星载斯特林制冷机污染控制工艺研究

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)兰州物理研究所,真空低温技术与物理国家级重点实验室 作者:王田刚

  污染是影响星载斯特林制冷机寿命的关键因素。为提高制冷机可靠性,必须对污染进行控制。主要介绍了污染对制冷机性能的影响以及污染控制的工艺处理方法。

1、引言

  星载斯特林制冷机因具有制冷温度范围宽、制冷量大、效率高、启动快等诸多优点已广泛应用于空间探测,其工作寿命业已达到空间使用要求。根据国内外大量试验与分析,影响制冷机工作寿命的的主要因素有:工质泄漏、板弹簧的弹性疲劳、活塞与气缸之间的磨损以及工质污染等。随着制冷机相应的激光、电子束焊接工艺的进一步成熟,工质的泄漏问题已得到解决,整机漏率已能满足使用要求;板弹簧的弹性疲劳问题通过线形优化设计以及从加速疲劳试验获得的试验数据表明也已基本解决;在采用有机材料与金属的合理摩擦配副后,活塞与气缸耐磨润滑性也获得显著提高。目前,污染控制问题是保证制冷机长寿命的关键因素。作者主要介绍防止制冷机工质污染的相关工艺研究[1]

2、制冷机污染的主要来源

  斯特林制冷机是以氦气为工质进行工作的,从制冷机的工质充装、夹封以及后来的长期运行过程中,有很多污染源会引入。

2.1、气源污染

  工业用氦气一般纯度为99.9%左右,其中仍存有大量杂质气体,如氢气、水、氮气、氧气、二氧化碳等,如果直接当作斯特林制冷机的工质,杂质气体会直接影响制冷机性能。

5、结论

  污染控制是影响星载斯特林制冷机寿命的关键因素,从工程应用上讲,污染控制已进入实际工艺性阶段,需从工艺可行性、可靠性上着手,将气体纯化、充气置换、烘烤除气等工艺具体应用到产品研制生产过程中,以保证星载斯特林制冷机的长寿命与高可靠。

参考文献:
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