[发明专利]一种用于吸附姿轨控发动机羽流气体的深冷低温泵

权利要求书

1.一种用于吸附姿轨控发动机羽流气体的深冷低温泵，简称羽流吸附泵，专门用于吸附卫星(飞船、空间站)发动机的羽流气体。其特征在于：包括羽流吸附泵骨架1、羽流吸附泵管板2、绝缘垫3(大筒用)、绝缘垫4(中筒用)、U型螺栓5、绝缘垫6(大筒用)、绝缘垫7(中筒用)、绝缘垫8(小筒下部用)、绝缘垫9(小筒侧下部用)、U型螺栓10、绝缘垫11、绝缘垫12、U型螺栓13、绝缘垫14、U型螺栓15、绝缘垫16(小筒用)、绝缘垫17、U型螺栓18、绝缘垫19、绝缘垫20、U型螺栓21、绝缘垫22、法兰23、法兰24、法兰25、法兰26、波纹管组件27、滚轮组件28、波纹管组件29、支管30、翅片31、螺母32、垫圈33、螺钉34、螺母35、垫圈36、螺栓37、螺母38、垫圈39、螺钉40、密封图41、密封圈42、螺栓43、螺母44、垫圈45、密封圈46、法兰47、螺钉48；采用下进上出形式，同侧流入、同侧流出，即流体从羽流吸附泵右下侧流入，右上侧流出。

2.根据权利要求1所述的羽流吸附泵，其特征在于：羽流吸附泵骨架1由三个同心圆筒形骨架组成，骨架材料选用304L(00Cr19Ni10)不锈钢；羽流吸附泵管板2由三个同心圆管板组成。羽流吸附泵骨架1通过聚四氟乙烯垫支撑羽流吸附泵管板2，并把三个同心的羽流吸附泵管板连接成为一个整体，方便安装及拆卸。

3.根据权利要求1所述的羽流吸附泵，其特征在于：羽流吸附泵的圆筒直径和其轴向长度之间近似成正比关系，即圆筒直径越大，其轴向长度越长。三个同心圆筒成锥形排列，其外延轴向落差相等，取其内筒直径的1/4为宜。

4.根据权利要求1所述的羽流吸附泵，其特征在于：每一个圆筒均由热沉管板焊接而成，根据吸附气体的不同，热沉管板结构形式和选材有所不同，管板由支管30和翅片31焊接而成。支管30内通制冷介质，介质的种类取决于流场气体的性质，常用介质有液氮、液氢、液氦等。支管30材料选用不锈钢。当制冷介质为液氦时，支管30采用316L(00Cr17Ni14Mo2)不锈钢，因为液氦热沉的工作温度为-269℃，必须选用含镍量更高的316L(00Cr17Ni14Mo2)，由于含镍量高，奥氏体稳定性更好，保证热沉管板在液氦温度下使用不会发生冷漏问题。

5.根据权利要求1所述的羽流吸附泵，其特征在于：不锈钢支管30截面尺寸取Φ22×2.2mm。不锈钢支管30间距取200mm。

6.根据权利要求1所述的羽流吸附泵，其特征在于：翅片31采用T2紫铜、低温导热性能好、可有效保证热沉温度均匀性。翅片31厚度取1.5mm，既保证温度均匀性、又保证刚度。

7.根据权利要求1所述的羽流吸附泵，其特征在于：羽流吸附泵冷却管板由大、中小三个圆筒组成，分别套在羽流吸附泵骨架的大、中、小筒内，冷却管板与骨架圆筒之间仅靠几个U形螺栓如A-A、B-B、D-D、E-E所示进行连接，只有剖面E-E处的U形螺栓是拧紧的，其余均有间隙，这样冷却管板在通入制冷介质冷却时，就会以E-E为中心自由伸缩，由于在每个骨架筒的下面和120°处，均有通长的三个绝缘垫，因而冷却筒是支撑在聚四氟乙烯的绝缘垫上，由于聚四氟乙烯的摩擦系数很小，故冷却筒的伸缩量是比较自由的。

8.根据权利要求1所述的羽流吸附泵，其特征在于：绝缘垫采用聚四氟乙烯；密封圈采用丁晴橡胶；采用U型螺栓，便于安装及消减接触部件之间的热胀冷缩影响；焊接不锈钢支管和紫铜翅片时，采用镍基焊丝(例如inconel 182)作为填充材料，采用“氩弧钎焊”技术。

9.根据权利要求1所述的羽流吸附泵，其特征在于：采用低温冷凝原理，所采用的低温介质为液氦(温度为4K左右)、液氢、液氮等，可以吸附绝大多数气体分子，达到极高的真空度。

10.根据权利要求1所述羽流吸附泵，其特征在于：工作时，羽流吸附泵的内伸端正对发动机羽流喷流方向；低温泵安装在羽流流场的外核心区，既不能破坏羽流流场，又便于吸附流场残余气体，保持流场的动态真空度在一定的范围。