專利名稱：一種真空低溫環(huán)境中熱流阻斷冷板系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及真空低溫熱試驗領(lǐng)域，具體來說涉及一種用于真空低溫環(huán)境中的熱流
阻斷冷板系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
真空低溫環(huán)境設(shè)備可作為航天器地面試驗的背景或者作為科研生產(chǎn)的試驗環(huán)境。 獲得真空低溫環(huán)境需要消耗很大的能量，因此真空低溫設(shè)備啟停消耗的費用較高。目前的 真空低溫獲得設(shè)備的容積為預先設(shè)計，而需要在真空低溫下試驗和研究的試件的大小不確 定，因此，在真空低溫設(shè)備容積較大而試件尺寸較小的情況下，開啟一次設(shè)備需要的費用相 對較高。同時在一個真空低溫設(shè)備內(nèi)做兩個和多個時間的試驗或研究時，由于該環(huán)境下的 傳熱方式主要為輻射傳熱，因此多個試件之間會產(chǎn)生相互的熱影響。通過在試件之間增加 普通結(jié)構(gòu)形式的冷屏，雖然可減少試件之間的影響，但是會影響試驗和生產(chǎn)的效果，因此對 于充分利用真空低溫環(huán)境設(shè)備來說，節(jié)約耗能成為一大難點。為此，有必要提供一種真空低 溫環(huán)境中的熱流阻斷冷板系統(tǒng)，以便同時對多個試件進行熱試驗而彼此的熱影響很小，從 而極大地節(jié)約了能耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種真空低溫環(huán)境用的熱流阻斷冷板系統(tǒng)，從而解決在同一 個真空低溫環(huán)境設(shè)備中同時進行多個試件試驗或研究，且多個試件之間的熱流交變互不受 影響。 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案 本發(fā)明的用于真空低溫環(huán)境中的熱流阻斷冷板系統(tǒng)，包括冷板本體、支撐冷板本 體的冷板支架、連接冷板本體和冷板支架的機械連接結(jié)構(gòu)，其中冷板本體包括下部水平進 液總管、支管、翅片和與進液總管平行的上部水平出液總管，下部進液總管上等距焊接有若 干垂直支管，支管上部對應(yīng)與上部水平出液總管焊接，每個支管周圍焊接有不均勻分布的 翅片，支管內(nèi)流動低溫流體，使得從冷板系統(tǒng)一側(cè)透過到另一側(cè)的熱流很小，絕大部分到達 冷板的熱流被冷板支管內(nèi)的流體吸收或被反射，被吸收的熱量隨支管內(nèi)流體的流動帶出冷 板系統(tǒng)，從而達到阻斷熱流的目的。 本發(fā)明的冷板系統(tǒng)中，每個支管上的翅片數(shù)量為4個或6個，同一支管上在支管軸 線平面兩側(cè)的翅片與該平面形成的夾角小于45。。相鄰兩支管之間位于支管軸線平面同側(cè) 兩翅片的寬度之和乘以翅片夾角半的余弦大于相鄰兩支管之間的間距，且翅片長度與支管 長度相適應(yīng)，翅片的厚度為1. 5-3. 5mm，優(yōu)選2mm。 本發(fā)明的冷板系統(tǒng)中，支管為不銹鋼管；翅片為具有優(yōu)良導熱性的金屬，優(yōu)選銅片 或鋁片。 上述冷板系統(tǒng)中，冷板本體通過機械連接結(jié)構(gòu)固定在具有金屬井字梁結(jié)構(gòu)的冷板 支架上，冷板可根據(jù)試件的大小或試驗需要隨冷板支架在真空低溫設(shè)備內(nèi)移動。冷板支架固定與真空低溫設(shè)備內(nèi)。 上述冷板系統(tǒng)中，冷板的整體形狀和大小與真空低溫設(shè)備形狀或試件大小相適應(yīng)。 上述冷板系統(tǒng)中，進出液管路采用一進一出或一進多出的方式。 上述冷板系統(tǒng)中，冷板進液總管和冷板出液總管為不銹鋼管，優(yōu)選不銹鋼；其管路
直徑為所述支管直徑的1. 5-3. 5倍。優(yōu)選3倍。 本發(fā)明的優(yōu)點非常明顯，其中，冷板本體翅片管上的翅片結(jié)構(gòu)使得冷板兩側(cè)的低 溫環(huán)境互不受影響，保持相對獨立，從而使得一個較大空間的真空低溫環(huán)境可以分割為幾 個較小二互不受其他分空間影響部分，每個分空間均可以獨立實現(xiàn)真空低溫環(huán)境所實現(xiàn)的 效果。冷板系統(tǒng)內(nèi)流動低溫流體，可以把真空低溫環(huán)境分成兩個或多個互不干擾的真空低 溫環(huán)境分空間，其中一個分空間中的試件做高低溫工況交變不會對其他分空間試件產(chǎn)生影 響，從而大大節(jié)約了能耗。這在衛(wèi)星熱實驗過程中非常重要。


