CN112455733A - 一种集成化便携式地面热控模拟装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种集成化便携式地面热控模拟装置，包括箱体以及布置在箱体内的若干层叠间隔布置的冷板组件、第一阀块组件和第二阀块组件，第一阀块组件内形成有若干冷板进液流道和若干冷板出液流道，若干冷板进液流道的出口与若干冷板组件的进液口一一对应连通，若干冷板出液流道的进口与若干冷板组件的出液口一一对应连通，若干冷板出液流道汇流后经过第二阀块组件的出口通道接入箱体前侧的出口快速断接器；第二阀块组件内形成有进液流道和若干出液流道，进液流道接入箱体前侧的入口快速断接器，若干出液流道与若干冷板进液流道的进口一一对应连通，且每条相互连通的流道之间均设有电动流量调节阀和第一流量计。本发明结构轻巧，热控工况易于改造。

Description

一种集成化便携式地面热控模拟装置

技术领域

本发明涉及机热设计相关技术领域，具体涉及一种集成化便携式地面热控模拟装置。

背景技术

地面热控模拟装置一般是在大型系统设计验证阶段，由于系统过于庞大，有些分系统或者子系统存在一定的不确定性(技术方面、管理或实施方面)，为了不影响大系统的总体设计与研制进程，往往将那些不确定的分系统或者子系统的结构、热控和电控通信接口通过模拟化实现，此时便需要根据分系统或者子系统的技术指标进行地面模拟装置的设计，确定机、电、热、软、控接口，提高产品研制效率。

目前空间产品在地面研制阶段都有相应的热试验验证，采用的方法是对初样产品进行改造，研制热控件。

现有技术缺点：产品功能单一，利用率低下(支持工况较少，需求改变后需要重新改造)，更有些设备结构笨重，体积庞大，不易搬运。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种集成化便携式地面热控模拟装置。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种集成化便携式地面热控模拟装置，包括箱体以及布置在所述箱体内的若干层叠间隔布置的冷板组件、第一阀块组件和第二阀块组件，所述第一阀块组件内形成有若干冷板进液流道和若干冷板出液流道，若干所述冷板进液流道的出口与若干冷板组件的进液口一一对应连通，若干所述冷板出液流道的进口与若干冷板组件的出液口一一对应连通，若干所述冷板出液流道汇流后经过第二阀块组件的出口通道接入箱体前侧的出口快速断接器；所述第二阀块组件内形成有进液流道和若干出液流道，所述进液流道接入箱体前侧的入口快速断接器，若干所述出液流道与若干所述冷板进液流道的进口一一对应连通，且每条相互连通的流道之间均设有电动流量调节阀和第一流量计。

本发明的有益效果是：本发明提供一种可以在有限的箱体空间尺寸约束条件下，实现多路热控模拟与流阻模拟的可扩展装置，并且结构轻巧，易于搬运，热控工况易于改造。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述第二阀块组件靠近所述箱体的前侧布置，所述冷板组件靠近所述箱体的后侧布置，所述第一阀块组件位于所述第二阀块组件和所述冷板组件之间。

采用上述进一步方案的有益效果是：阀块组件既能够起到支撑作用，也为整体布局结构提供相应的流道。

进一步，所述冷板组件的正反两面分别粘贴有两路并联的加热器，所述冷板组件正面并联的两路加热器和反面并联的两路加热器串联，所述冷板出液流道的出口位置以及冷板组件正反两面的中心位置分别设有温度传感器；所述加热器和温度传感器分别与电连接器连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：根据热耗实际工况对不同的加热器加电，产生不同的热耗。

进一步，所述出口通道处安装有用于测量出液压力的第一压力传感器和出液温度的第一温度传感器；所述第二阀块组件上安装有用于测量进液流道进液压力的第二压力传感器、用于测量进液流道进液温度的第二温度传感器以及用于测量进液流量的第二流量计。

采用上述进一步方案的有益效果是：可以对进液压力和温度以及出液压力和温度进行监控。

进一步，所述第一阀块组件包括阀块A和阀块B，所述阀块A上形成有若干条水平布置的流道A和若干所述冷板出液流道，所述阀块B上形成有若干流道B；若干所述流道A与若干所述流道B一一对应连通形成所述冷板进液流道。

采用上述进一步方案的有益效果是：阀块A和阀块B的设置方便组装维修，降低了成本和加工难度。

进一步，所述阀块A和阀块B分别竖直布置，所述阀块A位于所述冷板组件的左侧或右侧，所述阀块B位于所述冷板组件的前侧。

采用上述进一步方案的有益效果是：方便连接层叠布置的冷板组件，也为箱体结构提供有效支撑。

进一步，若干所述冷板出液流道分别水平布置且经竖直布置的汇流通道进行汇流。

进一步，所述第二阀块组件包括阀块D和阀块E，所述阀块D上设有第一进液流道、过渡流道和若干所述出液流道，所述阀块E上设有第二进液流道，所述第一进液流道一端与所述入口快速断接器连通，另一端通过进液管与所述第二进液流道一端连通，所述第二进液流道另一端与所述过渡流道连通，所述过渡流道分别与若干所述出液流道连通。

