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真空系統應用——空間模擬腔體

來源:普發真空中國

  華沙的等離子物理學和激光微熔研究所(IFPiLM)進行基礎等離子物理學研究。在歐盟第七研究框架計劃的贊助下,該研究所在開發和檢驗電力空間推進系統。

  這些電力空間推進系統——由于它們的有效成分,即離子推進器或等離子推進器——采用的是類似于傳統火箭系統的射流力原理。

  傳統的火箭系統必須運載大量燃料來產生充分的推進力,而電力推進系統使用電力場將小粒子加速至高速度,并從推進器以極高速度發射出。這種高排出速度大大地減少了所需的燃料的量。離子推進器的這種特性使得它們非常適合于校正衛星的位置。

  雖然相對于傳統推進系統,離子推進器只產生相對較低的推力,但是它們能夠一次產生數月不間斷的推進力。從而可以為推進的宇宙飛船不斷地加速。

真空系統應用——空間模擬腔體

圖1:真空腔室

  相比傳統的火箭推進系統的另一個特殊特點是,離子推進器只在太空或在真空中工作。

  因此,在開發過程中測試離子推進器的性能時,需要創造與太空類似的條件。這就要求能夠產生與太空同樣壓力條件的測試系統。真空技術網(http://www.sakcw.tw/)認為這種系統必須能夠確保推進器在最大推力下工作時,都能持續模擬太空中的環境。

  這造就了對真空系統的大體積要求:

  試驗艙必須大到足夠容納推進器。

  干式前級泵系統抽速必須大于450 m³/h,以便能夠在十分鐘內形成1×10-2 hPa的前級真空壓力。

  需要抽速約2900 l / s(對于氮氣)和高壓縮的渦輪分子泵作為高真空泵系統。必須要能夠在不到三小時內獲得≤ 1×10-6 hPa的最終壓力。

  需要基于PLC的控制器來控制系統的手動和自動測試。

  真空解決方案

  普發真空開發的真空解決方案為了滿足這種應用的具體需求而定制,并且滿足IFPiLM制定的規范:

  為此專門設計了體積為2 m³ 的水平圓柱形真空室。該真空室具有經過玻璃珠噴砂處理的內部,能夠減小來自表面的脫氣率,真空技術網(http://www.sakcw.tw/)認為從而獲得快速的抽真空能力。具有快速開關機構的不銹鋼門使客戶能夠輕松進出真空室。真空室裝配有各種法蘭,為客戶提供了連接附加組件的廣泛選擇。客戶還要求整個真空室有±25 mm的高度調節。

  一臺磁懸浮渦輪分子泵 HiPace 3400 MC 被選為高真空泵,以確保可以獲得所需的真空、抽速和清潔度。由于可靠性高,無潤滑ACG600 羅茨泵被用作前級泵。

真空系統應用——空間模擬腔體

圖2:控制面板

真空系統應用——空間模擬腔體

圖3:IFPiLM檢測霍爾推進器

  安裝了基于PLC的控制器,用于操作整體系統。所有試驗步驟可以通過數據可視化進行監控,控制器可以保存測試過程中記錄的所有數據。

  方案優勢:

  定制的真空解決方案

  基于智能控制器,具有一系列模擬模式

  干泵系統,保證最大清潔度

  高抽速確保在最短時間內達到指定的真空環境

  通過使用高能效的泵降低運營成本

  普發真空工程師在現場對整體系統的專業調試

真空系統應用——空間模擬腔體

圖4:前級真空泵組

真空系統應用——空間模擬腔體

圖5: HiPace MC 渦輪分子泵

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