多级U型气耦合脉冲管制冷机连管式换热器及实现方法技术

技术编号:28667083 阅读:37 留言:0更新日期:2021-06-02 02:41
本发明专利技术公开了一种多级U型气耦合脉冲管制冷机连管式换热器及实现方法,所述的冷端换热器包括换热器外壳、连管、锥形狭缝体一、贯通孔一、层流元件、锥形狭缝体二、贯通孔二。在换热器外壳左右两边分别切割锥形狭缝,通过焊接连管连通两个部分,同时实现第一级蓄冷器、第二级蓄冷器与第一级脉冲管与的连接。本发明专利技术在保持传统换热器高效换热优点的同时,实现脉冲管制冷机前后级冷指高效匹配,抑制气体工质在换热通道内的回流、混流以及紊流扰动,保证气体流动的均匀性。该发明专利技术将显著提高脉冲管制冷机的换热效率及整体性能,在实现多级脉冲管制冷机紧凑化、实用化以及获取极低温度方面具有非常积极的意义。

【技术实现步骤摘要】
多级U型气耦合脉冲管制冷机连管式换热器及实现方法
本专利技术属于制冷与低温工程领域,涉及脉冲管制冷机,特别涉及一种多级U型气耦合脉冲管制冷机连管式冷端换热器及实现方法。
技术介绍
脉冲管制冷机是对回热式低温制冷机的一次重大革新,它取消了常规回热式制冷机在低温区的运动部件,具有可靠性高、机械振动小、工作寿命长、制冷效率高、电磁噪声低等突出优点,被公认为新一代长寿命回热式低温制冷机,在航空航天、低温电子学、超导工业和低温医疗业等方面都获得了广泛的应用。根据蓄冷器和脉冲管的相互关系,可将脉冲管制冷机分为如下三种典型布置方式,即直线型、U型、同轴型。如图1所示,其中(a)为直线型,(b)为U型,(c)为同轴型。直线型布置是脉冲管和蓄冷器处于一条直线上,U型布置是指脉冲管和蓄冷器平行布置,同轴型布置是指脉冲管和蓄冷器同心地布置在一起。一般而言,直线型布置由于气流在冷端不需要折返,流动损失和死体积都最小,因而在三种布置中制冷效率最高,其缺点是结构在三种布置中最为松散,结构长宽比大。同轴型布置在三种布置中结构最为紧凑,而且冷端处于一端,在应用实践中得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多级U型气耦合脉冲管制冷机连管式换热器,包括换热器外壳(1)、连管(6)、锥形狭缝体一(19)、贯通孔一(18)、层流元件(15)、锥形狭缝体二(11)、贯通孔二(14),其特征在于:/n将换热器外壳(1)作为冷端换热器的主换热面与前后级冷指的气耦合接口,通过在其内部切割狭缝以及连通外部连管(6)实现第一级蓄冷器(17)、第二级蓄冷器(3)以及第一级脉管(13)之间的连接,并保护内部的锥形狭缝体一(19)、贯通孔一(18)、锥形狭缝体二(11)以及贯通孔二(14);在换热器外壳(1)左半部铣出6mm厚的圆形凹槽一(4),在圆形凹槽一(4)下端面中心均匀切割出锥形狭缝体一(19),其上端...

【技术特征摘要】
1.一种多级U型气耦合脉冲管制冷机连管式换热器,包括换热器外壳(1)、连管(6)、锥形狭缝体一(19)、贯通孔一(18)、层流元件(15)、锥形狭缝体二(11)、贯通孔二(14),其特征在于:
将换热器外壳(1)作为冷端换热器的主换热面与前后级冷指的气耦合接口,通过在其内部切割狭缝以及连通外部连管(6)实现第一级蓄冷器(17)、第二级蓄冷器(3)以及第一级脉管(13)之间的连接,并保护内部的锥形狭缝体一(19)、贯通孔一(18)、锥形狭缝体二(11)以及贯通孔二(14);在换热器外壳(1)左半部铣出6mm厚的圆形凹槽一(4),在圆形凹槽一(4)下端面中心均匀切割出锥形狭缝体一(19),其上端面直径略小于第二级蓄冷器(3)的内径,下端面直径略小于第一级蓄冷器(17)的内径;围绕锥形狭缝体一(19)上下端面的中心线均匀切割锥形狭缝,狭缝的宽度为0.1mm,条数为48条;在锥形狭缝体一(19)的中心线处设置一个直径为3mm的贯通孔(18),其上、下端面分别与锥形狭缝的上、下端面齐平;
在换热器外壳(1)右半部铣出1.5mm厚的圆形凹槽二(9),圆形凹槽二(9)下端面中心均匀切割出锥形狭缝体二(11),其上端面直径8mm,下端面直径略小于第一级脉管(13)的内径;围绕锥形狭缝体二(11)上下端面的中心线均匀切割锥形狭缝,狭缝的宽度控制为0.15mm,条数为36条,具体情况视加工精度与第一级脉管(13)及其后阻力而定;在锥形狭缝体二(11)的中心线处设置一个直径为1.5mm的贯通孔二(14),其上、下端面分别与锥形狭缝二11的上、下端面齐平;
在圆形凹槽一(4)右部沿直径方向钻出圆形通孔(5),孔径约为5mm,在圆形通孔(5)右侧设置连管(6);连管由薄壁直管(7)、弧形弯管(8)以及连管底座(10)三部分组成,薄壁直管(7)内径与圆形通孔(5)直径相等,弧形弯管(8)两端面内径相等且两端面所在平面呈90度夹角;在连管底座(10)内切出一锥形通孔(45),锥形通孔(45)上端面与弧形连管(8)下端面相通...

【专利技术属性】
技术研发人员:党海政谭涵
申请(专利权)人:中国科学院上海技术物理研究所
类型:发明
国别省市:上海;31

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