专利名称：微波真空定标用可拆卸低温连接装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及航天器空间环境模拟微波定标试验设备，尤其是一种微波真空定标用 可拆卸低温连接装置。
背景技术：
卫星星载遥感载荷在发射之前，需要在航天器空间环境模拟设备的真空低温环境 中，模拟其在轨飞行时的真实状态，进行相应的微波真空辐射定标及性能测试试验。在轨飞行时，遥感仪器每扫描一周中，依次观测深冷空间、地球目标、深冷空间、参 考黑体，其中参考黑体是遥感仪器自带的，深冷空间、地球目标的模拟，分别由深冷空间参 考源和定标标准源完成，这两种源均为喷涂高发射率黑漆的蜂窝空腔列阵装置，统称为黑 体。黑体在试验过程中需要降温，在高真空冷背景下，如采用由热沉通液氮自然辐射 降温法，耗时将非常长。目前，现有技术的航天器空间环境模拟微波定标试验黑体冷却装置包括在装有 液氮热沉的真空容器内部，传统的做法为，通过铜辨将黑体与热沉相连传导降温，这种做法 降温速率比自然辐射降温要快，但是黑体达到的极限低温有时难以满足试验要求。因此， 微波真空定标采用向黑体内腔直接通液氮降温的方法，但是如何安全可靠的向真空容器内 的黑体内腔通液氮，保证真空容器内液氮管路连接法兰在真空低温状态下不发生泄漏，就 变得非常关键。如果采用常规的设计方法，可拆卸连接法兰和紧固螺栓、螺母选用同一种材 料，即使在常温下将螺栓螺母拧的非常紧，但在低温真空状态下由于冷收缩，很容易发生冷 泄漏，进而破坏真空容器内真空度，影响试验进行。本发明涉及一种微波真空定标用可拆卸低温连接装置，目前没有发现同本发明类 似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明所要解决的技术问题在于提供一种微波真空定 标用可拆卸低温连接装置。利用本发明，可有效缩短红外定标试验过程中黑体降温时间，确 保黑体获得极限低温以及其稳定性。本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是一种微波真空定标用可拆卸低 温连接装置，在装有液氮热沉的真空容器内部，放置微波定标用黑体，黑体通过柔性低温管 路与真空容器外的液氮杜瓦罐相连，低温管路通过两个不锈钢法兰对接连接；其创新点在 于，在两个不锈钢法兰之间设有聚四氟乙烯密封垫圈，两个不锈钢法兰由六套均布的螺栓、 螺母及垫片预紧紧固，且螺栓和螺母的材质为黄铜。本发明可拆卸低温连接装置中，真空容器内低温管路可拆卸连接法兰的材质为不 锈钢，法兰紧固螺栓和螺母的材质为黄铜，密封垫圈的材质为聚四氟乙烯，在低温状态下， 由于黄铜材料的低温收缩率大于不锈钢材料，因此在低温管路通液氮冷收缩的状态下，该可拆卸低温连接装置会使密封垫圈压得更紧，密封更加可靠。由于采取上述的技术方案，本发明解决了航天器空间环境模拟设备为试验黑体提 供液氮冷源的连接密封可靠性问题。本发明通过优化设计，将传统的通过铜辨将黑体与热 沉相连传导降温，更改为向黑体内腔直接通液氮降温的方法，该方法的关键在于本发明的 可拆卸低温连接装置巧妙利用连接螺栓和连接法兰在低温下的不同收缩率，在低温状态 下，由于黄铜材料的低温收缩率大于不锈钢材料，因此在低温管路通液氮冷收缩的状态下， 该可拆卸低温连接装置会使密封垫圈压得更紧，密封更加可靠。因此，本发明连接装置可以 满足卫星星载微波载荷真空定标试验时黑体低温管路可拆卸连接的需求，提高了设备和试 验的可靠性，在花费很小的情况下，有效解决了卫星星载微波载荷真空定标试验时黑体提 供液氮冷源的连接密封可靠性问题，具有较大的推广应用价值。本发明取得了如下的有益 效果(1)解决了航天器空间环境模拟设备为试验黑体提供冷源的问题；(2)解决了卫星星 载微波载荷真空定标试验时黑体降温速率过慢的问题；C3)提高了卫星星载微波载荷真空 定标试验时黑体温度的稳定性；(4)彻底解决了黑体低温管路可拆卸连接真空密封问题， 提高了试验的可靠性；( 该连接装置可以推广应用到卫星各种星载载荷的红外定标试验 中。
