[實用新型]適用兩種制冷方式的星地兼容杜瓦

無效

• 申請號: 200820182906.X
• 申請日: 2008-12-22
• 公開（公告）號: CN201331659Y
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發明（設計）人: 潘雁頻;朱建炳;洪國同;王小軍
• 申請（專利權）人: 中國航天科技集團公司第五研究院第五一○研究所
• 主分類號: G03B17/55
• 分類號: G03B17/55;F17C1/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心
• 代理人: 張利萍

技術領域

本實用新型為適用兩種制冷方式的星地兼容杜瓦，屬于空間制冷技術領域。

技術背景

本實用新型涉及的紅外相機是對地遙感衛星的有效載荷之一，其敏感器件紅外探測器陣列必須在低溫環境下才能有效工作，該工作溫度遠低于當地大氣露點溫度，若要工作必須使紅外探測器陣列處于真空環境中。紅外相機不但要在軌工作也需要在地面大氣環境中進行各種測試。雖然衛星飛行時是在軌道高真空狀態下，紅外相機不需要真空杜瓦也能夠正常工作，但在地面大氣環境中測試時必須為紅外探測器陣列提供真空杜瓦予以保護。本實用新型中為紅外相機在軌提供制冷能力的是輻射制冷器，真空杜瓦安裝在輻射制冷器中。輻射制冷器是利用宇宙空間的冷黑背景，運用輻射換熱的原理將負載熱量輻射出去而達到制冷目的，是一種被動的制冷方式。所以，它在地面大氣環境中是不可能制冷的，必須采用其它的主動制冷方式取代輻射制冷器才能為紅外相機在地面大氣環境中工作提供制冷環境。J-T節流制冷器和液氮制冷裝置都能滿足這個要求，它們有各自的特點，可以根據紅外相機的不同測試需求任選其中的一種使用。該杜瓦還應滿足既能在軌依靠輻射制冷器降溫又能在地面大氣環境中用J-T節流制冷器或液氮制冷裝置制冷，即星地兼容的功能。

發明內容

本實用新型的目的是為了解決既能在軌依靠輻射制冷器降溫又能在地面大氣環境中配合J-T節流制冷器或液氮制冷裝置為紅外相機正常工作創造制冷環境。

本實用新型的目的是通過下述技術方案實現的。

本發明的一種適用兩種制冷方式的星地兼容杜瓦，包括杜瓦外筒、冷窗、杜瓦內芯、導熱部件。

其中，杜瓦外筒為一面有底的圓桶形結構，有底一側開有剛好通過導熱螺釘的法蘭，無底一側開有環形密封槽；

冷窗由冷窗座和鍺窗組成，冷窗座為圓柱形結構，沿圓柱體中心軸從上下表面向里分別開有兩個連通且半徑不同的圓柱體空洞，在一面的圓柱體空洞內固定有鍺窗，兩個圓柱體空洞連接處內徑略小于鍺窗半徑，以便鍺窗固定；在另一面開有環形密封槽；

杜瓦內芯由冷指、引線環、絕熱筒、蓄冷套、絕緣子、導線和導熱筒組成；蓄冷套為無底圓桶形結構，導熱筒為一面有底的圓桶形結構，導熱筒無底一面加工出與導熱螺釘對應的螺紋孔，有底一面開有法蘭，蓄冷套置于導熱筒內部，并從導熱筒的法蘭穿出并焊接固定，引線環為凸形旋轉體，內部開有圓柱形空洞，側面開有導線孔，導線經導線孔連入，導線與引線環之間隔有絕緣子，使導線與引線環之間絕緣，絕熱筒為無底桶形結構，且與引線環內徑一致，絕熱筒套在導熱筒外，絕熱筒一邊內壁與導熱筒無底一邊外壁焊接固定，另一邊與引線環外徑較小的一面沿內徑對應焊接固定，冷指為一面有底的圓桶形結構，外徑與導熱筒相同，冷指無底一邊與導熱筒沿外壁對應焊接固定；

導熱部件由導熱螺釘、法蘭、波紋管組成，導熱螺釘無螺紋部分套有波紋管，波紋管外套有法蘭；

杜瓦外筒套在杜瓦內芯外側，杜瓦外筒無底一面與杜瓦內芯的引線環焊連，杜瓦外筒與引線環連接處的密封槽內夾有密封圈；杜瓦內芯的引線環一面與冷窗的冷窗座一面焊連，引線環與冷窗座連接處的密封槽內夾有密封圈，導熱部件的導熱螺釘穿過杜瓦外筒的法蘭旋緊在導熱筒螺紋孔上。

其中，杜瓦外筒選用硬鋁合金棒材，外表面經過拋光處理后，采用化學鍍方式鍍鎳，厚度10um，然后再次拋光使表面粗糙度不大于0.1um，最后對拋光的外表面采用真空鍍方式鍍金，厚度0.2um。鍍層能經受液氮溫度至室溫反復循環沖擊20次不起皮不剝落。

冷窗座采用硬鋁合金棒材，外表面經過拋光處理后，采用化學鍍方式鍍鎳，然后再次拋光使表面粗糙度不大于0.1um，最后對拋光的外表面采用真空鍍方式鍍金，鍍層能耐液氮沖擊20次不起皮不剝落；鍺窗用鍺材料，用DW-3低溫膠在室溫狀態固化在冷窗座的窗口上，經氦質譜檢漏漏率應小于5×10^-9Pa·m³/s。

杜瓦內芯中的冷指采用無氧銅棒材，承擔安裝被冷卻樣品和傳熱的作用。引線環、絕熱筒和蓄冷套均采用不銹鋼棒材，承擔隔熱的作用，導熱筒用無氧銅棒材，承擔傳熱的作用，絕緣子用環氧材料起絕緣作用，導線用銅線。對杜瓦內芯進行液氮沖擊20次，經氦質譜檢漏漏率應小于5×10^-9Pa·m³/s。

導熱螺釘和法蘭用無氧銅棒材，導熱螺釘的螺紋為M16；波紋管選用壁厚0.2mm的薄壁紫銅管沖壓成型，對導熱部件進行液氮沖擊20次。

密封圈材料為氟橡膠。