本實(shí)用新型涉及具有光學(xué)設(shè)備精度和密封雙重安裝要求的航天器或載人登月艙，具體涉及一種真空密封裝置。

背景技術(shù)：

實(shí)踐十號(hào)科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星是專門用于“微重力科學(xué)和空間生命科學(xué)”空間實(shí)驗(yàn)研究的返回式衛(wèi)星，采用兩臺(tái)紅外地球敏感器獲取衛(wèi)星姿態(tài)信息進(jìn)行在軌姿態(tài)捕捉和控制。紅外地球敏感器是航天器姿態(tài)控制系統(tǒng)中廣泛使用不可缺少的光電姿態(tài)敏感器，對(duì)精度要求高，其偏差一般控制在百分之一度的量級(jí)，才能滿足姿態(tài)控制的精準(zhǔn)要求，而除了紅外地球敏感器自身精度外，為敏感器提供安裝基座的裝置的精度也是衛(wèi)星得以實(shí)現(xiàn)姿態(tài)精準(zhǔn)控制的關(guān)鍵因素之一。對(duì)于大多數(shù)無密封要求的低軌道或高軌道衛(wèi)星如遙感衛(wèi)星、資源衛(wèi)星等，紅外地球敏感器安裝在結(jié)構(gòu)板上，當(dāng)整流罩拋離、衛(wèi)星入軌后，敏感器的工作位置直接開敞暴露于外太空，工作環(huán)境不受艙壓變化等載荷的干擾，容易獲得良好的精度。而實(shí)踐十號(hào)衛(wèi)星的紅外地球敏感器是安裝在有密封要求的密封艙艙外，則需要考慮以下幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：一是由于實(shí)踐十號(hào)衛(wèi)星發(fā)射時(shí)無整流罩，依靠星體外表面作為彈頭發(fā)射升空，需保證衛(wèi)星外表面盡可能無凸起物，因此需在密封艙的側(cè)壁為紅外地球敏感器設(shè)計(jì)單獨(dú)的凹艙，既能為敏感器提供一個(gè)可靠的安裝基座，又能與密封艙艙內(nèi)環(huán)境隔離，保證敏感器安裝后暴露在真空環(huán)境，且不影響密封艙的密封性能；二是密封艙在軌時(shí)內(nèi)部留有型號(hào)任務(wù)所必須的大氣壓力，而艙內(nèi)氣體的溫度冷熱交變會(huì)使艙壓產(chǎn)生波動(dòng)變化，導(dǎo)致薄壁蒙皮結(jié)構(gòu)的艙壁和凹艙隨氣壓波動(dòng)發(fā)生膨脹或收縮變形，影響紅外地球敏感器工作精度。因此需要設(shè)計(jì)一種裝置，既能實(shí)現(xiàn)與密封艙的密封隔離，保證密封艙的可靠密封，又能為紅外地球敏感器提供牢固的安裝基體，還能消除艙壓變化帶來的精度偏移。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是：提供一種真空密封裝置，既能滿足在軌密封要求，又能消除艙壓變化會(huì)導(dǎo)致的光學(xué)精度偏移。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種用于補(bǔ)償光學(xué)裝置精度偏移的真空密封裝置，它包括：安裝基座、彈性補(bǔ)償器以及密封罩；

安裝基座由螺栓連接的連接筒A、連接筒B組成；連接筒A為兩端設(shè)有連接凸臺(tái)的圓筒結(jié)構(gòu)，連接筒B為三級(jí)收縮的階梯圓筒結(jié)構(gòu)；連接筒B的最大端用于安裝紅外地球敏感器，最小端用于與連接筒A對(duì)接，在對(duì)接處設(shè)有非金屬隔熱墊；

彈性補(bǔ)償器采用橡膠材料，具有多層結(jié)構(gòu)，隨艙內(nèi)壓力波動(dòng)進(jìn)行彈性調(diào)整；彈性補(bǔ)償器套接在連接筒A的外部，與連接筒A兩端的連接凸臺(tái)密封連接；每層彈性補(bǔ)償器內(nèi)部與連接筒A外壁之間設(shè)有一個(gè)抗外壓失穩(wěn)鋼圈；

密封罩為一端大一端小的縮口筒狀結(jié)構(gòu)，其側(cè)壁設(shè)有安裝法蘭；密封罩套接在連接筒B的外部，并通過其小端與連接筒A一端的連接凸臺(tái)密封連接。

本實(shí)用新型的另一個(gè)技術(shù)方案是：一種用于補(bǔ)償光學(xué)裝置精度偏移的真空密封裝置的安裝方法，它基于如上所述的一種用于補(bǔ)償光學(xué)裝置精度偏移的真空密封裝置，包括以下步驟：

