自带凹形球冠大门的波导环模真空容器

摘要

本发明公开了一种自带凹形球冠大门的波导环模真空容器，包括卧式筒体、凹形球冠大门、温控底板、预紧手轮、波导接口、大门轮式支架、地面导轨、剪叉形机构、容器内导轨，卧式筒体和可开闭的凹形球冠大门形成封闭空间，利用预紧手轮对两者进行真空密封压紧，大门上预留有波导接口；大门由大门轮式支架支撑并沿地面导轨人力推动平移开闭；剪叉形机构具有上下升降微调功能且其上部支撑温控底板和待测量的试件，其一端通过滚轮沿容器内导轨平移，另一端通过可拆卸连接与凹形球冠大门连接以获得平移推力。本发明采用大口径凹形球冠高真空负压耐受大门，既减轻了重量，又解决了大门波导接口无线测试时尽量靠近位于温控底板上试件的短距要求，同时避免了大门在大气外压作用下的屈服失效而导致的潜在安全隐患，能够实现电磁波传输的最短距离，且可单人手动多维度调节卫星试件的位置。

权利要求

1.用于卫星无线通信用波导测试的自带凹形球冠大门的波导环模真空容器，包括卧式筒体、凹形球冠大门、试件、温控底板、预紧压力、波导接口、大门轮式支架、手动丝杠、地面导轨、剪叉形机构、容器内导轨，其特征在于真空容器由卧式筒体和可开闭的凹形球冠大门形成封闭空间，利用预紧压力对卧式筒体和凹形球冠大门进行真空密封预先压紧，凹形球冠大门预留波导接口；凹形球冠大门利用大门轮式支架支撑并可沿地面导轨人力推动平移开闭；剪叉形机构具有上下升降微调功能；剪叉形机构的上部支撑温控底板和试件；剪叉形机构的下部安装滚轮；剪叉形机构一端通过滚轮沿容器内导轨平移；剪叉形机构另一端通过可拆卸铰链与凹形球冠大门连接以获得平移推力，凹形球冠大门外侧未设置凸出物以满足波导的无障碍测试要求。

2.如权利要求1所述的波导环模真空容器，其特征在于，波导接口法兰与温控底板的距离不大于200mm，该短距要求通过大门设计成凹形球冠形状得以满足。

3.如权利要求1所述的波导环模真空容器，其特征在于，剪叉形机构使得控温底板及其上试件相对波导接口法兰具有上下升降的微调功能，微调范围为20～40mm。

4.如权利要求1所述的波导环模真空容器，其特征在于，手动丝杠能够实现单人单手操作剪叉形机构的上升和下降。

5.如权利要求1所述的波导环模真空容器，其特征在于，剪叉形机构下部安装的滚轮能够沿容器内导轨的内嵌凹槽实现抽屉式推拉平移。

6.如权利要求1所述的波导环模真空容器，其特征在于，剪叉形机构通过可拆卸铰链与凹形球冠大门连接，以获得推动剪叉形机构及其上的温控平台和试件的平移推力。

7.如权利要求1所述的波导环模真空容器，其特征在于，凹形球冠大门的开闭是通过人力推动大门轮式支架在地面直线导轨上的平移来实现。

8.如权利要求1所述的波导环模真空容器，其特征在于，凹形球冠封头加大门大法兰组合体与带燕尾槽密封圈的筒体大法兰组成密封结构。

9.如权利要求1所述的波导环模真空容器，其特征在于，凹形球冠大门沿地面轨道平移到卧式筒体的关闭位置后，利用预紧压力实现容器的抽真空预先压紧。

说明书

自带凹形球冠大门的波导环模真空容器

技术领域

[0001] 本发明属于航天器空间环境模拟设备技术领域，具体来说,本发明涉及一种自带凹形球冠大门的真空容器系统，以用于卫星无线通信波导在内的航天器电子产品、仪器、仪表、组件、部件等器件及部分整机设备的热真空试验和低气压放电试验。

背景技术

[0002] 空间环境模拟真空容器能够在容器内部形成密封空间，得以隔绝容器外部大气环境，从而在密封空间内模拟外太空的真空、冷黑和低温等环境，用于卫星、飞船等航天器整星或其它部组件进行环境试验的地面设备，其主体结构为真空容器系统。

