一种超低温高效冷量传输的冷链冷管[实用新型专利]

(12)实用新型专利

(10)授权公告号(10)授权公告号 CN 204555772 U (45)授权公告日(45)授权公告日 2015.08.12

(21)申请号 201520179165.X(22)申请日 2015.03.29

(73)专利权人中国电子科技集团公司第十六研

究所

地址230043 安徽省合肥市濉溪路439号(72)发明人魏露露 陆永达 陈怀军 单伟根

张继宇 熊建华(74)专利代理机构合肥天明专利事务所 34115

代理人奚华保(51)Int.Cl.

F28D 15/02(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页 附图1页

(54)实用新型名称

一种超低温高效冷量传输的冷链冷管(57)摘要

本实用新型涉及一种超低温高效冷量传输的冷链冷管。包括铜波纹管，铜波纹管的两个端部分别设有上盖板及下盖板，铜波纹管、上盖板及下盖板之间形成密闭的空腔，空腔内设有工作介质，下盖板上设有与空腔连通的抽空/进气口，抽空/进气口的进口处设有自密封阀门，所述的抽空/进气口对空腔进行抽气排气并充入工作介质。由上述技术方案可知，本实用新型在冷链冷管内通过汽液相变的过程对超低温冷量进行传输，提高了传输效率和探测器内芯片温度分布的均匀性，减少了热传导损失，同时波纹管形式的冷链冷管在超低温制冷机冷头与探测器之间接触形成缓冲区，削弱冷头对探测器的冲击，提高了探测器的稳定性和可靠性，达到冷量高效传输和减振的目的。 C N 2 0 4 5 5 5 7 7 2 U CN 204555772 U

权 利 要 求 书

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1.一种超低温高效冷量传输的冷链冷管，其特征在于：包括铜波纹管（1），铜波纹管（1）的两个端部分别设有上盖板（2）及下盖板（3），所述的铜波纹管（1）、上盖板（2）及下盖板（3）之间形成密闭的空腔（4），所述的空腔（4）内设有工作介质（5），所述的下盖板（3）上设有与空腔（4）连通的抽空/进气口（31），所述的抽空/进气口（31）的进口处设有自密封阀门，所述的抽空/进气口（31）对空腔（4）进行抽气排气并充入工作介质（5）。

2.根据权利要求1所述的超低温高效冷量传输的冷链冷管，其特征在于：所述的上盖板（2）为冷凝端，所述的下盖板（3）为蒸发端，所述的上盖板（2）及下盖板（3）分别与超低温制冷机的冷头及探测器相连。

3.根据权利要求2所述的超低温高效冷量传输的冷链冷管，其特征在于：所述的上盖板（2）与冷头之间粘有铟片，所述的上盖板（2）、铟片与冷头之间采用螺钉紧固；所述的下盖板（3）与探测器的发热芯片之间粘有铟片，所述的下盖板（3）、铟片与探测器的发热芯片之间采用螺钉紧固。

4.根据权利要求1所述的超低温高效冷量传输的冷链冷管，其特征在于：所述的工作介质（5）为氮气或液化天然气或甲烷或氧气或氢气。

5.根据权利要求1所述的超低温高效冷量传输的冷链冷管，其特征在于：所述的铜波纹管（1）采用多片铜片焊接以形成波纹管形状。

6.根据权利要求1所述的超低温高效冷量传输的冷链冷管，其特征在于：所述的抽空/进气口（31）设置在下盖板（3）的侧面。

7.根据权利要求1所述的超低温高效冷量传输的冷链冷管，其特征在于：所述的自密封阀门包括与抽空/进气口（31）相密封的阀体以及设置在自密封阀门阀口处的密封螺钉（6）。

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说 明 书

一种超低温高效冷量传输的冷链冷管

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技术领域

[0001]

本实用新型涉及低温制冷领域，具体涉及一种超低温高效冷量传输的冷链冷管。

背景技术

目前，超低温下的冷量传输主要是超低温制冷机冷头与探测器芯片插入式耦合方式下的热传导过程，使超低温制冷机产生的冷量传导给芯片，诸如斯特林制冷机、G－M制冷机、脉管制冷机与焦平面探测器、红外探测器等耦合时主要通过铜金属面与面的刚性接触，将冷量传递给探测器，保证探测器工作期间芯片温度的稳定，满足发热芯片对超低温冷量的需求，但这种刚性方式的接触，一方面铜金属的导热系数375W/（M•••K），在超低温下仅靠纯导热方式将冷量传递给探测器芯片，对于斯特林制冷机、G－M制冷机、脉管制冷机产生的冷量而言，冷损失较大，效率较低；另一方面随着探测器技术的发展，特别是红外成像、光学成像等对探测器芯片的振动有较高要求，以保证成像的清晰度和稳定性，因此要求超低温制冷机在冷量传递给探测器的过程中，要减小振动，保证探测器的稳定性。传统刚性方式的面面接触无法探测探测器芯片对振动和冷量高效率传输的要求，需要单独进行减震和采用更大冷量的制冷机，这不仅增加了成本，还导致结构复杂等一系列问题的产生。