A.將密封罩焊接在密封艙艙壁預(yù)設(shè)的蒙皮翻邊上，經(jīng)過X光檢測(cè)和焊縫氣密檢查，保證滿足使用焊縫要求；

B.將連接筒A與密封艙的主梁進(jìn)行艙外連接到位；將彈性補(bǔ)償器套裝到連接筒A上進(jìn)行連接，并設(shè)置抗外壓失穩(wěn)鋼圈，連接前需對(duì)接觸面凈化處理以確保密封；

C.將步驟B中安裝完成的部件進(jìn)行在密封艙內(nèi)的組裝；

D.調(diào)整并連接彈性補(bǔ)償器和密封罩，連接前需對(duì)接觸面凈化處理以確保密封；

E.將連接筒B從密封艙艙壁的開放窗口處放入，并與連接筒A連接，連接處設(shè)有非金屬隔熱墊；

F.將紅外地球敏感器從密封艙艙壁的開放窗口處放入，并安裝到連接筒B上。

有益效果：(1)本實(shí)用新型采用密封罩實(shí)現(xiàn)艙內(nèi)艙外環(huán)境的隔離，借助于彈性補(bǔ)償器實(shí)現(xiàn)密封艙的密封和變形補(bǔ)償功能，利用安裝基座實(shí)現(xiàn)設(shè)備和補(bǔ)償器的安裝，順利解決了無整流罩有密封要求的衛(wèi)星艙外紅外地球敏感器的安裝問題；

(2)彈性補(bǔ)償器有效地保證了紅外地球敏感器這種有高精度要求設(shè)備的工作精度。衛(wèi)星發(fā)射前在地面進(jìn)行了密封艙艙體充壓前后的精度測(cè)試，敏感器的軸線精度在艙壓變化的兩個(gè)極限位置區(qū)間內(nèi)變化量始終控制在0.7′～1.7′的范圍內(nèi)，滿足敏感器的正常工作指標(biāo)要求，且遠(yuǎn)優(yōu)于密封艙上其他無彈性補(bǔ)償器設(shè)備安裝后的實(shí)測(cè)精度。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型在密封艙內(nèi)的安裝示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1，一種用于補(bǔ)償光學(xué)裝置精度偏移的真空密封裝置，它包括：安裝基座1、彈性補(bǔ)償器2以及密封罩3；

安裝基座1由通過螺栓7連接的連接筒A1-1和連接筒B1-2組成；連接筒A1-1為兩端設(shè)有連接凸臺(tái)的圓筒結(jié)構(gòu)，連接筒B1-2為三級(jí)收縮的階梯圓筒結(jié)構(gòu)；連接筒B1-2的最大端用于安裝紅外地球敏感器12，最小端用于與連接筒A1-1對(duì)接；本例中連接筒A1-1的最大外徑Ф160mm，與彈性補(bǔ)償器2最大外徑位置相匹配；連接筒A1-1最小外徑Ф100mm，與連接筒B1-2相匹配。連接筒A1-1的一端通過連接件4與主梁9相連，另一端通過螺栓7與連接筒B1-2相連；由于連接筒A1-1需要適應(yīng)與主梁9的連接、與彈性補(bǔ)償器2的連接、與連接筒B1-2的連接，因此除協(xié)調(diào)與三者之間的連接關(guān)系外，還需依據(jù)飛行任務(wù)期不同工況的載荷對(duì)零件自身的強(qiáng)度剛度以及連接強(qiáng)度進(jìn)行校核，以確定零件基本參數(shù)和連接點(diǎn)數(shù)量。連接筒B1-2最小外徑Ф100mm，用于與連接筒A1-1相匹配，最大外徑Ф244mm，以滿足紅外地球敏感器12的安裝要求。安裝基座1在密封艙10內(nèi)的安裝為懸臂結(jié)構(gòu)，紅外地球敏感器12安裝在懸臂的最遠(yuǎn)端。此外由于實(shí)踐十號(hào)所用的紅外地球敏感器有嚴(yán)格的熱控要求，艙內(nèi)氣體溫度的高低溫交變會(huì)影響成像精度，因此在連接筒A1-1、連接筒B1-2之間采用非金屬隔熱墊進(jìn)行熱傳遞的隔離。

