專利名稱：兩進一出自溢式臥式液氮熱沉設(shè)計的制作方法
兩進一出自溢式臥式液氮熱沉設(shè)計
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于熱真空實驗的兩進一出自溢式臥式熱沉設(shè)計。本發(fā)明特別應(yīng)用于 高真空羽流實驗的兩進一出自溢式臥式熱沉設(shè)計。
背景技術(shù)：
熱沉是空間環(huán)境模擬設(shè)備的重要組成部分，其作用是在地面上模擬空間的冷黑環(huán) 境。它的溫度分布均勻度將直接影響到空間環(huán)境的模擬精度。為了使熱沉壁面溫度分布滿足均勻性要求，當(dāng)前大型熱沉一般分為若干片，每一 片都有各自的流量控制回路，通過調(diào)節(jié)各路的液氮、氣氮或液氦流量實現(xiàn)熱沉套表面溫度 分布均勻。但是，由于熱沉片內(nèi)部的支管流量分配是由其內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的，若熱沉分片、各 片結(jié)構(gòu)及形狀等設(shè)計不合理，整個熱沉的壁面溫度分布特性先天不足，則僅靠流量調(diào)節(jié)遠(yuǎn) 不能使熱沉壁面溫度分布均勻，盡管在80年代初已提出了熱沉熱設(shè)計的概念，但由于缺乏 必要的理論方法和設(shè)計手段，故在設(shè)計時不能較精確地計算其流量分配和溫度分布，在設(shè) 計各熱沉片時對溫度均勻分布要求無法系統(tǒng)考慮，而只能根據(jù)所承受的總熱載荷進行粗略 估算，致使在許多情況下一些熱沉片局部區(qū)域溫度偏高或偏低。熱沉必須配合相應(yīng)的外流程系統(tǒng)才能正常工作，外流程系統(tǒng)為熱沉提供制冷介 質(zhì)，以往二者的設(shè)計都非別獨立考慮，只留出相應(yīng)的接口。根據(jù)這種設(shè)計不足以及液氮比重 大的特殊性，作者發(fā)明了兩進一出自溢式臥式熱沉。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、流體流動自然、不會產(chǎn)生氣堵、不用考慮流阻 不對稱、熱沉降溫速度快、外流程設(shè)備簡單的兩進一出自溢式臥式熱沉設(shè)計。兩進一出自溢式臥式熱沉主要由下匯液分管(1)、下匯液總管(2)、支管(3)、翅片 (4)、液氮瓶(5)、上匯液總管(6)、排液(氣)管(7)、上匯液分管(8)組成，根據(jù)吸附氣體的 不同，熱沉壁板結(jié)構(gòu)形式和選材有所不同，常用的壁板是由不銹鋼支管(3)和銅翅片(4)焊 接而成，其中不銹鋼支管內(nèi)通液氮制冷介質(zhì)，工作時，將液氮瓶(5)充滿液氮，利用液氮自 身重力充滿整個熱沉，流體從熱沉兩端上部流進、從熱沉中間上部流出，形成無外動力的靠 液氮自重自然流動的開放式外流程液氮系統(tǒng)。本發(fā)明具有的優(yōu)點在于(a)熱沉兩端上部安裝液氮瓶(5)，可利用液氮比重大的 特點，靠自身重力自動充滿整個熱沉；(b)臥式熱沉由艙體前部熱沉和艙體后部熱沉組成， 有效地降低了軸向熱脹冷縮應(yīng)力所帶來的不利；(c)采用多個上、下匯液分管，將熱沉等效 的分成了若區(qū)域，每個區(qū)域沿圓周又被分成左半?yún)^(qū)和右半?yún)^(qū)兩個小區(qū)，有效地降低了周向 熱脹冷縮應(yīng)力所帶來的不利；(d)流體在熱沉內(nèi)部單向流動，有效地減小了氣堵現(xiàn)象；(e) 材料采用不銹鋼支管和銅翅片；(f)流量調(diào)節(jié)方便，熱沉降溫速度快，且溫度均勻；(g)相應(yīng) 的外流程系統(tǒng)設(shè)備簡單，控制方便。
圖1是兩進一出自溢式臥式熱沉結(jié)構(gòu)形式具體實施方式下面結(jié)合附圖來進一步說明本發(fā)明。兩進一出自溢式臥式熱沉主要由下匯液分管(1)、下匯液總管(2)、支管(3)、翅片 (4)、液氮瓶(5)、上匯液總管(6)、排液(氣)管(7)、上匯液分管(8)組成。工作時，將液氮 瓶(5)充滿液氮，液氮靠自身重力自動充滿整個熱沉，流體從熱沉兩端上部流進、從熱沉中 間上部流出，形成無外動力的靠液氮自身重力自然流動的開放式外流程液氮系統(tǒng)。
權(quán)利要求
兩進一出自溢式臥式熱沉，由下匯液分管(1)、下匯液總管(2)、支管(3)、翅片(4)、液氮瓶(5)、上匯液總管(6)、排液(氣)管(7)、上匯液分管(8)組成。
2.如權(quán)利要求1所述的兩進一出自溢式臥式熱沉，其特征在于熱沉兩端上部安裝液 氮瓶(5)。
3.如權(quán)利要求1所述的兩進一出自溢式臥式熱沉，其特征在于熱沉由艙體前部熱沉 和艙體后部熱沉組成。
4.如權(quán)利要求1所述的兩進一出自溢式臥式熱沉，其特征在于采用多個上、下匯液分 管，將熱沉等效的分成了若區(qū)域。
5.如權(quán)利要求1所述的兩進一出自溢式臥式熱沉，其特征在于熱沉壁板由不銹鋼支 管(3)和銅翅片(4)焊接而成。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于熱真空實驗的兩進一出自溢式臥式液氮熱沉設(shè)計。本發(fā)明特別應(yīng)用于高真空羽流實驗的兩進一出自溢式臥式液氮熱沉設(shè)計。兩進一出自溢式臥式熱沉主要由下匯液分管(1)、下匯液總管(2)、支管(3)、翅片(4)、液氮瓶(5)、上匯液總管(6)、排液(氣)管(7)、上匯液分管(8)組成，根據(jù)吸附氣體的不同，熱沉壁板結(jié)構(gòu)形式和選材有所不同，常用的壁板是由不銹鋼支管(3)和銅翅片(4)焊接而成，其中不銹鋼支管內(nèi)通液氮制冷介質(zhì)，工作時，將液氮瓶(5)充滿液氮，利用液氮自身重力充滿整個熱沉，流體從熱沉兩端上部流進、從熱沉中間上部流出，形成無外動力的靠液氮自重自然流動的開放式外流程液氮系統(tǒng)。
文檔編號F25D3/10GK101900468SQ200910092070
公開日2010年12月1日 申請日期2009年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月16日
發(fā)明者凌桂龍, 張國舟, 李曉娟, 王文龍, 蔡國飆, 黃本誠 申請人:北京航空航天大學(xué)