复位弹簧9和弹簧挂钩10，精密电源6设置在真空罐14外，加热笼框架1、加热带2、绝缘块3和旋转机构均设置在真空罐14内部；绝缘块3分别连接至加热带2两端，加热笼框架1上设置有通孔，旋转轴4穿过加热笼框架1上的通孔，且旋转轴4的一端连接绝缘块3，另一端与制动装置12连接，旋转绳索8缠绕在旋转轴4上，旋转绳索8一端连接电磁继电器5，另一端连接复位弹簧9的一端，复位弹簧9的另一端连接弹簧挂钩10；弹簧挂钩10与加热笼框架1固接连接；电磁继电器5与加热笼框架1固接连接，控制电缆7一端连接电磁继电器5，另一端穿过真空罐14与精密电源6连接。

进一步地，旋转机构还包括止滑套11，止滑套11固接至旋转轴4上，且止滑套11设置在加热笼框架1外侧。

进一步地，旋转机构还包括锁紧装置13，锁紧装置13分别与旋转轴4和旋转绳索8连接，将所述旋转绳索8锁紧在所述旋转轴4上。

进一步地，加热带2的数量为4～10片，旋转机构可控制4～10片的加热带2。

进一步地，旋转绳索8为在真空低温下反复使用的无弹性软材料，如带绝缘皮电线。

以下结合具体实施例对本实用新型进行进一步详细说明。

实施例一

请同时参阅图1、图3，一种航天器真空热试验调节加热笼遮挡率的装置，包括：加热笼框架1、加热带2、绝缘块3、旋转机构、精密电源6、控制电缆7和真空罐14，旋转机构包括旋转轴4、制动装置12、电磁继电器5、旋转绳索8、复位弹簧9和弹簧挂钩10。精密电源6于真空罐14外，其余部分均位于真空罐14内；加热带2两端分别固定绝缘块3；旋转轴4穿过加热笼框架1上的通孔；旋转轴4一端固定绝缘块3，另一端固定制动装置12且旋转轴4上缠绕旋转绳索8；旋转绳索8一端连接复位弹簧9一端，另一端连接电磁继电器5；复位弹簧9另一端连接弹簧挂钩10；弹簧挂钩10固定在加热笼框架1上；电磁继电器5固定在加热笼框架上，控制电,7一端连接电磁继电器5，另一端穿过真空罐14与精密电源6连接。

具体地，如图1所示，旋转机构的数量为两个，两个旋转机构分别设置在加热笼框架1的两侧，且分别连接至加热带2两端连接的绝缘块3，两个旋转机构的两个旋转绳索8分别在旋转轴4上反向缠绕，以确保两侧所述电磁继电器加电时加热带旋转方向相同。

进一步地，如图1所示，控制电缆7的数量为两个，两个旋转机构的两个电磁继电器5型号相同，且分别通过对应的控制电缆7并联连接至精密电源6，以确保两侧所述电磁继电器带动加热带的旋转力矩相同。

实施例二

如图2所示，其为本实用新型实施例二的航天器真空热试验加热笼遮挡率调节装置的结构示意图，该实施例二为图1所示的实施例以的变化例，其与实施例以的区别在于，本实施例中，旋转机构和控制电缆的的数量均为1个，旋转机构设置在加热笼框架1的一侧，与加热带2一端连接的绝缘块3连接。除此之外，本实施例的其他结构及工作原理均与实施例一相同，在此不予赘述。

本实用新型的工作过程及原理为：使用时先将种航天器真空热试验调节加热笼遮挡率装置在真空罐内就位，精密电源通过控制电缆穿过真空罐连接电磁继电器，加热笼连接加热电源，并建立真空环境，之后，开启精密电源；根据热真空试验工况要求，精密电源控制电磁继电器工作，通过拉动旋转绳索带动旋转轴及加热带旋转，之后，加热笼施加适当的外热流功率；精密电源断电后，复位弹簧通过拉动旋转绳索带动加热带复位，加热笼可以高功率输出热流密度。

