一种超声射流装置的脉冲阀冷却系统的制作方法

本实用新型涉及超声射流研究技术领域，特别涉及一种超声射流装置的脉冲阀冷却系统。

背景技术：

在气态反应动力学领域，通常采用超声射流装置作为产生分子束的束源，其中，脉冲阀是超声射流装置中的核心元件之一。

在实验过程中，常常由于束源速度分布不够理想而导致实验结果可靠性不高，束源速度分布情况与脉冲阀直接相关，而脉冲阀的工作性能又与温度直接相关。通常情况下，降低脉冲阀的温度能够有效减少束源的速度弥散，这可以提高实验结果的分辨率，可以有效改善实验条件。

然而，截至目前依然没有能够有效冷却束源脉冲阀的方案，因此，如何能够降低束源的脉冲阀温度，以避免束源速度弥散是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型在于提供一种超声射流装置的脉冲阀冷却系统，以便能够有效冷却束源脉冲阀，避免束源速度弥散，保证实验结果的准确性和可靠性。

为达到上述目的，本实用新型提供的超声射流装置的脉冲阀冷却系统，包括：

盛放装置，用于盛放冷却介质；

供液机构，与所述盛放装置连通，并用于将所述盛放装置内的所述冷却介质输出；

热交换腔体，与所述供液机构连通，并用于容纳由所述供液机构所输送过来的冷却介质；

脉冲阀支撑件，设置在所述热交换腔体内，用于为脉冲阀提供支撑；

排放机构，与所述热交换腔体连通，并用于将完成热交换的所述冷却介质排出。

优选的，所述冷却介质为液氮或液氦，所述盛放装置为杜瓦罐。

优选的，所述盛放装置的底部高于所述热交换腔体的顶部，所述供液机构为连通所述盛放装置和所述热交换腔体的铜管。

优选的，所述脉冲支撑件为固定设置在所述铜管上的铜块，所述铜块上设置有用于安装所述脉冲阀的安装部。

优选的，所述安装部为开设在所述铜块上，且与所述脉冲阀适配的通孔。

优选的，所述铜块通过银焊粉焊接在所述铜管上，且所述铜块与所述铜管的接触处还垫设有铟片。

优选的，所述通孔内还镶设有铟片。

优选的，所述排放机构包括介质排放管、液体回收腔以及气体排放管，其中，

所述液体回收腔固定设置在所述盛放装置的底部，所述介质排放管的第一端与所述热交换腔体连通，第二端伸入所述液体回收腔内，所述气体排放管的第一端伸入所述液体回收腔内，第二端通过开关阀与大气连通，且所述气体排放管的第一端高于所述介质排放管的第二端。

优选的，所述介质排放管为铜管。

优选的，所述供液机构、介质排放管均由多节螺纹连接的铜管组装形成。

本实用新型中所公开的脉冲阀冷却系统的工作原理如下：

冷却介质存储于盛放装置内，在供液机构的作用下，冷却介质从盛放装置内进入热交换腔体，热交换腔体内设置有脉冲阀支撑件，脉冲阀支撑件上安装有待冷却的脉冲阀，进入热交换腔体内的冷却介质与脉冲阀接触，吸收脉冲阀所释放的热量以达到对脉冲阀进行冷却的目的，完成热交换后的冷却介质被排放机构从热交换腔体中排出。

由此可见，通过本实用新型所公开的脉冲阀冷却系统，可以通过冷却介质对脉冲阀进行有效冷却，这就可以避免束源速度弥散，提高了试验结果的准确性和可靠性。

附图说明

图1为本实用新型实施例所公开的脉冲阀冷却系统的结构示意图。

其中，1为盛放装置，2为供液机构，3为热交换腔体，4为脉冲阀支撑件，5为介质排放管，6为液体回收腔，7为气体排放管，8为开关阀，9为通孔。

具体实施方式

本实用新型的核心是供一种超声射流装置的脉冲阀冷却系统，以便能够有效冷却束源脉冲阀，避免束源速度弥散，保证实验结果的准确性和可靠性。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1，本实用新型中所公开的超声射流装置的脉冲阀冷却系统中，包括盛放装置1、供液机构2、热交换腔体3、脉冲阀支撑件4以及排放机构，盛液装置1用于盛放冷却介质，供液机构2与盛放装置1连通，其作用在于将盛放装置1内的冷却介质输出，热交换腔体3与供液机构2连通，用于容纳由供液机构2输送过来的冷却介质，并为脉冲阀和冷却介质的热交换提供场所，脉冲阀支撑件4设置在热交换腔体3内，其作用在于为脉冲阀提供支撑和安装基础，排放机构与热交换腔体3连通，其作用在于将完成热交换的冷却介质从热交换腔体3中排出。

