润滑油温度试验系统的制作方法

本申请涉及润滑油试验的技术领域，具体而言，涉及一种润滑油温度试验系统。

背景技术：

现有技术中对于长寿命的航天器(如神舟十号飞船要对接的空间站“天宫一号”)而言，就需要将润滑油挥发减小到最低，以防止润滑油蒸汽的长年累积，污染空间站，故需要挥发性低的润滑油。

在“天宫一号”太空飞行的两年里，先后要与神舟八号、九号、十号交会对接，对飞行、变轨等活动的精度要求很高，且为了避免对高精度仪器造成污染，故需要饱和蒸汽压和表面张力低的润滑油。

天宫一号和神舟飞船在太空正对太阳的一面温度达100℃，背对太阳的一面是-100℃，温差近200℃，润滑油在这样的温度下容易汽化或分解，而失去润滑作用，因此，大温差的环境下润滑油需具备极佳的粘温性、高温安全性、低温流动性。

但是现有技术中没有测试润滑油的系统，无法验证润滑油是否满足在太空环境中的设计性能及可靠性。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供一种润滑油温度试验系统，以解决现有技术中的无法验证润滑油是否满足在太空环境中的设计性能及可靠性的技术问题。

本申请的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种润滑油温度试验系统，用于试验润滑油温度，包括润滑油管道、润滑油输送装置、低温制备装置、加热器和润滑油分析装置，所述润滑油管道用于输送所述润滑油；所述润滑油输送装置用于放置并输送所述润滑油；所述低温制备装置的输入口通过所述润滑油管道与所述润滑油输送装置的输出口相连，用于对所述润滑油降温；所述加热器的输入口通过所述润滑油管道与所述低温制备装置的输出口相连，用于对所述润滑油加热；所述润滑油分析装置的输入口通过所述润滑油管道与所述加热器的输出口相连，用于对所述润滑油进行分析。

故本申请通过低温制备装置和加热器共同作用在润滑油上，调节润滑油的温度，模拟太空环境即高低温差大的工况，先通过低温制备装置对润滑油降温，令润滑油达到极限低温，再通过加热器升温，令润滑油达到极限高温，然后将经过急速变温的润滑油通入润滑油分析装置，并对其进行物理性质分析，检测其物理性质是否满足航天器的润滑要求，从而验证该润滑油是否满足在太空环境中的设计性能及可靠性。

其中，润滑油分析装置可以是润滑油物理性质分析仪，可以用于检测润滑油的温度、密度、粘度、黏度指数、闪点、酸碱值、水分、凝点和倾点等理化性质，从而验证该润滑油是否满足太空环境下航天器对润滑油的挥发性、粘温性、高温安全性、低温流动性、饱和蒸汽压和表面张力等方面的要求。

于一实施例中，所述低温制备装置包括润滑油换热器和制冷机构，所述制冷机构与所述润滑油换热器相连，用于对所述润滑油降温。

润滑油换热器可以是换热器、热交换器，其中，润滑油换热器的输入口与润滑油泵的输出口相连，润滑油换热器的输出口与加热器的输入口相连，润滑油在润滑油换热器中与制冷机构进行热交换，进而可以得到极限低温的润滑油，接着极限低温的润滑油再经过加热器升温，可以得到极限高温的润滑油。

于一实施例中，所述低温制备装置包括制冷剂，所述制冷剂在所述制冷机构中循环。

润滑油在润滑油换热器中与制冷剂进行热交换，进而得到极限低温的润滑油。

于一实施例中，制冷剂的冷凝温度低且沸点在-110℃或-110℃以下。其中，制冷剂可以为液氮等制冷液。

于一实施例中，所述制冷机构包括：制冷管路、压缩机、预冷器、第二级换热器、第三级换热器、第一级储液器、第二级储液器和第三级储液器，其中，所述压缩机、所述预冷器、所述第一级储液器和所述第二级换热器通过所述制冷管路相连，形成第一循环回路；所述第一级储液器、所述第二级换热器、所述第二级储液器和所述第三级换热器通过所述制冷管路相连，形成第二循环回路；所述第二级储液器、所述第三级换热器和所述第三级储液器通过所述制冷管路与所述润滑油换热器相连，形成第三循环回路。

