[發(fā)明專利]低溫高真空下大型熱沉結(jié)構(gòu)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110331995.6
• 申請(qǐng)日: 2011-10-28
• 公開（公告）號(hào): CN102431661A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 毛亨國;周杭生;徐國明;徒誠雄;翁警濤;何國華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州杭氧環(huán)保成套設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): B64G7/00
• 分類號(hào): B64G7/00;F25D3/10
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 林寶堂

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種熱交換器，尤其涉及航天領(lǐng)域低溫超高真空試驗(yàn)中大型熱沉支管結(jié)構(gòu)的改良。

背景技術(shù)

在航天領(lǐng)域地面模擬試驗(yàn)中,為了模擬太空的冷黑真空環(huán)境，需要用真空容器建立一個(gè)真空系統(tǒng)，里面裝有熱沉用于熱交換，采用液氮（氦）降溫，所以熱沉材料既要低溫下機(jī)械性能好，剛度強(qiáng)度高，氣密性好，同時(shí)也要有好的導(dǎo)熱性能。現(xiàn)有技術(shù)的熱沉一般采用銅管與銅片的焊接，雖然銅導(dǎo)熱性好，但剛度差，不適合做大型熱沉。不銹鋼在低溫下雖剛度好強(qiáng)度高，但導(dǎo)熱性差，為了克服不銹鋼導(dǎo)熱性較差的缺點(diǎn)，采用在不銹鋼管上焊上銅翅片的形式，以提高熱沉剛性和溫度均勻性。但由于銅翅片在不銹鋼的偏中間位置，焊接時(shí)容易使銅離子滲透到不銹鋼中，造成冷漏。一旦發(fā)生冷漏，現(xiàn)有技術(shù)無法檢測(cè)出來，整個(gè)熱沉只能報(bào)廢。

現(xiàn)有技術(shù)所用的熱沉，采用銅與銅管焊接，雖然焊接比較容易，但因銅的強(qiáng)度和鋼度不如不銹鋼，所以一般只能做小一些的熱沉。

另一種熱沉，雖然采用不銹鋼和銅翅片的焊接，使熱沉強(qiáng)度高、剛性好、溫度均勻，但由于銅翅片焊接在不銹鋼的偏中間位置，焊接時(shí)容易使銅離子滲透到不銹鋼中，容易造成報(bào)廢現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，從而開發(fā)一種低溫超高真空下強(qiáng)度高、剛性好、溫度均勻的大型熱沉結(jié)構(gòu)。

不銹鋼管上焊接銅翅片結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)要保證不銹鋼管與銅翅片焊接時(shí)保證銅離子透入不銹鋼的厚度要小于0.5mm，從而避免冷漏現(xiàn)象的發(fā)生；同時(shí)該結(jié)構(gòu)要保證當(dāng)不銹鋼管通入液氮降溫后，要避免不銹鋼和銅因收縮系數(shù)不一致而發(fā)生焊縫開裂的現(xiàn)象。

本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：一種低溫高真空下大型熱沉結(jié)構(gòu),其特征在于：具有不銹鋼管和焊接在不銹鋼管兩側(cè)面上的銅翅片，所述兩銅翅片設(shè)置在不銹鋼管的同一直徑的兩個(gè)點(diǎn)的外壁上，兩銅翅片相互平行，焊接方向相反，形成Z字形；所述銅翅片外邊有折邊，所述折邊折向不銹鋼管方向。這樣可以達(dá)到遮光和增加銅翅片的剛度的目的。

本發(fā)明的技術(shù)方案還可以進(jìn)一步完善：

作為優(yōu)選，所述銅翅片的長(zhǎng)度方向上分為小于或等于1米的分段，段與段之間相互重疊。消除不銹鋼與銅翅片熱脹冷縮系數(shù)不一致而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。

作為優(yōu)選，銅翅片的折邊之間相互重疊。

本發(fā)明有益效果是：

?1）熱沉支管在低溫超高真空下強(qiáng)度高剛性好、溫度均勻；

2）焊接的熱量容易散發(fā)，銅離子不容易透入到不銹鋼管中，所以基本上杜絕了低溫高真空的冷漏現(xiàn)象，基至在溫度更低的液氦熱沉中也非常地成功；

3）銅翅片和銅翅片之間斷開后，并且采用搭接，當(dāng)不銹鋼管通入液氮降溫后，避免不銹鋼和銅因收縮系數(shù)不一致而發(fā)生焊縫裂開的現(xiàn)象。?

附圖說明

附圖1是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖2是銅翅片和銅翅片之間斷開后搭接放大圖。

附圖標(biāo)記說明：1、不銹鋼管，2、銅翅片，3、內(nèi)表面。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。

實(shí)施例：

如圖1所示的低溫高真空下大型熱沉結(jié)構(gòu)，具有不銹鋼管1和焊接在不銹鋼管兩側(cè)面上的銅翅片2，所述兩銅翅片焊接在不銹鋼管同一直徑外壁的兩個(gè)點(diǎn)上，兩銅翅片焊接方向相反，且相互平行，形成Z字形；所述銅翅片外邊有折邊，所述折邊折向不銹鋼管方向；銅翅片的折邊之間相互重疊。這樣可以達(dá)到遮光和增加銅翅片的剛度的目的。

所述銅翅片的長(zhǎng)度方向上分為小于或等于1米的分段，段與段之間相互重疊（采用搭接形式，見圖2），當(dāng)不銹鋼管通入液氮降溫后，避免不銹鋼和銅因收縮系數(shù)不一致而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，發(fā)生焊縫裂開的現(xiàn)象。

銅翅片和不銹鋼管焊接時(shí)，由于焊接位置發(fā)生了變化，使焊接的熱量容易散發(fā)，銅離子不容易透入到不銹鋼管中，所以基本上杜絕了低溫高真空的冷漏現(xiàn)象，基至在溫度更的液氦熱沉中也非常地成功。