[0003] 波导(WAVEGUIDE)，用来定向引导电磁波的结构。在电磁学和卫星通信工程中，波导这个词可以指在它的端点间传递电磁波的任何线性结构。但最初和最常见的意思是指用来传送无线电波的空心金属管。这种波导主要用作微波频率的传输线，在微波雷达卫星、通讯卫星和星间微波无线电链路设备中用来将微波发送器和接收机与它们的天线连接起来。

[0004] 衰减和损耗是限制波导远距离传输无线电磁波的主要因素。在电磁波频率一定的情况下，其衰减强度与距离的关系遵守平方反比定律，即距离增大一倍，强度衰减为原来的四分之一。

[0005] 国内目前没有专门用于卫星波导无线传输试验的环境模拟真空容器。鉴于卫星无线电磁波通过波导传播具有较强的方位性、衰减性和损耗性，因此很有必要设计一种新型波导环境模拟真空容器，以实现其波导接口法兰与控温底板的距离最短和位置升降调节等特别要求，并最大限度降低电磁波通过波导传输的衰减和损耗。

发明内容

[0006] 基于此，本发明的目的在于提供一种波导环模真空容器，其通过具有自带的凹形球冠大门能够很好地实现真空容器的密封，并限制电磁波通过波导传输的衰减和损耗。

[0007] 为了解决上述问题，本发明采用了如下的技术方案：

[0008] 自带凹形球冠大门的波导环模真空容器，包括卧式筒体、凹形球冠大门、温控底板、预紧压力、波导接口、大门轮式支架、地面导轨、剪叉形机构、容器内导轨，其特征在于，真空容器由卧式筒体和可开闭的凹形球冠大门形成封闭空间，利用预紧压力对卧式筒体和凹形球冠大门进行真空密封预先压紧，凹形球冠大门上预留有波导接口；凹形球冠大门由大门轮式支架支撑并沿地面导轨人力推动平移开闭；剪叉形机构具有上下升降微调功能且其上部支撑温控底板和待测量的试件，下部安装滚轮；剪叉形机构一端通过滚轮沿容器内导轨平移；剪叉形机构另一端通过可拆卸铰链与凹形球冠大门连接以获得平移推力；凹形球冠大门外侧未设置凸出物以满足波导的无障碍测试要求。

[0009] 其中，大门采用凹形球冠封头，凹形球冠封头下部设置波导接口法兰，与采用凸形封头和平板封头相比，波导接口法兰与温控底板的距离实现最大缩短2倍，且小于200mm。

[0010] 其中，卧式筒体的直径Φ2200mm以上，直筒段长度2000mm以上，材料为不锈钢0Cr18Ni9。

[0011] 其中，剪叉形机构使得控温底板及其上试件相对波导接口法兰具有上下升降的微调功能，微调范围为20～40mm。

[0012] 其中，剪叉形机构的上升和下降由手动丝杠进行驱动，能够实现单人单手操作。

[0013] 其中，剪叉形机构下部安装的滚轮能够沿容器内导轨的内嵌凹槽实现抽屉式推拉平移。

[0014] 其中，剪叉形机构通过可拆卸铰链与凹形球冠大门连接，以获得推动剪叉形机构及其上的温控平台和试件的平移推力。

[0015] 其中，凹形球冠大门的开闭是通过人力推动大门轮式支架在地面直线导轨上的平移来实现。

[0016] 其中，凹形球冠大门沿地面轨道平移到卧式筒体的关闭位置后，利用预紧压力实现容器的抽真空预先压紧。

[0017] 其中，凹形球冠大门为轴向开门，大门利用轮式支架沿地面直线导轨轴向往复平移以实现开关。

[0018] 其中，凹形球冠大门主要由面向真空容器筒体一侧内凹的球冠封头和环状大门法兰组焊而成。

[0019] 其中，球冠封头的球壳内半径为SR2200mm，球冠封头内凹最大距离(即封头高度)为322mm,环状大门法兰的内直径为Φ2200mm。

[0020] 其中，凹形球冠大门的环状大门法兰、密封圈和筒体大法兰构成真空容器的大门密封结构。

[0021] 与常用的凸形封头和平板形封头大门相比，本发明的利用先进的几何拓扑结构优化设计理念，采用新型Φ2200mm大口径凹形球冠高真空负压耐受大门，既减轻了重量，又巧妙地解决了用户特殊要求的波导接口无线测试的温控底板短距要求，同时避免了大门在大气外压作用下的屈服失效而导致的潜在安全隐患，达到了一石三鸟的效果。同时，创新设计可人力推动平移的剪叉形升降调节机构，完美解决了温控平台和试件的单人单手什降调节难题。