彈性補(bǔ)償器2選用丁腈橡膠做為主材料，具有多層結(jié)構(gòu)，隨艙內(nèi)壓力波動(dòng)進(jìn)行彈性調(diào)整，同時(shí)要滿足實(shí)踐十號(hào)衛(wèi)星在軌空間環(huán)境的需要并保證艙體的可靠密封；彈性補(bǔ)償器2套接在連接筒A1-1的外部，與連接筒A1-1兩端的連接凸臺(tái)密封連接，兩端的連接凸臺(tái)間距決定了彈性補(bǔ)償器2的長(zhǎng)度尺寸，進(jìn)而確定彈性補(bǔ)償器2的層數(shù)；在本例中，彈性補(bǔ)償器2的總長(zhǎng)為119mm，最小內(nèi)徑Ф120mm，最大外徑(翻邊)Ф160mm，壁厚不小于1.3mm，層數(shù)6層。由于補(bǔ)償器在軌工作時(shí)受來自密封艙內(nèi)部的大氣壓力所施加的外壓，在外壓下會(huì)產(chǎn)生失穩(wěn)，因此在每層彈性補(bǔ)償器2內(nèi)部與連接筒A1-1外壁之間設(shè)有6個(gè)抗外壓失穩(wěn)鋼圈2-1。

密封罩3為一端帶有縮口的筒狀結(jié)構(gòu)，其外圓周面上根據(jù)任務(wù)需要焊接有電纜穿艙插座的安裝法蘭3-1，安裝法蘭3-1與密封罩3之間采用密封圈來保證密封；密封罩3套接在連接筒B1-2的外部，并通過其縮口端與連接筒A1-1一端的連接凸臺(tái)密封連接；本例中，密封罩3采用2.5mm厚5A06鋁板滾彎焊接成形，外徑Ф285mm，用于與密封艙側(cè)壁蒙皮預(yù)留的翻邊孔進(jìn)行對(duì)焊，用于滿足紅外地球敏感器12的安裝和測(cè)試空間，并留有足夠的觀測(cè)視野；密封罩3縮口端外徑Ф160mm，用于與彈性補(bǔ)償器2連接，在滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度剛度設(shè)計(jì)原則前提下盡可能小型化設(shè)計(jì)，目的是降低密封罩和艙體間的密封環(huán)節(jié)尺寸，提高密封可靠性。整個(gè)密封罩3與密封艙體隔離，其內(nèi)部空間為直接對(duì)外的真空環(huán)境，借助于焊縫及補(bǔ)償器的橡膠材質(zhì)實(shí)現(xiàn)密封罩與密封艙之間的密封。

密封罩3作為密封艙10側(cè)壁上獨(dú)立存在的凹艙，在整個(gè)飛行試驗(yàn)過程中其外表面會(huì)受到來自密封艙艙內(nèi)壓力作用的外壓，因此密封罩3設(shè)計(jì)完成后必須進(jìn)行外壓強(qiáng)度校核，并通過對(duì)密封艙10艙內(nèi)注水開展水壓試驗(yàn)，在密封罩3內(nèi)表面用專用地面設(shè)備監(jiān)控罩體受力后的應(yīng)力變化和變形情況。本例所用密封罩3的構(gòu)型和厚度可用于承受0.5～1大氣壓外壓工況。

真空密封裝置安裝于設(shè)有主梁9的密封艙10內(nèi)；在與主梁9相對(duì)面的密封艙10艙壁處設(shè)有開放窗口，窗口邊緣預(yù)設(shè)蒙皮翻邊；密封罩3的大端與窗口蒙皮翻邊焊接，連接筒1-1與主梁9通過連接件4固定連接。

實(shí)施例2：一種用于補(bǔ)償光學(xué)裝置精度偏移的真空密封裝置的安裝方法，它基于實(shí)施例1所述的一種用于補(bǔ)償光學(xué)裝置精度偏移的真空密封裝置，包括以下步驟：

A.將密封罩3焊接在密封艙10艙壁預(yù)設(shè)的蒙皮翻邊上，經(jīng)過X光檢測(cè)和焊縫氣密檢查，保證滿足使用要求；

B.將連接筒A1-1與密封艙10的主梁9進(jìn)行艙外連接到位；將彈性補(bǔ)償器2套裝到連接筒A1-1上進(jìn)行連接，并設(shè)置抗外壓失穩(wěn)鋼圈2-1，連接前需對(duì)接觸面凈化處理以確保密封；

C.將步驟B中安裝完成的部件進(jìn)行在密封艙10內(nèi)的組裝；

D.調(diào)整并連接彈性補(bǔ)償器2和密封罩3，連接前需對(duì)接觸面凈化處理以確保密封；

E.將連接筒B1-2從密封艙10艙壁的開放窗口處放入，并與連接筒A1-1連接，連接處設(shè)有非金屬隔熱墊；

F.將紅外地球敏感器12從密封艙10艙壁的開放窗口處放入，并安裝到連接筒B1-2上。