地外天體采樣裝置解封臺(tái)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種地外天體樣品實(shí)驗(yàn)裝置，特別涉及一種真空實(shí)驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]探索外太空的主要目的之一是收集返回地球的地外天體樣品。地外天體采樣裝置被運(yùn)至地外天體之后完成地外天體樣品的采集和密封，即在地外天體表面的超高真空環(huán)境中把采集到的樣品放入容器中，再進(jìn)行真空密封，使樣品保持在原有的真空環(huán)境中。地外天體樣品被運(yùn)回地球之后，需打開(kāi)地外天體采樣裝置獲得地外天體樣品并進(jìn)行分析研究。由于地外天體采樣裝置內(nèi)部為真空環(huán)境，所以地外天體采樣裝置在解封時(shí)需要處于真空環(huán)境中，并且地外天體采樣裝置的蓋板內(nèi)外壓力相等。解封后需要在不污染地外天體樣品的前提下，對(duì)地外天體樣品進(jìn)行分樣、稱重和重新密封的處理?？煽康牡赝馓祗w采樣裝置解封臺(tái)是保證地外天體采樣裝置順利打開(kāi)，解封后地外天體樣品不被大氣污染的關(guān)鍵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是:提供一種地外天體采樣裝置解封臺(tái)，為地外天體采樣裝置的解封提供了真空環(huán)境，同時(shí)為后續(xù)分樣、稱重和重新密封操作提供了高純氮?dú)獗Ｗo(hù)環(huán)境，避免地外天體樣品被污染。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種地外天體采樣裝置解封臺(tái)，它包括:過(guò)渡艙，操作艙，解封艙，真空抽氣機(jī)組，氣體循環(huán)凈化單元以及控制單元；
[0005]過(guò)渡艙設(shè)有用以阻隔艙內(nèi)環(huán)境和外界大氣的第一艙門，第一艙門采用橡膠圈密封;真空抽氣機(jī)組中的干栗通過(guò)設(shè)置有第一閥門的管路與過(guò)渡艙相連，對(duì)過(guò)渡艙進(jìn)行抽真空處理;過(guò)渡艙通過(guò)設(shè)置有第一氣體平衡閥的管路連接操作艙，使過(guò)渡艙壓力與操作艙壓力相等，當(dāng)過(guò)渡艙壓力與操作艙的壓力相等時(shí)，允許打開(kāi)第一艙門；氣體循環(huán)凈化單元中凈化后的高純氮?dú)馔ㄟ^(guò)設(shè)置有第二閥門的管路對(duì)過(guò)渡艙中的地外天體采樣裝置進(jìn)行包括噴吹的預(yù)清潔處理;過(guò)渡艙設(shè)有用以測(cè)量艙內(nèi)壓力的第一壓力表和第一真空規(guī);過(guò)渡艙通過(guò)采用橡膠圈密封的第二艙門連接操作艙；
[0006]氣體循環(huán)凈化單元中凈化后的高純氮?dú)馔ㄟ^(guò)設(shè)置有第三閥門的管路進(jìn)入操作艙，之后通過(guò)與操作艙相連的設(shè)置有第四閥門的管路重新流回氣體循環(huán)凈化單元中接受凈化，完成操作艙中氮?dú)獾难h(huán)凈化;操作艙內(nèi)設(shè)有用于分析艙內(nèi)水濃度的水分析儀，以及用于分析艙內(nèi)氧濃度的氧分析儀;操作艙內(nèi)設(shè)有過(guò)濾艙內(nèi)灰塵的灰塵過(guò)濾器，以及用于對(duì)解封后的地外天體樣品進(jìn)行包括分樣、稱重和重新密封的操作的真空手套;操作艙還設(shè)有用于測(cè)量艙內(nèi)的壓力的第二壓力表;操作艙通過(guò)采用橡膠圈密封的第三艙門連接解封艙；
[0007]解封艙上方安裝的解封機(jī)構(gòu)采用提升或扭轉(zhuǎn)的方式解封地外天體采樣裝置;真空抽氣機(jī)組中的分子栗通過(guò)設(shè)置有第五閥門的管路對(duì)解封艙進(jìn)行抽真空處理;氣體循環(huán)凈化單元中凈化后的高純氮?dú)馔ㄟ^(guò)設(shè)置有第六閥門的管路在地外天體采樣裝置進(jìn)入解封艙前充入解封艙，并通過(guò)設(shè)置有第七閥門的管路流回氣體循環(huán)凈化單元，完成對(duì)解封艙的循環(huán)凈化;解封艙通過(guò)設(shè)置有第二氣體平衡閥的管路連接操作艙，當(dāng)?shù)诙怏w平衡閥兩側(cè)氣壓相同時(shí)，允許打開(kāi)第二艙門；第三壓力表和第二真空規(guī)用于測(cè)量解封艙的壓力；
[0008]控制單元對(duì)各艙的壓力進(jìn)行控制，并對(duì)通過(guò)氧分析儀、水分析儀對(duì)操作艙內(nèi)的氧濃度、水濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
