CN101526290B - 红外探测器用制冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种红外探测器用制冷系统，包括储气瓶和用于控制储气瓶内气体外排的阀门，所述储气瓶内具有两相互独立的第一储气腔和第二储气腔，所述第一储气腔和第二储气腔均设有进气口和出气口，所述两进气口处均密封设有充气单向阀，所述两出气口处均设有控制该储气瓶内气体外排的阀门；所述阀门为电爆开启阀，所述电爆开启阀包括第一电爆开启阀和第二电爆开启阀，第一电爆开启阀与第一储气腔连通，第二电爆开启阀与第二储气腔连通，第二电爆开启阀的出气口连通有减压阀，减压阀的出气口和第一电爆开启阀的出气口均与同一气路切换阀的不同进气口相连通。该制冷系统采用双极制冷，制冷时间长，制冷效果好，满足了高精度红外探测器的使用要求。

Description

红外探测器用制冷系统

技术领域

本发明涉及一种红外探测器用制冷系统。

背景技术

高性能的红外探测器需要一个低温环境，只有在低温环境下才能保证其电子器件或系统功能正常，提高电子器件的灵敏度，屏蔽或减小来自于系统本身或周围的热噪声，使其信噪比得到大幅度的改善。目前，国内外公知的红外探测器制冷系统多采用单级制冷的模式，使用一气罐内储存的单一制冷气体为红外探测器制冷。现有的这种制冷系统储气量少，储气介质单一，其制冷效果一般、制冷时间较短，且体积及重量大，对于新型高精度红外探测器来说，已不能满足其使用要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种红外探测器用制冷系统，用以解决现有现有红外探测器制冷系统采用单极制冷模式，制冷效果差，制冷时间短，体积及重量大，已不能满足高精度红外探测器的使用要求的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种红外探测器用制冷系统，包括储气瓶和用于控制储气瓶内气体外排的阀门，所述储气瓶内具有两相互独立的第一储气腔和第二储气腔，所述第一储气腔和第二储气腔均设有进气口和出气口，所述两进气口处均密封设有充气单向阀，所述两出气口处均设有控制该储气瓶内气体外排的阀门；所述阀门为电爆开启阀，所述电爆开启阀包括第一电爆开启阀和第二电爆开启阀，第一电爆开启阀与第一储气腔连通，第二电爆开启阀与第二储气腔连通，第二电爆开启阀的出气口连通有减压阀，减压阀的出气口和第一电爆开启阀的出气口均与同一三通气路切换阀的不同进气口相连通。

所述电起爆开启阀包括主阀体，主阀体内设有阀芯安装腔和与阀芯安装腔连通的阻尼孔，阀芯安装腔内设有阀芯，所述主阀体上位于阻尼孔处设有电爆阀，所述阀芯密封止推安装于阀芯安装腔内，阀芯将阀芯安装腔分隔为排气腔、进气腔和先导控制气腔；所述阀芯内设有连通进气腔和先导控制气腔的微孔；所述阻尼孔与先导控制气腔相导通，所述阻尼孔靠近电爆阀的一端密封设有一端为盲端的出气嘴，出气嘴的盲端位于电爆阀的撞头的撞击范围内。

所述三通气路切换阀包括内设阀腔的阀体，阀体上设有与阀腔通过气道相通的第一进气口、第二进气口及排气口，所述第一进气口与阀腔相通的外进气道在阀腔的一端具有第一端开口，所述第二进气口与阀腔相通的内进气道在阀腔的另一端具有第二端开口，第一端开口和第二端开口相对设置于阀腔的两端，阀腔中由第一端开口向第二端开口延伸的直线方向相对滑动装配有第一活塞和第二活塞，第一活塞和第二活塞的相对端之间顶装有弹簧，第一活塞、第二活塞的外端面设有分别与第一端开口、第二端开口密封配合的端密封圈，所述弹簧将其两侧的活塞及各活塞的端密封圈顶压密封在阀腔中对应的端开口上。