圖1為本發(fā)明的用于真空低溫環(huán)境中的熱流阻斷冷板系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明中用于真空低溫環(huán)境中的熱流阻斷冷板系統(tǒng)冷板本體示意圖。
圖3為本發(fā)明中用于真空低溫環(huán)境中的熱流阻斷冷板系統(tǒng)支管和翅片結(jié)構(gòu)示意 圖。 圖中l(wèi)-出液總管、2-支管、3-翅片、4-進液總管、5-冷板支架、6-機械連接機構(gòu)。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步地詳細說明。 圖l示出了本發(fā)明真空低溫環(huán)境中熱流阻斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，圖2示出了本發(fā)明中用 于真空低溫環(huán)境中的熱流阻斷冷板本體結(jié)構(gòu)圖。圖3示出了本發(fā)明中翅片和支管的結(jié)構(gòu) 圖。其中，本發(fā)明的冷板系統(tǒng)包括冷板本體、支撐冷板本體的冷板支架5、連接冷板本體和 冷板支架5的機械連接結(jié)構(gòu)6，其中冷板本體包括下部水平進液總管4、支管2、翅片3和與 進液總管4平行的上部水平出液總管1，下部進液總管4上等距焊接有若干垂直支管2，支 管2的數(shù)量沒有特別限制，其與真空低溫環(huán)境的需要相適應(yīng)。支管2上部對應(yīng)與上部水平 出液總管1焊接，每個支管2周圍焊接有不均勻分布的翅片，相鄰兩支管之間位于支管軸 線平面同一側(cè)兩翅片的寬度之和乘以翅片與支管軸線平面夾角余弦所得的值大于相鄰兩 支管之間的間距，這樣，使得僅有極少量的熱流透過冷板系統(tǒng)。每個支管上的翅片數(shù)量優(yōu) 選4個，同一支管上在支管軸線平面(未示出，即所有平行的支管軸線形成平面)兩側(cè)的翅 片3與所有平行的支管軸線所形成的平面之間的夾角小于45。，優(yōu)20° 。翅片的厚度為 1. 5-3. 5mm，優(yōu)選2mm，翅片在支管長度方向上的長度與支管相適應(yīng)，且與支管連續(xù)焊接，支 管為不銹鋼管、銅或鋁，優(yōu)選不銹鋼，翅片采用銅片或鋁片。冷板本體通過機械連接結(jié)構(gòu)6 固定在具有金屬井字梁結(jié)構(gòu)的冷板支架5上，冷板可根據(jù)試件的大小或試驗需要隨冷板支 架在真空低溫設(shè)備內(nèi)移動。冷板支架5固定與真空低溫設(shè)備內(nèi)。冷板的整體形狀和大小與 真空低溫設(shè)備形狀或試件大小是相適應(yīng)?？筛鶕?jù)真空設(shè)備的大小對支管的數(shù)量進行改變， 以適應(yīng)熱隔離的需要。冷板的整體形狀和大小同樣需要根據(jù)試件的大小進行相應(yīng)的調(diào)整。本發(fā)明的冷板系統(tǒng)中的進出液管路采用了一進一出的方式，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員可想到還 可以有一進多出的方式。冷板進液總管4和冷板出液總管1也可以為不銹鋼管，其管路直 徑為所述支管2直徑的1. 5-3. 5倍。優(yōu)選3倍。 冷板內(nèi)流動的流體與建立低空間溫背景所使用的流體相同，即冷板系統(tǒng)的供液可 接入建立低溫背景的流體系統(tǒng)。在冷板和試件安裝到位后，連接冷板的供液管路，同時為冷 板和建立空間低溫背景的系統(tǒng)提供流體，使整個空間背景降溫。降溫后，置于冷板兩側(cè)的試 件做高低溫試驗或生產(chǎn)均不會受到另一側(cè)的影響。 另外，上述結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進行了說明，但它不應(yīng)該理解為是 對本發(fā)明的保護范圍進行任何的限制。本發(fā)明不只局限于低溫背景下的熱流阻斷。而且， 熟悉該技術(shù)的人們可以明白，在不脫離本發(fā)明精神和原理下，對本發(fā)明所進行的各種等效 變化、變型以及在文中沒有描述的各種改進均在本專利的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種用于真空低溫環(huán)境中的熱流阻斷冷板系統(tǒng)，包括冷板本體、支撐冷板本體的冷板支架(5)、連接冷板本體和冷板支架的機械連接結(jié)構(gòu)(6)，其中冷板本體包括下部水平進液總管(4)、支管(2)、翅片(3)和與所述進液總管(4)平行的上部水平出液總管(1)，下部進液總管(4)上等距焊接有若干垂直支管(2)，支管上部對應(yīng)與上部水平出液總管(1)焊接，每個支管(2)周圍焊接有翅片(3)，翅片分布在支管(2)周圍，使得能夠透過冷板系統(tǒng)熱流較小，絕大部分熱流被反射或冷板支管內(nèi)的流體吸收。