图1为本发明微波真空定标用可拆卸低温连接装置的结构示意图。其中1为真空容器；2为热沉；3为黑体；4为低温管路；5为低温管路；6为液氮杜 瓦罐；21为不锈钢法兰；22为不锈钢法兰；23为密封垫圈；24为螺栓；25为垫片J6为螺母。
具体实施例方式本发明意图对微波真空定标用可拆卸低温连接装置进行优化设计。下面结合
本发明的优选实施例。图1为本发明微波真空定标用可拆卸低温连接装置的结构示意图。如图所示，在 装有液氮热沉2的真空容器1内部，放置微波定标用黑体3，黑体3通过柔性低温管路4、5 与真空容器1外的液氮杜瓦罐6相连，低温管路4、5通过不锈钢法兰21和法兰22对接连 接；在法兰21和法兰22之间设有聚四氟乙烯密封垫圈23，法兰21和法兰22由六套均布 的螺栓M、螺母沈及垫片25预紧紧固，且螺栓M和螺母沈的材质为黄铜。下面结合附图对本发明的动作过程进行描述。在卫星星载载荷开始微波真空定标试验前，根据需要将黑体3放置在真空容器内 特定的位置；将柔性低温管路4、5通过不锈钢连接法兰21、22对接连接，在两法兰之间加装 聚四氟乙烯密封垫圈23，通过六套黄铜材料的螺栓M、螺母沈将两连接法兰21、22紧固连 接；将低温管路5与放置在真空容器1外液氮杜瓦罐6连接。试验开始后，真空容器1抽真空，热沉2通液氮冷却，液氮杜瓦罐6通过低温管路 5、4向黑体3内腔通液氮制冷，黑体3迅速降温，试验继续进行。综上所述，本发明对微波真空定标用可拆卸低温连接装置优化设计，将连接装置 的螺栓、螺母更改为黄铜材料，而连接法兰采用不锈钢材料，试验时，由于螺栓、螺母的冷收缩率大于连接法兰和密封垫圈，因此在低温工作状态下，连接装置的密封性能比常温更好， 有效解决了微波真空定标用可拆卸低温连接装置的可靠性。因此，本发明的连接装置可以 满足卫星星载载荷微波真空定标试验时，黑体降温速率和稳定性的需求，提高了设备和试 验的可靠性。
权利要求
1. 一种微波真空定标用可拆卸低温连接装置，在装有液氮热沉[2]的真空容器[1]内 部，放置微波定标用黑体[3]，黑体[3]通过柔性低温管路[4、5]与真空容器[1]外的液氮 杜瓦罐[6]相连，低温管路[4、5]通过不锈钢法兰[21]和法兰[22]对接连接；其特征在于， 在法兰[21]和法兰[22]之间设有聚四氟乙烯密封垫圈[23]，法兰[21]和法兰[22]由六 套均布的螺栓[M]、螺母[26]及垫片[25]预紧紧固，且螺栓[24]和螺母[26]的材质为黄 铜。
全文摘要
本发明公开了一种微波真空定标用可拆卸低温连接装置，在装有液氮热沉[2]的真空容器[1]内部，放置微波定标用黑体[3]，黑体[3]通过柔性低温管路[4、5]与真空容器[1]外的液氮杜瓦罐[6]相连，低温管路[4、5]通过不锈钢法兰[21]和法兰[22]对接连接；在法兰[21]和法兰[22]之间设有聚四氟乙烯密封垫圈[23]，法兰[21]和法兰[22]由六套均布的螺栓[24]、螺母[26]及垫片[25]预紧紧固，且螺栓[24]和螺母[26]的材质为黄铜。本发明解决了航天器微波载荷在微波真空定标试验时，真空容器内定标黑体可拆卸液氮管低温连接，真空密封可靠性问题，取得了提高试验可靠性和提高试验黑体冷却效率等有益效果。
文档编号G01S7/481GK102081160SQ20091019967
公开日2011年6月1日 申请日期2009年11月30日 优先权日2009年11月30日
发明者孙允珠, 景加荣 申请人:上海卫星工程研究所