柔性导冷组件的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及低温技术领域，具体是一种连接制冷机冷头和制冷应用端的导冷组件。该导冷组件包括均为导热材料制成的冷头连接件、应用端连接件和柔性连接件，所述冷头连接件和所述应用端连接件分别固定连接在的柔性连接件的两端，所述冷头连接件包括两端，一端连接冷头，另一端连接柔性连接件，所述应用端连接件包括两端，一端连接应用端，另一端连接柔性连接件。本实用新型提供的导冷组件，能够隔断制冷机的振动对应用端的影响，同时，保证良好的制冷机冷量的传输效果。
【专利说明】
柔性导冷组件
技术领域
[0001] 本实用新型涉及低温技术领域，具体是一种连接制冷机冷头和制冷应用端的导冷 组件。
【背景技术】
[0002] 目前，低温技术已经渗透到人类生活的方方面面，与人类的生活息息相关，同时低 温技术与世界上许多尖端科学研究诸如超导电技术、航天与航空技术、高能物理、受控热核 聚变、远红外探测、精密电磁计量、生物学和生命科学等，具有密不可分的关系。低温装置是 低温技术的一个具体体现，在低温装置中，一个关键的环节就是把制冷机的冷量通过冷头 传递给应用端。冷量的传递需要一个媒介，这个媒介称之为导冷体。理想状态的导冷体主要 有两点要求，一是尽可能的减小制冷机的振动对应用端的影响，二是保证制冷机冷量的传 输。
[0003] 中国发明专利《一种基于传导冷却的超导电机的制冷系统》(公开号：102840708A; 【公开日】：2012年12月26日）中提供了一种基于传导冷却的超导电机的制冷系统，在该制冷系 统中，实现冷量传递的导冷体是一个导冷带，在该文件的说明书部分的第2页中提到"所述 制冷机的二级冷头与导冷带相连接，通过导冷带冷却磁体骨架及超导磁体。"导冷带的结构 如图1所示，导冷带4的两端设有分别用于与二级冷头和磁体骨架连接的通孔41。这种结构 的导冷带直接与冷端或者应用端连接，传热面积小，并且导冷带的表面比较粗糙，会导致接 触热阻大，不利于制冷机冷量的传输。
[0004] 中国发明专利《一种用于大冷量传输的圆柱型柔性冷链》（公开号：202532963U;公 开日：2012年11月14日）中提供了一种用于大冷量传输的圆柱型柔性冷链，即实现冷量传递 的导冷体。在该文件的说明书部分的第2页中提到的具体技术方案"圆柱型柔性冷链由无氧 铜或纯铝制成，其结构的主体为中空的圆柱体，圆柱体两端有用于安装的法兰盘，在中空的 圆柱体上沿圆柱直径方向切槽，切槽宽度L1为2-3mm;切槽数量η为2-8个;槽与槽间夹角为 45°-90° ;槽间距L2为3-5mm;冷链直径D根据红外探测器杜瓦内径确定，开放式杜瓦根据需 要传输的冷量确定;冷链两端面的连接法兰直径D1和与其相连的探测器安装平台与冷头结 构相匹配;零件外表面镀金。"如图2所示，这种柔性冷链5由于其结构特点，振动隔离效果较 差，且容易引起共振。
[0005] 以上所述的两种导冷体，不能同时满足两点要求，一是保证制良好的制冷机冷量 的传输效果，二是较好地隔断制冷机的振动对应用端的影响。 【实用新型内容】
[0006] 本实用新型针对现有的技术问题作出改进，即本实用新型所要解决的技术问题是 提供一种柔性导冷组件，这种柔性导冷组件能隔断制冷机的振动对应用端的影响。
[0007] 为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种柔性导冷组件，包括均为导热材料 制成的冷头连接件、应用端连接件和柔性连接件，所述冷头连接件和所述应用端连接件分 别固定连接在的柔性连接件的两端，所述冷头连接件包括两端，一端连接冷头，另一端连接 柔性连接件，应用端连接件包括两端，一端连接应用端，另一端连接柔性连接件。
[0008] 进一步，所述柔性连接件结构为编织绳或编织带结构，该编织绳或编织带为多根。
