一种背压可调节式节流制冷器制造技术

本发明专利技术公开了一种背压可调节式节流制冷器，包括换热流道、节流模块和涡轮叶片，换热流道包括相邻设置的高压段和低压段，换热流道内填充有换热工质；节流模块上形成有用以连通高压段的出口和低压段的入口的节流喷嘴；涡轮叶片可转动的设置于低压段的出口处。由于在低压段可转动的设置有涡轮叶片，换热工质流经涡轮叶片时推动涡轮叶片做功，使得换热工质通过涡轮叶片前后会形成压降，由于涡轮叶片后压力恒定为大气压，涡轮叶片做功可以提高低压段处背压。当低压段背压改变后，经过节流喷嘴后的换热工质便可以在经过设计背压到达气液两相区，并在该背压压力对应的两相区温度稳定工作，实现稳定制冷温度的调节，因此能够提高红外探测器成像质量。器成像质量。器成像质量。

【技术实现步骤摘要】
一种背压可调节式节流制冷器


[0001]本专利技术涉及制冷
，具体为一种背压可调节式节流制冷器。

技术介绍

[0002]现有固定孔型节流制冷器使用高压气瓶供气利用节流效应在大气压背压下的两相点温度制冷，因其具有于降温时间快、体积小巧，电磁干扰弱等优势，被广泛应用于红外制导领域。然而随着系高温红外芯片的出现，制冷型红外探测器对制冷器的制冷温度有了更高的需求。现有技术中的固定孔型节流制冷器无法对膨胀腔背压进行控制，因而无法对制冷器稳定制冷温度进行有目的的调节，因此无法精确匹配红外探测器芯片的需求制冷温度，影响红外探测器成像质量。

