[實用新型]單壓縮機驅動兩脈管冷指系統兩冷指冷量分配裝置

有效

• 申請號: 201920036704.2
• 申請日: 2019-01-10
• 公開（公告）號: CN209445627U
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 蔣珍華;朱海峰;吳亦農;劉碧強;伍文婷;丁磊
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海技術物理研究所
• 主分類號: F25B9/14
• 分類號: F25B9/14;F25B41/00;F25B49/02
• 代理公司: 上海滬慧律師事務所 31311
• 代理人: 郭英

本專利公開了一種單壓縮機驅動兩脈管冷指系統兩冷指冷量分配裝置，本專利包括一個壓縮機驅動兩脈管冷指系統，其中有一臺壓縮機，兩臺脈管冷指，壓縮機出口連管，慣性管和氣庫。本專利提供了調節冷指進氣連管長度及內徑和慣性管長度及內徑來調節冷指阻抗從而調節單壓縮機驅動兩脈管冷指制冷系統冷量分配的方法。本專利的優點在于滿足了不同探測器芯片在不同工作溫度下冷量的需求，滿足了多功能試驗艙空間站艙外載荷制冷機應用項目需求。

技術領域：

本專利隸屬于回熱式低溫制冷機領域，具體涉及一種適用于調節單臺壓縮機驅動兩脈管冷指性能的裝置。

背景技術：

脈管制冷機由于摒除了低溫端的運動部件，具有結構簡單、可靠性高、振動小、壽命長等優點，在抗電磁干擾、降低振動和長壽命等方面有特別明顯的優勢。為了提高探測器的探測精度與成像質量，就必須增大探測芯片的像素密度同時對探測器的其他部件如光學鏡片進行冷卻。由于現有衛星載荷的多樣性，需滿足不同探測器芯片在不同工作溫度下冷量的需求，滿足多功能試驗艙空間站艙外載荷制冷機應用項目需求。而一個壓縮機驅動兩脈管冷指制冷系統采用調節脈管冷指的進氣管長度和慣性管長度能夠調節兩冷指的冷量分配，從而滿足不同工作溫度下冷量的需求。

發明內容：

本專利的目的是提供一種結構簡單，操作便捷單壓縮機驅動兩脈管冷指制冷系統冷量分配裝置，滿足不同工作溫區的冷量需求。

本專利中涉及的制冷系統包括壓縮機1，第一位移傳感器2-1，第二位移傳感器2-2，主連管3，第一壓力傳感器4-1，第二壓力傳感器4-2，第一次連管5-1，第二次連管5-2，第一慣性管6-1，第二慣性管6-2，第一氣庫7-1，第二氣庫7-2，第一脈管冷指8-1，第二脈管冷指8-2。

本專利中的一種單壓縮機驅動兩脈管冷指制冷系統冷量分配的調節方法，包括以下步驟：

(1)對單壓縮機驅動兩脈管冷指制冷系統，改變其中一個冷指慣性管的內徑或長度，改變該冷指的整體阻抗，從而改變制冷系統的冷量分配。

(2)對單壓縮機驅動兩脈管冷指制冷系統，改變其中一個冷指入口處連管的長度或內徑，改變該冷指的整體阻抗，從而改變制冷系統的冷量分配。

由理論可知在脈管制冷機中制冷機制冷量Q_c與進入脈管聲功成正比，即：

其中：P、分別表示瞬時波動壓力、體積流率；θ表示波動壓力和流率之間的相位角。定義聲阻抗：

將式(2)代入式(1)中可得：

因此在P一定的情況下，可通過改變阻抗Z可以對冷指入口聲功進行調節，從而達到調節制冷量量Q_c的目的。

根據聲-電類比，流體中總聲阻抗Z可表示為：

Z＝R+j(X_L-X_C)(4)

其中R為聲阻，X_L為感抗，X_C為容抗。

對于冷指進氣連管、慣性管等管狀結構，R、X_L、X_C表達式如下所示：

管狀結構聲阻：

管狀結構感抗：

管狀結構容抗：

其中μ為粘性系數，D為管徑，L為管長，ω為聲波振動的角頻率，ρ為氣體密度，γ為絕熱壓縮指數，R為氣體常數。