[0009] 进一步，所述冷头连接件结构和应用端连接件结构为法兰盘结构，法兰盘与冷头 或应用端进行面接触连接。
[0010]进一步，所述法兰盘与所述柔性连接件的两端焊接连接。
[0011] 进一步，所述法兰盘上设有数量与所述编织绳或编织带的数量相当且位置相对应 的通孔，所述编织绳或编织带一端嵌入所述通孔的一端，通孔的另一端用于与所述编织绳 或编织带进行堆焊。
[0012] 进一步，所述通孔与所述编织绳或编织带堆焊所产生的焊接面与所述法兰盘的表 面平齐。
[0013] 进一步，所述柔性连接件材料为铜，所述冷头连接件和应用端连接件材料均为无 氧铜。
[0014] 进一步，所述冷头连接件的法兰盘上设有用于与冷头螺钉固定连接的安装孔，所 述应用端连接件的法兰盘上设有用于与应用端螺钉固定连接的安装孔。
[0015] 上述技术方案中，由于柔性连接件结构为编织绳或编织带结构，这种编织结构具 有足够的柔性以隔断振动的影响，可以隔断制冷机的振动对应用端的影响；另一方面，所述 冷头连接件、应用端连接件和柔性连接件的材料均为导热材料，满足传递冷量的基本要求。 进一步的改进中，冷头连接件结构与应用端连接件结构选用法兰盘结构，其表面光滑、平 整，有利于与冷头或应用端的面接触紧密连接，并且表面光滑，即粗糙度小，因此接触热阻 小。编织绳或编织带一端嵌入通孔的一端，即编织绳或编织带一端装入通孔部分的长度小 于通孔的厚度，有利于进行堆焊操作，通过堆焊方法保证编织绳或编织带（即柔性连接件） 焊透，从而保证了冷头连接件、应用端连接件和柔性连接件之间的可靠连接，进一步保证良 好的制冷机冷量的传输效果。同时，法兰盘上设有安装孔，可以通过螺钉分别把冷头连接件 与冷头机械连接，应用端连接件与应用端机械连接，通过螺钉拧紧力进一步减小接触热阻， 有利于制冷机冷量的传输。
【附图说明】
[0016] 图1为现有技术中导冷带结构示意图。
[0017] 图2为现有技术中圆柱型柔性冷链结构示意图。
[0018]图3为本实用新型结构不意图。
[0019] 图4为本实用新型结构堆焊示意图。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合实施例和附图，对本实用新型做进一步说明。在此，以下实施例仅用来说 明本实用新型的原理，不用来限制本实用新型的范围。
[0021] 柔性导冷组件的结构如图3所示，包括均为导热材料制成的冷头连接件1、应用端 连接件2和柔性连接件3,其中冷头连接件1、应用端连接件2固定在柔性连接件3的两端;冷 头连接件1包括两端，一端连接冷头，另一端连接柔性连接件3;应用端连接2件包括两端，一 端连接应用端，另一端连接柔性连接件3;因此冷头的冷量就可以通过柔性连接件3传递给 需要冷量的应用端。
[0022] 本实施例中，冷头连接件1和应用端连接件2选用无氧铜法兰盘，无氧铜法兰盘是 比较常用的一种结构，其表面粗糙度小，由此可以保证较少的接触热阻，并且其加工性能、 焊接性能、耐蚀性能和低温性能均好。柔性连接件3选用铜编织绳，铜编织绳的特点是其应 用范围广、柔韧性好、反复加工使用性强，导热性良好。
[0023] 通过以下方式确定铜编织绳的个数、长度。
[0024] 关于冷量传递的计算公式：
[0025] 其中：Q表示导热量;K表示锏編织绳的传热系数399瓦/(米?度）；S表示铜编织绳 的横截面积，即传热面积；ΔΤ表示柔性导冷组件两端温差；L表示柔性导冷组件的传导距 离。
[0026] 根据实际要求确定Q、L与ΔΤ的数值，通过冷量传递的计算公式算出所需要的S的 数值。
[0027] 关于铜编织绳个数的计算公式：N =S 5
[0028] 柔性导冷组件的传导距离L已知，为保证柔性导冷组件有足够的柔性，选用铜编织 绳的单个横截面积为s，根据已求出S的数值，算出编织绳个数N的数值，其中柔性导冷组件 的传导距离L在大于连冷头与应用端之间距离的基础上，可适当调整，从而改变横截面积为 s与编织绳个数N，进一步调整导冷组件的柔性;另外一点，Q发生变化时，可通过编织绳个数 N改变其传热面积。
