低温回路热管制造技术

技术编号:18457243 阅读:29 留言:0更新日期:2018-07-18 12:06
本发明专利技术涉及热控设备,提供一种低温回路热管,包括蒸发器以及冷凝器,冷凝器的出液口通过液体管路与蒸发器的进液口连通,蒸发器的气体出口通过气体管路与冷凝器的进气口连通,于液体管路内设置有第一毛细结构,于蒸发器内设置有吸液芯,第一毛细结构一端伸入冷凝器内,另一端与吸液芯连接,且于液体管路上罩设有绝热过渡结构。本发明专利技术中液体管路内设置有第一毛细结构,可以借助第一毛细结构的毛细作用输送液态工质,不需要借助重力辅助、额外功耗就能够为蒸发器持续提供液态工质供给,且通过绝热过渡结构可减小蒸发器轴向漏热,避免蒸发器与液体管路接触区域的液体发生烧干,阻断液体工质流向吸液芯,保证低温回路热管可靠启动、稳定运行。

Low temperature loop heat pipe

The invention relates to a heat control device, which provides a low temperature loop heat pipe, including a evaporator and a condenser. The liquid outlet of the condenser is communicated with the inlet of the evaporator through the liquid pipeline. The gas outlet of the evaporator is connected to the intake port of the condenser through the gas pipeline, and the first capillary structure is arranged in the liquid tube. A liquid absorption core is arranged in the hair device, one end of the first capillary structure is inserted into the condenser, the other end is connected with the suction core, and an adiabatic transition structure is provided on the cover of the liquid pipe. In the liquid pipeline, the first capillary structure is provided with the capillary action of the first capillary structure, and the liquid refrigerant can be provided continuously without the aid of gravity and extra power, and the evaporator's axial leakage heat can be reduced by the adiabatic transition structure to avoid the evaporator and the evaporator. The liquid in the contact area of the liquid pipeline is burned to dry, blocking the liquid working fluid to the liquid core, and ensuring the reliable start and stable operation of the heat pipe in the cryogenic loop.