所述充气单向阀包括充气嘴，充气嘴通过螺纹装配于与储气瓶内腔相通、外口设于储气瓶外表面的充气气道中，充气嘴的外圆上箍装有密封圈与充气气道密封配合，充气嘴的外端设有露于储气瓶外部的螺帽，充气嘴中设有贯通其内外端的气道，所述充气气道中设有环形台阶，环形台阶的内孔上活动装配有用于从环形台阶的台阶面上的孔口处封闭充气气道的密封锥，密封锥具有用于和孔硬密封配合的锥形头部，密封锥的尾部与环形台阶之间顶装有弹簧，所述充气嘴的内端顶压配合在密封锥的尾端。

所述三通阀的阀腔中固定设有两端分别与第一、第二端开口相对的套管，所述第一活塞和第二活塞与套管内壁滑动配合。

所述第一活塞、第二活塞外端面上的密封结构为套装的密封圈。

所述主阀体上设有气压监控装置，该气压监控装置的探测端与进气腔相连通。

所述主阀体上设有充气组件，该充气组件与进气腔之间单向导通。

所述阀芯安装腔的尾端密封设有一个弹簧座，所述阀芯的中部设有环台，所述弹簧座与环台之间压设有弹簧。

所述阀芯安装腔内，进气腔与先导控制气腔之间设有凸台，所述阀芯通过环台的前端面与凸台止推配合。

上述方案的红外探测器用制冷系统，其储气瓶具有两个相互独立的储气腔，两储气腔内分别储存不同的制冷气体，一般一个储气腔储存压力为50MPa氩气，另一储气腔储存压力为50MPa氮气。该系统使用时分为分为Ⅰ级供气预制冷和Ⅱ级供气深度蓄冷两个阶段，当系统进入“Ⅰ级供气预制冷”控制时序时，第一电爆开启阀动作，第一储气腔内压力为50MPa高纯氩气通过毛细管进入三通阀(在三通阀内部Ⅰ级气源与Ⅱ级气源的输出压力经比较后，压力高的一路打开输出，压力低的一路关闭)输出到达气路系统，再经流向控制后输入至探测器，对其进行预致冷。当“Ⅰ级供气预制冷”工作结束后，系统进入“Ⅱ级供气预制冷”控制时序，第二电爆开启阀动作，第二储气腔内压力为50MPa高纯氮气经减压阀减压至9MPa，然后通过毛细管进入三通阀(在三通阀内部Ⅰ级气源与Ⅱ级气源的输出压力经比较后，压力高的一路打开输出，压力低的一路关闭)输出到达气路系统，再经流向控制后输入至探测器，对其进行深度蓄冷。此系统经过两级制冷，制冷效果好，制冷时间长，适应了高精度红外探测器的使用要求。

附图说明

图1是本发明的气路系统图；

图2是发明的结构示意图；

图3是三通阀的结构示意图；

图4是图2的局部放大视图；

图5是电爆开启阀的结构示意图；

图6是图5的A-A视图。

具体实施方式

图1～6所示本发明的红外探测器用制冷系统，包括一个储气瓶6，储气瓶内具有两个相互独立的第一储气腔2和第二出气腔12，第一储气腔2和第二储气腔12内分别设有进气口和出气口，两个储气腔的进气口处分别密封固定安装有充气单向阀1、11，第一储气腔2的出气口处固定安装有一个与控制第一储气腔2内气体外排的第一电爆开启阀3，第二储气腔12的出气口处固定安装有一个与控制第二储气腔12内气体外排的第二电爆开启阀13，第二电爆开启阀13上连通有一个减压阀14，减压阀14的出气口和第一电爆开启阀3的出气口分别与同一三通气路切换阀5的不同进气口相连通，三通气路切换阀5的排气口57用于为红外探测器输送制冷气体。

