CN116056422A - 一种在线柜操作箱可拆卸冷板和操作箱液冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在线柜操作箱可拆卸冷板和操作箱液冷系统，在线柜操作箱可拆卸冷板包括冷板本体，所述冷板本体为平板状结构，所述冷板本体的一侧面设有与内部通道连通的进液口和出液口，所述进液口处设有进液快断接头，所述出液口处设有出液快断接头；所述冷板本体的另一侧面上设有多个连接柱，所述连接柱内具有贯通的螺纹孔。本发明的在线柜操作箱可拆卸冷板，在平时状态下，可收纳起来，使操作箱本体提供一个≮360L的操作空间供航天员操作；即当需要更大散热需求的时候，可拆卸冷板连接入操作箱本体的液冷回路，为载荷提供额外的散热支撑，满足大散热量载荷的试验需求。

Description

一种在线柜操作箱可拆卸冷板和操作箱液冷系统

技术领域

本发明涉及空间站在线柜相关技术领域，具体涉及一种在线柜操作箱可拆卸冷板和操作箱液冷系统。

背景技术

随着载人航天技术的发展，在外太空建立长期有人居住和工作的环境成为人类航天事业的重心。国际空间站的后勤补给相对任何以往人类的自然探索活动来说都是十分昂贵和不易的，未来在月球和火星上建立基地面临的后勤问题更为严峻，尤其是应对突发事件，由地面保障延误带来的损失将无法估量。因此考虑到航天员的主动性，通过给人员提供一系列的工具和技术支持，增强设施的自主维修和保障的能力是解决后勤补给问题的重要措施。

在线维修装调操作柜(以下简称“在线柜”)是一种空间站应用系统规划的科学和技术实验平台，主要为空间站有效载荷提供一个进行在轨故障诊断、中继级维修和手工或机械操作的工作场所。在线柜可利用载人空间站提供的舱内空间环境条件，以及航天员在轨操作、维护、更换能力，基于外部机、电、热、信息、测控等资源约束，开展在轨的维修装调操作与实验研究。

在线维修操作支持单元(以下简称“操作箱”)是在线柜系统的主要功能部件，提供一个大容积、多类型接口、环境可控的密闭工作空间，保证航天员可直接参与一些需要人工的在线操作和科学实验。为保障操作和实验的顺利和安全进行，需要研究将操作箱设计成操作和实验过程可观、可测、可换、可控的系统。可观是指让航天员能通过在线维修操作支持单元的透明面板直接观察到被操作物和操作过程；可测是指利用配置的辅助设备(如三维扫描仪、智能诱导维修单元等)对被操作对象进行初步测量；可换是指在线维修操作支持单元内的装置可以得到更换，并根据操作和实验需要自由组合和拆分；可控是指在线维修操作支持单元内的环境(如光、温、气等)和精细操作(如灵巧机械手的末端精密操作等)过程可控，在线维修操作支持单元内的环境监测以及废气、废弃颗粒物的处理主要由三废处理单元完成。

在线维修操作支持单元通过风冷回路及气液换热器为整个操作箱提供≮200W的风冷散热能力的同时，也提供了一个≮360L的操作空间，现有的散热系统很难满足该操作空间的有效散热需求。

发明内容

本发明为了满足操作箱较大操作空间的风冷散热需求，提供了一种在线柜操作箱可拆卸冷板和操作箱液冷系统。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种在线柜操作箱可拆卸冷板，包括冷板本体，所述冷板本体为平板状结构，所述冷板本体的一侧面设有与内部通道连通的进液口和出液口，所述进液口处设有进液快断接头，所述出液口处设有出液快断接头；所述冷板本体的另一侧面上设有多个连接柱，所述连接柱内具有贯通的螺纹孔。

本发明的有益效果是：本发明的在线柜操作箱可拆卸冷板，在平时状态下，可收纳起来，使操作箱本体提供一个≮360L的操作空间供航天员操作；即当需要更大散热需求的时候，可拆卸冷板连接入操作箱本体的液冷回路，为载荷提供额外的散热支撑，满足大散热量载荷的试验需求。

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，所述冷板本体为方形结构，所述冷板本体的一侧边上设有进液耳板和出液耳板，所述进液耳板内形成有进液通道，所述出液耳板内形成有出液通道，所述进液耳板的一侧面上设有进液口，所述出液耳板的一侧面上设有出液口，所述进液口通过进液通道与所述冷板本体的内部通道连通，所述出液口通过出液通道与所述冷板本体的内部通道连通。