【技术实现步骤摘要】
低温回路热管
本专利技术涉及热控设备,尤其涉及一种低温回路热管。
技术介绍
低温回路热管是一种高效的低温传热元件,主要用于航天器热控、超导磁体冷却以及光学器件冷却等领域,能在冷源与被冷却器件之间有效地实现远距离传热、隔离振动和电磁干扰等。目前,传统的回路热管包括蒸发器、冷凝器、气体管路和液体管路,它们组成一个封闭回路,向回路内充注的工质,在室温下为液态或者气液两相状态,该工质在回路内循环流动,通过气液相变进行高效传热。与传统回路热管相比,由于低温回路热管工作于更低的温度区域,所以有很多不同点:第一,低温工质在室温条件下为气态,在低温回路热管运行以前,必须一个额外的降温过程,经过漫长的时间,将大部分气态工质冷却为液态;第二,需要借助辅助手段、克服环境漏热影响,将冷凝器中产生的液态工质输送到蒸发器中;第三,低温工质热物性较差,如表面张力、汽化潜热较低,在蒸发器与液体管路连接位置附近更容易受热发生烧干,造成低温回路热管启动失败或运行失效;第四,为了使低温回路热管既能够在低温运行时具有足够液体,又要使回路内的压力在室温条件下达到安全要求,因此需要设置一个体积较大的气库。这些不同之处,给低温回路热管的设计、启动和运行带来了更大的难度和挑战。如何使低温回路热管从室温顺利冷却到低温下的工作温区,并且可靠地启动运行,是一个非常关键的技术难题。现在主要有以下技术手段:第一,依靠重力辅助,在地面应用时,使低温回路热管的蒸发器位置低于冷凝器,冷凝器中形成的液体在重力辅助作用下流向蒸发器,将沿程管路和蒸发器冷却至工作温度,然后向蒸发器施加热负荷,启动低温回路热管;第二,设置次蒸发器,将次蒸发器串联在冷凝管路中间,以便于冷凝器中的液体尽快进入次蒸发器,加热次蒸发器,驱动冷凝液体逐渐向远端的主蒸发器流动,待主蒸发器被充分冷却以后,停止加热次蒸发器,然后再向主蒸发器施加热负荷开始启动过程;第三,设置二次回路,在原有回路基础上,增加一个循环回路,将次蒸发器、冷凝器和主蒸发器相连接,次蒸发器靠近冷凝器,待次蒸发器充分冷却以后进行加热,驱动液体工质沿着二次回路流向主蒸发器,当主蒸发器被冷却到工作温度以后,施加热负荷开始启动过程。以上几种技术手段存在一些问题和不足:依靠重力辅助启动和运行的低温回路热管的应用环境严重受限,在水平状态或者抗重力状态无法工作;设置次蒸发器时,需要施加额外的加热能耗,而且这种低温回路热管降温过程缓慢;设置二次回路时,同样需要施加额外的加热能耗,同时导致低温回路热管的管路增多、结构复杂化。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题和不足,提出了一种低温回路热管,不需要重力辅助和额外能耗,就能够顺利完成降温过程、可靠启动、稳定运行。本专利技术是这样实现的:本专利技术提供一种低温回路热管,包括蒸发器以及冷凝器,所述冷凝器的出液口通过液体管路与所述蒸发器的进液口连通,所述蒸发器的气体出口通过气体管路与所述冷凝器的进气口连通,所述冷凝器、所述液体管路、所述蒸发器以及所述气体管路依次连通形成回路,于所述液体管路内设置有第一毛细结构,于所述蒸发器内设置有吸液芯,所述第一毛细结构一端伸入所述冷凝器内,另一端与所述吸液芯连接,且于所述液体管路上罩设有绝热过渡结构,所述绝热过渡结构一端与所述液体管路连接,另一端延伸至所述蒸发器,且所述绝热过渡结构的内壁与所述液体管路的外表面之间具有间隙。进一步地,所述第一毛细结构的毛细尺度不小于所述吸液芯的毛细尺度。进一步地,所述第一毛细结构为金属丝、粉末、纤维、泡沫金属、网状或者束状中的至少一种。进一步地,所述蒸发器包括壳体,所述吸液芯位于所述壳体内,所述第一毛细结构与所述吸液芯连接,所述吸液芯与所述壳体内壁之间形成有槽道,所述槽道连通所述气体通道。进一步地,所述吸液芯为杯状结构,且所述吸液芯靠近所述液体管道的一侧为开口,靠近所述气体管道的一侧封闭,所述液体管道沿所述开口伸入所述吸液芯内。进一步地,所述壳体的外表面具有与被冷却器件耦合的至少一个平面。进一步地,于所述吸液芯与所述第一毛细结构之间还设有第二毛细结构。进一步地,还包括气库,所述气库与所述气体管路连通。进一步地,所述第一毛细结构全部或者部分占据所述液体管路的轴截面上。进一步地,所述液体管路与所述气体管路为金属薄壁管、金属软管或波纹管。本专利技术具有以下有益效果:本专利技术的低温回路热管中,冷凝器、液体管路、蒸发器以及气体管路形成一个完整的回路,在液体管路内设置有第一毛细结构,且第一毛细结构一端伸入冷凝器内,另一端与蒸发器内的吸液芯连接,从而可以借助第一毛细结构的毛细作用输送液态工质,结构简单,不需要借助重力辅助、额外功耗就能够使蒸发器顺利完成冷却降温,为蒸发器持续提供低温液体工质供给,另外在液体管路上罩设有绝热过渡结构,可以减小蒸发器轴向漏热,避免蒸发器与液体管路接触区域的液体发生烧干,阻断液体工质流向吸液芯,通过设置绝热过渡结构有效保证低温回路热管可靠启动、稳定运行。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术实施例提供的低温回路热管的结构示意图;图2为图1的低温回路热管的第一毛细结构充满液体管路的结构示意图;图3为图1的低温回路热管的第一毛细结构为环形的结构示意图;图4为图1的低温回路热管的第一毛细结构为圆形且部分填充液体管路的结构示意图;图5为图1的低温回路热管的槽道位于吸液芯上的结构示意图;图6为图1的低温回路热管的槽道位于壳体上的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图,对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本专利技术保护的范围。参见图1-图4,本专利技术实施例提供一种低温回路热管,包括蒸发器1以及冷凝器2,冷凝器2的出液口通过液体管路3与蒸发器1的进液口连通,而蒸发器1的气体出口通过气体管路4与冷凝器2的进气口连通,即冷凝器2、液体管路3、蒸发器1以及气体管路4依次连通形成完整的回路,工质在冷凝器2内凝结为液态且经液体管路3进入蒸发器1内,液态的工质在蒸发器1内被蒸发为气态,且通过气体管路4进入冷凝器2内重新凝结为液态,在液体管路3内设置有第一毛细结构31,另外在蒸发器1内设置有吸液芯11,第一毛细结构31的一端伸入与冷凝器2内,而另一端与吸液芯11连接,另外在液体管路3靠近蒸发器1的一端罩设有绝热过渡结构32,该绝热过渡结构32一端与液体管路3连接,另一端延伸至蒸发器1,且绝热过渡结构32的内壁与液体管路3的外表面之间具有间隙,即表明绝热过渡结构32除了与液体管路3的连接处与液体管路3接触外,其它各部分均与液体管路3不接触。本实施例中,当回路热管的冷凝器2被冷源冷却以后,气态的工质在冷凝器2内凝结为液态,并且与液体管路3内第一毛细结构31接触,在第一毛细结构31的毛细力驱动下,液态的工质逐渐向蒸发器1内流动,对沿程的液体管路3进行冷却降温,本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种低温回路热管,包括蒸发器以及冷凝器,所述冷凝器的出液口通过液体管路与所述蒸发器的进液口连通,所述蒸发器的气体出口通过气体管路与所述冷凝器的进气口连通,所述冷凝器、所述液体管路、所述蒸发器以及所述气体管路依次连通形成回路,其特征在于:于所述液体管路内设置有第一毛细结构,于所述蒸发器内设置有吸液芯,所述第一毛细结构一端伸入所述冷凝器内,另一端与所述吸液芯连接,且于所述液体管路上罩设有绝热过渡结构,所述绝热过渡结构一端与所述液体管路连接,另一端延伸至所述蒸发器,且所述绝热过渡结构的内壁与所述液体管路的外表面之间具有间隙。