三通气路切换阀5的结构如图3所示，包括内设阀腔58的阀体51，阀体51上设有与阀腔通过气道相通的第一进气口55、第二进气口56及排气口57，所述第一进气口55与阀腔58相通的外进气道59在阀腔58中具有第一端开口60，所述第二进气口56与阀腔58相通的内进气道69在阀腔58中具有第二端开口61，第一端开口60和第二端开口61的中心相对设置于经过阀腔58截面中心的同一条直线上，阀腔58中固定设有两端分别与第一、第二端开口60、61相对的套管62，套管62中沿第一端开口60和第二端开口61的中心连线的方向相对滑动装配有第一活塞52和第二活塞53，第一活塞52和第二活塞53的相对内端之间顶装有弹簧63，第一活塞52、第二活塞53的外端面上分别设有与第一端开口、第二端开口对密封配合的第一、第二端密封圈64、65，所述弹簧63将其两侧的活塞及各活塞的端密封圈顶压密封在阀腔58中对应的端开口上。

储气瓶6上的充气单向阀的结构如图4所示，包括充气嘴21，充气嘴21通过螺纹装配于与储气瓶6内腔相通、外口设于储气瓶6外表面的充气气道15中，充气嘴21的外圆上箍装有密封圈22与充气气道密封配合，充气嘴21的外端设有露于储气瓶6外部的螺帽，充气嘴21中设有贯通其内外端的气道，所述充气气道15中设有环形台阶16，环形台阶16的内孔上活动装配有用于从环形台阶16的台阶面上的孔口处封闭充气气道15的密封锥23，密封锥23具有用于和孔硬密封配合的锥形头部，密封锥23的尾部设有环形挡沿与环形台阶16之间顶装有弹簧24，所述充气嘴21的内端顶压配合在密封锥23的尾部端面上。在充气时，拧松充气嘴21，密封锥23弹起解除对充气气道15内环形台阶16中心孔的密封，使高压气体可充入气瓶中，充气完成后，拧紧充气嘴21，使密封锥23端头被顶压在内环形台阶16中心孔中而形成硬密封。

电爆开启阀的结构如图5、图6所示，包括主阀体31，主阀体31内设有阀芯安装腔，阀芯安装腔内插装有一个柱状的阀芯32，阀芯32的周向上安装有两道O型圈，阀芯32通过O型圈与阀芯安装腔密封配合，在阀芯安装腔的末端螺接有一个弹簧座35，阀芯32的中部设有一个环台，弹簧座35与环台之间压设有弹簧34，阀芯安装腔与环台相对应的位置处设有一凸台，阀芯通过环台与凸台的配合止推安装于阀芯安装腔内，并且阀芯32将阀芯安装腔分隔为上方的排气腔39、中间的进气腔和下方的先导控制气腔43，另外，阀芯32上设有微孔，微孔连通进气腔和先导控制气腔43。主阀体31上相对于进气腔位置处设有用于与储气容器相连相接的连接口40，同时主阀体31上相对于进气腔位置处还设有用于为储气容器充气的充气组件41。主阀体31的下部设有阻尼孔45，阻尼孔45与先导控制气腔43相连通，阻尼孔45背离先导控制气腔43的一端插装有一个出气嘴38，出气嘴38内的孔是一盲孔，在盲孔的盲端的外侧设有一个V型的环槽，设此V型的环槽是方便在阀门工作时，出气嘴38的盲端可以较可靠的被撞掉。还有，主阀体31上位于阻尼孔45处安装有一个电爆阀36，电爆阀36的撞头37靠近出气嘴38上的V型环槽处，电爆阀36的尾部设有电连接部件42。另外，在主阀体31上安装有气压监控装置33，气压监控装置33的探测端与进气腔相连通，这样气压监控装置33可以实时检测气体压力，并且当气体压力高于设计值时其可进行过载卸压保护，这样有效地增加了该阀的安全性。

Claims (10)

