一种制冷温度可控的节流制冷器的制作方法

本发明涉及节流制冷器领域，特别涉及一种制冷温度可控的节流制冷器。

背景技术：

1、节流制冷器主要包括高压气瓶、进气管路、翅片管换热器、节流阀、杜瓦等部分。节流制冷器能够通过高压工质经过小孔产生节流效应降温，并在换热管中不断冷却入口工质，使得工质节流后温度不断降低，最终获得工质两相区的低温。节流制冷器随着微型低温电子器件和低温纳米技术的快速发展，逐渐被应用于国防军事、空间技术、生物医疗等重要领域。

2、节流制冷探测器因其体积小、制冷快、电磁干扰小等特点，被广泛应用于红外探测领域，特别是需要快速降温的场合，例如导引头等。但节流制冷器最终获得的温度受限于工质本身性质，通常是一个大气压下的工质沸点，例如氮气工质为77.4k，氩气工质为87.2k，而红外芯片所需的工作温度往往与对应的温度有一定差别，若是芯片工作时要求的终温范围与工质常压下沸点偏差较大，则无法使用节流制冷器，例如要求工作温度稳定在100k±1k的红外芯片，或是更高工作温度的高温芯片。为此，本发明基于调节制冷器背压，设计出一种能够改变工质沸点，从而获得不同温区稳定制冷温度的节流制冷器。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种制冷温度可控的节流制冷器，以解决现有的节流制冷器背压腔通常直接与大气连通，背压即大气压，因此最终获得的低温即是工质在大气压下的沸点，使得红外芯片的工作温度非常受限，一般氮气工质为77.4k，氩气工质为87.2k，无法满足各种温区红外芯片的制冷需求的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种制冷温度可控的节流制冷器，包括换热器组件和与所述换热器组件的换热管连接的进气管路，还包括制冷器外法兰所述制冷器外法兰安装于换热器组件的下方，所述制冷器外法兰的内部开设有空腔，所述空腔内设置有充气腔以及随充气腔压力变化自动调节制冷器出气口大小的调节组件，所述进气管路与充气腔相通。

3、优选的，所述调节组件包括调压阀片和弹簧，所述调压阀片活动设置于所述空腔内，所述调压阀片的一侧与所述制冷器外法兰之间形成所述充气腔，所述调压阀片的另一侧与所述弹簧抵接，所述弹簧呈压缩状态。

4、优选的，所述换热器组件的底部安装有底部法兰，所述进气管路自所述底部法兰的底部向下延伸，所述制冷器外法兰和所述调压阀片均与进气管路穿插连接。

5、优选的，所述调压阀片包括阀管和阀盘，所述阀管与所述制冷器外法兰的内侧壁间隙配合，所述阀盘固定套设于阀管的内部，所述阀盘的下表面高于阀管的底端，所述阀盘的上表面低于阀管的顶端。

6、优选的，所述阀管的顶面与所述制冷器出气口位置对应，所述阀管的顶面开设有多个出口截面控制槽道，多个所述出口截面控制槽道呈环形阵列布置。

7、优选的，所述底部法兰与阀盘相对的表面均开设有安装槽，所述弹簧的两端部分别安设于两个所述安装槽内。

8、优选的，所述阀盘的中部开设有穿插孔，所述进气管路与穿插孔的内腔滑动穿插连接。

9、优选的，所述进气管路上开设有充气小孔，所述充气小孔与充气腔的内腔相互连通。

10、优选的，所述阀管、制冷器外法兰与底部法兰之间呈同轴设置。

11、优选的，所述底部法兰与制冷器外法兰之间具有供所述阀管顶部伸入的间隙。

12、本发明的技术效果和优点：

13、(1)本发明利用换热器组件和调节组件相配合的设置方式，通过设置充气腔以及随充气腔压力变化自动调节制冷器出气口大小的调节组件，且进气管路与充气腔相通，使充气腔内压力随进气过程发生变化，能够在制冷器工作时自行对节流制冷器出气口截面进行调节，使得返流通道及节流制冷器背压腔内背压升高，工质沸点升高，从而获得不同于一般节流制冷器的终温；

