[发明专利]空间环境模拟用液氮冷氦双介质耦合热沉

权利要求书

1.一种液氮冷氦双介质耦合热沉，其特征在于，液氮冷氦双介质耦合热沉为密闭的圆筒形，包括液氮冷却管网、冷气氦冷却管网、铜翅片和电加热器；所述铜翅片连接所述液氮冷却管网和所述冷气氦冷却管网，并与所述液氮冷却管网和所述冷气氦冷却管网共同形成所述液氮冷氦双介质耦合热沉的筒体，所述电加热器均匀分布在所述铜翅片上。

2.如权利要求1所述的液氮冷氦双介质耦合热沉，其中所述液氮冷却管网包括不锈钢液氮进液总管、不锈钢液氮出液/气总管和多个不锈钢液氮支管；所述不锈钢液氮进液总管和所述不锈钢液氮出液/气总管沿所述筒体的轴向延伸；所述多个不锈钢液氮支管为半圆形且垂直于所述轴向并联地连接在所述不锈钢液氮进液总管和所述不锈钢液氮出液/气总管之间，所述多个不锈钢液氮支管彼此平行；

所述冷氦气冷却管网包括不锈钢冷氦气进气总管、不锈钢冷氦气出气总管和多个不锈钢冷氦气支管；所述不锈钢冷氦气进气总管和所述不锈钢冷氦气出气总管沿所述筒体的轴向延伸；所述多个不锈钢冷氦气支管为半圆形且垂直于所述轴向并联地连接在所述不锈钢冷氦气进气总管和所述不锈钢冷氦气出气总管之间，所述多个不锈钢冷氦气支管彼此平行。

3.如权利要求2所述的液氮冷氦双介质耦合热沉，其中所述轴向为水平方向，所述不锈钢液氮进液总管和所述不锈钢冷氦气进气总管并排分布在所述筒体的底部；所述不锈钢液氮出液/气总管和所述不锈钢冷氦气出气总管并排分布在所述筒体的顶部；所述多个不锈钢液氮支管交替地沿顺时针和逆时针方向从所述不锈钢液氮进液总管延伸至所述不锈钢液氮出液/气总管，且在所述轴向上相邻两个所述不锈钢液氮支管之间的间距相等；所述多个不锈钢冷氦气支管交替地沿顺时针和逆时针方向从所述不锈钢冷氦气进气总管延伸至所述不锈钢冷氦气出气总管，且在所述轴向上相邻两个所述不锈钢冷氦气支管之间的间距相等。

4.如权利要求3所述的液氮冷氦双介质耦合热沉，其中所述相邻两个所述不锈钢液氮支管之间的间距与所述相邻两个所述不锈钢冷氦气支管之间的间距相等；任意两个相邻的所述不锈钢液氮支管和所述不锈钢冷氦气支管之间的间距相等。

5.如权利要求2-4中任何一个所述的液氮冷氦双介质耦合热沉，其中所述不锈钢液氮进液总管的一端为液氮入口，另一端封闭；所述不锈钢冷氦气进气总管的一端为冷氦气入口，另一端封闭；所述液氮入口和所述冷氦气入口位于所述筒体的第一端面处；所述不锈钢液氮出液/气总管的一端为液氮出口，另一端封闭；所述不锈钢冷氦气出气总管的一端为冷氦气出口，另一端封闭；所述液氮出口和所述冷氦气出口位于所述筒体的第二端面处；

来自液氮储罐的液氮从所述液氮入口进入所述不锈钢液氮进液总管后通过各个所述不锈钢液氮支管进入所述不锈钢液氮出液/气总管，并从所述液氮出口离开；

来自氦低温制冷机的冷氦气从所述冷氦气入口进入所述不锈钢冷氦气进气总管后通过各个所述不锈钢冷氦气支管进入所述不锈钢冷氦气出气总管，并从所述冷氦气出口被排出并进入所述氦低温制冷机。

6.如权利要求5所述的液氮冷氦双介质耦合热沉，其中还包括气氮吹除系统，所述气氮吹除系统包括气氮管路和氮气气源，所述氮气气源通过所述气氮管路连接到所述液氮入口，所述气氮管路上设有阀门；所述阀门在所述气氮吹除系统工作时打开，在所述气氮吹除系统不工作时关闭。

7.如权利要求4或6所述的液氮冷氦双介质耦合热沉，其中两个相邻的所述不锈钢液氮支管和所述不锈钢冷氦气支管间连接一个所述铜翅片，所述铜翅片与所述不锈钢液氮支管和所述不锈钢冷氦气支管皆相切，所述铜翅片与所述不锈钢液氮支管和所述不锈钢冷氦气支管之间通过满焊连接，相邻两个所述铜翅片彼此平行且不重合。

8.如权利要求7所述的液氮冷氦双介质耦合热沉，其中作为所述筒体的内壁的所述铜翅片的第一表面上喷涂有黑漆；所述铜翅片的所述第一表面的半球发射率大于0.91，对可见光的吸收率大于0.96。

9.如权利要求8所述的液氮冷氦双介质耦合热沉，其中所述电加热器为薄膜式聚酰亚胺材质封结电阻丝加热器；所述电加热器分布在作为所述筒体的外壁的所述铜翅片的第二表面上。

10.如权利要求9所述的液氮冷氦双介质耦合热沉，其中包括多个所述电加热器，所述多个电加热器被分为3的整数倍的电加热器组；每个所述电加热器组内的所述各个电加热器的连接方式为星形连接；每个所述电加热器组内的所述各个电加热器沿所述轴向分布在所述第二表面上；各个所述电加热器组在所述第二表面上交错分布。