一种超高真空、高低温交变环境下的粉尘淋撒系统

技术领域

本发明涉及空间环境试验技术领域，尤其涉及一种超高真空、高低温交变环境下的粉尘淋撒系统。

背景技术

真空用设备如真空电机、电元器件等在定型设计前需进行充分的空间环境试验来验证其可靠性，部分产品还需验证其带电粉尘环境中的可靠性。这就需要能在真空环境和高低温交变环境下可靠运行的粉尘淋撒机构来模拟不同的扬尘环境。

目前，国内应用于超高真空、高低温交变环境中的粉尘淋撒机构很少，本发明中使用于小空间中的小型粉尘淋撒机构暂无相似案例。本发明针对真空用设备的特殊试验需求，公开了一种应用于小空间、超高真空和高低温交变环境中的粉尘淋撒机构。该机构包括机械系统、温控系统和控制系统三部分。机械系统主要包括预处理机构、淋撒机构、支撑框架和遮挡机构。温控系统由保温层和加热片组成。控制系统由电机、运动控制器和控制柜组成。本发明实现了在超高真空、高低温交变等空间环境下，为试验载荷提供可变扬尘环境的粉尘淋撒功能。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决上述问题，而提出的一种超高真空、高低温交变环境下的粉尘淋撒系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种超高真空、高低温交变环境下的粉尘淋撒系统，包括淋撒机构、预处理机构、支撑框架、遮挡机构和控制系统；

所述预处理机构设置在淋撒机构正上方，所述遮挡机构设置在淋撒机构下方；

所述淋撒机构包括淋撒击振机构和淋撒机构尘盒；

所述预处理机构包括预处理击振机构、预处理机构尘盒、紫外灯和红外灯；

所述淋撒击振机构和预处理击振机构均设有传动轴、锤击套筒、棘轮、振击锤、振击弹簧和PEEK板轴套。

优选地，所述支撑框架包括淋撒机构支撑腿、预处理机构支撑架、淋撒机构尘盒安装架、预处理机构尘盒挡块、预处理机构尘盒安装架、预处理击振机构安装架、淋撒击振机构安装架、淋撒机构电机安装架、预处理机构电机安装架、遮挡机构电机安装架、预处理机构隔振弹簧和淋撒机构隔振弹簧。

优选地，所述淋撒机构尘盒和预处理机构尘盒均设有尘盒遮挡板、筛网和尘盒框架，所述尘盒框架为螺接结构，筛网安装于尘盒框架中，其中，所述预处理机构尘盒还设有击振架，所述预处理击振架安装于预处理机构尘盒的尘盒框架上。

优选地，所述遮挡机构设有遮挡板、重力锤、收纳盒和转轴，所述遮挡机构电机安装架上设置有遮挡机构电机，所述遮挡机构电机通过转轴带动遮挡板卷动。

优选地，所述预处理机构支撑架与淋撒机构支撑腿连接，淋撒机构尘盒安装架与预处理机构支撑架连接，连接部位设置淋撒机构隔振弹簧，所述预处理机构尘盒安装架与预处理机构支撑架连接，连接部位设置预处理机构隔振弹簧。

优选地，所述预处理击振机构安装架与预处理机构尘盒安装架连接，所述淋撒击振机构安装架与淋撒机构尘盒安装架连接，所述淋撒机构电机安装架与预处理机构支撑架连接，所述预处理机构电机安装架安装于淋撒机构电机安装架，所述遮挡机构电机安装架安装于淋撒机构电机安装架。

优选地，所述淋撒机构工作具体包括以下步骤：

S1、确认遮挡机构处于关闭状态，将预处理机构尘盒拿出装入粉尘；

S2、将预处理机构尘盒和淋撒机构尘盒下的尘盒遮挡板拿出；

S3、建立空间试验环境；

S4、打开预处理机构的红外灯和紫外灯，将电机温控范围设置在电机使用范围内；

S5、打开预处理电机开始进行粉尘预处理；

S6、预处理机构开启一定时间后开启遮挡机构；

S7、打开淋撒机构电机，将电机频率设置在使用范围；

S8、淋撒结束后依次关闭淋撒机构电机、关闭遮挡板、关闭预处理机构电机、关闭红外灯、紫外灯和温控系统。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本申请通过对材料、电机等的被动、主动温控，整个机构可实现在真空度高达1×10