1.一种红外探测器用制冷系统，包括储气瓶和用于控制储气瓶内气体外排的阀门，其特征在于：所述储气瓶内具有两相互独立的第一储气腔和第二储气腔，所述第一储气腔和第二储气腔均设有进气口和出气口，所述两进气口处均密封设有充气单向阀，所述两出气口处均设有控制该储气瓶内气体外排的阀门；所述阀门为电爆开启阀，所述电爆开启阀包括第一电爆开启阀和第二电爆开启阀，第一电爆开启阀与第一储气腔连通，第二电爆开启阀与第二储气腔连通，第二电爆开启阀的出气口连通有减压阀，减压阀的出气口和第一电爆开启阀的出气口均与同一三通气路切换阀的不同进气口相连通。

2.根据权利要求1所述的红外探测器用制冷系统，其特征在于：所述电爆开启阀包括主阀体，主阀体内设有阀芯安装腔和与阀芯安装腔连通的阻尼孔，阀芯安装腔内设有阀芯，所述主阀体上位于阻尼孔处设有电爆阀，所述阀芯密封止推安装于阀芯安装腔内，阀芯将阀芯安装腔分隔为排气腔、进气腔和先导控制气腔；所述阀芯内设有连通进气腔和先导控制气腔的微孔；所述阻尼孔与先导控制气腔相导通，所述阻尼孔靠近电爆阀的一端密封设有一端为盲端的出气嘴，出气嘴的盲端位于电爆阀的撞头的撞击范围内。

3.根据权利要求1或2所述的红外探测器用制冷系统，其特征在于：所述三通气路切换阀包括内设阀腔的阀体，阀体上设有与阀腔通过气道相通的第一进气口、第二进气口及排气口，所述第一进气口与阀腔相通的外进气道在阀腔的一端具有第一端开口，所述第二进气口与阀腔相通的内进气道在阀腔的另一端具有第二端开口，第一端开口和第二端开口相对设置于阀腔的两端，阀腔中由第一端开口向第二端开口延伸的直线方向相对滑动装配有第一活塞和第二活塞，第一活塞和第二活塞的相对端之间顶装有弹簧，第一活塞、第二活塞的外端面设有分别与第一端开口、第二端开口密封配合的端密封圈，所述弹簧将其两侧的活塞及各活塞的端密封圈顶压密封在阀腔中对应的端开口上。 

4.根据权利要求3所述的红外探测器用制冷系统，其特征在于：所述充气单向阀包括充气嘴，充气嘴通过螺纹装配于与储气瓶内腔相通、外口设于储气瓶外表面的充气气道中，充气嘴的外圆上箍装有密封圈与充气气道密封配合，充气嘴的外端设有露于储气瓶外部的螺帽，充气嘴中设有贯通其内外端的气道，所述充气气道中设有环形台阶，环形台阶的内孔上活动装配有用于从环形台阶的台阶面上的孔口处封闭充气气道的密封锥，密封锥具有用于和孔硬密封配合的锥形头部，密封锥的尾部与环形台阶之间顶装有弹簧，所述充气嘴的内端顶压配合在密封锥的尾端。

5.根据权利要求4所述的红外探测器用制冷系统，其特征在于：所述三通阀的阀腔中固定设有两端分别与第一、第二端开口相对的套管，所述第一活塞和第二活塞与套管内壁滑动配合。

6.根据权利要求5所述的红外探测器用制冷系统，其特征在于：所述第一活塞、第二活塞外端面上的密封结构为套装的密封圈。

7.根据权利要求2所述的红外探测器用制冷系统，其特征在于：所述主阀体上设有气压监控装置，该气压监控装置的探测端与进气腔相连通。

8.根据权利要求7所述的红外探测器用制冷系统，其特征在于：所述主阀体上设有充气组件，该充气组件与进气腔之间单向导通。

9.根据权利要求8所述的红外探测器用制冷系统，其特征在于：所述阀芯安装腔的尾端密封设有一个弹簧座，所述阀芯的中部设有环台，所述弹簧座与环台之间压设有弹簧。

10.根据权利要求9所述的红外探测器用制冷系统，其特征在于：所述阀芯安装腔内，进气腔与先导控制气腔之间设有凸台，所述阀芯通过环台的前端面与凸台止推配合。 

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