采用上述进一步方案的有益效果是：进液耳板和出液耳板的设置，方便进液快断接头和出液快断接头的安装设置。

进一步，所述冷板本体为方形结构，所述冷板本体的另一侧面靠近四个角的位置各设有一个连接柱。

采用上述进一步方案的有益效果是：连接柱的设置，方便松不脱螺钉的安装连接。

进一步，所述冷板本体的一侧面设有多个凹槽，多个所述凹槽与多个所述连接柱一一对应布置，所述螺纹孔贯通所述凹槽的槽底设置。

采用上述进一步方案的有益效果是：凹槽的设置，可以将松不脱螺钉进行隐藏设置，方便载荷在冷板本体上的设置。

进一步，所述冷板本体的另一侧面设有多个减重槽。

采用上述进一步方案的有益效果是：减重槽的设置，在满足功能和刚度的前提下，尽可能的减轻了冷板本体的重量。

进一步，所述冷板本体的一侧面上开设有多个载荷装配孔。

一种操作箱液冷系统，包括操作箱本体、气液换热器以及所述的在线柜操作箱可拆卸冷板，所述气液换热器设置在所述操作箱本体的背板夹层中，所述气液换热器上设有与自身液冷回路连通的进液管路和出液管路；所述背板夹层的内层背板上设有贯通内层背板的进液接头和出液接头，所述进液管路与所述进液接头连接，所述出液管路与所述出液接头连接；

所述进液接头与出液接头在所述操作箱本体内短接软管进行连接；或所述进液接头通过进液软管与冷板本体进液口处的出液快断接头连接，所述出液管路通过出液软管与冷板本体进液口处的进液快断接头连接。

本发明的有益效果是：本发明的操作箱液冷系统，平时状态下，在线柜通过风冷回路及气液换热器为整个操作箱提供≮200W的风冷散热能力的同时，也提供一个≮360L的操作空间。当试验载荷对散热要求大的时候，可通过在操作箱本体内安装可拆卸冷板并串联入液体回路系统，为载荷提供额外的散热支撑，结合风冷回路提供一个≮600W的散热支撑能力。

进一步，所述操作箱本体内设有水平布置的工作平台，所述工作平台上设有多个阵列排布的连接孔；所述冷板本体的另一侧面设置在所述工作平台上，并通过松不脱螺钉拧入所述连接柱的螺纹孔和工作平台上对应的连接孔中实现冷板本体与工作平台的可拆卸连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：工作平台的设置，为冷板本体的安装固定提供了支撑平台。

进一步，所述冷板本体的进液口和出液口靠近所述操作箱本体的内层背板布置。

采用上述进一步方案的有益效果是：将进液口和出液口靠近操作箱本体的背板布置，不影响操作箱本体内操作空间的使用。

进一步，所述工作平台上设有对位标识点和两个L型的冷板对位线，两个L型的冷板对位线对称布置。

采用上述进一步方案的有益效果是：L型的冷板对位线和对位标识点的设置，可以为冷板本体的装配提供标识，方便航天员操作。

进一步，所述冷板本体的进液快断接头和出液快断接头位于所述进液接头和出液接头之间，且所述进液快断接头邻近所述出液接头布置，所述出液快断接头邻近所述进液接头布置；所述进液快断接头与出液接头之间的距离与所述出液快断接头与所述进液接头之间的距离相等。

采用上述进一步方案的有益效果是：方便进液软管和出液软管的连接固定。

附图说明

图1为本发明在线柜操作箱可拆卸冷板的立体结构示意图一；

图2为本发明在线柜操作箱可拆卸冷板的立体结构示意图二；

图3为本发明在线柜操作箱可拆卸冷板装配在操作箱本体内的立体结构示意图；

图4为本发明在线柜操作箱短节软管装配在操作箱本体内的立体结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1000、冷板本体；1001、进液快断接头；1002、出液快断接头；1003、连接柱；1004、凹槽；1005、松不脱螺钉；1006、进液耳板；1007、出液耳板；1008、减重槽；1009、进液接头；1010、出液接头；1011、操作箱本体；1012、工作平台；1013、连接孔；1014、冷板对位线；1015、内层背板；1016、载荷装配孔；1017、短接软管。

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和图2所示，本实施例的一种在线柜操作箱可拆卸冷板，包括冷板本体1000，所述冷板本体1000为平板状结构，所述冷板本体1000的一侧面设有与内部通道连通的进液口和出液口，所述进液口处设有进液快断接头1001，所述出液口处设有出液快断接头1002；所述冷板本体1000的另一侧面上设有多个连接柱1003，所述连接柱1003内具有贯通的螺纹孔。