2、本申请通过预处理机构和淋撒机构的自动控制，实现了粉尘在真空高低温环境下的高活性处理，建立了可控的扬尘环境。

附图说明

图1示出了根据本发明实施例提供的一种超高真空、高低温交变环境下的粉尘淋撒系统原理图；

图2示出了根据本发明实施例提供的粉尘淋撒系统结构示意图；

图3示出了根据本发明实施例提供的支撑框架主体结构示意图；

图4示出了根据本发明实施例提供的支撑框架局部结构示意图；

图5示出了根据本发明实施例提供的预处理机构尘盒主体结构示意图；

图6示出了根据本发明实施例提供的淋撒击振机构结构示意图；

图7示出了根据本发明实施例提供的遮挡板结构示意图；

图8示出了根据本发明实施例提供的遮挡机构结构示意图。

图例说明：

1、淋撒击振机构；2、预处理击振机构；3、预处理机构尘盒；4、紫外灯；5、淋撒机构尘盒；6、支撑框架；7、红外灯；8、遮挡机构电机；9、淋撒机构支撑腿；10、预处理机构支撑架；11、淋撒机构尘盒安装架；12、预处理机构尘盒挡块；13、预处理机构尘盒安装架；14、预处理击振机构安装架；15、淋撒击振机构安装架；16、淋撒机构电机安装架；17、预处理机构电机安装架；18、遮挡机构电机安装架；19、预处理机构隔振弹簧；20、淋撒机构隔振弹簧；21、尘盒遮挡板；22、筛网；23、击振架；24、尘盒框架；25、传动轴；26、锤击套筒；27、棘轮；28、振击锤；29、振击弹簧；30、PEEK板轴套；31、遮挡板；32、重力锤；33、收纳盒；34、转轴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：

一种超高真空、高低温交变环境下的粉尘淋撒系统，包括淋撒机构、预处理机构、支撑框架6、遮挡机构和控制系统；

系统由控制系统进行控制，实现粉尘的去水、去有机物处理和扬尘工况的模拟，控制系统整体由M1～M3三个电机进行驱动控制，电机上固定加热片后有多层隔热组件包覆隔热，遮挡机构为卷动式遮挡结构，用于试件试验前的防护；

预处理机构设置在淋撒机构正上方，预处理机构用于粉尘淋撒前的预处理，去除粉尘表面的水和有机物，为真空环境的建立和粉尘的紫外照射充电提供条件，遮挡机构设置在淋撒机构下方；

具体的，如图1和图2所示，淋撒机构包括淋撒击振机构1和淋撒机构尘盒5，淋撒机构主体材料为不锈钢，淋撒机构用于扬尘环境的建立，淋撒机构尘盒5所用筛网22为不锈钢编网；

淋撒机构尘盒5为可拆卸结构，使用时固定在支撑框架6上，待试验完毕后，将淋撒机构尘盒5拆下进行清理；

预处理机构包括预处理击振机构2、预处理机构尘盒3、紫外灯4、和红外灯7；

预处理机构尘盒3为可拆卸结构，使用前可从淋撒系统整体结构中拆卸下来，将粉尘预装至预处理机构尘盒3中，粉尘装填完毕后，将预处理机构尘盒3安装至支撑框架上6；

具体的，如图2和图6所示，淋撒击振机构1和预处理击振机构2均设有传动轴25、锤击套筒26、棘轮27、振击锤28、振击弹簧29和PEEK板轴套30；

淋撒机构电机通过传动轴25带动棘轮27转动，棘轮27带动振击锤28压缩振击弹簧29，通过弹力和振击锤28重力锤击击振片产生振击力，传动轴25上使用PEEK板轴套30，PEEK板轴套30可以适应真空和热交变环境，提供可靠的润滑作用；

具体的，如图2、图3和图4所示，支撑框架6包括淋撒机构支撑腿9、预处理机构支撑架10、淋撒机构尘盒安装架11、预处理机构尘盒挡块12、预处理机构尘盒安装架13、预处理击振机构安装架14、淋撒击振机构安装架15、淋撒机构电机安装架16、预处理机构电机安装架17、遮挡机构电机安装架18、预处理机构隔振弹簧19和淋撒机构隔振弹簧20，支撑框架6为整体结构的“骨架”，用于安装各分机构，淋撒机构支撑腿9与容器连接，为整体结构提供支撑力；

