[发明专利]一种主动控制型自调式节流制冷器

说明书

本发明公开了一种主动控制型自调式节流制冷器，本发明的主动控制型制冷器是直接根据被冷却对象反馈的温度信号来对制冷器流量进行调节，克服了传统的波纹管或记忆合金自调式节流制冷器调节滞后性问题，同时，装配和调试更为简单，寿命相比波纹管自调式制冷器更长。

技术领域

本发明涉及低温制冷技术领域，特别是涉及一种主动控制型自调式节流制冷器。

背景技术

利用高压气体节流降温实现制冷的制冷器被称为节流制冷器或焦耳汤姆逊制冷器(即，J-T制冷器)。由于节流制冷器可实现较低的制冷温度、且具有启动快、体积小、重量轻等优势，被广泛应用于低温医疗、航空航天以及红外探测等领域。

自调式节流制冷器是指可以实现制冷温度、制冷流量、制冷功率自动调节的制冷器。目前，常见的自调技术路线有两种，波纹管自调式和记忆合金自调式。波纹管是一种薄壁弹性元件，内部充有一定压力的气体，波纹管内气体感受到外部环境温度变化时压力会发生相应的变化，波纹管随之变形带动针阀机构动作，实现自调。记忆合金具有随温度变化的形状记忆特性，可在外界环境温度发生变化时发生形变，实现对针阀机构开度的控制。

但是以上两种自调方式对温度都是滞后调节，具体来说，波纹管或记忆合金感知的都是周围环境温度，而不是被冷却对象的温度，从而使温度调节不够及时，导致温度的滞后调节。

发明内容

本发明提供了一种主动控制型自调式节流制冷器，以解决现有技术中的自调式节流制冷器温度调节滞后的问题。

本发明提供了一种主动控制型自调式节流制冷器，包括：步进电机、阀针、弹簧和阀体，其中，所述阀针卡套在所述弹簧的第一端部内，所述弹簧的第二端部与所述阀体连接；

通过控制所述步进电机来推动所述阀针沿所述弹簧的中心轴的轴向进行伸缩，来调节所述阀针与所述阀体上的节流孔的开度大小，以对所述制冷器的温度进行调整。

可选地，所述制冷器还包括：控制器；所述控制器根据接收到的被制冷对象的温度信息，根据所述温度信息控制所述步进电机，以推动所述阀针沿所述弹簧的中心轴的轴向进行伸缩。

可选地，所述制冷器还包括：温度传感器；所述温度传感器，用于测量所述被制冷对象的温度信息，并将所述温度信息发送给所述控制器，以使所述控制器根据所述被制冷对象是温度信息控制所述步进电机推动所述阀针的运动。

可选地，通过所述步进电机推动所述阀针沿所述弹簧的中心轴的轴向进行伸缩，包括：通过所述步进电机的电机轴来推动所述阀针沿所述弹簧的中心轴的轴向进行伸缩。

可选地，所述制冷器还包括：滑块和芯管；所述滑块，套接在所述阀针外围，并与所述弹簧的第一端部连接，用于对所述阀针进行限位，以使所述阀针仅沿所述弹簧的中心轴的轴向进行伸缩；所述芯管，套接在所述滑块和所述弹簧的外围，所述芯管的第一端部与所述步进电机连接，所述芯管的第二端部与所述阀体连接。

可选地，所述制冷器还包括：电机连接环；通过所述电机连接环将所述步进电机的电机轴与所述芯管进行连接。

可选地，所述制冷器还包括：热交换器；所述热交换器缠绕在所述芯管外围，所述热交换器的第一端部通过进气尾座与供气源连接，所述热交换器的第二端部与所述阀体连接。

可选地，通过所述进气尾座对进入所述热交换器的制冷气体进行过滤；

过滤后的制冷气体经所述热交换器进入所述阀体，在所述阀体的节流孔处被节流，节流后的制冷气体从所述阀体与所述芯管的间隙流出，并达到所述被制冷对象对其进行制冷，制冷后的制冷气体经所述热交换管表面间隙排出。

可选地，所述进气尾座一端与所述热交换器的第一端部连接，其另一端部与供气源的输出管道连接；所述进气尾座内设有过滤片，通过所述过滤片对所述输出管道输送来的制冷气体进行过滤。