[0002]

实用新型内容

[0003] 本实用新型的目的在于提供一种超低温高效冷量传输的冷链冷管，可以有效解决超低温下冷量传输效率低的问题，在达到冷量高效传输目的的同时，还减少了制冷机对探测器芯片的振动。

[0004] 为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：包括铜波纹管，铜波纹管的两个端部分别设有上盖板及下盖板，所述的铜波纹管、上盖板及下盖板之间形成密闭的空腔，所述的空腔内设有工作介质，所述的下盖板上设有与空腔连通的抽空/进气口，所述的抽空/进气口的进口处设有自密封阀门，所述的抽空/进气口对空腔进行抽气排气并充入工作介质。

[0005] 所述的上盖板为冷凝端，所述的下盖板为蒸发端，所述的上盖板及下盖板分别与超低温制冷机的冷头及探测器相连。

[0006] 所述的上盖板与冷头之间粘有铟片，所述的上盖板、铟片与冷头之间采用螺钉紧固；所述的下盖板与探测器的发热芯片之间粘有铟片，所述的下盖板、铟片与探测器的发热芯片之间采用螺钉紧固。

[0007] 所述的工作介质为氮气或液化天然气或甲烷或氧气或氢气。[0008] 所述的铜波纹管采用多片铜片焊接以形成波纹管形状。[0009] 所述的抽空/进气口设置在下盖板的侧面。

所述的自密封阀门包括与抽空/进气口相密封的阀体以及设置在自密封阀门阀

口处的密封螺钉。

[0011] 由上述技术方案可知，本实用新型在冷链冷管内通过汽液相变的过程对超低温冷

[0010]

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说 明 书

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量进行传输，提高了传输效率和探测器内芯片温度分布的均匀性，减少了热传导损失，同时波纹管形式的冷链冷管在超低温制冷机冷头与探测器之间接触形成缓冲区，削弱冷头对探测器的冲击，提高了探测器的稳定性和可靠性，达到冷量高效传输和减振的目的。附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；[0013] 图2是本实用新型的工作原理图。

[0012]

具体实施方式

[0014] 下面结合附图对本实用新型做进一步说明：

[0015] 如图1所示的一种超低温高效冷量传输的冷链冷管，包括铜波纹管1，铜波纹管1的两个端部分别设有上盖板2及下盖板3，铜波纹管1、上盖板2及下盖板3之间形成密闭的空腔4，空腔4内设有工作介质5，下盖板3上设有与空腔4连通的抽空/进气口31，抽空/进气口31的进口处设有自密封阀门，抽空/进气口31对空腔4进行抽气排气并充入工作介质5。

[0016] 进一步的，上盖板2为冷凝端，下盖板3为蒸发端，上盖板2及下盖板3分别与超低温制冷机的冷头及探测器相连。[0017] 更进一步的，上盖板2与冷头之间粘有铟片，上盖板2、铟片与冷头之间采用螺钉紧固；下盖板3与探测器的发热芯片之间粘有铟片，下盖板3、铟片与探测器的发热芯片之间采用螺钉紧固。[0018] 进一步的，工作介质5为氮气或液化天然气或甲烷或氧气或氢气，工作介质应根据超低温温度的要求选择。[0019] 进一步的，铜波纹管1采用多片铜片焊接以形成波纹管形状。也就是铜波纹管是由多片薄铜片组焊而成，即通过焊接方式将每片薄铜片焊接成波纹管形式。[0020] 进一步的，抽空/进气口31设置在下盖板3的侧面。[0021] 进一步的，自密封阀门包括与抽空/进气口31相密封的阀体以及设置在自密封阀门阀口处的密封螺钉6。使用时先取下密封螺钉，通过分子泵对空腔进行抽气排空，再通过抽空/进气口对空腔充入足量的工作介质，完成后再用密封螺钉进行封闭，形成完全封闭的冷链冷管。

[0022] 本实用新型的工作原理如下：[0023] 如图2所示，制冷机冷头产生的冷量在上盖板处将密闭空腔内的工作介质冷却为液态，通过重力作用，液态的工作介质沿铜波纹管的内壁流向下盖板，下盖板吸收探测器内芯片的热量蒸发液态工作介质为气体，气化的工作介质升到上盖板处，继续冷凝形成一个循环。

[0024] 本实用新型的有益效果在于：1）通过在冷头与探测器芯片之间设置冷链冷管，通过工作介质在冷链冷管内的汽液相变过程对超低温冷量进行传输，提高了传输效率，使探测器内芯片的温度分布均匀，减少热传导损失；2）工作时，制冷机产生的振动通过上盖板的连接传递给铜波纹管，铜波纹管本身的柔韧性及缓冲性将振动减小到最低，减少了对下盖板的振动，保证了探测器工作的稳定性。

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说 明 书

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以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

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说 明 书 附 图

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图1

图2

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