一種低溫絕熱振動傳遞裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于低溫力學(xué)環(huán)境試驗領(lǐng)域，具體涉及為低溫管路系統(tǒng)的絕熱振動傳遞裝置。一種低溫絕熱振動傳遞裝置，包括振動激勵系統(tǒng)法蘭、試驗管路法蘭，還包括真空腔體，真空腔體一端連接振動激勵系統(tǒng)法蘭，另一端連接試驗管路法蘭，振動激勵系統(tǒng)法蘭通過真空腔體將激勵振動傳遞到試驗管路法蘭；真空腔體通過低溫加壓系統(tǒng)法蘭與低溫加注系統(tǒng)相連，低溫介質(zhì)從加注系統(tǒng)進(jìn)入真空腔體，然后進(jìn)入試驗管路，完成低溫的加載。
【專利說明】
一種低溫絕熱振動傳遞裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于低溫力學(xué)環(huán)境試驗領(lǐng)域，具體涉及低溫管路系統(tǒng)的絕熱振動傳遞裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]航天飛行器氫氧發(fā)動機(jī)由于采用了液氫液氧作為燃料，其管路系統(tǒng)的溫度最低達(dá)到20K(-253°C)的低溫環(huán)境。管路結(jié)構(gòu)件在這種低溫振動復(fù)合環(huán)境下，結(jié)構(gòu)的強度和剛度與常溫環(huán)境下都有顯著的不同，需要經(jīng)過地面上模擬低溫復(fù)合環(huán)境進(jìn)行考核，來驗證產(chǎn)品的動強度。
[0003]由于管路內(nèi)部充滿了 20K深低溫介質(zhì)，要保證管路的溫度維持在如此低溫的環(huán)境下，整個地面試驗系統(tǒng)都需要對試驗介質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格的絕熱處理，一旦結(jié)構(gòu)存在較大的漏熱率，整個試驗的溫度會變得很難控制，甚至無法達(dá)到試驗低溫要求，導(dǎo)致試驗無法真實模擬產(chǎn)品在飛行過程中的真實低溫狀態(tài)，這就使得試驗的絕熱設(shè)計尤為重要；同時由于管路的一端直接連接到發(fā)動機(jī)上，這使得管路的力學(xué)環(huán)境極其嚴(yán)苛，這就更加使得環(huán)境模擬變得極其困難。
[0004]現(xiàn)有的低溫振動傳遞裝置一般在管路外包裹一層比如泡沫等隔熱材料，無法滿足20K深低溫環(huán)境的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種低溫絕熱振動傳遞裝置，采用了真空絕熱設(shè)計，用于連接試驗管路與振動激勵設(shè)備，同時連接低溫介質(zhì)加注設(shè)備，用以解決管路的連接、振動的施加、低溫的加載等問題，保證試驗管路振動的傳遞加載。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種低溫絕熱振動傳遞裝置，包括振動激勵系統(tǒng)法蘭、試驗管路法蘭、低溫加壓系統(tǒng)法蘭，所述試驗管路用于輸送低溫介質(zhì)、提供試驗低溫與壓力，還包括真空腔體，一端連接振動激勵系統(tǒng)法蘭，另一端連接試驗管路法蘭；所述真空腔體側(cè)面連接低溫加壓系統(tǒng)法蘭，與低溫加注系統(tǒng)相通；低溫介質(zhì)從低溫加注系統(tǒng)進(jìn)入真空腔體(3)通過真空腔體與試驗管路相通；振動激勵系統(tǒng)法蘭通過真空腔體將激勵振動傳遞到試驗管路法蘭。真空腔體通過低溫加壓系統(tǒng)法蘭與低溫加注系統(tǒng)相連，低溫介質(zhì)從加注系統(tǒng)進(jìn)入真空腔體，然后進(jìn)入試驗管路，完成低溫的加載。
[0007]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述真空腔體通過真空雙層管路與低溫加壓系統(tǒng)法蘭相連，真空雙層管路由內(nèi)外兩層組成，內(nèi)層與外層之間為密封的真空層，有效地隔絕外界與低溫介質(zhì)的溫度傳遞，很好的解決管路之間連接的低溫介質(zhì)熱損耗。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，低溫絕熱振動傳遞裝置，所述真空雙層管路端頭連接密封環(huán)，低溫加壓系統(tǒng)連接密封環(huán)與低溫充壓系統(tǒng)輸送管路支撐起一個小的真空層，也起到絕熱效果，大大降低了低溫介質(zhì)管路連接處的漏熱率。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述真空腔體與真空雙層管路內(nèi)層相通，真空腔體設(shè)有真空活門，抽取腔體內(nèi)氣體使腔體及雙層管路達(dá)到真空。
[0010]低溫絕熱振動傳遞原理如下:
[0011]該低溫絕熱振動傳遞裝置具有三個連接法蘭，分別連接試驗管路、振動激勵設(shè)備、 低溫介質(zhì)加注裝置，振動激勵裝置通過法蘭和腔體將振動傳遞到試驗管路；低溫介質(zhì)輸送單層管為一整根管貫穿在低溫絕熱振動傳遞裝置中，管內(nèi)通過低溫充壓介質(zhì)為試驗管路提供低溫與壓力。
