专利名称：两进一出自溢式卧式液氮热沉设计的制作方法
两进一出自溢式卧式液氮热沉设计
技术领域：
本发明涉及用于热真空实验的两进一出自溢式卧式热沉设计。本发明特别应用于 高真空羽流实验的两进一出自溢式卧式热沉设计。
背景技术：
热沉是空间环境模拟设备的重要组成部分，其作用是在地面上模拟空间的冷黑环 境。它的温度分布均勻度将直接影响到空间环境的模拟精度。为了使热沉壁面温度分布满足均勻性要求，当前大型热沉一般分为若干片，每一 片都有各自的流量控制回路，通过调节各路的液氮、气氮或液氦流量实现热沉套表面温度 分布均勻。但是，由于热沉片内部的支管流量分配是由其内部结构决定的，若热沉分片、各 片结构及形状等设计不合理，整个热沉的壁面温度分布特性先天不足，则仅靠流量调节远 不能使热沉壁面温度分布均勻，尽管在80年代初已提出了热沉热设计的概念，但由于缺乏 必要的理论方法和设计手段，故在设计时不能较精确地计算其流量分配和温度分布，在设 计各热沉片时对温度均勻分布要求无法系统考虑，而只能根据所承受的总热载荷进行粗略 估算，致使在许多情况下一些热沉片局部区域温度偏高或偏低。热沉必须配合相应的外流程系统才能正常工作，外流程系统为热沉提供制冷介 质，以往二者的设计都非别独立考虑，只留出相应的接口。根据这种设计不足以及液氮比重 大的特殊性，作者发明了两进一出自溢式卧式热沉。
发明内容本发明的目的是提供一种结构简单、流体流动自然、不会产生气堵、不用考虑流阻 不对称、热沉降温速度快、外流程设备简单的两进一出自溢式卧式热沉设计。两进一出自溢式卧式热沉主要由下汇液分管(1)、下汇液总管(2)、支管(3)、翅片 (4)、液氮瓶(5)、上汇液总管(6)、排液(气)管(7)、上汇液分管(8)组成，根据吸附气体的 不同，热沉壁板结构形式和选材有所不同，常用的壁板是由不锈钢支管(3)和铜翅片(4)焊 接而成，其中不锈钢支管内通液氮制冷介质，工作时，将液氮瓶(5)充满液氮，利用液氮自 身重力充满整个热沉，流体从热沉两端上部流进、从热沉中间上部流出，形成无外动力的靠 液氮自重自然流动的开放式外流程液氮系统。本发明具有的优点在于(a)热沉两端上部安装液氮瓶(5)，可利用液氮比重大的 特点，靠自身重力自动充满整个热沉；(b)卧式热沉由舱体前部热沉和舱体后部热沉组成， 有效地降低了轴向热胀冷缩应力所带来的不利；(c)采用多个上、下汇液分管，将热沉等效 的分成了若区域，每个区域沿圆周又被分成左半区和右半区两个小区，有效地降低了周向 热胀冷缩应力所带来的不利；(d)流体在热沉内部单向流动，有效地减小了气堵现象；(e) 材料采用不锈钢支管和铜翅片；(f)流量调节方便，热沉降温速度快，且温度均勻；(g)相应 的外流程系统设备简单，控制方便。
图1是两进一出自溢式卧式热沉结构形式具体实施方式下面结合附图来进一步说明本发明。两进一出自溢式卧式热沉主要由下汇液分管(1)、下汇液总管(2)、支管(3)、翅片 (4)、液氮瓶(5)、上汇液总管(6)、排液(气)管(7)、上汇液分管(8)组成。工作时，将液氮 瓶(5)充满液氮，液氮靠自身重力自动充满整个热沉，流体从热沉两端上部流进、从热沉中 间上部流出，形成无外动力的靠液氮自身重力自然流动的开放式外流程液氮系统。
权利要求
两进一出自溢式卧式热沉，由下汇液分管(1)、下汇液总管(2)、支管(3)、翅片(4)、液氮瓶(5)、上汇液总管(6)、排液(气)管(7)、上汇液分管(8)组成。
2.如权利要求1所述的两进一出自溢式卧式热沉，其特征在于热沉两端上部安装液 氮瓶(5)。
3.如权利要求1所述的两进一出自溢式卧式热沉，其特征在于热沉由舱体前部热沉 和舱体后部热沉组成。
4.如权利要求1所述的两进一出自溢式卧式热沉，其特征在于采用多个上、下汇液分 管，将热沉等效的分成了若区域。
5.如权利要求1所述的两进一出自溢式卧式热沉，其特征在于热沉壁板由不锈钢支 管(3)和铜翅片(4)焊接而成。
全文摘要
本发明涉及用于热真空实验的两进一出自溢式卧式液氮热沉设计。本发明特别应用于高真空羽流实验的两进一出自溢式卧式液氮热沉设计。两进一出自溢式卧式热沉主要由下汇液分管(1)、下汇液总管(2)、支管(3)、翅片(4)、液氮瓶(5)、上汇液总管(6)、排液(气)管(7)、上汇液分管(8)组成，根据吸附气体的不同，热沉壁板结构形式和选材有所不同，常用的壁板是由不锈钢支管(3)和铜翅片(4)焊接而成，其中不锈钢支管内通液氮制冷介质，工作时，将液氮瓶(5)充满液氮，利用液氮自身重力充满整个热沉，流体从热沉两端上部流进、从热沉中间上部流出，形成无外动力的靠液氮自重自然流动的开放式外流程液氮系统。
文档编号F25D3/10GK101900468SQ200910092070
公开日2010年12月1日 申请日期2009年9月16日 优先权日2009年9月16日
发明者凌桂龙, 张国舟, 李晓娟, 王文龙, 蔡国飙, 黄本诚 申请人:北京航空航天大学