具体的，如图2和图5所示，淋撒机构尘盒5和预处理机构尘盒3均设有尘盒遮挡板21、筛网22和尘盒框架24，尘盒框架24为螺接结构，筛网22安装于尘盒框架24中，尘盒框架24下方预留尘盒遮挡板21安装位置，将尘盒遮挡板21插入筛网22下方，防止未使用前尘土落下，其中，预处理机构尘盒3还设有击振架23，预处理击振架23安装于预处理机构尘盒3的尘盒框架24上，预处理机构尘盒3为可更换方形结构，所用筛网22为不锈钢编网；

具体的，如图2、图7和图8所示，遮挡机构设有遮挡板31、重力锤32、收纳盒33和转轴34，遮挡机构电机安装架18上设置有遮挡机构电机8，遮挡机构电机8通过转轴34带动遮挡板31卷动；

为保证遮挡板31顺利展开，在遮挡板31前方加装重力锤32，重力锤32置于淋撒机构支撑腿9中，转轴34旁安装收纳盒33，收纳盒33悬挂于支撑框架6上，当遮挡板31上关闭时，遮挡板31上的粉尘可回收至收纳盒33中；

预处理机构支撑架10与淋撒机构支撑腿9连接，淋撒机构尘盒安装架11与预处理机构支撑架10连接，用于安装淋撒机构尘盒5，其内部尺寸与尘盒尺寸相同，留有一定余量，连接部位设置淋撒机构隔振弹簧20，阻隔预处理机构振击，同时提供淋撒机构击振力，预处理机构尘盒安装架13与预处理机构支撑架10连接，连接部位设置预处理机构隔振弹簧19，阻隔淋撒机构振击，同时提供预处理机构击振力，其上装有预处理机构尘盒挡块12，预处理机构尘盒3安装于预处理机构尘盒安装架13，安装后使用预处理机构尘盒挡块12进行遮挡；

预处理击振机构安装架14与预处理机构尘盒安装架13连接，用于安装预处理击振机构2，淋撒击振机构安装架15与淋撒机构尘盒安装架11连接，用于安装淋撒击振机构1，淋撒机构电机安装架16与预处理机构支撑架10连接，用于安装淋撒机构驱动电机，预处理机构电机安装架17安装于淋撒机构电机安装架16，用于安装预处理机构驱动电机，遮挡机构电机安装架18安装于淋撒机构电机安装架16，用于安装遮挡机构电机8；

淋撒机构工作具体包括以下步骤：

S1、确认遮挡机构处于关闭状态，将预处理机构尘盒3拿出装入粉尘；

S2、将预处理机构尘盒3和淋撒机构尘盒5下的尘盒遮挡板21拿出；

S3、建立空间试验环境；

S4、打开预处理机构的红外灯7和紫外灯4，将电机温控范围设置在电机使用范围内；

S5、打开预处理电机开始进行粉尘预处理；

S6、预处理机构开启一定时间后开启遮挡机构；

S7、打开淋撒机构电机，将电机频率设置在使用范围；

S8、淋撒结束后依次关闭淋撒机构电机、关闭遮挡板31、关闭预处理机构电机、关闭红外灯7、紫外灯4和温控系统。

试验开始后，由预处理击振机构2产生击振力，使预处理机构尘盒3中的粉尘撒落至淋撒机构尘盒5中；

红外灯7和紫外灯4安装在预处理机构尘盒3和淋撒机构尘盒5之间，粉尘撒落过程中由红外灯7和紫外灯4对粉尘进行光照处理；

淋撒机构尘盒5收集到粉尘后开始进行淋撒，由淋撒击振机构1产生击振力，使淋撒机构尘盒5中的粉尘撒落，形成扬尘环境；

试验开始前，遮挡机构处于打开状态，试验开始时，遮挡机构处于关闭状态。

为实现粉尘的预处理，使用真空电机驱动棘轮27进行敲击，使尘盒中的粉尘均匀洒落，粉尘洒落过程中使用红外灯7对粉尘进行高温照射，去除粉尘表面水分，同时使用紫外灯4进行杀菌处理，去除粉尘表面有机物，预处理淋撒后的粉尘直接落于淋撒机构尘盒5中；

淋撒机构尘盒5接收到预处理机构处理后的粉尘后，通过电机控制棘轮27进行敲击扬尘，通过控制电机转动速率调节击振频率，实现粉尘淋撒量的控制；

温控系统由保温层和加热片组成，保温层用涤纶网、镀铝聚酰亚胺膜等组成多层隔热组件包覆电机，同时将加热片和测温片放置于电机表面，通过自动检测调温程序，将电机温度控制于电机耐受温度范围内。

实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。