具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明：

具体实施方式一：参见图1-11说明本实施方式。本实施方式所述的具有防尘功能的月球低温环境模拟胀板式半体热沉结构，包括立式主热沉、设备/样品通道热沉、原位副舱热沉和过渡舱热沉，所述立式主热沉的两侧分别安装有原位副舱热沉和过渡舱热沉，前侧安装有设备/样品通道热沉；

所述设备/样品通道热沉、原位副舱热沉和过渡舱热沉均设置有配有供液管路和回液管路的液氮法兰9，所述立式主热沉的筒壁由若干纵向的热沉胀板组成，筒底由若干胀板单元拼成；

在试验过程中向热沉胀板内通入液氮，将冷量传递给热沉胀板，热沉胀板再通过辐射换热的方式将冷量传递给试验件，为试验提供所需的低温冷背景，模拟太空的冷黑环境，热沉胀板内流动的液氮与月尘舱的舱体进行对流换热，在试验结束后，向热沉结构内通入高温氮气，使热沉结构的温度恢复到室温，以便容器复压开门。

根据容器结构和技术要求，热沉舱热沉结构由立式主热沉、设备/样品通道热沉、原位副舱热沉和过渡舱热沉组成，如图所示。其中，立式主热沉包括筒体热沉5和底部热沉6，筒体热沉5的有效空间为Φ3000-4000mm(内径)×3000-4000mm(直筒段)，设备/样品舱热沉的有效空间尺寸为Φ2000-3000mm(内径)×300-700mm(直筒段)，原位舱热沉的有效空间尺寸为Φ800-1200mm(内径)×800-1200mm(直筒段)，过渡舱热沉的有效有效空间尺寸为Φ800-1200mm(内径)×300-700mm(直筒段)。

(1)、过渡舱热沉

过渡舱热沉为卧式结构，由过渡舱筒体热沉1和过渡舱舱门热沉2二部分组成，所述过渡舱筒体热沉1与立式主热沉连接，其开口端安装有过渡舱舱门热沉2，有效空间为Φ800-1200mm×300-700mm(直筒段)，结构形式和设备/样品通道热沉7相同。过渡舱热沉配置有两个供液管路和两个回液管路，共4个液氮法兰9。

过渡舱筒体热沉1汇总管布置在上下两端。过渡段筒体热沉1配有一进一出两个液氮法兰9。

过渡舱舱门热沉2为圆盘形热沉，直径为Φ800-1200mm。

过渡舱舱门热沉2进出液为下进上出形式，一路供液管路，一路回液管路，如图11所示。

(2)、原位副舱热沉

原位副舱热沉为卧式结构，由原位副舱筒体热沉3和原位副舱舱门热沉4二部分组成，所述原位副舱筒体热沉3与立式主热沉连接，其开口端安装有原位副舱舱门热沉4，有效空间为Φ800-1200mm×800-1200mm，结构形式和设备/样品通道热沉7相同。原位副舱热沉配有有两个供液管路和两个回液管路，共4个可供液氮进出的液氮法兰9。

原位副舱筒体热沉3汇总管布置在上下两端。原位副舱筒体热沉3配有一个供液管路和一个回液管路的两个液氮法兰9。

原位副舱舱门热沉4为圆盘形热沉，直径为Φ800-1200mm。原位副舱舱门热沉4进出液为下进上出形式，一路供液管路，一路回液管路。

(3)、筒体热沉

筒体热沉5为圆筒形热沉，内径Φ3000-4000mm，高度3000-4000mm。筒体热沉由10片胀板单元组成，相邻胀板单元之间有裙边，用于遮挡安装缝隙。热沉配有两对进出液氮法兰，采用下进上出的供液方式。

(4)、底部热沉

底部热沉6为圆盘形热沉，所述底部热沉6安装于筒体热沉5的底部，底部热沉6直径Ф3000-4000mm，如图9所示，采用4块胀板拼接而成，底部热沉6上开有圆孔供穿过支撑平台柱子用。

底部热沉6预留人员进出小门，进出小门的尺寸为800mm×650mm，以便人员进出容器底部进行月尘的清理。所述进出小门为旋转开门形式，即可对热沉开孔进行遮挡，又能在试验前期和停机过程中充当防污染板。

