CN204345962U - 一种锥形快速节流制冷器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种锥形快速节流制冷器，包括锥形骨架、肋片管、进气接头和安装在锥形骨架底部的尾部法兰。锥形骨架内部填充有发泡层。肋片管为1根，其中间部位嵌入安装在锥形骨架的顶部，其两端分别沿锥形骨架外周绕制成两层并连接在进气接头上。肋片管的中间部位开设有节流孔，肋片管末端与进气接头采用锡钎焊的方式进行相连。进气接头的两端分别嵌入安装在发泡层与尾部法兰内。本实用新型仅采用一根肋片管就实现了在锥形骨架上进行双层绕制，并达到快速制冷的目的，从而有效解决了现有的采用两根肋片管进行双层绕制时存在的焊接难度大、易堵塞等问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及锥形节流制冷器技术领域，具体涉及一种利用单根肋片管双层绕制而成的锥形快速节流制冷器。
背景技术
锥形节流制冷器因其具有结构紧凑、启动时间短、效率高、可靠耐用等特点，而被广泛应用在红外探测领域，尤其在导弹制导、红外前视等军事装备上发挥了重要作用。
锥形节流制冷器是一种利用等焓膨胀的焦耳-汤姆逊效应的节流微制冷器。节流微制冷器可看作一种微型液化装置，其技术关键有以下几点：①利用高压非理想气体在特定温度下压力降低而产生的冷效应；②利用微型高效热交换器对此效应进行积累和放大，使工作物质达到低温，成为液化或半液化状态； ③利用低温工作物质对电子器件进行射流冲击达到高速冷却的目的。
现有的锥形节流制冷器均为多层设计，采用两根肋片管绕制而成。由于两根肋片管在锥形骨架上绕制完成后，需要在锥形骨架顶端汇流，再通过节流管（孔）使制冷工质从小孔中喷出，从而达到制冷的目的。因此，在两根肋片管汇流以及与节流管连接时都需要进行焊接操作。但因该位置空间位置以及肋片的直径都很小，在操作时是很难操作，还很容易造成堵塞影响制冷效果。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种锥形快速节流制冷器，该锥形节流制冷器采用单根肋片管双层绕制而成，能够解决采用两根肋片管制作锥形节流制冷器时存在的问题。
为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：
一种锥形快速节流制冷器，包括锥形骨架、肋片管、进气接头、安装在锥形骨架顶部的冷头固定座和安装在锥形骨架底部的尾部法兰。
所述的锥形骨架内部填充有发泡层。
所述的冷头固定座上开设有用于固定肋片管的凹槽。
所述的肋片管为1根，肋片管的中间部位嵌入安装在冷头固定座上的凹槽内，肋片管的两端分别沿锥形骨架外周绕制成两层并连接在进气接头上。安装在冷头固定座凹槽内的肋片管上开设有节流孔，且肋片管末端与进气接头相连通。
所述的进气接头的两端分别嵌入安装在发泡层与尾部法兰内。
进一步的，所述的冷头固定座的外径大于锥形骨架顶部的外径。通过使冷头固定座的外径大于锥形骨架顶部的外径，能够在冷头固定座与锥形骨架连接处形成一个防滑台阶，用于保证肋片管在锥形骨架外周绕制的稳定性。
所述的锥形骨架采用硬质塑料或环氧胶木材料。
所述的发泡层采用聚氨酯发泡剂。
所述的进气接头采用不锈钢材料。
所述的尾部法兰采用硬质塑料。
所述的锥形骨架底部通过低温胶与尾部法兰粘接相连。
由以上技术方案可知，本实用新型仅采用一根肋片管就实现了在锥形骨架上进行双层绕制，并达到快速制冷的目的，从而有效解决了现有的采用两根肋片管进行双层绕制时存在的焊接难度大、易堵塞等问题。本实用新型具有结构简单、操作方便、绝热充分、冷却效果好等特点。
附图说明
图1是本实用新型的剖视图；
图2是本实用新型的俯视图；
图3是本实用新型的顶端局部放大图。
其中：
1、尾部法兰，2、进气接头，3、发泡层，4、锥形骨架，5、肋片管，6、节流孔，7、冷头固定座。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步说明：
如图1-图3所示的一种锥形快速节流制冷器，包括锥形骨架4、肋片管5、进气接头2、安装在锥形骨架4顶部的冷头固定座7和安装在锥形骨架4底部的尾部法兰1。
所述的冷头固定座7上开设有用于固定肋片管的凹槽，且冷头固定座7的外径大于锥形骨架顶部的外径。所述的肋片管5为1根，肋片管5的中间部位嵌入安装在冷头固定座7上的凹槽内，肋片管5的两端分别沿锥形骨架外周周向绕制成两层并连接在进气接头2上。安装在冷头固定座7凹槽内的肋片管上开设有节流孔6，且肋片管5末端与进气接头2相连通。
由于冷头固定座7的外径大于锥形骨架4顶部的外径，这样就能产生一个防滑台阶。又因为肋片管5中间部位固定在冷头固定座7上的凹槽内，肋片管5其它部分在锥形骨架4上同向缠绕就不会发生滑移现象，对肋片管5起到良好的固定作用。因为本实用新型的里外两层均由一根肋片管绕制而成，且这根肋片管的中间部位是嵌入安装在冷头固定座7的凹槽中，并在固定在凹槽中的肋片管上打有一节流孔6。所以，本实用新型在制作过程中，就无需像采用两根肋片管时因两肋片管要在锥形骨架顶部汇流而要进行高难度焊接，并同时消除了两根肋片管在锥形骨架顶部汇流时易堵塞的问题。
