專(zhuān)利名稱(chēng)：一種單向槽道串聯(lián)式端框制冷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種單向槽道串聯(lián)式端框制冷裝置，屬于低溫制冷領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
飛行器在大氣層中高速飛行時(shí)，由于其某些特定功能的需求，必須滿(mǎn)足其光學(xué)窗口的有效降溫及冷卻。當(dāng)前的制冷技術(shù)方法主要有氣膜冷卻及光學(xué)窗口玻璃內(nèi)冷兩種方法，然而上述兩種制冷方法技術(shù)難度大，成本要求高，且嚴(yán)重干擾飛行器光學(xué)窗口正常工作?？紤]到技術(shù)難點(diǎn)及技術(shù)實(shí)施成本，迫切需要研制一種冷卻效果好、使用方便、成本低廉、 能夠全面冷卻端框的制冷裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種單向槽道串聯(lián)式端框制冷裝置，所述裝置利用槽道內(nèi)冷卻劑的蒸發(fā)潛熱吸收光學(xué)窗口傳遞給端框的大量熱量，從而有效實(shí)現(xiàn)光學(xué)窗口的制冷， 具有冷卻溫度低、效果好、使用方便、實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的目的由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種單向槽道串聯(lián)式端框制冷裝置，所述裝置包括框體、排液出氣口、冷卻劑進(jìn)液口、冷卻劑槽道；其外形可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)為任意形狀，所述框體為外邊緣有螺孔的分層結(jié)構(gòu)，框體中每層均刻有開(kāi)口回字形冷卻劑槽道，其中上邊第一層冷卻劑槽道在反面開(kāi)口朝下，其余各層冷卻劑槽道均在正面開(kāi)口朝上，各層之間焊接在一起，并使冷卻劑槽道密封， 形成回字形密封管路；第一層和第二層焊接時(shí)中間有夾片，使兩層的冷卻劑槽道隔開(kāi)，分別形成兩層管路；冷卻劑槽道回字形開(kāi)口處作為排液出氣口和冷卻劑進(jìn)液口的安裝空間，排液出氣口、冷卻劑進(jìn)液口與框體焊接在一起；框體上一側(cè)設(shè)有一個(gè)實(shí)心箱體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部刻有兩個(gè)豎直槽道，一個(gè)槽道連接冷卻劑進(jìn)液口和第一層管路，另一個(gè)槽道連接排液出氣口和最底層管路，這兩個(gè)槽道視為冷卻劑進(jìn)液口導(dǎo)管和排液出氣口導(dǎo)管。其中排液出氣口導(dǎo)管的高度高于冷卻劑進(jìn)液口導(dǎo)管的高度，且排液出氣口導(dǎo)管與冷卻劑進(jìn)液口導(dǎo)管之間的間隙盡可能??；設(shè)第一層管路為A，第二層管路為B，第三層管路為C ；其中A管路的一端與冷卻劑進(jìn)液口聯(lián)通，另一端靠近排液出氣口，并通過(guò)豎直通道D與B管路靠近排液出氣口的一端聯(lián)通，B管路的另一端位于冷卻劑進(jìn)液口的正下方，通過(guò)豎直通道E與C管路的一端聯(lián)通，C管路的另一端與排液出氣口聯(lián)通，由此形成冷卻劑進(jìn)液口一 A-D-B-E-C —排液出氣口單項(xiàng)串聯(lián)管路；所述框體中分層結(jié)構(gòu)的層數(shù)為2 6層；本發(fā)明所述裝置的冷卻原理通過(guò)冷卻劑進(jìn)液口向框體內(nèi)部冷卻劑槽道加注足量壓力為2MPa的冷卻劑，由于框體內(nèi)冷卻劑槽道加大了冷卻劑與框體換熱面積，加上其內(nèi)部冷卻劑槽道為單向串聯(lián)結(jié)構(gòu)，使得冷卻劑與框體充分換熱，使框體溫度下降。當(dāng)框體溫度降至設(shè)定范圍內(nèi)時(shí)，封閉冷卻劑加注口，多余的氣液即可通過(guò)排液出氣口排于裝置之外。利用冷卻劑槽道的結(jié)構(gòu)特征限制冷卻劑流向及流量，結(jié)合熱傳導(dǎo)現(xiàn)象使得冷卻劑能充分與框體冷卻劑槽道內(nèi)壁接觸，利用冷卻劑的蒸發(fā)潛熱所吸收的大量熱量，從而有效實(shí)現(xiàn)框體表面的降溫，最終冷卻光學(xué)窗口，實(shí)現(xiàn)飛行器在大氣層中飛行時(shí)光學(xué)窗口的特定功能。