技术实现思路

[0003]鉴于上述问题，本专利技术提供了一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的背压可调节式节流制冷器，能够解决现有技术中背压无法调节的问题，达到提高红外探测器成像质量的效果。
[0004]具体地，本专利技术提供了一种背压可调节式节流制冷器，包括：
[0005]换热流道，包括相邻设置的高压段和低压段，所述换热流道内填充有换热工质；
[0006]节流模块，所述节流模块上形成有用以连通所述高压段的出口和所述低压段的入口的节流喷嘴；
[0007]涡轮叶片，所述涡轮叶片可转动的设置于所述低压段的出口处。
[0008]可选的，背压可调节式节流制冷器还包括：
[0009]芯轴；所述换热流道的高压段为换热管，所述换热管螺旋盘绕于所述芯轴上，所述节流模块设于所述芯轴的顶端；
[0010]杜瓦阱，所述杜瓦阱套设于所述芯轴外侧，所述杜瓦阱与所述换热管以及所述芯轴之间的间隙构成所述换热流道的低压段，所述低压段的出口呈环形；
[0011]所述涡轮叶片呈环形设置于所述低压段的出口处。
[0012]可选的，背压可调节式节流制冷器还包括：
[0013]底部法兰，所述芯轴设于所述底部法兰上，所述杜瓦阱的底部与所述底部法兰连接，所述涡轮叶片通过轴承连接在所述底部法兰上。
[0014]可选的，所述底部法兰上设有与所述涡轮叶片位置对应的至少一个缺口，所述缺口与外界大气连通。
[0015]可选的，所述杜瓦阱包括：
[0016]杜瓦冷盘，所述杜瓦冷盘间隔设置于所述节流模块上方；
[0017]冷指气缸，所述冷指气缸与所述杜瓦冷盘固定连接，且套设在所述芯轴外侧；
[0018]所述低压段包括位于所述节流模块和所述杜瓦冷盘之间的膨胀腔，以及位于所述冷指气缸与所述芯轴及换热管之间的逆流流道。
[0019]可选的，所述杜瓦阱还包括：
[0020]杜瓦外壳，所述杜瓦外壳套设在所述冷指气缸外侧，所述杜瓦外壳与所述冷指气缸之间真空设置。
[0021]可选的，所述底部法兰上开设有与所述高压段连通的工质进口，以将所述换热工质导入所述高压段内。
[0022]可选的，所述工质进口连通有至少两个的高压管道，每个所述高压管道均与所述高压段连通。
[0023]可选的，所述涡轮叶片有多个，每个所述涡轮叶片沿所述低压段出口的径向延伸，多个的所述涡轮叶片沿所述低压段出口的周向均匀且间隔的排列。
[0024]可选的，所述杜瓦阱的底部开设有螺纹孔，所述杜瓦阱与所述法兰通过螺纹孔和螺栓可拆卸连接。
[0025]本专利技术的有益效果在于：
[0026]本专利技术提供的背压可调节式节流制冷器中，由于在低压段可转动的设置有涡轮叶片，在应用时换热工质流经涡轮叶片，并推动涡轮叶片使其围绕涡轮叶片的转子转动做功，使得换热工质通过涡轮叶片前后会形成压降，由于涡轮叶片后压力恒定为大气压，涡轮叶片的转子提高涡轮叶片前压力就可以提高低压段处背压。当低压段背压改变后，经过节流喷嘴后的换热工质便可以在经过设计背压到达气液两相区，并在该背压压力对应的两相区温度稳定工作，实现稳定制冷温度的调节，因此能够提高红外探测器成像质量。
[0027]进一步地，由于低压段形成在杜瓦阱与换热管以及芯轴之间，使得换热工质经过节流喷嘴降温后，通过换热管的管壁与换热管内的高压换热工质进行热交换，使高压的换热工质得以进一步被预冷，并使换热工质的节流后温度不断降低，最终达到热力平衡，实现稳定制冷。
[0028]根据下文结合附图对本专利技术具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本专利技术的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
[0029]后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本专利技术的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
[0030]图1是根据本专利技术一个实施例的背压可调节式节流制冷器的示意性结构图；
[0031]图2是根据本专利技术一个实施例的背压可调节式节流制冷器的示意性截面图；
[0032]图3是根据本专利技术一个实施例的背压可调节式节流制冷器的示意性局部结构图；
[0033]图4是根据本专利技术一个实施例的背压可调节式节流制冷器的示意性局部结构图。
[0034]图中：1、杜瓦冷盘，2、节流喷嘴，3、换热管，4、冷指气缸，5、芯轴，6、涡轮叶片，7、底部法兰，8、轴承，9、工质进口，10、缺口。
具体实施方式
[0035]下面参照图1至图4来描述本专利技术实施例的背压可调节式节流制冷器。在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示
相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征，也即包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。当某个特征“包括或者包含”某个或某些其涵盖的特征时，除非另外特别地描述，这指示不排除其它特征和可以进一步包括其它特征。
[0036]除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”“耦合”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。本领域的普通技术人员，应该可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0037]此外，在本实施例的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。也即在本实施例的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”、或“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0038]在本实施例的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种背压可调节式节流制冷器，其特征在于，包括：换热流道，包括相邻设置的高压段和低压段，所述换热流道内填充有换热工质；节流模块，所述节流模块上形成有用以连通所述高压段的出口和所述低压段的入口的节流喷嘴；涡轮叶片，所述涡轮叶片可转动的设置于所述低压段的出口处。2.根据权利要求1所述的背压可调节式节流制冷器，其特征在于，还包括：芯轴；所述换热流道的高压段为换热管，所述换热管螺旋盘绕于所述芯轴上，所述节流模块设于所述芯轴的顶端；杜瓦阱，所述杜瓦阱套设于所述芯轴外侧，所述杜瓦阱与所述换热管以及所述芯轴之间的间隙构成所述换热流道的低压段，所述低压段的出口呈环形；所述涡轮叶片呈环形设置于所述低压段的出口处。3.根据权利要求2所述的背压可调节式节流制冷器，其特征在于，还包括：底部法兰，所述芯轴设于所述底部法兰上，所述杜瓦阱的底部与所述底部法兰连接，所述涡轮叶片通过轴承连接在所述底部法兰上。4.根据权利要求3所述的背压可调节式节流制冷器，其特征在于，所述底部法兰上设有与所述涡轮叶片位置对应的至少一个缺口，所述缺口与外界大气连通。5.根据权利要求2所述的背压可调节式节流制冷器，其特征在于，所述杜瓦阱包括：杜...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄晟，黄立，黄飞，徐昊，李晓永，黄太和，
申请(专利权)人：武汉高芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：