附图说明

[0022] 图1是本发明一具体实施方式的自带凹形球冠大门的波导环模真空容器示意图。

[0023] 图中，1-卧式筒体；2-凹形球冠大门；3-试件；4-温控底板；5-预紧压力；6-波导接口；7-大门轮式支架；8-手动丝杠；9-地面导轨；10-剪叉形机构；11-容器内导轨。

[0024] 图2是本发明一具体实施方式的自带凹形球冠大门的波导环模真空容器的凹形球冠大门结构示意图。

[0025] 图中，12-内凹球冠壳体；13-凹形球冠大门法兰。

[0026] 图3是本发明一具体实施方式的自带凹形球冠大门的波导环模真空容器的剪叉形机构示意图。

[0027] 图中，14-交叉形杠杆；15-滚轮；16-下框架；17-上框架。

具体实施方式

[0028] 以下介绍的是作为本发明内容的具体实施方式，下面通过具体实施方式对本发明内容作进一步的阐明。当然，描述下列具体实施方式只为示例本发明的不同方面的内容，而不应理解为限制本发明范围。

[0029] 如图1所示，本发明的自带凹形球冠大门的波导环模真空容器，包括卧式筒体1、凹形球冠大门2、温控底板4、预紧压力5、波导接口6、大门轮式支架7、手动丝杠8、地面导轨9、剪叉形机构10、容器内导轨11，其中，卧式筒体1通过鞍座的螺栓连接与地面固定；支撑凹形球冠大门2的大门轮式支架7在人力推动下可沿着地面导轨9平移，以实现大门与卧式筒体1的开启和关闭；波导接口6的法兰设计在大门的特定位置，大门的凹形球冠形状使得波导接口法兰与温控底板4的距离最短，并且不大于200mm。其中，剪叉形机构10是波导环模真空容器的桥梁式连接装置，该剪叉形机构10上端放置温控平台和试件，下端安装能满足抽屉推拉式运动且能够沿着容器内导轨11的凹槽平移的滚轮，前端通过铰链与凹形球冠大门2连接，该连接使得剪叉形机构10及其上的温控接口和试件能够随着凹形球冠大门在地面导轨平移的带动下沿着容器内导轨11联动移动。手动丝杠能够实现单人单手操作，通过单个操作人员手动旋转手动丝杠8，可以实现剪叉形机构10及其上温控底板和试件相对波导接口法兰具有上下升降20～40mm的微调功能。

[0030] 如图2所示，凹形球冠大门2主要由内凹球冠壳体12和大门大法兰13组焊而成，其材料均为不锈钢0Cr18Ni9，能承受一个大气压的外压力。

[0031] 如图3所示，剪叉形机构10由叉形杠杆14、滚轮15、下框架16和上框架17构成。叉形杠杆14能够传递手动丝杠提供的升降位移，使得放置于上框架17之上的温控底板4及其上的试件3的上下位置可调。下框架安装的四个滚轮15能够沿容器内导轨11的内嵌凹槽实现抽屉式推拉平移，使得试件3的水平位置可调。

[0032] 该波导环模真空容器的凹形球冠大门的球冠封头内凹最大距离为322mm，波导接口法兰与温控底板的距离实现最大缩短2倍，通过波导传输的无线电磁波的强度衰减降低4倍，并且剪叉形机构使得试件的水平位置和上下位置均可在实验过程中手动调节，因此该波导环模真空容器具有显著的创新性和实用性，能够获得航天器无线电磁波测试的优异效果。

[0033] 尽管上文对本发明的具体实施方式给予了详细描述和说明，但是应该指明的是，我们可以依据本发明的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围之内。