一种微重力低温存储冷舱装置的制作方法

本实用新型涉及低温(尤其低于-80℃)存储技术领域，尤其涉及一种在微重力环境下使用的低温存储冷舱装置。

背景技术：

传统的低温存储技术多基于地面环境应用，当应用在空间微重力环境下时主要存在以下不足：1、换热依靠辐射、传导和对流，特别是通过冷舱内部空气实现制冷装置与内部物品换热，但在空间微重力条件没有对流换热；2、低温存储容器通常才有杜瓦瓶结构，出口偏小，限制了存储物品的尺寸；3、空间环境要求制冷机、换热器等效率高、占用质量、体积小。

技术实现要素：

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供提供一种既能适用于微重力环境，又能适应低温存储场合的低温存储冷舱装置。

本实用新型采用的技术方案是这样的：一种微重力低温存储冷舱装置，包括：制冷介质进管路、制冷介质出管路、底座、支撑换热板、外腔和前盖；

所述制冷介质进管路位于制冷介质出管路内部，且制冷介质进管路与制冷介质出管路同轴；制冷介质进管路和制冷介质出管路采用一体化设计，有利于减少制冷介质进入冷舱过程的漏热；

所述底座、外腔和前盖顺次固定连接在一起，构成绝热冷舱，冷舱可采用多层真空隔热技术实现绝热处理；

所述支撑换热板设置在冷舱内，所述制冷介质进管路和制冷介质出管路穿过底座后与支撑换热板连接，所述支撑换热板分别与制冷介质进管路和制冷介质出管路导通。

进一步的，所述微重力低温存储冷舱装置中还包括绝热保温盖，所述绝热保温盖设置在所述冷舱出口处，靠近前盖的一侧。

进一步的，所述绝热保温盖采用具有耐低温和绝热特性的特种复合材料制成，起到绝热和密封的作用。

进一步的，所述制冷介质出管路与支撑换热板一端连接且导通，所述制冷介质进管路与支撑换热板的另一端连接且导通。

进一步的，所述制冷介质进管路与支撑换热板连接的一侧设有开口。

进一步的，所述支撑换热板采用十字型结构，支撑换热板的一端交叉焊接在制冷介质出管路上，另一端交叉焊接在制冷介质进管路上，制冷介质从制冷介质进管路流入，经过支撑换热板内部通路后汇至制冷介质出管路；制冷介质通过支撑换热板完成与冷舱内部换热。

进一步的，所述支撑换热板采用紫铜、铝材料中的任意一种制成，紫铜、铝这种材料的导热性能优良，能够实现热交换功能，并且具有一定的强度，可以起到物品支撑的功能。

进一步的，所述底座通过焊接的方式与外腔连接。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：本实用新型采用辐射和传导形式换热，冷舱开口尺寸大适应装置多种类型物品，保温性能好，漏热量低，相同冷量能存储更多物品，非常适合在空间微重力环境下低温存储设备应用。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中标记：1为制冷介质进管路，2为制冷介质出管路，3为底座，4为支撑换热板，5为外腔，6为绝热保温盖，7为前盖。

图2是本实用新型的换热组件示意图，它由制冷介质进出口、支撑换热板焊接而成。

图3是制冷介质在换热组件流动示意图。

图4是本实用新型组装后的剖面示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1所示，一种微重力低温存储冷舱装置，包括：制冷介质进管路、制冷介质出管路、底座、支撑换热板、外腔、绝热保温盖和前盖。

所述制冷介质进管路位于制冷介质出管路内部，且制冷介质进管路与制冷介质出管路同轴；制冷介质进管路和制冷介质出管路采用一体化设计，有利于减少制冷介质进入冷舱过程的漏热；制冷介质进管路用于流入制制冷介质，制冷介质出管路用于将经过换热的制制冷介质流入制冷系统。

所述底座、外腔和前盖顺次固定连接在一起，构成绝热冷舱，绝热保温盖设置在冷舱出口处，靠近前盖的一侧；冷舱可采用多层真空隔热等技术进行绝热保温；底座用于安装固定接口，外腔起到隔热保温作用，绝热保温盖在装取冷舱物资时从冷舱取出而后装回起绝热保温作用，前盖作为冷舱舱门与外腔法兰面接触。

