04是一個并聯(lián)機構(gòu)，由四個支腳組成，如圖3所示，每個支腳包括球鉸104a、連桿104b、連桿104c、支座104d。
[0040]連桿104b與碘鎢燈罩102之間通過球鉸104a連接，連桿104b和連桿104c之間、連桿104c和支座104d之間通過螺栓及橡膠墊片連接。此并聯(lián)機構(gòu)有三個自由度，可沿Z軸上下運動，沿X、y軸轉(zhuǎn)動，可以實現(xiàn)對照射角度和照射范圍進行微調(diào)，調(diào)節(jié)好燈罩角度和高度后，將螺栓擰緊，鎖定機構(gòu)。
[0041]如圖4所示，制冷裝置2包括月壤筒201、冷卻盤管202、盤管固定片203、低溫止回閥204、低溫截止閥205、內(nèi)部低溫軟管206、低溫密封結(jié)構(gòu)207、外部低溫軟管208、低溫制冷循環(huán)機209。
[0042]月壤筒201結(jié)構(gòu)如圖5所示，其外壁開有橫截面為半圓的螺旋槽。冷卻盤管202采用紫銅管制成，可承受_196°C的低溫，且易成型。為方便操作，將冷卻盤管202的出入口都設(shè)置在月壤筒201底部。在裝配過程中，直接將冷卻盤管202纏繞在月壤筒201外壁的螺旋槽內(nèi)，并用盤管固定片203進行固定，必要時可在某些地方進行點焊加固，冷卻盤管202與月壤筒201為面接觸，增強了制冷效果。在冷卻盤管202的入口安裝低溫止回閥204，出口安裝低溫截止閥205，拆卸冷卻盤管202時可避免冷卻液灑在真空容器3內(nèi)，并將低溫止回閥204和低溫截止閥205固定在月壤筒下端法蘭上。在低溫止回閥204、低溫截止閥205與真空容器3內(nèi)壁之間連接有一段內(nèi)部低溫軟管206，其中低溫止回閥204與內(nèi)部進水軟管206a相連，低溫截止閥205與內(nèi)部出水軟管206b相連，如圖6所不，這樣鉆桿在月壤某位置處進行下鉆后，左右轉(zhuǎn)動月壤筒(60度)，即可改變鉆取位置，實現(xiàn)多次鉆取任務(wù)。在真空容器3的內(nèi)部，由內(nèi)部進水軟管206a、低溫止回閥204、冷卻盤管202、低溫截止閥205、內(nèi)部出水軟管206b依次連接組成的回路為制冷裝置2的內(nèi)冷卻循環(huán)部分。
[0043]如圖7所示，在靠近真空容器3內(nèi)壁處低溫軟管206與金屬管207a通過低溫軟管接頭206c相連，金屬管207a穿出真空容器3后，另一端與外部低溫軟管208通過低溫軟管接頭206c相連。外部進水軟管208a、外部出水軟管208b的另一端分別與低溫制冷循環(huán)機209的冷卻液進、出口連接。低溫制冷循環(huán)機209內(nèi)部冷卻液循環(huán)制冷，可以實現(xiàn)_50°C?250°C范圍的溫度調(diào)節(jié)。在真空容器3的外部，由外部進水軟管208a、低溫制冷循環(huán)機209、外部出水軟管208b依次連接組成的回路為制冷裝置2的外冷卻循環(huán)部分。
[0044]金屬管207a與真空容器壁采用耐低溫聚氨酯密封件207b進行密封，并用密封堵頭207c將密封件壓緊實現(xiàn)低溫密封，此密封結(jié)構(gòu)漏率極小，可以忽略對整個真空容器漏率的影響。
[0045]基于上述所描述的用于真空中的模擬月壤加熱制冷系統(tǒng)，具體操作方法為:
[0046](I)將安裝有冷卻盤管的月壤筒置于真空容器底座內(nèi)并進行固定；
[0047](2)關(guān)閉低溫截止閥，將各部分管道依次相連；
[0048](3)安裝真空容器中間段；
[0049](4)安裝加熱裝置并固定；
[0050](5)打開低溫截止閥，啟動低溫制冷循環(huán)機，開始制冷；
[0051](6)打開碘鎢燈電源開關(guān)，調(diào)節(jié)碘鎢燈照射角度和照射范圍，調(diào)節(jié)好之后將鉸鏈處螺栓擰緊固定，開始加熱；
[0052](7)根據(jù)溫度傳感器反饋的數(shù)據(jù)對制冷和加熱時間進行控制。