14、(2)本发明利用换热器组件和调节组件相配合的设置方式，能够通过调压阀片控制制冷器出气口截面积，从而控制背压腔内压力分布，改变制冷器背压，使得工质的沸点发生改变，获得不同温区的稳定制冷温度；

15、(3)本发明利用换热器组件和调节组件相配合的设置方式，在达成不同稳定制冷温度的基础上，完全保留了节流制冷器体积小，降温快的优点。

技术特征：

1.一种制冷温度可控的节流制冷器，包括换热器组件和与所述换热器组件的换热管连接的进气管路(11)，其特征在于，还包括制冷器外法兰(2)所述制冷器外法兰(2)安装于换热器组件的下方，所述制冷器外法兰(2)的内部开设有空腔，所述空腔内设置有充气腔(3)以及随充气腔(3)压力变化自动调节制冷器出气口大小的调节组件，所述进气管路(11)与充气腔(3)相通。

2.根据权利要求1所述的一种制冷温度可控的节流制冷器，其特征在于，所述调节组件包括调压阀片(4)和弹簧(6)，所述调压阀片(4)活动设置于所述空腔内，所述调压阀片(4)的一侧与所述制冷器外法兰(2)之间形成所述充气腔(3)，所述调压阀片(4)的另一侧与所述弹簧(6)抵接，所述弹簧(6)呈压缩状态。

3.根据权利要求2所述的一种制冷温度可控的节流制冷器，其特征在于，所述换热器组件的底部安装有底部法兰(7)，所述进气管路(11)自所述底部法兰(7)的底部向下延伸，所述制冷器外法兰(2)和所述调压阀片(4)均与进气管路(11)穿插连接。

4.根据权利要求3所述的一种制冷温度可控的节流制冷器，其特征在于，所述调压阀片(4)包括阀管(41)和阀盘(42)，所述阀管(41)与所述制冷器外法兰(2)的内侧壁间隙配合，所述阀盘(42)固定套设于阀管(41)的内部，所述阀盘(42)的下表面高于阀管(41)的底端，所述阀盘(42)的上表面低于阀管(41)的顶端。

5.根据权利要求4所述的一种制冷温度可控的节流制冷器，其特征在于，所述阀管(41)的顶面与所述制冷器出气口位置对应，所述阀管(41)的顶面开设有多个出口截面控制槽道(44)，多个所述出口截面控制槽道(44)呈环形阵列布置。

6.根据权利要求4所述的一种制冷温度可控的节流制冷器，其特征在于，所述底部法兰(7)与阀盘(42)相对的表面均开设有安装槽(43)，所述弹簧(6)的两端部分别安设于两个所述安装槽内。

7.根据权利要求4所述的一种制冷温度可控的节流制冷器，其特征在于，所述阀盘(42)的中部开设有穿插孔(45)，所述进气管路(11)与穿插孔(45)的内腔滑动穿插连接。

8.根据权利要求1所述的一种制冷温度可控的节流制冷器，其特征在于，所述进气管路(11)上开设有充气小孔(5)，所述充气小孔(5)与充气腔(3)的内腔相互连通。

9.根据权利要求4所述的一种制冷温度可控的节流制冷器，其特征在于，所述阀管(41)、制冷器外法兰(2)与底部法兰(7)之间呈同轴设置。

10.根据权利要求3所述的一种制冷温度可控的节流制冷器，其特征在于，所述底部法兰(7)与制冷器外法兰(2)之间具有供所述阀管(41)顶部伸入的间隙。

技术总结
本发明公开了一种制冷温度可控的节流制冷器，包括换热器组件和制冷器外法兰，制冷器外法兰安装于换热器组件的下方，制冷器外法兰的内部开设有充气腔，充气腔的内部活动设置有调节组件，制冷器外法兰的中部固定穿插连接有进气管路，进气管路与充气腔的内腔相通，进气管路的顶部安装有底部法兰，底部法兰连接于换热器组件与制冷器外法兰之间。本发明利用换热器组件和调节组件相配合的设置方式，通过调压组件，能够在制冷器工作时自行对节流制冷器出气口截面进行调节，使得返流通道及节流制冷器背压腔内背压升高，工质沸点升高，从而获得不同于一般节流制冷器的终温。

技术研发人员：黄晟,黄立,徐昊,黄飞,李晓永,黄太和
受保护的技术使用者：武汉高芯科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15