有益效果(1)本發(fā)明的單向槽道串聯(lián)式端框制冷裝置采用了冷卻劑槽道對(duì)冷卻劑的限向、 限流和增大換熱面積的方法實(shí)現(xiàn)了框體表面大幅度制冷和降溫，避免了使用氣膜冷卻方法帶來(lái)的湍流擾動(dòng)所產(chǎn)生的嚴(yán)重的氣動(dòng)光學(xué)效應(yīng)問(wèn)題，也避免了光學(xué)窗口玻璃內(nèi)冷方法帶來(lái)的在光學(xué)玻璃上刻冷卻劑槽道降低玻璃強(qiáng)度的問(wèn)題； (2)本發(fā)明的單向槽道串聯(lián)式端框制冷裝置采用開(kāi)式制冷方法，沒(méi)有功耗及電源供給問(wèn)題，節(jié)約了寶貴的能源；(3)本發(fā)明的單向槽道串聯(lián)式端框制冷裝置技術(shù)成本相對(duì)較低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便，重量輕，易于裝配，同時(shí)可以有效實(shí)現(xiàn)光學(xué)窗口制冷和降溫；(3)本發(fā)明的單向槽道串聯(lián)式端框制冷裝置可根據(jù)光學(xué)窗口具體尺寸及其制冷要求，本實(shí)用新型可以調(diào)整和確定制冷裝置的相關(guān)技術(shù)參數(shù)，適用性強(qiáng)；(4)通過(guò)試驗(yàn)證明，本發(fā)明的單向槽道串聯(lián)式端框制冷裝置能夠在地面滿(mǎn)足光學(xué)窗口不同制冷溫度的要求且溫度穩(wěn)定性好，而且通過(guò)對(duì)框體溫度的控制，很容易控制制冷劑流量，從而實(shí)現(xiàn)端框表面溫度的自動(dòng)控制。


圖1為本發(fā)明的單向槽道串聯(lián)式端框制冷裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為冷卻劑槽道結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為第一層冷卻劑槽道結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為第二層冷卻劑槽道結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為第三層冷卻劑槽道結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1-框體、2-排液出氣口、3-冷卻劑進(jìn)液口、4-冷卻劑槽道。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例來(lái)詳述本發(fā)明，但不限于此。實(shí)施例1如圖1所示，一種單向槽道串聯(lián)式端框制冷裝置，所述裝置包括框體1、排液出氣口 2、冷卻劑進(jìn)液口 3、冷卻劑槽道4 ；其外形為120mmX96mm矩形，所述框體1外邊緣有螺孔，用于與被冷卻件連接；框體1為分層結(jié)構(gòu)，框體1中每層均刻有開(kāi)口回字形冷卻劑槽道 4，如圖3 5所示，冷卻劑槽道44尺寸為3X 3mm，其中上邊第一層冷卻劑槽道4在反面開(kāi)口朝下，其余各層冷卻劑槽道4均在正面開(kāi)口朝上，各層之間通過(guò)鹽浴釬焊方法焊接在一起，并使冷卻劑槽道4密封，形成回字形密封管路，如圖2所示；第一層和第二層焊時(shí)中間有夾片，使兩層的冷卻劑槽道4隔開(kāi)，分別形成兩層管路；冷卻劑槽道4回字形開(kāi)口處作為排液出氣口 2和冷卻劑進(jìn)液口 3的安裝空間，排液出氣口 2、冷卻劑進(jìn)液口 3與框體1通過(guò)鹽浴釬焊方法焊接在一起；框體1上一側(cè)設(shè)有一個(gè)實(shí)心箱體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部刻有兩個(gè)豎直槽道，一個(gè)槽道連接冷卻劑進(jìn)液口 3和第一層管路，另一個(gè)槽道連接排液出氣口 2和最底層管路，這兩個(gè)槽道視為冷卻劑進(jìn)液口 3導(dǎo)管和排液出氣口 2導(dǎo)管。其中排液出氣口 2導(dǎo)管的高度高于冷卻劑進(jìn)液口 3導(dǎo)管的高度，且排液出氣口 2導(dǎo)管與冷卻劑進(jìn)液口 3導(dǎo)管之間的間隙盡可能?。焕鋮s劑進(jìn)液口 33的開(kāi)口大小為Φ3mm，排液出氣口 22的開(kāi)口大小為Φ3mm設(shè)第一層管路為A，第二層管路為B，第三層管路為C ；其中A管路的一端與冷卻劑進(jìn)液口 3聯(lián)通，另一端靠近排液出氣口 2，并通過(guò)豎直通道D與B管路靠近排液出氣口 2的一端聯(lián)通，B管路的另一端位于冷卻劑進(jìn)液口 3的正下方，通過(guò)豎直通道E與C管路的一端聯(lián)通，C管路的另一端與排液出氣口 2聯(lián)通，由此形成冷卻劑進(jìn)液口 3 — A — D — B — E — C — 排液出氣口 2單項(xiàng)串聯(lián)管路。制冷裝置工作時(shí)，通過(guò)冷卻劑進(jìn)液口 3向其框體1內(nèi)部冷卻劑槽道4加注冷卻劑 (R22)，由于框體1冷卻劑槽道4加大了冷卻劑與框體1換熱面積，加上其內(nèi)部冷卻劑槽道 4為單向四層串聯(lián)結(jié)構(gòu)，使得冷卻劑與端框充分換熱，使端框溫度下降。當(dāng)框體1溫度降至預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，封閉冷卻劑進(jìn)液口 3，多余的氣液即可通過(guò)排液出氣口 2排于裝置之外。利用冷卻劑(R22)的蒸發(fā)潛熱所吸收的熱量，即可有效實(shí)現(xiàn)制冷。