本实施例的所述进液快断接头1001和出液快断接头1002可采用DN8快断接头公头。

如图1和图2所示，本实施例的所述冷板本体1000为方形结构，所述冷板本体1000的一侧边上设有进液耳板1006和出液耳板1007，所述进液耳板1006内形成有进液通道，所述出液耳板1007内形成有出液通道，所述进液耳板1006的一侧面上设有进液口，所述出液耳板1007的一侧面上设有出液口，所述进液口通过进液通道与所述冷板本体1000的内部通道连通，所述出液口通过出液通道与所述冷板本体1000的内部通道连通。进液耳板和出液耳板的设置，方便进液快断接头和出液快断接头的安装设置。

具体的，如图1和图2所示，本实施例的所述冷板本体1000为方形结构，所述冷板本体1000的另一侧面靠近四个角的位置各设有一个连接柱1003。连接柱的设置，方便松不脱螺钉的安装连接。为了满足人机工效学，可在冷板本体1000的所有拐角位置均倒圆角。

如图1和图2所示，本实施例的所述冷板本体1000的一侧面设有多个凹槽1004，多个所述凹槽1004与多个所述连接柱1003一一对应布置，所述螺纹孔贯通所述凹槽1004的槽底设置。凹槽的设置，可以将松不脱螺钉进行隐藏设置，方便载荷在冷板本体上的设置。

如图1所示，本实施例的所述冷板本体1000的另一侧面设有多个减重槽1008。减重槽的设置，在满足功能和刚度的前提下，尽可能的减轻了冷板本体的重量。另外，需要说明的是，本实施例在冷板本体1000的另一侧面设置的多个连接柱1003也是为了减重需要，因为松不脱螺钉的使用，需要冷板本体1000具有一定的厚度，可利用连接柱1003实现四角局部加厚，用于设置连接松不脱螺钉，其他位置减薄，进行减重。在此基础上再设置减重槽1008，进一步起到整体减重的效果。

如图1～图3所示，本实施例的所述冷板本体1000的一侧面上开设有多个载荷装配孔1016，方便将试验载荷通过载荷装配孔1016装配在冷板本体1000上。

本实施例的在线柜操作箱可拆卸冷板，在平时状态下，可收纳起来，使操作箱本体提供一个≮360L的操作空间供航天员操作；即当需要更大散热需求的时候，可拆卸冷板连接入操作箱本体的液冷回路，为载荷提供额外的散热支撑，满足大散热量载荷的试验需求。

如图3所示，本实施例还提供了一种操作箱液冷系统，包括操作箱本体1011、气液换热器以及所述的在线柜操作箱可拆卸冷板，所述气液换热器设置在所述操作箱本体1011的背板夹层中，所述气液换热器上设有与自身液冷回路连通的进液管路和出液管路；所述背板夹层的内层背板1015上设有贯通内层背板1015的进液接头1009和出液接头1010，所述进液管路与所述进液接头1009连接，所述出液管路与所述出液接头1010连接；

当所述进液接头1009与出液接头1010在所述操作箱本体1011内短接软管1017进行连接时，短接软管1017将气液换液器的进液管路和出液管路连通，此时，操作箱本体主要通过风冷散热，在线柜通过风冷回路及气液换热器为整个操作箱提供≮200W的风冷散热能力。

当试验载荷对散热要求大的时候，所述进液接头1009通过进液软管与冷板本体1000进液口处的出液快断接头1002连接，所述出液管路通过出液软管与冷板本体进液口处的进液快断接头1001连接，可通过在操作箱本体内在线柜操作箱可拆卸冷板串联入液体回路系统中，为试验载荷提供额外的散热支撑，结合风冷回路提供一个≮600W的散热支撑能力。

如图3所示，本实施例的所述操作箱本体1011内设有水平布置的工作平台1012，所述工作平台1012上设有多个阵列排布的连接孔1013；所述冷板本体1000的另一侧面设置在所述工作平台1012上，并通过松不脱螺钉1005拧入所述连接柱1003的螺纹孔和工作平台1012上对应的连接孔1013中实现冷板本体1000与工作平台1012的可拆卸连接。工作平台的设置，为冷板本体的安装固定提供了支撑平台。

如图3所示，本实施例的所述冷板本体1000的进液口和出液口靠近所述操作箱本体1011的内层背板1015布置。将进液口和出液口靠近操作箱本体的背板布置，不影响操作箱本体内操作空间的使用。

如图3所示，本实施例的所述工作平台1012上设有对位标识点和两个L型的冷板对位线1014，两个L型的冷板对位线1014对称布置。L型的冷板对位线和对位标识点的设置，可以为冷板本体的装配提供标识，方便航天员操作。所述L型的冷板对位线1014可采用在工作平台1012上刻L型槽形成。

