节流制冷器以及红外探测器制造技术

本发明专利技术涉及一种节流制冷器，包括冷指以及设于所述冷指上的冷盘，还包括置于所述冷指内的芯轴以及缠绕在所述芯轴上的毛细管，所述毛细管上开设有至少两个节流孔，各所述节流孔均设在所述毛细管朝向所述冷盘的一段上，且各所述节流孔沿这一段毛细管的长度方向均匀间隔分布。还提供一种红外探测器，包括气瓶以及上述的节流制冷器，所述气瓶中的高压气体工质进入所述节流制冷器中。本发明专利技术通过在一段毛细管上均匀设两个或多个节流孔，可以使节流制冷的阻力增大，其质量流量减小，因此可以提升其蓄冷时间。此外，两个或多个节流孔的阻力增大可造成节流前后的压差增大，从而增强微分节流制冷效应，缩短降温时间。

【技术实现步骤摘要】
节流制冷器以及红外探测器
本专利技术涉及制冷与低温工程
，具体为一种节流制冷器以及红外探测器。
技术介绍
节流制冷器在红外热像仪、导弹制导、医疗和空间应用等民用和军事装备上广泛应用。与其他低温制冷机相比，它具有体积小、质量轻、降温快、可靠性高等优点。节流制冷器不仅为红外导引系统提供低温环境，而且与导弹的性能密切相关，比如制冷器的降温时间决定了导弹的反应时间，制冷器的蓄冷时间决定了导弹的飞行时间。对于要求快速制冷的场合，一般选择开式节流制冷器，开式节流制冷器与小高压钢瓶组成一个完整的制冷系统。然而现有的节流制冷器降温速度较快，但其蓄冷时间较短。特别是当需要待机模式的红外探测器时，为保证制冷器的蓄冷，需携带较大的气瓶，从而不可避免的增加了系统的体积和重量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种节流制冷器以及红外探测器，至少可以解决现有技术中的部分缺陷。为实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：一种节流制冷器，包括冷指以及设于所述冷指上的冷盘，还包括置于所述冷指内的芯轴以及缠绕在所述芯轴上的毛细管，所述毛细管上开设有至少两个节流孔，各所述节流孔均设在所述毛细管朝向所述冷盘的一段上，且各所述节流孔沿这一段毛细管的长度方向均匀间隔分布。进一步，每一所述节流孔均为锥形孔，所述锥形孔的小口径开口开设在所述毛细管的内壁上，且所述锥形孔的大口径开口开设在所述毛细管的外壁上。进一步，所述锥形孔的小口径开口的口径控制在0.04～0.2mm之间。进一步，沿所述毛细管的长度方向所述毛细管上均匀螺旋缠绕有翅片。进一步，缠绕了翅片的毛细管上包裹有锡层。进一步，所述芯轴和所述冷盘之间具有膨胀腔，各所述节流孔均对着所述膨胀腔。进一步，所述冷指为锥形冷指，所述冷盘设于所述锥形冷指的小口径端面外侧。进一步，所述芯轴为锥形芯轴，所述锥形芯轴的小口径端面处设有卡槽，各所述节流孔位于所述锥形芯轴的卡槽内。进一步，所述锥形芯轴内具有密闭的中空腔。本专利技术实施例提供另一种技术方案：一种红外探测器，包括气瓶，还包括如上述的节流制冷器，所述气瓶中的高压气体工质进入所述节流制冷器中。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：一种节流制冷器，通过在一段毛细管上均匀设两个或多个节流孔，可以使节流制冷的阻力增大，其质量流量减小，因此可以提升其蓄冷时间。此外，两个或多个节流孔的阻力增大可造成节流前后的压差增大，从而增强微分节流制冷效应，缩短降温时间。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种节流制冷器的示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种节流制冷器的节流元件的局部示意图；附图标记中：1-冷指；2-冷盘；3-第一节流孔；4-第二节流孔；5-膨胀腔；6-芯轴；7-翅片管；8-翅片；9-毛细管。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。实施例一：请参阅图1和图2，本专利技术实施例提供一种节流制冷器，包括冷指1、设于所述冷指1上的冷盘2、置于所述冷指1内的芯轴6以及缠绕在所述芯轴6上的毛细管9，所述毛细管9上开设有至少两个节流孔，各所述节流孔均设在所述毛细管9朝向所述冷盘2的一段上，且各所述节流孔沿这一段毛细管9的长度方向均匀间隔分布。在本实施例中，如图1所示，毛细管9朝向冷盘2的一段即顶端的一段，在这段中均匀设两个或两个以上的节流孔，为了保证制冷器与热负载充分的热交换，多个节流孔的位置需均匀布置。