高能系统的外置式环绕型温度控制装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种高能系统的外置式环绕型温度控制装置及方法。其中装置包括至少两个换热器，流体管路，传感器，热控组件和数据采集控制装置；至少两个换热器中的换热流道相互连通构成换热结构；换热结构包括一个流体进口和一个流体出口，且换热结构的内表面的形状与待测高能系统外侧形状相适配，可拆卸的环绕围设在待测高能系统的外侧；传感器设置在待测高能系统与换热器之间；流体管路的一端连通流体进口，另一端连通流体出口；热控组件设置在靠近流体出口一端的流体管路上；数据采集控制装置与传感器和热控组件电连接，用于采集传感器测量的温度并根据温度控制热控组件。其拆装快捷、控温高效、可冷却和加热、适合连续复杂曲面的待测高能系统。

【技术实现步骤摘要】
高能系统的外置式环绕型温度控制装置及方法
本专利技术涉及高能系统领域，特别是涉及一种高能系统的外置式环绕型温度控制装置及方法。
技术介绍
传统的军工武器(如火炮、舰炮等)在朝着提高威力和增加射速的方向发展，由此带来的是更高的发射强度和对火炮身管更多的热作用，火炮身管在发射过程中的热作用将会对火炮的持续射击能力、两次持续射击时间间隔以及高射速条件下身管内膛的磨损等产生不利的影响。随着高新技术的发展，产生了新兴的高能定向能武器系统(如激光武器、微波武器和粒子束武器等)和高能动能武器系统(如电磁炮、群射火箭等)，这些高能系统的发生器需要超高的能量输入，同时产生的热量也远超于传统武器系统，和传统武器一样，热影响同样会对武器系统产生不利的影响。在民用领域(科技、医学、工业、通信等领域)，大功率的激光设备(如激光切割、激光焊接)和大功率高转速的动力设备(如超导电机)的应用也越来越广泛，但这些高能系统的散热冷却的效果不理想，目前常用的被动式风冷散热片冷却，液冷散热冷却等方式的散热效果无法满足高能系统的散热要求。传统的平板式换热器已在集成电路、制冷方面得到大规模应用，但仍缺少适合连续复杂曲面的换热器。另外，在严寒地区，恶劣的气候条件通常导致高能系统的零件材料的机械物理性能受到影响，因此需要通过加热使高能系统尽快地处于最佳工作状态的温度范围内。
技术实现思路
针对传统技术的问题，本专利技术提供了一种拆装快捷、控温高效、可冷却和加热、适合连续复杂曲面的高能系统的外置式环绕型温度控制装置及方法。为达到专利技术目的，本专利技术提供一种高能系统的外置式环绕型温度控制装置，包括至少两个换热器，流体管路，传感器，热控组件和数据采集控制装置；所述至少两个换热器中的换热流道相互连通构成换热结构；所述换热结构包括一个流体进口和一个流体出口，且所述换热结构的内表面的形状与待测高能系统外侧形状相适配，所述换热结构可拆卸的环绕围设在所述待测高能系统的外侧；所述传感器设置在所述待测高能系统与所述换热器之间；所述流体管路的一端连通所述换热结构的流体进口，另一端连通所述换热结构的流体出口；所述热控组件设置在靠近流体出口一端的所述流体管路上；所述数据采集控制装置与所述传感器和所述热控组件电连接，用于采集所述传感器测量的温度并根据所述温度控制所述热控组件。作为一种可实施例，所述换热结构包括左半环换热器和右半环换热器；所述左半环换热器和所述右半环换热器铰链连接。作为一种可实施例，所述换热流道为当量直径为1～1000μm的微通道结构。作为一种可实施例，所述换热流道为当量直径为1～2mm的通道结构。作为一种可实施例，所述换热流道包括流体输入槽道，通道和流体输出槽道；所述流体输入槽道和所述流体输出槽道通过所述通道连通。作为一种可实施例，所述通道包括流向流道和交叉流道；所述流向流道和所述交叉流道十字交叉设置。作为一种可实施例，还包括流量控制组件；所述流量控制组件设置在所述流体进口和所述热控组件之间的所述流体管路上，且与所述数据采集控制装置电连接。作为一种可实施例，还包括流体储罐；所述流体储罐与所述流体管路连接，且设置在所述热控组件和所述流量控制组件之间。作为一种可实施例，还包括包覆于所述换热器、所述热控组件、所述流体储罐和所述流体管路的外表面的隔热组件。作为一种可实施例，所述换热器外表面上设置有风冷散热翅片。作为一种可实施例，还包括设置在所述待测高能系统和所述换热器之间的导热介质。作为一种可实施例，换热流体为液氮，所述热控组件上设置有将所述液氮吸热膨胀后的气体排空的排空结构。本专利技术还提供一种高能系统的外置式环绕型温度控制方法，采用包括流量控制组件的温度控制装置，包括以下步骤：所述传感器测量所述待测高能系统的温度；所述数据采集控制装置采集所述传感器测量的温度并判断所述温度与预设温度的大小；若所述温度大于所述预设温度，则判定需要对所述待测高能系统进行散热冷却；若所述温度小于所述预设温度，则判定需要对所述待测高能系统进行加热；若所述温度等于所述预设温度，则判定不执行加热和冷却散热的操作；所述数据采集控制装置根据判断结果控制所述热控组件对所述流体管路中的所述换热流体进行冷却或者加热；所述流量控制组件控制所述换热流体的通断和流量大小；所述换热器与所述待测高能系统进行热交换。作为一种可实施例，所述数据采集控制装置采用PID控温算法。本专利技术的有益效果包括：本专利技术的高能系统的外置式环绕型温度控制装置及方法，其中装置的至少两个换热器中的换热流道相互连通构成换热结构，其内表面形状与待测高能系统外侧形状相适配，且可拆卸的环绕围设在待测高能系统外侧，克服缺少适合连续复杂曲面的换热器的缺陷，其拆装方便快捷，且不破坏待测高能系统的原有结构和形状。