进一步的，所述的锥形骨架4内部填充有发泡层3。所述的发泡层3采用聚氨酯发泡剂。采用聚氨酯发泡剂填充在锥形骨架4内部，能够有效减少腔体内部因空气对流而产生的冷量损耗，达到快速制冷的目的。
进一步的，所述的进气接头2的两端分别嵌入安装在发泡层3与尾部法兰1内。发泡层3底部开设有进气接头安装孔，尾部法兰1上设有六边形的中孔。进气接头2的上端设有小孔与肋片管进行锡钎焊接，进气接头2的下端被设计成与尾部法兰中孔一致的六边形，并嵌入安装在中孔内并采用环氧树脂与中孔胶接。如此固定安装进气接头，能够保证进气接头的稳定性，加强进气接头的抗扭力。
进一步的，所述的锥形骨架4采用硬质塑料或环氧胶木材料。
所述的进气接头2采用不锈钢材料。
所述的尾部法兰1采用硬质塑料。
所述的锥形骨架4底部通过低温胶与尾部法兰1粘接相连。
本实用新型的工作原理为：
将该节流制冷器装入与之相适应的红外真空杜瓦内，高压高纯氮气（氩）通过气路接头进入进气接头2。气体通过同向缠绕在锥形骨架4上的肋片管5内部进入到顶端的节流孔6，并从节流孔6中高速喷出，产生节流效应，使节流孔6附近产生低温区域。连续喷出的冷却气体再通过锥形骨架4上的两层肋片管5外部间隙流出红外真空杜瓦，在气体流出的过程中不断与肋片管5进行换热，肋片管5再与肋片管5内部气体进行换热，使得整个节流制冷器的节流孔6端的喷出气体温度越来越低，最终达到设计要求的温度。
本实用新型的具体制作过程为：
（1）选取长度适宜的肋片管1根，将肋片管5从中间部位嵌入安装至冷头固定座7上的凹槽中。
（2）用肋片管5的一端进行第一层绕制。将肋片管5的一端从冷头固定座7的底部也就是防滑台阶下面开始，沿锥形骨架4的外周自上至下进行第一层肋片管的绕制。在绕制过程中，要用力均匀且使肋片管5与锥形骨架4的外周紧密贴合，同时要保证相邻两圈相互靠紧且绕制间隙均匀一致。当绕制到锥形骨架4的底端后，用焊锡将最后一圈与倒数第二圈固定，并在进行第一层绕制的肋片管的尾端留出一定的长度。
（3）用肋片管5的另一端进行第二层绕制。首先，从冷头固定座开始，将肋片管的另一端顺着第一层肋片管的弯曲方向在冷头固定座7上弯曲，使该端肋片管继续沿第一层肋片管上下圈之间的凹槽在锥形骨架4的外周进行第二层绕制，直至第一层焊锡连接的位置。最后，用焊锡将该端肋片管固定至第一层肋片管上，并在其尾端留出适当长度。
（4）采用聚氨酯发泡剂在锥形骨架4内部进行发泡充填，形成发泡层3。当充填完成并固化后，在保证锥形骨架内部填满的基础上，去除多余的发泡材料。用小刀在发泡层3的底部挖一与进气接头2大小深度基本一致的进气接头安装孔，以使进气接头的上端能够嵌入安装在发泡层3内。
（5）将绕制完成后的肋片管5的两端预留的部分弯向锥形骨架4内部，并用焊锡固定在进气接头2上。焊接过程中，要确保进气接头2与肋片管无任何堵塞和虚焊，保证进气接头2与肋片管5内部畅通、外部无泄漏。
（6）将进气接头2下端嵌入安装在尾部法兰1的中孔中，并用环氧树脂胶接固化。
（7）在锥形骨架4的底部边缘涂覆少量低温胶，使其与尾部法兰1粘接并固化。
（8）根据制冷器的规格需求，选用合适的钻头在肋片管5的中间部位开设节流孔6。
以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
Claims (7)
1.一种锥形快速节流制冷器，其特征在于：包括锥形骨架（4）、肋片管（5）、进气接头（2）、安装在锥形骨架顶部的冷头固定座（7）和安装在锥形骨架（4）底部的尾部法兰（1）；
所述的锥形骨架（4）内部填充有发泡层（3）；
所述的冷头固定座（7）上开设有用于固定肋片管的凹槽；
所述的肋片管（5）为1根，肋片管（5）的中间部位嵌入安装在冷头固定座（7）上的凹槽内，肋片管（5）的两端分别沿锥形骨架（4）外周绕制成两层并连接在进气接头（2）上；安装在冷头固定座（7）凹槽内的肋片管上开设有节流孔（6），且肋片管（5）末端与进气接头（2）相连通；
所述的进气接头（2）的两端分别嵌入安装在发泡层（3）与尾部法兰（1）内。
2.根据权利要求1所述的一种锥形快速节流制冷器，其特征在于：所述的冷头固定座（7）的外径大于锥形骨架（4）顶部的外径。
3.根据权利要求1所述的一种锥形快速节流制冷器，其特征在于：所述的锥形骨架（4）采用硬质塑料或环氧胶木材料。
4.根据权利要求1所述的一种锥形快速节流制冷器，其特征在于：所述的发泡层（3）采用聚氨酯发泡剂。
5.根据权利要求1所述的一种锥形快速节流制冷器，其特征在于： 所述的进气接头（2）采用不锈钢材料。
6.根据权利要求1所述的一种锥形快速节流制冷器，其特征在于：所述的尾部法兰（1）采用硬质塑料。
7.根据权利要求1所述的一种锥形快速节流制冷器，其特征在于：所述的锥形骨架（4）底部通过低温胶与尾部法兰（1）粘接相连。
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