本申请将低温制备装置分为第一循环回路、第二循环回路和第三循环回路，降温效果好，其中，制冷剂经过第一级换热器、第二级换热器、第三级换热器后，至少最终可以得到-100℃或-100℃以下的液态制冷剂。

于一实施例中，预冷器可以为降低制冷剂温度的热交换器或蒸发冷却器。

于一实施例中，预冷器设置在压缩机后，制冷剂经过预冷器冷却，得到-40℃的液态制冷剂(即令液态制冷剂的温度降到-40℃)；第二级换热器设置在预冷器后，制冷剂经过第二级换热器冷却，得到-80℃的液态制冷剂(即令液态制冷剂的温度降到-80℃)；第三级换热器设置在第二级换热器后，制冷剂经过第三级换热器冷却，得到-100℃或-100℃以下的液态制冷剂(即令液态制冷剂的温度降到-100℃或-100℃以下)。

于一实施例中，所述制冷机构还包括第一级毛细管，所述第一级毛细管设于所述第二循环回路中，且所述第一级毛细管的一端与所述第一级储液器相连，另一端与所述第二级换热器相连。

本申请通过设置第一级毛细管，可以起到节流作用。其中，可以根据不同的工况和不同制冷量的制冷剂来选择第一级毛细管的长度和管径。

于一实施例中，所述制冷机构还包括第二级毛细管，所述第二级毛细管设于所述第三循环回路中，且所述第二级毛细管的一端与所述第二级储液器相连，另一端与所述第三级换热器相连。

本申请通过设置第二级毛细管，可以起到节流作用。其中，可以根据不同的工况和不同制冷量的制冷剂来选择第二级毛细管的长度和管径。

于一实施例中，未液化的制冷剂经过预冷器、第一级储液器后，得到-40℃的液态制冷剂；制冷剂再经过第一级毛细管、第二级换热器、第二级储液器后，得到被冷却为-80℃的液态制冷剂；制冷剂最后经过第二级毛细管、第三级换热器、第三级储液器后，得到被冷却为-100℃或-100℃以下的液态制冷剂，-100℃或-100℃以下液态制冷剂再通过润滑油换热器与润滑油进行热交换。

于一实施例中，所述制冷机构还包括膨胀阀，所述膨胀阀设于所述第三循环回路中，且所述膨胀阀的一端与所述第三级储液器相连，另一端与所述润滑油换热器相连。

膨胀阀的设置，可以精确控制低温制备装置中制冷剂进入润滑油换热器的流量。

于一实施例中，第二级换热器和第三级换热器为板式换热器。

板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种高效换热器，在各种板片之间形成薄矩形通道，通过板片进行热量交换。第二级换热器和第三级换热器为板式换热器，则具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、应用广泛、使用寿命长等优点。

于一实施例中，所述加热器为电阻式加热器。

电阻式加热器是利用电流通过电热体放出热量来加热的加热装置。本申请的加热器为电阻式加热器，则具有体积小、加热功率高、控温精度高等优点，本申请的加热器可以是电阻丝加热器、陶瓷加热器、电阻圈加热器，石英管加热器。

于一实施例中，所述润滑油输送装置包括油膨胀容箱和油泵；所述油泵的输入口通过所述润滑油管道与所述油膨胀容箱相连，所述油泵的输出口通过所述润滑油管道与所述润滑油换热器相连。

油泵可以作为动力源，用于提供润滑油在润滑油管道内循环的动力；而油膨胀容箱，用于容纳润滑油，且可以通过润滑油在极限高、低温工况下大温差所产生的体积差异，从而对润滑油系统进行溢流或补充。

于一实施例中，润滑油分析装置的输出口通过润滑油管道与润滑油输送装置的输入口相连。即本润滑油温度试验系统通过润滑油管道形成一个循环回路，从而可以检测润滑油在反复经过多次大温差变化后物理性质的改变状况。