上述实施例中所公开的脉冲阀冷却系统的工作原理如下：

冷却介质存储于盛放装置1内，在供液机构2的作用下，冷却介质从盛放装置1内进入热交换腔体3，热交换腔体3内设置有脉冲阀支撑件4，脉冲阀支撑件4上安装有待冷却的脉冲阀，进入热交换腔体3内的冷却介质与脉冲阀接触，吸收脉冲阀所释放的热量以达到对脉冲阀进行冷却的目的，完成热交换后的冷却介质被排放机构从热交换腔体3中排出。

由此可见，上述实施例中所公开的脉冲阀冷却系统，可以通过冷却介质对脉冲阀进行有效冷却，这就可以避免束源速度弥散，提高了试验结果的准确性和可靠性。

冷却介质的选择可有多种，考虑到冷却效果，本实施例中的冷却介质优选的采用液氮或液氦，盛放装置1应当采用杜瓦罐，以避免在未对脉冲阀进行冷却之前冷却介质与外界过多的换热。

供液机构2可以包括供液管路和设置在供液管路上的泵体，为了进一步简化供液机构的结构，本实施例中的盛放装置1的底部高于热交换腔体3的顶部，如图1中所示，供液机构2为连通盛放装置1和热交换腔体3的铜管，利用重力势能，冷却介质可以通过铜管自动流入热交换腔体3内，通过该种设置方式，在简单可靠的前提下实现了冷却介质的自动输送。

脉冲支撑件4可固定设置在热交换腔体3内，也可固定设置在铜管上，只要保证其能够为脉冲阀提供支撑，并使脉冲阀与冷却介质进行热交换即可，在本实施例中，脉冲支撑件4为固定设置在铜管上的铜块，如图1中所示，并且铜块上设置有用于安装脉冲阀的安装部。

本领域技术人员能够理解的是，安装部的实现形式并不受局限，例如可以采用卡箍形式将脉冲阀箍紧，也可采用卡爪结构将脉冲阀卡紧，本实施例中的安装部具体为开设在铜块上，并且与脉冲阀的外形适配的通孔9。

铜块与铜管之间可以采用连接件连接，也可通过焊接方式连接，在本实施例中，铜块与铜管之间通过银焊粉焊接，为了进一步提高换热面积和换热效果，铜块与铜管的接触处还垫设有铟片，铜块上开设的通孔9内也镶设有铟片，铟片具有优良的延展性与导热性，因此可以有效提高换热面积以及换热效率，而银粉具有优异的导热性，用于铜块和铜管之间的焊接也能够有效提高传热效率。

请继续参考图1，本实施例中的排放机构包括介质排放管5、液体回收腔6以及气体排放管7，液体回收腔6固定设置在盛放装置1的底部，介质排放管5的第一端与热交换腔体3连通，第二端伸入液体回收腔6内，优选的，介质排放管5的第二端贴近于液体回收腔6的底部；气体排放管7的第一端伸入液体回收腔6内，第二端通过开关阀8与大气连通，并且气体排放管7的第一端高于介质排放管5的第二端。

以液氮作为冷却介质为例，在重力作用下，盛放装置1中的冷却介质进入热交换腔体3内，一部分液氮在吸收热量后将被气化，气液混合物将进入到介质排放管5内，然后通过介质排放管5进入到液体回收腔6中，液氮将存留于液体回收腔6中，气态氮将通过气体排放管7排出至外界，应当理解，液体回收腔6中的液面始终应低于气体排放管路7，通过控制开关阀8的开度大小，可以调整液体回收腔顶部的气体压力，从而可以控制整个制冷循环中液态氮的流动，以及液体回收腔6内的液面顶部与气体排放管7的第一端的距离。

上述实施例中的介质排放管5也优选的采用铜管，由于实际使用情况的多变性，构成供液机构2的铜管、介质排放管5均是由多节螺纹连接的铜管组装形成，以提高安装和使用的灵活性。

以上对本实用新型所提供的超声射流装置的脉冲阀冷却系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。