采用上述进一步方案的有益效果是：阀块D和阀块E的设置方便组装维修，降低了成本和加工难度。

进一步，所述阀块D和阀块E左右并排布置，所述阀块D呈“┚”型结构，所述进液流道位于若干所述出液流道上方，所述过渡流道与所述阀块D形状相适配。

进一步，还包括阀块C，所述阀块C上设有若干连接通道，所述连接通道一端与所述出液流道之间连接有所述电动流量调节阀，所述连接通道另一端与所述第一阀块组件之间连接有所述流量计。

采用上述进一步方案的有益效果是：阀块C的设置可为电动流量调节阀和流量计之间提供连接和支撑。

附图说明

图1为本发明集成化便携式地面热控模拟装置内部的立体结构示意图一；

图2为本发明集成化便携式地面热控模拟装置内部的俯视结构示意图；

图3为本发明集成化便携式地面热控模拟装置内部的立体结构示意图二；

图4为本发明阀块A的立体结构示意图；

图5为本发明阀块B的立体结构示意图；

图6为本发明阀块C的立体结构示意图；

图7为本发明阀块D和阀块E组装后的立体结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、箱体；11、入口快速断接器；12、出口快速断接器；13、前面板；14、后面板；15、把手；

2、冷板组件；3、阀块A；4、阀块B；5、阀块C；6、阀块D；7、阀块E；8、进液管；

100、电动流量调节阀；101、第一流量计；102、第一压力传感器；103、第一温度传感器；104、第二压力传感器；105、第二温度传感器；106、第二流量计；107、加热器；108、接头；109、控制器；110、电连接器；111、手动截止阀。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1-图3所示，本实施例的一种集成化便携式地面热控模拟装置，包括箱体1以及布置在所述箱体1内的若干层叠间隔布置的冷板组件2、第一阀块组件和第二阀块组件，所述第一阀块组件内形成有若干冷板进液流道和若干冷板出液流道，若干所述冷板进液流道的出口与若干冷板组件2的进液口一一对应连通，若干所述冷板出液流道的进口与若干冷板组件2的出液口一一对应连通，若干所述冷板出液流道汇流后经过第二阀块组件的出口通道接入箱体1前侧的出口快速断接器12；所述第二阀块组件内形成有进液流道和若干出液流道，所述进液流道接入箱体1前侧的入口快速断接器11，若干所述出液流道与若干所述冷板进液流道的进口一一对应连通，且每条相互连通的流道之间均设有电动流量调节阀100和第一流量计101。其中，入口快速断接器11和出口快速断接器12分别用于连接外部流体回路或冷水机。

本实施例提供一种可以在有限的箱体空间尺寸约束条件下，实现多路热控模拟与流阻模拟的可扩展装置，并且结构轻巧，易于搬运，热控工况易于改造。

其中，本实施例的箱体1可以选用可打开的封闭式结构，也可以采用上端敞口结构。箱体1前侧设有前面板13，后侧设有后面板14，入口快速断接器11和出口快速断接器12分别安装在前面板13上，冷板组件2靠近后面板14布置。前面板13上还设有把手15，便于将箱体1抽出。比如设置多层箱体1，便于箱体1的取放。

如图1-图3所示，本实施例的所述第二阀块组件靠近所述箱体1的前侧布置，所述冷板组件2靠近所述箱体1的后侧布置，所述第一阀块组件位于所述第二阀块组件和所述冷板组件2之间。阀块组件既能够起到支撑作用，也为整体布局结构提供相应的流道。

本实施例中，所述冷板组件2的正反两面分别粘贴有两路并联的加热器107，所述冷板组件2正面并联的两路加热器107和反面并联的两路加热器107串联，所述冷板出液流道的出口位置以及冷板组件2正反两面的中心位置分别设有温度传感器；所述加热器107和温度传感器分别与电连接器110连接。通过在冷板组件的正反面分别粘贴不同阻值的加热器，通过串并联电路模拟不同模式下的设备工作热耗。根据热耗实际工况对不同的加热器加电，产生不同的热耗。具体的，如图1-图3所示，本实施例装置支持三路模拟设备，可以根据实际情况进行增减，可以手动调节流阻，支持多种工况。

如图1-图3所示，本实施例的所述出口通道处安装有用于测量出液压力的第一压力传感器102和出液温度的第一温度传感器103；所述第二阀块组件上安装有用于测量进液流道进液压力的第二压力传感器104、用于测量进液流道进液温度的第二温度传感器105以及用于测量进液流量的第二流量计106。可以对进液压力和温度以及出液压力和温度进行监控。