本發(fā)明包括但不限于以上實(shí)施例，凡是在本發(fā)明精神的原則之下進(jìn)行的任何等同替換或局部改進(jìn)，都將視為在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種單向槽道串聯(lián)式端框制冷裝置，其特征在于所述裝置包括框體(1)、排液出氣口 O)、冷卻劑進(jìn)液口(3)、冷卻劑槽道(4)；其外形可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)為任意形狀，所述框體(1)為外邊緣有螺孔的分層結(jié)構(gòu)，框體(1)中每層均刻有開(kāi)口回字形冷卻劑槽道，其中上邊第一層冷卻劑槽道(4)在反面開(kāi)口朝下，其余各層冷卻劑槽道(4)均在正面開(kāi)口朝上，各層之間焊接在一起，并使冷卻劑槽道(4)密封，形成回字形密封管路；第一層和第二層焊接時(shí)中間有夾片，使兩層的冷卻劑槽道⑷隔開(kāi)，分別形成兩層管路；冷卻劑槽道⑷ 回字形開(kāi)口處作為排液出氣口(2)和冷卻劑進(jìn)液口(3)的安裝空間，排液出氣口 O)、冷卻劑進(jìn)液口 C3)與框體(1)焊接在一起；框體(1) 一側(cè)設(shè)有一個(gè)實(shí)心箱體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部刻有兩個(gè)豎直槽道，一個(gè)槽道連接冷卻劑進(jìn)液口( 和第一層管路，另一個(gè)槽道連接排液出氣口(2) 和最底層管路，這兩個(gè)槽道視為冷卻劑進(jìn)液口導(dǎo)管和排液出氣口導(dǎo)管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單向槽道串聯(lián)式端框制冷裝置，其特征在于所述回字形密封管路具體結(jié)構(gòu)為設(shè)第一層管路為A，第二層管路為B，第三層管路為C ；其中A管路的一端與冷卻劑進(jìn)液口( 聯(lián)通，另一端靠近排液出氣口 O)，并通過(guò)豎直通道D與B管路靠近排液出氣口( 的一端聯(lián)通，B管路的另一端位于冷卻劑進(jìn)液口( 的正下方，通過(guò)豎直通道E與C管路的一端聯(lián)通，C管路的另一端與排液出氣口( 聯(lián)通，由此形成冷卻劑進(jìn)液口(3) — A —D —B —E —C—排液出氣口(2)單向串聯(lián)管路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種單向槽道串聯(lián)式端框制冷裝置，其特征在于所述框體⑴分層結(jié)構(gòu)的層數(shù)為2 6。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種單向槽道串聯(lián)式端框制冷裝置，其特征在于其中排液出氣口導(dǎo)管的高度高于冷卻劑進(jìn)液口導(dǎo)管的高度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種單向槽道串聯(lián)式端框制冷裝置，其特征在于所述框體 ⑴分層結(jié)構(gòu)的層數(shù)為2 6。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種單向槽道串聯(lián)式端框制冷裝置，其特征在于且排液出氣口導(dǎo)管與冷卻劑進(jìn)液口導(dǎo)管之間的間隙盡可能小。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種單向槽道串聯(lián)式端框制冷裝置，其特征在于所述框體 ⑴分層結(jié)構(gòu)的層數(shù)為2 6。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種單向槽道串聯(lián)式端框制冷裝置，屬于低溫制冷領(lǐng)域。所述裝置包括框體、排液出氣口、冷卻劑進(jìn)液口、冷卻劑槽道；其外形可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)為任意形狀，所述框體為分層結(jié)構(gòu)，層數(shù)為2～6，各層之間焊接在一起，并在相應(yīng)位置開(kāi)孔使各層串聯(lián)，框體中每層均刻有冷卻劑槽道，其中第一層冷卻劑槽道在反面開(kāi)口朝下，其余各層冷卻劑槽道均在正面開(kāi)口朝上，第一層和第二層焊接時(shí)中間有夾片，使兩層的冷卻劑槽道隔開(kāi)；框體外邊緣有螺孔；排液出氣口、冷卻劑進(jìn)液口與框體焊接在一起，冷卻劑槽道一端與冷卻劑進(jìn)液口聯(lián)通，另一端與排液出氣口聯(lián)通。該裝置能有效實(shí)現(xiàn)光學(xué)窗口的制冷，具有冷卻溫度低、效果好、使用方便、實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B64D13/08GK102514713SQ20111040116
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月6日
發(fā)明者張曉曦, 朱恩寶, 楊祺, 王小軍, 王田剛 申請(qǐng)人:中國(guó)航天科技集團(tuán)公司第五研究院第五一〇研究所