优选的，如图1和图2所示，本实施例示例了两个节流孔的形式，为了便于标注和描述，将这两个节流孔分别定义为第一节流孔3和第二节流孔4，当节流孔的面积一定时(即在不改变制冷时间的前提下)，多个节流孔的形式可以在一定范围内增大节流孔的阻力，其质量流量减小，因此可以提升其蓄冷时间，而且这些节流孔是沿着毛细管9在芯轴6卡槽内的长度方向均匀间隔设置的，第一节流孔3和第二节流孔4之间的间隔尺寸可以根据缠绕在顶部的毛细管9的长度而定，即布置在芯轴6的卡槽内的毛细管9的长度而定，越长则该间隔尺寸可以设得越大，以便于制冷后的工质在膨胀腔5内均匀分布。另外，两个或多个节流孔的阻力增大可以造成节流前后的压差增大，从而增强微分节流制冷效应，缩短降温时间。节流制冷器的制冷效果是节流积分效应的放大，积分效应的增大对提升节流制冷机的性能是有利的。因此增大节流孔的阻力是提升节流制冷机性能的一种有效途径。本专利技术通过增加节流孔的个数，并使其在顶端的一段上均匀布设的形式，增加了在一定面积内的节流孔的阻力，从而提升制冷器的降温速率、减少制冷器的气体消耗量，提高目标的冷却效果。作为本专利技术实施例的优化方案，请参阅图1和图2，每一所述节流孔均为锥形孔，所述锥形孔的小口径开口开设在所述毛细管9的内壁上，且所述锥形孔的大口径开口开设在所述毛细管9的外壁。在本实施例中，采用锥形孔的形式，可以进一步降低节流后的压力，增强节流制冷效应。优选的，节流孔可由激光打孔制备，为了保障节流孔的锥形形态，可调节激光的打孔次数等参数，同时利用激光打孔时两个面所受能量的不同，制备出锥形形态。优选的，制备的所述锥形孔的小口径开口的口径控制在0.04～0.2mm之间，在选择孔径时，越小的孔径可以给出越大的阻力，但是为了保证工质的制冷效应，最小尺寸不应小于0.04mm，而最大尺寸控制在0.2mm。作为本专利技术实施例的优化方案，请参阅图1和图2，沿所述毛细管9的长度方向所述毛细管9均匀螺旋缠绕有翅片8。缠绕了翅片的毛细管9上包裹有锡层。翅片管7包括毛细管9、翅片8以及设于毛细管9上的节流孔。翅片8在毛细管9上螺旋地竖立缠绕后镀锡包裹。然后毛细管9整体缠绕于芯轴6外侧，并采用锡焊的方式固定。所述芯轴6和所述冷盘2之间具有膨胀腔5，各所述节流孔均对着所述膨胀腔5。翅片8是沿着毛细管9的长度方向来缠绕的，按照螺旋缠绕的形式，可以保证翅片8均匀地布设在毛细管9上。节流孔对着膨胀腔5，可以使气流在膨胀腔5中进一步释放压力。在使用中，高压气体工质由气瓶流入到毛细管9中，工质在毛细管9进行换热，经过节流孔产生焦耳-汤姆逊效应，并在膨胀腔5中膨胀，使得气体工质的温度降低，同时膨胀腔5中产的冷工质回流，预冷毛细管9内的高压气体，经过节流孔及膨胀腔5的气体温度进一步降低，直至产生液体工质，达到两相区温度。作为本专利技术实施例的优化方案，请参阅图1，所述冷指1为锥形冷指1，所述冷盘2设于所述锥形冷指1的小口径端面外侧。另外，所述芯轴6为锥形芯轴，所述锥形芯轴的小口径端面处设有卡槽，各所述节流孔位于所述锥形芯轴的卡槽内。在本实施例中，冷指1的结构形式限定了整个节流制冷器的结构形式，采用锥形的冷指1，可以实现快速制冷。另外，将冷盘2设在锥形冷指1的小口径端面外侧，可以增大制冷器与热负载的换热面积，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种节流制冷器，包括冷指以及设于所述冷指上的冷盘，其特征在于：还包括置于所述冷指内的芯轴以及缠绕在所述芯轴上的毛细管，所述毛细管上开设有至少两个节流孔，各所述节流孔均设在所述毛细管朝向所述冷盘的一段上，且各所述节流孔沿这一段毛细管的长度方向均匀间隔分布。/n

【技术特征摘要】
1.一种节流制冷器，包括冷指以及设于所述冷指上的冷盘，其特征在于：还包括置于所述冷指内的芯轴以及缠绕在所述芯轴上的毛细管，所述毛细管上开设有至少两个节流孔，各所述节流孔均设在所述毛细管朝向所述冷盘的一段上，且各所述节流孔沿这一段毛细管的长度方向均匀间隔分布。


2.如权利要求1所述的节流制冷器，其特征在于：每一所述节流孔均为锥形孔，所述锥形孔的小口径开口开设在所述毛细管的内壁上，且所述锥形孔的大口径开口开设在所述毛细管的外壁上。


3.如权利要求2所述的节流制冷器，其特征在于：所述锥形孔的小口径开口的口径控制在0.04～0.2mm之间。


4.如权利要求1所述的节流制冷器，其特征在于：沿所述毛细管的长度方向所述毛细管上均匀螺旋缠绕有翅片。


5.如权利要求4所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓永，王玲，黄太和，王立保，
申请(专利权)人：武汉高芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42