如图4和图5所示，本实施例的所述第一阀块组件包括阀块A3和阀块B4，所述阀块A3上形成有若干条水平布置的流道A和若干所述冷板出液流道，所述阀块B4上形成有若干流道B；若干所述流道A与若干所述流道B一一对应通过接头108连通形成所述冷板进液流道。阀块A和阀块B的设置方便组装维修，降低了成本和加工难度。若干所述流道A的一端分别与若干所述冷板组件2的进液口一一对应连通，另一端分别与若干流道B一端一一对应连通，若干所述流道B的另一端与若干所述出液流道一一对应连通，且每条相互连通的流道之间均设有电动流量调节阀100和第一流量计101。

如图1-图5所示，本实施例的所述阀块A3和阀块B4分别竖直布置，所述阀块A3位于所述冷板组件2的左侧或右侧，所述阀块B4位于所述冷板组件2的前侧。方便连接层叠布置的冷板组件，也为箱体结构提供有效支撑。

本实施例中，若干所述冷板出液流道分别水平布置且经竖直布置的汇流通道进行汇流。

具体的，如图1-3以及图7所示，所述第二阀块组件包括阀块D6和阀块E7，所述阀块D6上设有第一进液流道、过渡流道和若干所述出液流道，所述阀块E7上设有第二进液流道，所述第一进液流道一端与所述入口快速断接器11连通，另一端通过进液管8与所述第二进液流道一端连通，所述第二进液流道另一端与所述过渡流道连通，所述过渡流道分别与若干所述出液流道连通。阀块D和阀块E的设置方便组装维修，降低了成本和加工难度。

其中，本实施例采用阀块A-阀块E这种分体式加转接的方式，不影响原来液体流向，尽可能减少系统流阻，降低了加工成本和实现难度，易于安装操作维修。

如图1-图3以及图7所示，本实施例的所述阀块D6和阀块E7左右并排布置，所述阀块D6呈“┚”型结构，所述进液流道位于若干所述出液流道上方，所述过渡流道与所述阀块D6形状相适配。

如图1-图3以及图6所示，本实施例的集成化便携式地面热控模拟装置还包括阀块C5，所述阀块C5上设有若干连接通道，所述连接通道一端与所述出液流道之间连接有所述电动流量调节阀100，所述连接通道另一端与所述第一阀块组件之间连接有所述第一流量计101。阀块C的设置可为电动流量调节阀和流量计之间提供连接和支撑。

如图1-图3所示，本实施例的若干冷板组件2上下水平排布在箱体1后侧，阀块A3位于箱体1后侧且位于冷板组件左侧的位置，阀块B4位于冷板组件2的前侧，电动流量调节阀100、阀块C5和第一流量计101分别位于阀块B4以及阀块D7、阀块E8的组合之间，阀块D7和阀块E8组合后位于箱体1的前侧，且组合成类似口字型结构。

其中，所述箱体1内设有控制器109，控制器109位于阀块D7和阀块E8的组合的右侧。控制器109包括电源和控制电路板，控制器内部将整个装置所需电源和控制电路板集成封装。所述第一压力传感器102、第一温度传感器103、第二压力传感器104、第二温度传感器105、第一流量计101、第二流量计106分别与控制器109连接，控制器可以根据采集到的温度、压力以及流量信号，控制加热器以及电动流量调节阀进行温度和流量调节。

如果是精细化模拟热控，为防止冷板漏热，在冷板组件外部可以包覆多层隔热材料。

本实施例的集成化便携式地面热控模拟装置中液体工质流动过程为：低温液体工质或冷却液体工质从入口快速断接器流入装置，流入阀块D中的第一进液流道，通过进液管流入到阀块E的第二进液流道中，经过第二压力传感器和第二流量计测量进液总压力和总流量，然后又回到阀块D的过渡流道，经过第二温度传感器测量进液温度后，在阀块D的若干出液流道分为若干路，并分别经过各自的电动流量调节阀，调节各支路的流量，然后这若干支路再经过阀块C后流入各支路上的第一流量计测量各支路的流量，然后各支路再流经阀块B上的若干流道B，进入阀块A的若干流道A，经过阀块A后流入各支路对应的冷板组件，低温液体工质经过冷板组件并与冷板组件上的加热器产生的热量进行热交换后将其热量带走，升温后的低温液体工质由各冷板组件出口重新回到阀块A的若干冷板出液流道，若干冷板出液流道在阀块A内汇合成一路，通过手动截止阀111调节流阻后流入阀块E的连接通道，并流经阀块E上的第一压力传感器和第一温度传感器分别测量出口液体压力和温度，由箱体上的出口快速断接器流出装置。低温液体工质的具体流向见图2。