数据采集控制装置根据传感器测量的待测高能系统的温度控制热控组件对换热流体进行加热或者冷却，控温高效，使待测高能系统控制在合理的范围内。附图说明图1为本专利技术的高能系统的外置式环绕型温度控制装置的一实施例的结构示意图；图2为本专利技术的高能系统的外置式环绕型温度控制装置一实施例中的换热器的横向剖视图；图3为本专利技术的高能系统的外置式环绕型温度控制装置一实施例中的换热流道的纵向展开图；图4为本专利技术的高能系统的外置式环绕型温度控制装置另一实施例中的换热流道的纵向展开图；图5为本专利技术的高能系统的外置式环绕型温度控制方法的一实施例的流程示意图。附图标记说明：1待测高能系统，2换热器，3流体管路，4传感器，5热控组件，6数据采集控制装置，7流量控制组件，8流体储罐，9导热介质，10隔热组件，11流体进口，12流体出口，201左半环换热器，202右半环换热器，203换热流道，204风冷散热翅片，205流体输入槽道，206通道，207流体输出槽道。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本专利技术高能系统的外置式环绕型温度控制装置及方法进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。参见图1，本专利技术实施例提供一种高能系统的外置式环绕型温度控制装置，用于对待测高能系统1的温度进行控制，包括至少两个换热器2，流体管路3，传感器4，热控组件5和数据采集控制装置6。至少两个换热器2中的换热流道相互连通构成换热结构，换热结构包括一个流体进口11和一个流体出口12，且换热结构的内表面的形状与待测高能系统外侧形状相适配，换热结构可拆卸的环绕围设在待测高能系统的外侧。流体管路3的一端连通换热结构的流体进口11，另一端连通换热结构的流体出口12。传感器4设置在待测高能系统1与换热器2之间。热控组件5设置在靠近流体出口12一端的流体管路3上，用于加热或冷却换热流体。数据采集控制装置6设置在换热器2的外部并与传感器4和热控组件5电连接，用于采集传感器4测量的温度并根据温度控制热控组件5。本专利技术的高能系统的外置式环绕型温度控制装置，高能系统包括高动能武器系统，高热能武器系统，高能量激光发生器和大功率超导电机，其可以为圆柱体、圆环体、球体、正方体、长方体等规则或者不规则的几何体，具有连续的多个几何曲面。换热结构内表面的形状与待测高能系统1的形状相适配，环绕围设在待测高能系统1的多个几何曲面外侧，用于与待测高能系统1进行热交换本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高能系统的外置式环绕型温度控制装置，其特征在于，包括至少两个换热器，流体管路，传感器，热控组件和数据采集控制装置；所述至少两个换热器中的换热流道相互连通构成换热结构；所述换热结构包括一个流体进口和一个流体出口，且所述换热结构的内表面的形状与待测高能系统外侧形状相适配，所述换热结构可拆卸的环绕围设在所述待测高能系统的外侧；所述传感器设置在所述待测高能系统与所述换热器之间；所述流体管路的一端连通所述换热结构的流体进口，另一端连通所述换热结构的流体出口；所述热控组件设置在靠近流体出口一端的所述流体管路上；所述数据采集控制装置与所述传感器和所述热控组件电连接，用于采集所述传感器测量的温度并根据所述温度控制所述热控组件。

【技术特征摘要】
1.一种高能系统的外置式环绕型温度控制装置，其特征在于，所述高能系统包括高动能武器系统、高热能武器系统、高能量激光发射器和大功率超导电机，具有连续复杂曲面，所述温度控制装置包括至少两个换热器，流体管路，传感器，热控组件和数据采集控制装置；所述至少两个换热器中的换热流道相互连通构成换热结构，所述换热流道为当量直径为微米到毫米级的通道结构，所述换热流道包括流体输入槽道，通道和流体输出槽道，所述流体输入槽道和所述流体输出槽道通过所述通道连通；所述换热结构包括一个流体进口和一个流体出口，且所述换热结构的内表面的形状与待测高能系统外侧形状相适配，所述换热结构可拆卸的环绕围设在所述待测高能系统的外侧；所述传感器设置在所述待测高能系统与所述换热器之间；所述流体管路的一端连通所述换热结构的流体进口，另一端连通所述换热结构的流体出口；所述热控组件设置在靠近流体出口一端的所述流体管路上；所述数据采集控制装置与所述传感器和所述热控组件电连接，用于采集所述传感器测量的温度并根据所述温度控制所述热控组件。2.根据权利要求1所述的高能系统的外置式环绕型温度控制装置，其特征在于，所述换热结构包括左半环换热器和右半环换热器；所述左半环换热器和所述右半环换热器铰链连接。3.根据权利要求2所述的高能系统的外置式环绕型温度控制装置，其特征在于，所述换热流道为当量直径为1～1000μm的微通道结构。4.根据权利要求2所述的高能系统的外置式环绕型温度控制装置，其特征在于，所述换热流道为当量直径为1～2mm的通道结构。5.根据权利要求1所述的高能系统的外置式环绕型温度控制装置，其特征在于，所述通道包括流向流道和交叉流道；所述流向流道和所述交叉流道十字交叉设置。6.根据权利要求1所述的高能系统的外置式环绕型温度控制装置，其特征在于，还包括流量控制组件；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文武，王斌，茹浩磊，郭春海，程用泉，杨旸，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：浙江;33