2. 如權(quán)利要求1所述的冷板系統(tǒng)，其特征在于，每個支管上的翅片數(shù)量為4個或6個。
3. 如權(quán)利要求2所述的冷板系統(tǒng)，其特征在于，翅片分布于支管軸線所在平面的兩側(cè)， 翅片與支管軸線所在平面夾角小于45。。
4. 如權(quán)利要求2所述的冷板系統(tǒng)，其特征在于，相鄰兩支管之間位于支管軸線平面同 一側(cè)兩翅片的寬度之和乘以翅片夾角一半的余弦大于相鄰兩支管之間的間距，翅片長度與 支管長度相適應(yīng)。
5. 如權(quán)利要求4所述的冷板系統(tǒng)，其特征在于，所述翅片的厚度為1.5-3.5mm。
6. 如權(quán)利要求l-5任一項所述的冷板系統(tǒng)，其特征在于，所述支管為不銹鋼管；翅片為 具有優(yōu)良導熱性的金屬。
7. 如權(quán)利要求6所述的冷板系統(tǒng)，其特征在于，所述優(yōu)良導熱性的金屬為銅片或鋁片。
8. 如權(quán)利要求l-5任一項所述的冷板系統(tǒng)，其特征在于，所述冷板本體通過機械連接 結(jié)構(gòu)固定在具有金屬井字梁結(jié)構(gòu)的冷板支架上。
9. 如權(quán)利要求l-5任一項所述的冷板系統(tǒng)，其特征在于，所述冷板系統(tǒng)可根據(jù)試件的 大小或試驗需要隨冷板支架在真空低溫設(shè)備內(nèi)移動。
10. 如權(quán)利要求l-5任一項所述的冷板系統(tǒng)，其特征在于，所述冷板支架固定于真空低 溫設(shè)備內(nèi)。
11. 如權(quán)利要求l-5任一項所述的冷板系統(tǒng)，其特征在于，所述冷板系統(tǒng)的整體形狀和 大小與真空低溫設(shè)備形狀或試件大小相適應(yīng)。
12. 如權(quán)利要求l-5任一項所述的冷板系統(tǒng)，其特征在于，進出液管路采用一進一出或 一進多出的方式。
13. 如權(quán)利要求l-5任一項所述的冷板系統(tǒng)，其特征在于，所述冷板系統(tǒng)的進液總管和 冷板出液總管為不銹鋼管，其管路直徑為所述支管直徑的1. 5-3. 5倍。
14. 如權(quán)利要求l-5任一項所述的冷板系統(tǒng)，其特征在于，冷板進出液管路與給冷板供 液的管路通過法蘭或焊接連接。
15. 如權(quán)利要求l-5任一項所述的冷板系統(tǒng)，其特征在于，冷板系統(tǒng)內(nèi)流動的流體與建 立低溫背景的流體相同。
全文摘要
一種真空低溫環(huán)境中阻斷熱流的冷板系統(tǒng)，包括冷板本體、支撐冷板本體的冷板支架、連接冷板本體和冷板支架的機械連接結(jié)構(gòu)，其中冷板本體包括下部水平進液總管、支管、翅片和與進液總管平行的上部水平出液總管，下部進液總管上等距焊接有若干平行支管，支管上部對應(yīng)與上部水平出液總管焊接，每個支管周圍焊接有不均勻分布的翅片，支管內(nèi)流動低溫流體，使得從冷板系統(tǒng)一側(cè)透過到另一側(cè)的輻射熱流很小，絕大部分到達冷板的熱流被冷板支管內(nèi)的流體吸收，熱量隨支管內(nèi)流體的流動帶出冷板系統(tǒng)，從而達到阻斷熱流的目的。本發(fā)明的優(yōu)點在于，冷板本體翅片管上的翅片結(jié)構(gòu)使得冷板兩側(cè)的低溫環(huán)境互不受影響，保持相對獨立，從而使得一個較大空間的真空低溫環(huán)境可以分割為幾個較小二互不受其他分空間影響部分，每個分空間均可以獨立實現(xiàn)真空低溫環(huán)境所實現(xiàn)的效果。
文檔編號F28D1/04GK101738101SQ20081018060
公開日2010年6月16日 申請日期2008年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月17日
發(fā)明者孫洪進, 張葆森, 裴一飛 申請人:北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所