[0009]本發(fā)明是國(guó)內(nèi)首臺(tái)地外天體采樣裝置的解封臺(tái)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作便捷。同時(shí)本解封臺(tái)集成解封與地外天體樣品處理功能，共用同一套氣體循環(huán)凈化單元，避免了解封過(guò)程污染地外天體樣品的風(fēng)險(xiǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0012]參見(jiàn)附圖，一種地外天體采樣裝置解封臺(tái)，它包括:過(guò)渡艙1，操作艙2，解封艙3，真空抽氣機(jī)組4，氣體循環(huán)凈化單元5以及控制單元7;
[0013]過(guò)渡艙I設(shè)有用以阻隔艙內(nèi)環(huán)境和外界大氣的第一艙門26，第一艙門26采用橡膠圈密封;真空抽氣機(jī)組4中的干栗通過(guò)設(shè)置有第一閥門11的管路與過(guò)渡艙I相連，對(duì)過(guò)渡艙I進(jìn)行抽真空處理;過(guò)渡艙I通過(guò)設(shè)置有第一氣體平衡閥10的管路連接操作艙2，使過(guò)渡艙I壓力與操作艙2壓力相等，當(dāng)過(guò)渡艙I壓力與操作艙2的壓力相等時(shí)，允許打開(kāi)第一艙門26;氣體循環(huán)凈化單元5中凈化后的高純氮?dú)馔ㄟ^(guò)設(shè)置有第二閥門16的管路對(duì)過(guò)渡艙I中的地外天體采樣裝置進(jìn)行包括噴吹的預(yù)清潔處理;過(guò)渡艙I設(shè)有用以測(cè)量艙內(nèi)壓力的第一壓力表17和第一真空規(guī)20;過(guò)渡艙I通過(guò)采用橡膠圈密封的第二艙門27連接操作艙2;
[0014]氣體循環(huán)凈化單元5中凈化后的高純氮?dú)馔ㄟ^(guò)設(shè)置有第三閥門9的管路進(jìn)入操作艙2，之后通過(guò)與操作艙2相連的設(shè)置有第四閥門15的管路重新流回氣體循環(huán)凈化單元5中接受凈化，完成操作艙2中氮?dú)獾难h(huán)凈化;操作艙2內(nèi)設(shè)有用于分析艙內(nèi)水濃度的水分析儀22，以及用于分析艙內(nèi)氧濃度的氧分析儀23;操作艙2內(nèi)設(shè)有過(guò)濾艙內(nèi)灰塵的灰塵過(guò)濾器24、25，以及用于對(duì)解封后的地外天體樣品進(jìn)行包括分樣、稱重和重新密封的操作的真空手套29、30、31、32;操作艙2還設(shè)有用于測(cè)量艙內(nèi)的壓力的第二壓力表19;操作艙2通過(guò)采用橡膠圈密封的第三艙門28連接解封艙3;
[0015]解封艙3上方安裝的解封機(jī)構(gòu)6采用提升或扭轉(zhuǎn)的方式解封地外天體采樣裝置;真空抽氣機(jī)組4中的分子栗通過(guò)設(shè)置有第五閥門12的管路對(duì)解封艙3進(jìn)行抽真空處理;氣體循環(huán)凈化單元5中凈化后的高純氮?dú)馔ㄟ^(guò)設(shè)置有第六閥門8的管路在地外天體采樣裝置進(jìn)入解封艙3前充入解封艙3，并通過(guò)設(shè)置有第七閥門14的管路流回氣體循環(huán)凈化單元5，完成對(duì)解封艙3的循環(huán)凈化;解封艙3通過(guò)設(shè)置有第二氣體平衡閥13的管路連接操作艙2，當(dāng)?shù)诙怏w平衡閥13兩側(cè)氣壓相同時(shí)，允許打開(kāi)第二艙門28;第三壓力表18和第二真空規(guī)21用于測(cè)量解封艙3的壓力；
[0016]控制單元7對(duì)各艙的壓力進(jìn)行控制，并對(duì)通過(guò)氧分析儀23、水分析儀22對(duì)操作艙2內(nèi)的氧濃度、水濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
[0017]上述方案中，過(guò)渡艙I內(nèi)壓力范圍為1Pa?1.01X 15Pa,操作艙2內(nèi)的壓力范圍為1.0l X 15Pa?I X 10—3Pa。