[0029] 本实施例中，冷头连接件1和应用端连接件2上均有N个通孔，通孔直径略大于选用 的单根铜编织绳的直径，便于铜编织绳的嵌入安装。把N个柔性连接件3分别装入通孔中，柔 性连接件3装入通孔的部分，其长度要略小于通孔的深度。通孔的两端分别设为A端、B端，其 中有柔性连接件3装入的一端设为A端，在通孔的B端进行堆焊。以柔性连接件3与冷头连接 件1为例，堆焊时要使焊料11高出冷头连接件1的平面，堆焊完成后把高出平面的焊料11铣 平，并且打磨光滑，这样既可以保证柔性连接件3焊透，也可以保证冷头连接件1与冷头接触 面光滑、平整，这里所说的接触面是用于与冷头接触的表面，也是通孔的B端所在的平面;使 用同样的方式完成柔性连接件3与应用端连接件2之间的堆焊固定。
[0030] 本实施例中，冷头连接件1和应用端连接件2上均设有安装孔。通过冷头连接件1上 的安装孔，使用螺钉把冷头连接件1固定在冷头上;通过应用端连接件2上的安装孔，使用螺 钉把应用端连接件2固定在应用端上。
[0031] 试验表明：通过选用铜编织绳的柔性连接件3可有效隔断制冷机的振动对应用端 的影响。通过本实施例堆焊的方法，可以保证柔性连接件3焊透，从而保证了有效的传热面 积达到最佳的状态。无氧铜法兰盘的冷头连接件1和应用端连接件2的表面平整光滑、平整， 有利于与冷头或应用端的面接触紧密连接，接触热阻小。无氧铜法兰盘上设有安装孔，可以 通过螺钉分别把冷头连接件1与冷头机械连接，应用端连接件2与应用端机械连接，通过螺 钉拧紧力进一步减小接触热阻，从而保证良好的制冷机冷量的传输效果。
【主权项】
1. 一种柔性导冷组件，其特征在于，包括均为导热材料制成的冷头连接件（I)、应用端 连接件(2)和柔性连接件(3 )，所述冷头连接件（1)和所述应用端连接件(2)分别固定连接在 的柔性连接件(3)的两端，所述冷头连接件（1)包括两端，一端连接冷头，另一端连接柔性连 接件(3 )，所述应用端连接件(2)包括两端，一端连接应用端，另一端连接柔性连接件(3)。2. 如权利要求1所述的柔性导冷组件，其特征在于，所述柔性连接件(3)结构为编织绳 或编织带结构，该编织绳或编织带为多根。3. 如权利要求2所述的柔性导冷组件，其特征在于，所述冷头连接件（1)结构和应用端 连接件(2)结构为法兰盘结构，法兰盘与冷头或应用端进行面接触连接。4. 如权利要求3所述的柔性导冷组件，其特征在于，所述法兰盘与所述柔性连接件(3) 的两端焊接连接。5. 如权利要求4所述的柔性导冷组件，其特征在于，所述法兰盘上设有数量与所述编织 绳或编织带的数量相当且位置相对应的通孔，所述编织绳或编织带一端嵌入所述通孔的一 端，通孔的另一端用于与所述编织绳或编织带进行堆焊。6. 如权利要求5所述的柔性导冷组件，其特征在于，所述通孔与所述编织绳或编织带堆 焊所产生的焊接面与所述法兰盘的表面平齐。7. 如权利要求1或2所述的柔性导冷组件，其特征在于，所述柔性连接件（3)材料为铜， 所述冷头连接件(1)和应用端连接件(2)材料均为无氧铜。8. 如权利要求3所述的柔性导冷组件，其特征在于，所述冷头连接件（1)的法兰盘上设 有用于与冷头螺钉固定连接的安装孔，所述应用端连接件(2)的法兰盘上设有用于与应用 端螺钉固定连接的安装孔。
【文档编号】F28F7/00GK205505827SQ201620207521
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年3月16日
【发明人】何超峰, 丁先庚, 郁欢强, 董相文, 孙兴中, 戴建彪, 张海峰, 卞荣耀, 李阳, 陈耀锋, 张俊峰, 武义锋, 章学华
【申请人】安徽万瑞冷电科技有限公司