所述支撑换热板设置在冷舱内，所述制冷介质进管路和制冷介质出管路穿过底座后与支撑换热板连接；支撑换热板采用十字型，一端交叉焊接在制冷介质出管路上，另一端交叉焊接在制冷介质进管路上；所述支撑换热板分别与制冷介质进管路和制冷介质出管路导通；所述制冷介质进管路连接支撑换热板的一端设有开口，制冷介质从制冷介质进管路流入，从另一端的开口流出，进入支撑换热板，经过支撑换热板内部通路后汇至制冷介质出管路；制冷介质通过支撑换热板完成与冷舱内部换热。

如图2所示，制冷介质在组件内部按箭头方向流动，通过制冷介质进管路流至右端然后经过换热器内部翅片进行换热，最后汇集至左端的出管路。

如图3所示，支撑换热板与制冷介质进管路互相连接且导通。

本实用新型的配置流程是：先通过焊接方式将支撑换热板、制冷介质进、出管路焊接在一起，形成热交换部件，并通过检漏方式检测漏率；然后将热交换部件和底座安装；再将外腔和底座焊接在一起；最后安装绝热保护盖和前盖。组装完成的冷舱结构剖面示意如图4所示。

实施例2

优选地，支撑换热板采用具有一定强度以及导热性能优良的材料制成，例如紫铜、铝等，这种材料能够同时承担热交换和物品支撑功能。

实施例3

优选地，绝热保温盖采用具有耐低温和绝热等特性的特种复合材料制成，起到绝热和密封的作用。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种微重力低温存储冷舱装置，其特征在于，包括：制冷介质进管路、制冷介质出管路、底座、支撑换热板、外腔和前盖；所述制冷介质进管路位于制冷介质出管路内部，且制冷介质进管路与制冷介质出管路同轴；所述底座、外腔和前盖顺次固定连接在一起，构成绝热冷舱；所述支撑换热板设置在冷舱内，所述制冷介质进管路和制冷介质出管路穿过底座后与支撑换热板连接，所述支撑换热板分别与制冷介质进管路和制冷介质出管路导通。

2.根据权利要求1所述的一种微重力低温存储冷舱装置，其特征在于，所述微重力低温存储冷舱装置中还包括绝热保温盖，所述绝热保温盖设置在所述冷舱出口处，靠近前盖的一侧。

3.根据权利要求2所述的一种微重力低温存储冷舱装置，其特征在于，所述绝热保温盖采用具有耐低温和绝热特性的特种复合材料制成。

4.根据权利要求1所述的一种微重力低温存储冷舱装置，其特征在于，所述制冷介质出管路与支撑换热板一端连接且导通，所述制冷介质进管路与支撑换热板的另一端连接且导通。

5.根据权利要求4所述的一种微重力低温存储冷舱装置，其特征在于，所述制冷介质进管路与支撑换热板连接的一端设有开口。

6.根据权利要求1或4所述的一种微重力低温存储冷舱装置，其特征在于，所述支撑换热板采用十字型结构，所述支撑换热板的一端交叉焊接在制冷介质出管路上，另一端交叉焊接在制冷介质进管路上。

7.根据权利要求1至4任一所述的一种微重力低温存储冷舱装置，其特征在于，所述支撑换热板采用紫铜、铝材料中的任意一种制成。

8.根据权利要求1至4任一所述的一种微重力低温存储冷舱装置，其特征在于，所述底座通过焊接的方式与外腔连接。

技术总结
本实用新型涉及低温(尤其低于‑80℃)存储技术领域，公开了一种微重力低温存储冷舱装置，包括制冷介质进管路、制冷介质出管路、底座、支撑换热板、外腔、绝热保温盖和前盖，制冷介质进管路用于流入制制冷介质，制冷介质出管路用于将经过换热的制制冷介质流入制冷系统，底座用于安装固定接口，支撑换热板起到支撑和换热作用，外腔起到隔热保温作用，绝热保温盖在装取冷舱物资时从冷舱取出而后装回起绝热保温作用，前盖作为冷舱舱门与外腔法兰面接触。本实用新型通过采用制冷介质进出口一体化设计、物品支撑和换热器一体化设计实现了高效率辐射和传导换热满足微重力环境下低温存储冷舱需求。

技术研发人员：龙文;王海龙;潘思作;张昭;陈双涛;宋书建
受保护的技术使用者：四川航天计量测试研究所
技术研发日：2019.12.02
技术公布日：2020.09.18