[0053]拆卸時具體操作方法為:
[0054](I)關(guān)閉低溫制冷循環(huán)機，關(guān)閉碘鎢燈電源開關(guān)；
[0055](2)拆除加熱裝置；
[0056](3)移除真空容器中間段；
[0057](4)關(guān)閉低溫截止閥，將低溫閥門與低溫軟管之間接口拆卸，拆卸后將軟管內(nèi)殘留制冷液倒在真空容器外；
[0058](5)拆卸月壤筒。
【主權(quán)項】
1.一種用于真空環(huán)境中的模擬月壤加熱制冷系統(tǒng)，包括加熱裝置和制冷裝置，整個加熱裝置和制冷裝置的內(nèi)冷卻循環(huán)部分置于真空容器內(nèi)； 加熱裝置位于月壤筒上部，包括燈罩安裝架、碘鎢燈罩、碘鎢燈、燈罩調(diào)節(jié)機構(gòu)； 燈罩安裝架固定在真空容器內(nèi)壁上，用于固定碘鎢燈罩，碘鎢燈罩上設(shè)有鉆桿孔，側(cè)壁上設(shè)有與燈罩調(diào)節(jié)機構(gòu)相連接的接口 ；碘鎢燈安裝在碘鎢燈罩殼內(nèi)頂部，碘鎢燈燈管的數(shù)量和功率根據(jù)月壤導(dǎo)熱率和需要的溫度來確定；燈罩調(diào)節(jié)機構(gòu)包括四個支腳，每個支腳包括球鉸、連桿b、連桿C、支座；連桿b與碘鎢燈罩之間通過球鉸連接，連桿b和連桿C之間、連桿c和支座之間通過螺栓及橡膠墊片連接；燈罩調(diào)節(jié)機構(gòu)有三個自由度，沿Z軸上下運動，沿X、y軸轉(zhuǎn)動，當?shù)怄u燈照射角度和照射范圍確定后，擰緊螺栓，鎖定機構(gòu)； 制冷裝置包括月壤筒、冷卻盤管、盤管固定片、低溫止回閥、低溫截止閥、內(nèi)部低溫軟管、低溫密封結(jié)構(gòu)、外部低溫軟管、低溫制冷循環(huán)機； 月壤筒外壁開有橫截面為半圓的螺旋槽；冷卻盤管采用紫銅管制成，冷卻盤管的出入口設(shè)置在月壤筒底部；冷卻盤管纏繞在月壤筒外壁的螺旋槽內(nèi)，并用盤管固定片進行固定，冷卻盤管與月壤筒為面接觸，在冷卻盤管的入口安裝低溫止回閥，出口安裝低溫截止閥，低溫止回閥和低溫截止閥固定在月壤筒下端法蘭上；低溫止回閥與內(nèi)部進水軟管連接，低溫截止閥與內(nèi)部出水軟管連接；內(nèi)部進水軟管通過金屬管連接外部進水軟管，內(nèi)部出水軟管通過金屬管連接外部出水軟管，外部進水軟管、外部出水軟管另一端分別與低溫制冷循環(huán)機的冷卻液進、出口連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于真空環(huán)境中的模擬月壤加熱制冷系統(tǒng)，所述的金屬管與真空容器壁采用耐低溫聚氨酯密封件進行密封，并用密封堵頭將密封件壓緊實現(xiàn)低溫密封。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于真空環(huán)境中的模擬月壤加熱制冷系統(tǒng)設(shè)計，包括加熱裝置和制冷裝置，整個加熱裝置和制冷裝置的內(nèi)冷卻循環(huán)部分置于真空容器內(nèi)；加熱裝置位于月壤筒上部，包括燈罩安裝架、碘鎢燈罩、碘鎢燈、燈罩調(diào)節(jié)機構(gòu)；制冷裝置包括月壤筒、冷卻盤管、盤管固定片、低溫止回閥、低溫截止閥、內(nèi)部低溫軟管、低溫密封結(jié)構(gòu)、外部低溫軟管、低溫制冷循環(huán)機；本發(fā)明可用于真空環(huán)境中，與真空系統(tǒng)有相匹配的密封接口，整個裝置對真空系統(tǒng)的真空度影響很小。
【IPC分類】F25B29/00, G01N1/08
【公開號】CN104990760
【申請?zhí)枴緾N201510357564
【發(fā)明人】丁希侖, 劉舒婷, 張濤, 張武翔, 徐坤
【申請人】北京航空航天大學(xué)
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年6月25日