[发明专利]采用双层肋片式热交换器的J-T制冷器

说明书

本发明公开了一种采用双层肋片式热交换器的J‑T制冷器，包括：双层肋片式热交换器，其中，所述双层肋片式热交换器中间绕制有三层隔离线，本发明三条粗细隔离线可以使制冷器热交换器换热效率达到最优，同时不影响大量回流气流的排出，杜瓦冷指内背压接近外界大气压，制冷器结构确定后，制冷启动时间达到最快。

技术领域

本发明涉及低温制冷领域，尤其涉及一种采用双层肋片式热交换器的J-T制冷器。

背景技术

J-T制冷器以其结构紧凑、体积小、质量轻、启动快等优点，已广泛应用于红外系统。根据有无自调机构，J-T制冷器可分为快启动式和自调式两大类，快启动式即为直喷型制冷器，多用于单元红外探测器组件，通常要求制冷系统的启动时间为3S～5S。对于以InSb和HgCdTe为基础的第二代红外焦平面探测器组件，直喷型的快启动制冷器与自调式制冷器相比，不仅达不到更低的温度，而且达到同等温度所耗费的时间更长。因此，第二代焦平面探测器组件普遍采用自调式制冷器，根据被冷却组件温度的波动自动调节流量。

随着国内武器装备水平的快速发展，整机用户对红外探测器组件的指标要求越来越高。以中波320×256HgCdTe红外焦平面探测器组件为例，对制冷器启动时间的要求达到：常温启动时间＜25S(80K)，高温启动时间＜30S(80K)。在杜瓦条件不变的情况下，对制冷器自身结构进行调整，优化热交换器的换热效率，是提高启动时间的重要途径。

热交换器是J-T制冷器的重要部件之一，换热效率的高低直接影响制冷器的启动时间。制冷器工作时，制冷器装入杜瓦冷指中，高压常温气体进入热交换器，经节流孔节降温降压后，低压低温气流由热交换器肋片缝隙排出，同时冷却管内进气，如此循环，直至节流孔喷出液体。制冷器热交换器外径通常为1.1mm，一般采用Φ0.5或Φ0.6不锈钢管或铜镍管上绕制紫铜带而成，然后热交换器绕制在制冷器中心管上，形成肋片式热交换器，一端与制冷器进气尾座相连，一端与节流孔相连。热交换器绕制在制冷器上后，肋片之间会形成一排排的流道，为了增强换热，一般会在热交换器中间绕制隔离线，增加热交换器的回流阻力，使热交换器内部进气气流更充分冷却。隔离线的材质一般选用棉线或尼龙线。热交换的的回流阻力要适中，加大回流阻力热交换器换热充分，但是回流阻力过大，制冷器内气体不能及时排出，冷指内背压变大，进气气流的液化温度会相应变大，也会影响启动时间和最终的控温温度。因此隔离线绕制对热交换器换热至关重要，尤其是双层，肋片式热交换器，隔离线数量和尺寸的选择对换热效果影响很大，进而影响制冷器的启动时间。

发明内容

本发明实施例提供一种采用双层肋片式热交换器的J-T制冷器，用以解决现有技术中的上述问题。

本发明实施例提供一种采用双层肋片式热交换器的J-T制冷器，包括：双层肋片式热交换器，其中，所述双层肋片式热交换器中间绕制有三层隔离线。

优选地，所述三层隔离线具体包括：两条粗线，一条细线，其中，所述双层肋片式热交换器的第一层和最外层绕制粗线，中间层绕制细线。

优选地，所述粗线尺寸为：0.4±0.1mm。

优选地，所述细线尺寸为：0.25±0.03。

优选地，所述双层肋片式热交换器包括：毛细管和紫铜带，其中，紫铜带按照预先涉及的螺距均匀缠绕在毛细管上，并通过电镀的方式将二者紧密结合。

优选地，所述毛细管为耐高压不锈钢管或铜镍管，外径×壁厚的尺寸为0.5mm×0.1mm或0.6mm×0.1mm。

优选地，所述双层肋片式热交换器的布置方式为交错层叠结构，其中，第一层热交换器与粗隔离线同时绕制，再绕制一层细隔离线，在第一层热交换器上交错绕制第二层热交换器，最后绕制一层粗隔离线。

采用本发明实施例，三条粗细隔离线可以使制冷器热交换器换热效率达到最优，同时不影响大量回流气流的排出，杜瓦冷指内背压接近外界大气压，制冷器结构确定后，制冷启动时间达到最快。