【技术特征摘要】
1.一种低温回路热管,包括蒸发器以及冷凝器,所述冷凝器的出液口通过液体管路与所述蒸发器的进液口连通,所述蒸发器的气体出口通过气体管路与所述冷凝器的进气口连通,所述冷凝器、所述液体管路、所述蒸发器以及所述气体管路依次连通形成回路,其特征在于:于所述液体管路内设置有第一毛细结构,于所述蒸发器内设置有吸液芯,所述第一毛细结构一端伸入所述冷凝器内,另一端与所述吸液芯连接,且于所述液体管路上罩设有绝热过渡结构,所述绝热过渡结构一端与所述液体管路连接,另一端延伸至所述蒸发器,且所述绝热过渡结构的内壁与所述液体管路的外表面之间具有间隙。2.如权利要求1所述的低温回路热管,其特征在于:所述第一毛细结构的毛细尺度不小于所述吸液芯的毛细尺度。3.如权利要求1所述的低温回路热管,其特征在于:所述第一毛细结构为金属丝、粉末、纤维、泡沫金属、网状或者束状中的至少一种。4.如权利要求1所述的低温回路热管,其特征在于:所述蒸发器包括...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵雅楠梁惊涛陈厚磊
申请(专利权)人:中国科学院理化技术研究所
类型:发明
国别省市:北京,11

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