(5)设备/样品通道热沉

设备/样品通道舱热沉安装在样品输送通道内，由通道舱筒体热沉7和通道舱大门热沉8组成，所述通道舱筒体热沉7与立式主热沉连接，其开口端安装有大门热沉8，有效空间为Φ2000-3000mm(内径)×300-700mm(直筒段)。通道舱筒体热沉7为卧式结构，汇总管布置在上下两端。过渡段筒体热沉配有一进一出两个液氮法兰9。

通道舱大门热沉8为圆盘形热沉，直径为Φ2000-3000mm。大门热沉进出液为下进上出形式，一路供液管路，一路回液管路。

为了便于热沉结构的安装与维护，热沉结构的进出液口结构必须采用可拆卸式进出口结构设计。

为了减少热沉结构的冷量损失，保证热沉结构的工作效率，对于热沉结构上的备用开孔，要求采用可拆卸遮挡盖板，将其开孔挡住，根据使用要求，热沉结构设计开孔位置和数量与容器的液氮法兰一一对应。另外，还提供用于控制测量线缆穿过的开孔，悬挂吊点热沉开口，导轨支腿开孔，以及踏板支腿开孔。当部分容器的液氮法兰不使用时，热沉结构设计有阻挡热辐射的挡板，可将热沉开孔遮挡，以弥补热沉开孔造成冷黑面积减少的影响，同时也防止试验产生的气体颗粒落入热沉结构与容器之间的夹层中；对于热沉结构上的备用开孔，设计中采用可拆卸遮挡盖板将其开孔挡住，以保证热沉结构的冷量损失；

热沉胀板单元由一块弹性热沉壁板10和一块固定热沉壁板11构成，所述弹性热沉壁板10固定在固定热沉壁板11上，弹性热沉壁板10受热后发生形变，与固定热沉壁板11结合形成两个通液氮与氮气的通道。

所述弹性热沉壁板10和固定热沉壁板11利用焊接在一起，形成不同形式的流道，然后利用液压手段使两片板胀起，形成最终的流道。

这类结构热沉的优点是加工周期短，不锈钢材质本身的低温性能好，真空性能优越，由于结构本身使热沉板面都能接触到低温介质，温度均匀性好。承受热负荷的能力及温度均匀性均会好于管板式热沉，不锈钢导热慢的缺陷也得到解决热沉结构必须选用易于防尘和除尘的结构、材料及表面处理方案；热沉胀板选用的是不锈钢板材，热沉胀板两层壁板表面平整，无明显凹槽，和传统不锈钢管焊接铜翅片结构相比，不容易产生月尘等颗粒固体物的沉积现象。

热沉结构在试验过程中向热沉胀板内通入液氮，为试验提供所需的低温冷背景，模拟太空的冷黑环境，热沉胀板内流动的液氮与月尘舱的舱体进行对流换热，将冷量传递给热沉壁板，热沉壁板再通过辐射换热的方式将冷量传递给试验件。在试验结束后，向热沉结构内通入高温氮气，使热沉结构的温度恢复到室温，以便容器复压开门。

另外，热沉结构自身构成为一个光学密闭空间，灰尘等不易进入到热沉和容器之间的夹层缝隙中。在设计过程中会考虑尽量减少热沉开孔，同时在热沉孔不使用的情况下，使用挡板将孔遮挡，保证月尘等尘埃颗粒不进入到热沉结构与容器壁之间的夹层中。

热沉结构在经受平均热负荷≤400W/m²时，热沉结构内表面的平均温度≤100K，温度均匀性误差≤±5K，热沉结构表面吸收率＞0.9。

降温时间：从常温常压到试验工作压力(空载压力10^-5Pa量级)、热沉温度≤100K时，所需时间≤10h。

升温时间：热沉温度从100K回复到常温、容器回复到常压时，所需时间≤10h；

热沉结构的最大工作压力为0.8MPa，热沉结构的功能是向热沉内通入液氮，为试验提供100K的低温冷背景，模拟太空的冷黑环境。试验工况结束后，向热沉内通入高温氮气，使热沉的温度恢复到20℃以上，以便容器复压开门。

整个热沉结构面向试验件的表面涂特制黑漆，黑漆的性能指标为：半球向发射率εh≥0.88±0.02。

整个热沉结构面向试验件的表面布置若干Pt100铂电阻。

热沉结构总漏率指标要求：小于1.3×10^-6Pa.m³/s。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明。所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，还可以是上述各个实施方式记载的特征的合理组合，凡在本发明精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。