[發明專利]一種自增壓的空間噴涂設備

在審

• 申請號: 201410714282.1
• 申請日: 2014-11-28
• 公開（公告）號: CN104477419A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 蒙波;李志;黃劍斌;孫玉成;陳維春;尹建鳳;韓旭
• 申請（專利權）人: 中國空間技術研究院
• 主分類號: B64G4/00
• 分類號: B64G4/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術領域

本發明涉及空間飛行器設備領域，特別是一種自增壓的空間噴涂設備。

背景技術

隨著衛星在軌服務技術的發展，衛星的在軌組裝、在軌構建將會逐漸成為現實。在軌組裝、在軌構建出的航天器對于星表有溫度熱控的要求，同時由于面臨嚴苛的空間環境，航天器還需要進行必要的表面處理以實現環境防護。這些都需要對于星表均勻噴涂特定的熱控材料、環境防護材料，從而使星表具有相應的熱控和環境防護功能。

以星表熱控為例，熱控涂層是衛星等航天器的主要溫控手段之一，是保證星上設備在正常溫度范圍內工作的必要條件。熱控涂層的控溫原理是利用不同涂料的αs(太陽吸收比)和εs(紅外發射率)值來調節航天器部件對于太陽光的漫反射以及對于紅外波段能量的吸收和輻射，使衛星在內外熱交換過程中保持內部設備的工作溫度正常。

衛星表面應用的熱控涂層有多種，包括低吸收-發射比的二次表面鏡、白漆，中等吸收-發射比的黑漆、鋁粉漆，高吸收-發射比的拋光鋁表面、鍍金熱控帶等。其中二次表面鏡一般為多層復合熱控材料，制作工藝復雜，拋光鋁表面、鍍金熱控帶等也需要較復雜的加工工藝，難以通過噴涂實現。本專利的關注點主要在可通過噴涂實現的熱控涂層，具體包括SR107白漆、S781白漆、SR107-E51黑漆、E51-M黑漆等，這些涂層主要由有機硅樹脂、硅橡膠、氟橡膠、聚氨酯、有機硅-環氧樹脂等高分子樹脂組成。

目前，空間飛行器設備的所有熱控涂層都是根據其膜厚、輻射/反射特性以及對真空環境的適應性要求在地面進行研制、噴涂、固化成膜后，將設備組裝再發射入軌的。而對于在軌組裝、在軌構建的航天器，則需要在軌對星表噴涂熱控涂層。

除在軌組裝、在軌構建的航天器之外，空間噴涂還可用于延長一般衛星的壽命。比如星表熱控涂層或其他設備涂層在長期冷熱交變、紫外輻射和粒子輻射的作用下性能退化較明顯，會對衛星總體性能產生了顯著影響，若此時通過空間噴涂相應的熱控涂層，并通過組分設計使其在較短時間內固化成膜，恢復星表涂層的性能，則可以大大延長衛星的壽命。

空間噴涂設備是實現空間噴涂的關鍵環節，與地面應用的噴涂設備不同，空間噴涂設備需要具有如下特點：

(1)空間中為噴涂設備提供的承載質量、體積、供電等資源少，要求噴涂設備質量輕、體積小、耗電量少、可靠性高，液體噴涂所需的壓力由噴涂設備內部產生，不能依靠外界提供。

(2)能夠在真空條件下對噴涂的液體材料進行充分霧化，使其均勻的噴涂到目標表面。由于在真空條件下應用，霧化方式不能采用地面常用的高壓氣體沖擊液體使其霧化的方法。

(3)可對不同液體材料進行噴涂，而不同的液體材料粘度不同，就要求噴涂設備可隨著液體材料的不同提供不同的噴涂壓力。

目前國內外還沒有專門針對空間液體噴涂所用的噴涂設備的公開文獻報道或專利報道。

發明內容

本發明要解決的技術問題為：提供一種自行增壓、產生射流壓力的空間噴涂設備，滿足在軌對星表設備均勻噴涂液體材料，實現其表面處理，改善其表面涂層性能，可用于航天器的在軌組裝、在軌構建、在軌延壽。

本發明的技術方案為：一種自增壓的空間噴涂設備，包括：驅動組件，包括儲存待噴涂的液體材料的腔體結構，容納在腔體結構中與液體材料接觸的活塞；產氣源，包括與驅動組件連接的產氣源主體結構，容納在產氣源主體機構中的產氣藥劑，產氣藥劑用于燃燒產生高壓氣體推動活塞；噴霧組件，包括連接腔體結構的旋流腔，安裝在旋流腔中的旋流芯。

進一步地，還包括，單向閥，設置在腔體結構通往旋流腔的出口上。

進一步地，產氣源主體機構與驅動組件螺紋連接。

進一步地，產氣源中還包括用于接收電起爆信號的電路和由電路引發的起爆藥劑，起爆藥劑用于引燃產氣藥劑。

進一步地，活塞為無桿運動活塞，與腔體結構內壁間隙配合。

進一步地，活塞的活塞主體結構上安裝一個Y形橡膠密封圈，用于實現活塞與腔體結構內壁之間的動密封。

進一步地，產氣源還包括，設置在產氣藥劑和活塞之間、具有排氣孔的產氣壓板，產氣藥劑產生的氣體穿過排氣孔驅動活塞。

進一步地，旋流芯上設置有螺旋形流道和直流流道。

進一步地，旋流芯采取過盈配合的方式安裝到旋流腔內部。

本發明與現有技術相比的優點在于：

(1)液體噴涂所需的壓力由噴涂設備自行產生，僅需外界提供一個電起爆信號，無需外界提供壓力、無需外界供電，對外界提供資源的要求很低。在真空條件下可對噴涂的液體材料進行充分霧化，使其均勻的噴涂到目標表面。