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種地外天體采樣裝置解封臺(tái)，其特征是:它包括:過(guò)渡艙(I)，操作艙(2)，解封艙(3)，真空抽氣機(jī)組(4)，氣體循環(huán)凈化單元(5)以及控制單元(7); 所述過(guò)渡艙(I)設(shè)有用以阻隔艙內(nèi)環(huán)境和外界大氣的第一艙門(26)，所述第一艙門(26)采用橡膠圈密封;所述真空抽氣機(jī)組(4)中的干栗通過(guò)設(shè)置有第一閥門(11)的管路與所述過(guò)渡艙(I)相連，對(duì)所述過(guò)渡艙(I)進(jìn)行抽真空處理;所述過(guò)渡艙(I)通過(guò)設(shè)置有第一氣體平衡閥(10)的管路連接所述操作艙(2)，使所述過(guò)渡艙(I)壓力與所述操作艙(2)壓力相等;所述氣體循環(huán)凈化單元(5)中凈化后的高純氮?dú)馔ㄟ^(guò)設(shè)置有第二閥門(16)的管路對(duì)所述過(guò)渡艙(I)中的地外天體采樣裝置進(jìn)行包括噴吹的預(yù)清潔處理;所述過(guò)渡艙(I)設(shè)有用以測(cè)量艙內(nèi)壓力的第一壓力表(17)和第一真空規(guī)(20);所述過(guò)渡艙(I)通過(guò)采用橡膠圈密封的第二艙門(27)連接所述操作艙(2); 所述氣體循環(huán)凈化單元(5)中凈化后的高純氮?dú)馔ㄟ^(guò)設(shè)置有第三閥門(9)的管路進(jìn)入所述操作艙(2)，之后通過(guò)與所述操作艙(2)相連的設(shè)置有第四閥門(15)的管路重新流回所述氣體循環(huán)凈化單元(5)中接受凈化，完成所述操作艙(2)中氮?dú)獾难h(huán)凈化;所述操作艙(2)內(nèi)設(shè)有用于分析艙內(nèi)水濃度的水分析儀(22)，以及用于分析艙內(nèi)氧濃度的氧分析儀(23);所述操作艙(2)內(nèi)設(shè)有過(guò)濾艙內(nèi)灰塵的灰塵過(guò)濾器(24、25)，以及用于對(duì)解封后的地外天體樣品進(jìn)行包括分樣、稱重和重新密封的操作的真空手套(29、30、31、32);所述操作艙(2)還設(shè)有用于測(cè)量艙內(nèi)的壓力的第二壓力表(19);所述操作艙(2)通過(guò)采用橡膠圈密封的第三艙門(28)連接所述解封艙(3); 所述解封艙(3)上方安裝的解封機(jī)構(gòu)(6)采用提升或扭轉(zhuǎn)的方式解封地外天體采樣裝置;所述真空抽氣機(jī)組(4)中的分子栗通過(guò)設(shè)置有第五閥門(12)的管路對(duì)所述解封艙(3)進(jìn)行抽真空處理;所述氣體循環(huán)凈化單元(5)中凈化后的高純氮?dú)馔ㄟ^(guò)設(shè)置有第六閥門(8)的管路在地外天體采樣裝置進(jìn)入所述解封艙(3)前充入所述解封艙(3)，并通過(guò)設(shè)置有第七閥門(14)的管路流回所述氣體循環(huán)凈化單元(5)，完成對(duì)所述解封艙(3)的循環(huán)凈化;所述解封艙(3)通過(guò)設(shè)置有第二氣體平衡閥(13)的管路連接所述操作艙(2)，當(dāng)所述第二氣體平衡閥(13)兩側(cè)氣壓相同時(shí)，允許打開(kāi)所述第二艙門(28);第三壓力表(18)和第二真空規(guī)(21)用于測(cè)量所述解封艙(3)的壓力； 所述控制單元(7)對(duì)各艙的壓力進(jìn)行控制，并對(duì)通過(guò)所述氧分析儀(23)、水分析儀(22)對(duì)所述操作艙(2)內(nèi)的氧濃度、水濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地外天體采樣裝置解封臺(tái)，其特征是:所述過(guò)渡艙(I)內(nèi)壓力范圍為1Pa?1.01 X 15Pa,所述操作艙(2)內(nèi)的壓力范圍為1.01 X 15Pa?I X 1-3Pa0
【專利摘要】本發(fā)明屬于一種地外天體樣品實(shí)驗(yàn)裝置，特別涉及一種真空實(shí)驗(yàn)裝置。其技術(shù)方案是：一種地外天體采樣裝置解封臺(tái)，它包括：過(guò)渡艙(1)，操作艙(2)，解封艙(3)，真空抽氣機(jī)組(4)，氣體循環(huán)凈化單元(5)以及控制單元(7)；本發(fā)明是國(guó)內(nèi)首臺(tái)地外天體采樣裝置的解封臺(tái)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作便捷。同時(shí)本解封臺(tái)集成解封與地外天體樣品處理功能，共用同一套氣體循環(huán)凈化單元，避免了解封過(guò)程污染地外天體樣品的風(fēng)險(xiǎn)。
【IPC分類】G01N1/02, B65B69/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105667914
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610057629
【發(fā)明人】王琎, 吳啟鵬, 王春勇, 李海志, 李昊璘, 付朝暉, 李丹明
【申請(qǐng)人】蘭州空間技術(shù)物理研究所
【公開(kāi)日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2016年1月28日