一种同轴型脉冲管制冷机的分体焊接式热端换热器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108253652A(43)申请公布日2018.07.06(21)申请号201810020613.X(22)申请日2018.01.10(71)申请人中国科学院上海技术物理研究所地址200083上海市虹口区玉田路500号(72)发明人党海政(74)专利代理机构上海沪慧律师事务所31311代理人李秀兰(51)Int.Cl.F25B9/14(2006.01)B23K1/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种同轴型脉冲管制冷机的分体焊接式热端换热器(57)摘要本发明公开了一种同轴型脉冲管制冷机的分体焊接式热端换热器，由冷指座、分体换热器、热端套管、压缩机连管、分体脉管座以及惯性管连管共同组成。通过对传统结构进行革新，将热端换热器设计为上下分体形式，利用真空钎焊的方式，将各重要零件整体焊接在一起，杜绝了发生泄露的可能性，增加换热器整体的散热性能，并显著提高热端换热器乃至整个同轴型脉冲管制冷机的效率和使用寿命，对于同轴型脉管制冷机在航空航天、实用超导等特殊领域的实际应用具有很大的促进作用。CN108253652ACN108253652A权利要求书1/1页1.一种同轴型脉冲管制冷机的分体焊接式热端换热器，包括冷指座(8)、分体换热器(9)、热端套管(10)、压缩机连管(11)、分体脉管座(12)以及惯性管连管(13)，其特征在于：在分体脉管座上端外圆(19)和分体脉管座安装面(23)上加工有用于放置钎焊料的钎焊填料槽(18)；在钎焊填料槽(18)内填充钎焊料之后，将热端套管(10)装入分体脉管座上端外圆(19)上，并完全压到最低位置；分体脉管座(12)的中间加工有分体脉管座通孔(21)，分体脉管座通孔(21)的上端加工有分体脉管座锥形开口(20)，分体脉管座通孔(21)的下端加工有分体脉管座连管接口(24)；惯性管连管(13)插入分体脉管座连管接口(24)，在二者之间填充钎焊料；安装完热端套管(10)和惯性管连管(13)之后，在分体脉管座安装面(23)上的钎焊填料槽(18)内填充钎焊料，将安装了热端套管(10和惯性管连管(13的分体脉管座(12插入分体换热器狭缝内孔(26)中，直到分体脉管座安装面(23)完全压在分体换热器(9)上；分体换热器(9)的下部加工有分体换热器下端内圆(29)，侧面加工有分体换热器连管接口(28)，压缩机连管(11)插入分体换热器连管接口(28)，并在二者之间放置钎焊料；在分体换热器(9)中有均匀切割出的分体换热器环形狭缝(27)，分体换热器环形狭缝(27)的上端面即为分体换热器冷指安装面(25)；冷指座(8)直接安放在分体换热器冷指安装面(25)上，并在二者之间添加钎焊料；整体安装完毕后放至真空钎焊炉内进行加温焊接为一体，从而共同组成一种同轴型脉冲管制冷机的分体焊接式热端换热器。2CN108253652A说明书1/3页一种同轴型脉冲管制冷机的分体焊接式热端换热器技术领域[0001]本发明属于制冷及低温工程领域，涉及脉冲管制冷机，特别涉及一种同轴型脉冲管制冷机的分体焊接式热端换热器。背景技术[0002]根据脉冲管与蓄冷器的相对位置不同，可以将脉冲管制冷机分为三大类：直线型、U型和同轴型。同轴型布置中脉冲管和蓄冷器同心地布置在一起，是三种布置方式中最为紧凑的一种，可以实现与被冷却器件的便捷耦合，适应于对空间体积有特殊要求的应用场合。尤为重要的是，由于斯特林制冷机在军事和空间方面的长期应用历史，多数被冷却器件和杜瓦结构都制成了适合与斯特林制冷机配套使用的几何形状，而同轴型是脉冲管制冷机三种布置方式中唯一可以不做较大改动便能满足这种几何尺寸的一种，可以直接借鉴现有的成熟耦合技术，因而在军事和空间等特殊领域的应用中具有极大的吸引力。[0003]热端换热器是同轴型脉冲管制冷机中的一个关键部件，作为同轴型脉冲管制冷机热端内部工质与外部环境进行热量交换的媒介体，它需要实现两方面的主要功能：首先，要实现有限尺寸下的高效换热，特别是与工质气体直接接触的内壁面处的高效换热；其次，要实现气体工质在制冷机热端的均匀扩散。上述两个方面，相关领域的工作者一直都在致力于该方面的研究，并逐渐取得较好的实践效果。但是，在同轴型脉冲管制冷机逐渐从研究阶段走向实用化的同时，相关应用实践却又对其热端换热器提出了另外一个更严格的要求，即应用的可靠性和长期寿命，而这一问题，一直没有得到很好的解决。[0004]整体式狭缝热端换热器作为能同时解决有限尺寸下的高效换热和热端工质均匀扩散的典型，目前在同轴型脉冲管制冷机中得到很广泛的应用。但是整体式换热器由于其结构特点，在和固定脉冲管的脉冲管座连接时，常常需要使用非金属O型圈外加螺栓紧固的方式来密封，热端