本申请相对于现有技术的有益效果是：故本申请通过低温制备装置和加热器共同作用在润滑油上，调节润滑油的温度，模拟太空环境即高低温差大的工况，先通过低温制备装置对润滑油降温，令润滑油达到极限低温，再通过加热器升温，令润滑油达到极限高温，然后将经过急速变温的润滑油通入润滑油分析装置，并对其进行物理性质分析，检测其物理性质是否满足航天器的润滑要求，从而验证该润滑油是否满足在太空环境中的设计性能及可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请一实施例示出的润滑油温度试验系统的结构示意图；

图2为本申请一实施例示出的低温制备装置的结构示意图；

图3为本申请一实施例示出的润滑油温度试验系统的结构示意图；

图4为本申请一实施例示出的润滑油温度试验系统的结构示意图。

图标：100-润滑油温度试验系统；1-润滑油；2-润滑油管道；3-润滑油输送装置；31-油膨胀容箱；32-油泵；4-低温制备装置；41-润滑油换热器；42-制冷机构；d01-压缩机；d02-预冷器；d03-第一级储液器；d04-第二级换热器；d05-第三级换热器；d06-第二级储液器；d07-第三级储液器；d08-第一级毛细管；d09-第二级毛细管；d11-膨胀阀；d12-制冷管路；42a-第一循环回路；42b-第二循环回路；42c-第三循环回路；43-制冷剂；5-加热器；6-润滑油分析装置。

具体实施方式

术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，并不表示排列序号，也不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。

请参照图1，其为本申请一实施例示出的润滑油温度试验系统100的结构示意图。一种润滑油温度试验系统100，用于试验润滑油温度，包括润滑油管道2、润滑油输送装置3、低温制备装置4、加热器5和润滑油分析装置6。

润滑油管道2用于输送润滑油1；润滑油输送装置3用于放置并经过润滑油管道2输送润滑油1；低温制备装置4的输入口通过润滑油管道2与润滑油输送装置3的输出口相连，用于对润滑油1降温；加热器5的输入口通过润滑油管道2与低温制备装置4的输出口相连，用于对润滑油1加热；润滑油分析装置6的输入口通过润滑油管道2与加热器5的输出口相连，用于对润滑油1进行分析。

故本申请通过低温制备装置4和加热器5共同作用在润滑油1上，调节润滑油1的温度，模拟太空环境即高低温差大的工况。先通过低温制备装置4对润滑油1降温，令润滑油1达到极限低温，再通过加热器5升温，令润滑油1达到极限高温，然后将经过急速变温的润滑油1通入润滑油分析装置6，并对其进行物理性质分析，检测其物理性质是否满足航天器的润滑要求，从而验证该润滑油1是否满足在太空环境中的设计性能及可靠性。

其中，润滑油分析装置6可以是润滑油1物理性质分析仪，可以用于检测润滑油1的温度、密度、粘度、黏度指数、闪点、酸碱值、水分、凝点和倾点等理化性质，从而验证该润滑油1是否满足太空环境下航天器对润滑油1的挥发性、粘温性、高温安全性、低温流动性、饱和蒸汽压和表面张力等方面的要求。

请参照图2，其为本申请一实施例示出的低温制备装置4的结构示意图。低温制备装置4包括润滑油换热器41和制冷机构42，制冷机构42与润滑油换热器41相连，用于对润滑油1降温。

低温制备装置4包括制冷剂43，制冷剂43在制冷机构42中循环。润滑油1在润滑油换热器41中与制冷剂43进行热交换，进而得到极限低温的润滑油1。制冷机构42包括用于输送制冷剂43的制冷管路d12。于一实施例中，制冷剂43的冷凝温度低且沸点在-110℃或-110℃以下。其中，制冷剂43可以为液氮等制冷液。

请参照图3，其为本申请一实施例示出的润滑油温度试验系统100的结构示意图。润滑油换热器41的输入口与润滑油1泵的输出口相连，润滑油换热器41的输出口与加热器5的输入口相连，润滑油1在润滑油换热器41中与制冷机构42进行热交换，进而可以得到极限低温的润滑油1，接着极限低温的润滑油1再经过加热器5升温，可以得到极限高温的润滑油1。其中，润滑油换热器41可以是换热器、热交换器。