[0012]主要技術(shù)效果:
[0013]該低溫絕熱振動傳遞裝置采用內(nèi)真空及密封設(shè)計，，有效地隔絕外界與低溫介質(zhì)的溫度傳遞，很好的解決管路之間連接的低溫介質(zhì)熱損耗，保證了振動臺的正常工作。
[0014]同時振動端具有良好的動力學(xué)傳遞特性，其結(jié)構(gòu)的縱向一階諧振頻率設(shè)計在 1500Hz以上，能夠很好的滿足試驗條件1000Hz的頻率上限，保證振動條件實施過程中全頻段激勵傳遞的衰減率極低，保證振動臺的推力能夠高效的傳遞到產(chǎn)品上。【附圖說明】
[0015]圖1低溫絕熱振動傳遞裝置結(jié)構(gòu)圖；
[0016]1一一振動激勵系統(tǒng)連接法蘭2—一試驗管路連接法蘭3—一真空腔體
[0017]4~真空雙層管路5—低溫加壓系統(tǒng)連接法蘭6—低溫介質(zhì)輸送管
[0018]7——密封環(huán)8——活門；
[0019]圖2振動傳遞裝置傳遞原理圖；
[0020]9-低溫絕熱振動傳遞裝置10-試驗管路11-振動激勵系統(tǒng)【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0022]如圖 1
[0023]一種低溫絕熱振動傳遞裝置，包括振動激勵系統(tǒng)法蘭1、試驗管路法蘭2、低溫加壓系統(tǒng)法蘭5,還包括真空腔體3, 一端連接振動激勵系統(tǒng)法蘭1，另一端連接試驗管路法蘭 2 ;所述真空腔體3側(cè)面連接低溫加壓系統(tǒng)法蘭5,并與低溫加注系統(tǒng)相通；低溫介質(zhì)從低溫加注系統(tǒng)進(jìn)入真空腔體3通過真空腔體與試驗管路相通；振動激勵系統(tǒng)法蘭1通過真空腔體3將激勵振動傳遞到試驗管路法蘭2。
[0024]為了進(jìn)一步提高絕熱效果，真空腔體3通過真空雙層管路4與低溫加壓系統(tǒng)法蘭 5相連，真空雙層管路4由內(nèi)外兩層組成，內(nèi)層與外層之間為密封的真空層；真空雙層管路4 端頭連接密封環(huán)7。
[0025]真空腔體3與真空雙層管路4內(nèi)層相通，真空腔體3設(shè)有活門8,抽取空氣使腔體及雙層管路達(dá)到真空，抽真空時間越長絕熱效果越好。
[0026]如圖2所示，試驗時，低溫介質(zhì)從加注系統(tǒng)進(jìn)入真空腔體3,然后進(jìn)入試驗管路，完成低溫的加載，然后振動激勵臺11產(chǎn)生振動，振動傳遞路線:振動激勵系統(tǒng)法蘭1 一一真空腔體3—一試驗管路法蘭2—一試驗管路10,振動激勵傳遞到試驗管路，然后進(jìn)行相關(guān)的低溫力學(xué)環(huán)境測試研究。
[0027]上面雖然結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作了詳細(xì)的說明，但是，所述技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下，在權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，還可以對上述實施例進(jìn)行變更或改變等。
【主權(quán)項】
1.一種低溫絕熱振動傳遞裝置，包括振動激勵系統(tǒng)法蘭(1)、試驗管路法蘭(2)、低溫 加壓系統(tǒng)法蘭(5)，所述試驗管路用于輸送低溫介質(zhì)、提供試驗低溫與壓力，其特征在于還 包括真空腔體(3)，一端連接振動激勵系統(tǒng)法蘭(1)，另一端連接試驗管路法蘭(2);所述真 空腔體(3)側(cè)面連接低溫加壓系統(tǒng)法蘭(5)，與低溫加注系統(tǒng)相通；低溫介質(zhì)從低溫加注系 統(tǒng)進(jìn)入真空腔體(3)通過真空腔體與試驗管路相通；振動激勵系統(tǒng)法蘭(1)通過真空腔體(3)將激勵振動傳遞到試驗管路法蘭(2)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫絕熱振動傳遞裝置，其特征在于所述真空腔體(3)通過 真空雙層管路(4)與低溫加壓系統(tǒng)法蘭(5)相連，真空雙層管路(4)由內(nèi)外兩層組成，內(nèi)層 與外層之間為密封的真空層。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低溫絕熱振動傳遞裝置，其特征在于所述真空雙層管路(4)端頭連接密封環(huán)(7)。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低溫絕熱振動傳遞裝置，其特征在于所述真空腔體(3) 與真空雙層管路(4)內(nèi)層相通，真空腔體(3)設(shè)有活門(8)。
【文檔編號】G01N3/02GK105987802SQ201510661171
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年10月14日
【發(fā)明人】蘆田, 衛(wèi)國, 朱曦全, 李紅, 于韶明, 孔凡金, 魏英魁, 逯志國, 楊峰, 都京, 傅曉磊
【申請人】北京強度環(huán)境研究所, 中國運載火箭技術(shù)研究院