本实施例的集成化便携式地面热控模拟装置主要是在大的系统设计验证时，各分系统不能及时交付产品的情况下使用，这样可以在各分系统与大系统之间的机械接口、电接口、热接口、软件与控制接口等确定的情况下，工作解耦，互相之间不影响各自的研制与验证，提高工作效率。

本实施例的集成化便携式地面热控模拟装置根据热控需求对整机进行了集成化设计，结构轻巧、易于搬运，尺寸布局空间利用率高，支持多路热控模拟，可以支持不同温度、压力、流阻、热耗下的多种工况。本实施例的装置集成在一个箱体结构中，箱体外部只留液体工质出入口和电连接器接口(供电与通信数据采集)，轻量便捷，能够提高系统设计验证效率。本实施例能够在有限的空间尺寸下布局多个部组件，对电动流量调节阀、流量传感器等部件的接口进行改进，采用柱塞形式接口，有利于集成化设计以适应紧凑空间。本实施例通过设计阀块A-E，既具备一定的结构力学支撑能力，又具有一定的流道功能。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种集成化便携式地面热控模拟装置，其特征在于，包括箱体以及布置在所述箱体内的若干层叠间隔布置的冷板组件、第一阀块组件和第二阀块组件，所述第一阀块组件内形成有若干冷板进液流道和若干冷板出液流道，若干所述冷板进液流道的出口与若干冷板组件的进液口一一对应连通，若干所述冷板出液流道的进口与若干冷板组件的出液口一一对应连通，若干所述冷板出液流道汇流后经过第二阀块组件的出口通道接入箱体前侧的出口快速断接器；所述第二阀块组件内形成有进液流道和若干出液流道，所述进液流道接入箱体前侧的入口快速断接器，若干所述出液流道与若干所述冷板进液流道的进口一一对应连通，且每条相互连通的流道之间均设有电动流量调节阀和第一流量计。

2.根据权利要求1所述一种集成化便携式地面热控模拟装置，其特征在于，所述第二阀块组件靠近所述箱体的前侧布置，所述冷板组件靠近所述箱体的后侧布置，所述第一阀块组件位于所述第二阀块组件和所述冷板组件之间。

3.根据权利要求1所述一种集成化便携式地面热控模拟装置，其特征在于，所述冷板组件的正反两面分别粘贴有两路并联的加热器，所述冷板组件正面并联的两路加热器和反面并联的两路加热器串联，所述冷板出液流道的出口位置以及冷板组件正反两面的中心位置分别设有温度传感器；所述加热器和温度传感器分别与电连接器连接。

4.根据权利要求1所述一种集成化便携式地面热控模拟装置，其特征在于，所述出口通道处安装有用于测量出液压力的第一压力传感器和出液温度的第一温度传感器；所述第二阀块组件上安装有用于测量进液流道进液压力的第二压力传感器、用于测量进液流道进液温度的第二温度传感器以及用于测量进液流量的第二流量计。

5.根据权利要求1所述一种集成化便携式地面热控模拟装置，其特征在于，所述第一阀块组件包括阀块A和阀块B，所述阀块A上形成有若干条水平布置的流道A和若干所述冷板出液流道，所述阀块B上形成有若干流道B；若干所述流道A与若干所述流道B一一对应连通形成所述冷板进液流道。

6.根据权利要求5所述一种集成化便携式地面热控模拟装置，其特征在于，所述阀块A和阀块B分别竖直布置，所述阀块A位于所述冷板组件的左侧或右侧，所述阀块B位于所述冷板组件的前侧。

7.根据权利要求5所述一种集成化便携式地面热控模拟装置，其特征在于，若干所述冷板出液流道分别水平布置且经竖直布置的汇流通道进行汇流。

8.根据权利要求1所述一种集成化便携式地面热控模拟装置，其特征在于，所述第二阀块组件包括阀块D和阀块E，所述阀块D上设有第一进液流道、过渡流道和若干所述出液流道，所述阀块E上设有第二进液流道，所述第一进液流道一端与所述入口快速断接器连通，另一端通过进液管与所述第二进液流道一端连通，所述第二进液流道另一端与所述过渡流道连通，所述过渡流道分别与若干所述出液流道连通。

9.根据权利要求8所述一种集成化便携式地面热控模拟装置，其特征在于，所述阀块D和阀块E左右并排布置，所述阀块D呈“┚”型结构，所述进液流道位于若干所述出液流道上方，所述过渡流道与所述阀块D形状相适配。

10.根据权利要求1所述一种集成化便携式地面热控模拟装置，其特征在于，还包括阀块C，所述阀块C上设有若干连接通道，所述连接通道一端与所述出液流道之间连接有所述电动流量调节阀，所述连接通道另一端与所述第一阀块组件之间连接有所述流量计。

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