润滑油输送装置3包括油膨胀容箱31和油泵32；油泵32的输入口通过润滑油管道2与油膨胀容箱31相连，油泵32的输出口通过润滑油管道2与润滑油换热器41相连。

油泵32可以作为动力源，用于提供润滑油1在润滑油管道2内循环的动力；油膨胀容箱31，用于容纳润滑油1，且可以通过润滑油1在极限高、低温工况下大温差所产生的体积差异，从而对润滑油1系统进行溢流或补充。

润滑油分析装置6的输出口通过润滑油管道2与润滑油输送装置3的输入口相连。即本润滑油温度试验系统100通过润滑油管道2形成一个循环回路，从而可以检测润滑油1在反复经过多次大温差变化后物理性质的改变状况。

请参照图4，其为本申请一实施例示出的润滑油温度试验系统100的结构示意图。制冷机构42包括制冷管路d12、压缩机d01、预冷器d02、第二级换热器d04、第三级换热器d05、第一级储液器d03、第二级储液器d06和第三级储液器d07。

压缩机d01、预冷器d02、第一级储液器d03和第二级换热器d04通过制冷管路d12相连，形成第一循环回路42a；第一级储液器d03、第二级换热器d04、第二级储液器d06和第三级换热器d05通过制冷管路d12相连，形成第二循环回路42b；第二级储液器d06、第三级换热器d05和第三级储液器d07通过制冷管路d12与润滑油换热器41相连，形成第三循环回路42c。

本申请将低温制备装置4分为第一循环回路42a、第二循环回路42b和第三循环回路42c，制冷剂43经过第一级换热器、第二级换热器d04、第三级换热器d05后，至少最终可以得到-100℃或-100℃以下的液态制冷剂43。

于一实施例中，预冷器d02可以为降低制冷剂43温度的热交换器或蒸发冷却器。

于一实施例中，预冷器d02设置在压缩机d01后，制冷剂43经过预冷器d02冷却，得到-40℃的液态制冷剂43(即令液态制冷剂43的温度降到-40℃)；第二级换热器d04设置在预冷器d02后，制冷剂43经过第二级换热器d04冷却，得到-80℃的液态制冷剂43(即令液态制冷剂43的温度降到-80℃)；第三级换热器d05设置在第二级换热器d04后，制冷剂43经过第三级换热器d05冷却，得到-100℃或-100℃以下的液态制冷剂43(即令液态制冷剂43的温度降到-100℃或-100℃以下)。

制冷机构42还包括第一级毛细管d08，第一级毛细管d08设于第二循环回路42b中，且第一级毛细管d08的一端与第一级储液器d03相连，另一端与第二级换热器d04相连。

本申请通过设置第一级毛细管d08，可以起到节流作用。其中，可以根据不同的工况和不同制冷量的制冷剂43来选择第一级毛细管d08的长度和管径。

制冷机构42还包括第二级毛细管d09，第二级毛细管d09设于第三循环回路42c中，且第二级毛细管d09的一端与第二级储液器d06相连，另一端与第三级换热器d05相连。

本申请通过设置第二级毛细管d09，可以起到节流作用。其中，可以根据不同的工况和不同制冷量的制冷剂43来选择第二级毛细管d09的长度和管径。

于一实施例中，未液化的制冷剂43经过预冷器d02、第一级储液器d03后，得到-40℃的液态制冷剂43；制冷剂43再经过第一级毛细管d08、第二级换热器d04、第二级储液器d06后，得到被冷却为-80℃的液态制冷剂43；制冷剂43最后经过第二级毛细管d09、第三级换热器d05、第三级储液器d07后，得到被冷却为-100℃或-100℃以下的液态制冷剂43，-100℃或-100℃以下液态制冷剂43再通过润滑油换热器41与润滑油1进行热交换。

于一实施例中，制冷机构42还包括膨胀阀d11，膨胀阀d11设于第三循环回路42c中，且膨胀阀d11的一端与第三级储液器d07相连，另一端与润滑油换热器41相连。

膨胀阀d11的设置，可以控制低温制备装置4中制冷剂43进入润滑油换热器41的流量。

于一实施例中，第二级换热器d04和第三级换热器d05为板式换热器。于一实施例中，加热器5为电阻式加热器。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。