星載斯特林制冷機(jī)污染控制工藝研究

2010-08-25 王田剛 蘭州物理研究所,真空低溫技術(shù)與物理國家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

  污染是影響星載斯特林制冷機(jī)壽命的關(guān)鍵因素。為提高制冷機(jī)可靠性,必須對(duì)污染進(jìn)行控制。主要介紹了污染對(duì)制冷機(jī)性能的影響以及污染控制的工藝處理方法。

1、引言

  星載斯特林制冷機(jī)因具有制冷溫度范圍寬、制冷量大、效率高、啟動(dòng)快等諸多優(yōu)點(diǎn)已廣泛應(yīng)用于空間探測(cè),其工作壽命業(yè)已達(dá)到空間使用要求。根據(jù)國內(nèi)外大量試驗(yàn)與分析,影響制冷機(jī)工作壽命的的主要因素有:工質(zhì)泄漏、板彈簧的彈性疲勞、活塞與氣缸之間的磨損以及工質(zhì)污染等。隨著制冷機(jī)相應(yīng)的激光、電子束焊接工藝的進(jìn)一步成熟,工質(zhì)的泄漏問題已得到解決,整機(jī)漏率已能滿足使用要求;板彈簧的彈性疲勞問題通過線形優(yōu)化設(shè)計(jì)以及從加速疲勞試驗(yàn)獲得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明也已基本解決;在采用有機(jī)材料與金屬的合理摩擦配副后,活塞與氣缸耐磨潤滑性也獲得顯著提高。目前,污染控制問題是保證制冷機(jī)長壽命的關(guān)鍵因素。作者主要介紹防止制冷機(jī)工質(zhì)污染的相關(guān)工藝研究[1]。

2、制冷機(jī)污染的主要來源

  斯特林制冷機(jī)是以氦氣為工質(zhì)進(jìn)行工作的,從制冷機(jī)的工質(zhì)充裝、夾封以及后來的長期運(yùn)行過程中,有很多污染源會(huì)引入。

2.1、氣源污染

  工業(yè)用氦氣一般純度為99.9%左右,其中仍存有大量雜質(zhì)氣體,如氫氣、水、氮?dú)狻⒀鯕、二氧化碳等,如果直接?dāng)作斯特林制冷機(jī)的工質(zhì),雜質(zhì)氣體會(huì)直接影響制冷機(jī)性能。

5、結(jié)論

  污染控制是影響星載斯特林制冷機(jī)壽命的關(guān)鍵因素,從工程應(yīng)用上講,污染控制已進(jìn)入實(shí)際工藝性階段,需從工藝可行性、可靠性上著手,將氣體純化、充氣置換、烘烤除氣等工藝具體應(yīng)用到產(chǎn)品研制生產(chǎn)過程中,以保證星載斯特林制冷機(jī)的長壽命與高可靠。

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