[發(fā)明專利]一種主動(dòng)控制型自調(diào)式節(jié)流制冷器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010816245.7
• 申請日: 2020-08-14
• 公開（公告）號: CN111998567B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭祥祥;韓蓬磊;劉嬋媛
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團(tuán)公司第十一研究所
• 主分類號: F25B9/02
• 分類號: F25B9/02;F25B41/34;F25B49/00
• 代理公司: 工業(yè)和信息化部電子專利中心 11010
• 代理人: 羅丹

本發(fā)明公開了一種主動(dòng)控制型自調(diào)式節(jié)流制冷器，本發(fā)明的主動(dòng)控制型制冷器是直接根據(jù)被冷卻對象反饋的溫度信號來對制冷器流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，克服了傳統(tǒng)的波紋管或記憶合金自調(diào)式節(jié)流制冷器調(diào)節(jié)滯后性問題，同時(shí)，裝配和調(diào)試更為簡單，壽命相比波紋管自調(diào)式制冷器更長。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及低溫制冷技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種主動(dòng)控制型自調(diào)式節(jié)流制冷器。

背景技術(shù)

利用高壓氣體節(jié)流降溫實(shí)現(xiàn)制冷的制冷器被稱為節(jié)流制冷器或焦耳湯姆遜制冷器(即，J-T制冷器)。由于節(jié)流制冷器可實(shí)現(xiàn)較低的制冷溫度、且具有啟動(dòng)快、體積小、重量輕等優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于低溫醫(yī)療、航空航天以及紅外探測等領(lǐng)域。

自調(diào)式節(jié)流制冷器是指可以實(shí)現(xiàn)制冷溫度、制冷流量、制冷功率自動(dòng)調(diào)節(jié)的制冷器。目前，常見的自調(diào)技術(shù)路線有兩種，波紋管自調(diào)式和記憶合金自調(diào)式。波紋管是一種薄壁彈性元件，內(nèi)部充有一定壓力的氣體，波紋管內(nèi)氣體感受到外部環(huán)境溫度變化時(shí)壓力會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，波紋管隨之變形帶動(dòng)針閥機(jī)構(gòu)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)自調(diào)。記憶合金具有隨溫度變化的形狀記憶特性，可在外界環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)發(fā)生形變，實(shí)現(xiàn)對針閥機(jī)構(gòu)開度的控制。

但是以上兩種自調(diào)方式對溫度都是滯后調(diào)節(jié)，具體來說，波紋管或記憶合金感知的都是周圍環(huán)境溫度，而不是被冷卻對象的溫度，從而使溫度調(diào)節(jié)不夠及時(shí)，導(dǎo)致溫度的滯后調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種主動(dòng)控制型自調(diào)式節(jié)流制冷器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的自調(diào)式節(jié)流制冷器溫度調(diào)節(jié)滯后的問題。

本發(fā)明提供了一種主動(dòng)控制型自調(diào)式節(jié)流制冷器，包括：步進(jìn)電機(jī)、閥針、彈簧和閥體，其中，所述閥針卡套在所述彈簧的第一端部內(nèi)，所述彈簧的第二端部與所述閥體連接；

通過控制所述步進(jìn)電機(jī)來推動(dòng)所述閥針沿所述彈簧的中心軸的軸向進(jìn)行伸縮，來調(diào)節(jié)所述閥針與所述閥體上的節(jié)流孔的開度大小，以對所述制冷器的溫度進(jìn)行調(diào)整。

可選地，所述制冷器還包括：控制器；所述控制器根據(jù)接收到的被制冷對象的溫度信息，根據(jù)所述溫度信息控制所述步進(jìn)電機(jī)，以推動(dòng)所述閥針沿所述彈簧的中心軸的軸向進(jìn)行伸縮。

可選地，所述制冷器還包括：溫度傳感器；所述溫度傳感器，用于測量所述被制冷對象的溫度信息，并將所述溫度信息發(fā)送給所述控制器，以使所述控制器根據(jù)所述被制冷對象是溫度信息控制所述步進(jìn)電機(jī)推動(dòng)所述閥針的運(yùn)動(dòng)。

可選地，通過所述步進(jìn)電機(jī)推動(dòng)所述閥針沿所述彈簧的中心軸的軸向進(jìn)行伸縮，包括：通過所述步進(jìn)電機(jī)的電機(jī)軸來推動(dòng)所述閥針沿所述彈簧的中心軸的軸向進(jìn)行伸縮。

可選地，所述制冷器還包括：滑塊和芯管；所述滑塊，套接在所述閥針外圍，并與所述彈簧的第一端部連接，用于對所述閥針進(jìn)行限位，以使所述閥針僅沿所述彈簧的中心軸的軸向進(jìn)行伸縮；所述芯管，套接在所述滑塊和所述彈簧的外圍，所述芯管的第一端部與所述步進(jìn)電機(jī)連接，所述芯管的第二端部與所述閥體連接。

可選地，所述制冷器還包括：電機(jī)連接環(huán)；通過所述電機(jī)連接環(huán)將所述步進(jìn)電機(jī)的電機(jī)軸與所述芯管進(jìn)行連接。

可選地，所述制冷器還包括：熱交換器；所述熱交換器纏繞在所述芯管外圍，所述熱交換器的第一端部通過進(jìn)氣尾座與供氣源連接，所述熱交換器的第二端部與所述閥體連接。

可選地，通過所述進(jìn)氣尾座對進(jìn)入所述熱交換器的制冷氣體進(jìn)行過濾；

過濾后的制冷氣體經(jīng)所述熱交換器進(jìn)入所述閥體，在所述閥體的節(jié)流孔處被節(jié)流，節(jié)流后的制冷氣體從所述閥體與所述芯管的間隙流出，并達(dá)到所述被制冷對象對其進(jìn)行制冷，制冷后的制冷氣體經(jīng)所述熱交換管表面間隙排出。

可選地，所述進(jìn)氣尾座一端與所述熱交換器的第一端部連接，其另一端部與供氣源的輸出管道連接；所述進(jìn)氣尾座內(nèi)設(shè)有過濾片，通過所述過濾片對所述輸出管道輸送來的制冷氣體進(jìn)行過濾。