本实用新型可在真空罐外首先进行精密电源施加电流、功率等参数与加热带旋转角度对应关系的标定，之后在真空罐内可实现加热带旋转角度的精确控制，加热带的旋转配合加热笼施加外热流可大幅度提高外热流模拟范围和精度。本实用新型实现了加热笼在热真空环境中自动改变遮挡率，有效降低红外笼等装置在真空热试验中的遮挡问题，大幅拓宽加热笼等现有外热流模拟装置的热流模拟范围，并且具有缩短真空热试验工况时间、适用范围广泛的有益效果。

综合以上所有，本实用新型解决了空间环模试验过程中红外笼模拟低热流密度精度差和模拟瞬态工况热惯性大的问题，通过加热带的旋转，可有效调节红外笼的遮挡率，大幅提高红外笼在低热流工况的模拟精度、扩展热流密度模拟范围。本发明除用于加热笼外，还适用于红外灯阵、加热棒等外热流模拟装置。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型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形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。

Claims (10)

1.一种航天器真空热试验加热笼遮挡率调节装置，其特征在于，包括：加热笼框架（1）、加热带（2）、绝缘块（3）、旋转机构、精密电源（6）、控制电缆（7）和真空罐（14），旋转机构包括旋转轴（4）、制动装置（12）、电磁继电器（5）、旋转绳索（8）、复位弹簧（9）和弹簧挂钩（10），所述精密电源（6）设置在所述真空罐（14）外，所述加热笼框架（1）、加热带（2）、绝缘块（3）和旋转机构均设置在所述真空罐（14）内部；所述绝缘块（3）分别连接至所述加热带（2）两端，加热笼框架（1）上设置有通孔，所述旋转轴（4）穿过所述加热笼框架（1）上的通孔，且所述旋转轴（4）的一端连接所述绝缘块（3），另一端与所述制动装置（12）连接，所述旋转绳索（8）缠绕在所述旋转轴（4）上，所述旋转绳索（8）一端连接所述电磁继电器（5），另一端连接所述复位弹簧（9）的一端，所述复位弹簧（9）的另一端连接所述弹簧挂钩（10）；所述弹簧挂钩（10）与所述加热笼框架（1）固接连接；所述电磁继电器（5）与所述加热笼框架（1）固接连接，所述控制电缆（7）一端连接所述电磁继电器（5），另一端穿过所述真空罐（14）与所述精密电源（6）连接。

2.根据权利要求1所述的航天器真空热试验加热笼遮挡率调节装置，其特征在于，所述旋转机构的数量为1个，所述旋转机构设置在所述加热笼框架（1）的一侧，与所述加热带（2）一端连接的绝缘块（3）连接。

3.根据权利要求1所述的航天器真空热试验加热笼遮挡率调节装置，其特征在于，所述旋转机构的数量为两个，所述两个旋转机构分别设置在所述加热笼框架（1）的两侧，且分别连接至所述加热带（2）两端连接的绝缘块（3）。

4.根据权利要求3所述的航天器真空热试验加热笼遮挡率调节装置，其特征在于，所述两个旋转机构的两个旋转绳索（8）分别在所述旋转轴（4）上反向缠绕。

5.根据权利要求3所述的航天器真空热试验加热笼遮挡率调节装置，其特征在于，所述控制电缆（7）的数量为两个，所述两个旋转机构的两个所述电磁继电器（5）分别通过对应的控制电缆（7）并联连接至所述精密电源（6）。

6.根据权利要求1所述的航天器真空热试验加热笼遮挡率调节装置，其特征在于，所述旋转机构还包括止滑套（11），所述止滑套（11）固接至所述旋转轴（4）上，且所述止滑套（11）设置在所述加热笼框架（1）外侧。

7.根据权利要求1所述的航天器真空热试验加热笼遮挡率调节装置，其特征在于，所述旋转机构还包括锁紧装置（13），所述锁紧装置（13）分别与所述旋转轴（4）和旋转绳索（8）连接。

8.根据权利要求1所述的航天器真空热试验加热笼遮挡率调节装置，其特征在于，所述加热带（2）的数量为4～10片。

9.根据权利要求1所述的航天器真空热试验加热笼遮挡率调节装置，其特征在于，所述旋转绳索（8）为在真空低温下反复使用的无弹性软材料。

10.根据权利要求1所述的航天器真空热试验加热笼遮挡率调节装置，其特征在于，所述旋转绳索（8）为带绝缘皮电线。

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