[发明专利]超重力离心机的温控系统

说明书

本申请提供了一种超重力离心机的温控系统，超重力离心机包括相互配合的旋转部和驱动部，温控系统包括装有旋转部且封闭设置的工作室、喷雾冷却装置、室内冷却装置和室壁冷却装置。喷雾冷却装置用于以喷雾方式调节工作室的室内温度。室内冷却装置包括与工作室连通的进风口、出风口，以及与进风口、出风口连通并构成第一冷却回路的换热单元；进风口比出风口更靠近旋转部的旋转轴线，且第一冷却回路内的气流依靠进风口、出风口两处的压力差驱动循环。室壁冷却装置包括布置在工作室的室壁内的冷却通道，以及与冷却通道连通并构成第二冷却回路的制冷单元。本申请提供的超重力离心机的温控系统，能够适用于超重力离心机，防止超重力离心机过热。

技术领域

本申请涉及超重力技术领域，特别是涉及超重力离心机的温控系统。

背景技术

超重力技术起源于20世纪70年代，其核心为超重力离心机，又称旋转床，利用旋转床中高速旋转转子产生稳定、可调的离心力场。利用该离心力场可以强化气液两相的传质分离，也可以制备不同致密度的块体陶瓷，还可以建立实际地质体的物理模型，进行溃坝模拟实验、边坡失稳实验等。

超重力离心机运行过程中，转子的旋转带动室内空气流动，引起旋转部件与固定支架、旋转部件与周围空气、流动的空气与试验舱壁面之间的摩擦而产生热量。据相关经验估算，高速离心机在1500g的运行工况下产生的热量达到5MW以上。这部分热量若不及时散出，将引起实验舱内温度急剧升高，危及整个实验装置的安全运行，并对测量传感器等电子元件的安全性能和测量精度产生较大的影响。

因此，需要一种适合超重力离心机的温控系统。

发明内容

本申请提供了一种超重力离心机的温控系统，能够适用于超重力离心机，防止超重力离心机过热。

本申请提供的超重力离心机的温控系统，对应的超重力离心机包括相互配合的旋转部和驱动部，所述超重力离心机的温控系统包括：

工作室，所述工作室封闭设置，所述超重力离心机的旋转部安装在所述工作室中；

喷雾冷却装置，用于以喷雾方式调节所述工作室的室内温度；

室内冷却装置，包括与所述工作室连通的进风口、出风口，以及与所述进风口、所述出风口连通并构成第一冷却回路的换热单元；其中相对于所述出风口而言，所述进风口更靠近所述旋转部的旋转轴线，且所述第一冷却回路内的气流依靠所述进风口、所述出风口两处的压力差驱动循环；

室壁冷却装置，包括布置在工作室的室壁内的冷却通道，以及与所述冷却通道连通并构成第二冷却回路的制冷单元。

以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。

可选的，所述工作室的室壁包括设置于所述旋转部外周的侧壁，以及分别封闭在侧壁的上、下两端的顶壁和底壁；所述出风口设置于顶壁，所述进风口设置于底壁，所述喷雾冷却装置的喷头设置于邻近底壁处。

可选的，所述冷却通道沿所述工作室的顶壁和侧壁布置，且该冷却通道包括第一进液口、第二进液口和出液口，其中第一进液口位于所述顶壁的中部，第二进液口位于所述侧壁的底部，所述出液口位于所述侧壁的顶部。

可选的，所述喷雾冷却装置的喷头设置多个，且以所述旋转轴线为中心环形排布。

可选的，所述换热单元包括第一换热器，所述温控系统中还设有冷却塔，所述冷却塔配置有冷却液回路，该冷却液回路接入所述第一换热器，且与所述第一冷却回路热耦合。

可选的，所述第一换热器为并行的至少两台并设置相应的切换阀择一或同时使用，所述第一换热器中设有与所述第一冷却回路连通的干燥室用以盛装干燥剂，所述干燥室设置有可切换开闭状态的排空口。