如图3所示，本实施例的所述冷板本体1000的进液快断接头1001和出液快断接头1002位于所述进液接头1009和出液接头1010之间，且所述进液快断接头1001邻近所述出液接头1010布置，所述出液快断接头1002邻近所述进液接头1009布置；所述进液快断接头1001与出液接头1010之间的距离与所述出液快断接头1002与所述进液接头1009之间的距离相等，方便进液软管和出液软管的连接固定。

本实施例的操作箱液冷系统在使用的时候，可将有散热需求的试验载荷安装在冷板本体工作平面的载荷装配孔1016上。

本实施例的操作箱液冷系统，平时状态下，在线柜通过风冷回路及气液换热器为整个操作箱提供≮200W的风冷散热能力的同时，也提供一个≮360L的操作空间。当试验载荷对散热要求大的时候，可通过在操作箱本体内安装可拆卸冷板并串联入液体回路系统，为载荷提供额外的散热支撑，结合风冷回路提供一个≮600W的散热支撑能力。

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)

1.一种在线柜操作箱可拆卸冷板，其特征在于，包括冷板本体，所述冷板本体为平板状结构，所述冷板本体的一侧面设有与内部通道连通的进液口和出液口，所述进液口处设有进液快断接头，所述出液口处设有出液快断接头；所述冷板本体的另一侧面上设有多个连接柱，所述连接柱内具有贯通的螺纹孔。

2.根据权利要求1所述一种在线柜操作箱可拆卸冷板，其特征在于，所述冷板本体为方形结构，所述冷板本体的一侧边上设有进液耳板和出液耳板，所述进液耳板内形成有进液通道，所述出液耳板内形成有出液通道，所述进液耳板的一侧面上设有进液口，所述出液耳板的一侧面上设有出液口，所述进液口通过进液通道与所述冷板本体的内部通道连通，所述出液口通过出液通道与所述冷板本体的内部通道连通。

3.根据权利要求1所述一种在线柜操作箱可拆卸冷板，其特征在于，所述冷板本体为方形结构，所述冷板本体的另一侧面靠近四个角的位置各设有一个连接柱。

4.根据权利要求1所述一种在线柜操作箱可拆卸冷板，其特征在于，所述冷板本体的一侧面设有多个凹槽，多个所述凹槽与多个所述连接柱一一对应布置，所述螺纹孔贯通所述凹槽的槽底设置；所述冷板本体的另一侧面设有多个减重槽。

5.根据权利要求1所述一种在线柜操作箱可拆卸冷板，其特征在于，所述冷板本体的一侧面上开设有多个载荷装配孔。

6.一种操作箱液冷系统，其特征在于，包括操作箱本体、气液换热器以及权利要求1至5任一项所述的在线柜操作箱可拆卸冷板，所述气液换热器设置在所述操作箱本体的背板夹层中，所述气液换热器上设有与自身液冷回路连通的进液管路和出液管路；所述背板夹层的内层背板上设有贯通内层背板的进液接头和出液接头，所述进液管路与所述进液接头连接，所述出液管路与所述出液接头连接；

所述进液接头与出液接头在所述操作箱本体内短接软管进行连接；或所述进液接头通过进液软管与冷板本体进液口处的出液快断接头连接，所述出液管路通过出液软管与冷板本体进液口处的进液快断接头连接。

7.根据权利要求6所述一种操作箱液冷系统，其特征在于，所述操作箱本体内设有水平布置的工作平台，所述工作平台上设有多个阵列排布的连接孔；所述冷板本体的另一侧面设置在所述工作平台上，并通过松不脱螺钉拧入所述连接柱的螺纹孔和工作平台上对应的连接孔中实现冷板本体与工作平台的可拆卸连接。

8.根据权利要求7所述一种操作箱液冷系统，其特征在于，所述冷板本体的进液口和出液口靠近所述操作箱本体的内层背板布置。

9.根据权利要求7所述一种操作箱液冷系统，其特征在于，所述工作平台上设有对位标识点和两个L型的冷板对位线，两个L型的冷板对位线对称布置。

10.根据权利要求7所述一种操作箱液冷系统，其特征在于，所述冷板本体的进液快断接头和出液快断接头位于所述进液接头和出液接头之间，且所述进液快断接头邻近所述出液接头布置，所述出液快断接头邻近所述进液接头布置；所述进液快断接头与出液接头之间的距离与所述出液快断接头与所述进液接头之间的距离相等。

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