[发明专利]流量调节的节流制冷器及其流量自调方法

说明书

本发明涉及制冷与低温工程技术领域，提供了一种流量调节的节流制冷器，包括具有内腔的芯轴以及可于内腔中滑动的阀座，阀座将内腔分隔为独立的第一空间和第二空间，第一空间中注入有自调气体工质；节流制冷器还包括用于制冷并可在制冷时降低第一空间中的自调气体工质温度的制冷机构以及可在阀座的带动下移动的自调杆，制冷机构具有可加注制冷工质的第一进气口，自调杆远离阀座的一端为可活动封堵第一进气口以调节第一进气口的开度的调节端。还提供一种流量自调节方法。本发明通过利用制冷机构降温过程中对自调气体工质的温度变化，形成压力差，驱动阀座和自调杆组成的自调机构运动，从而调节热端的第一进气口开度大小，从而实现流量自调节的目的。

技术领域

本发明涉及制冷与低温工程技术领域，具体为一种流量调节的节流制冷器及其流量自调方法。

背景技术

节流制冷器在红外热像仪、导弹制导、医疗和空间应用等民用和军事装备上广泛应用。与其他低温制冷机相比，它具有体积小、质量轻、降温快、可靠性高等优点。

节流制冷器不仅为红外导引系统提供低温环境，而且与导弹的性能密切相关，比如制冷器的降温时间决定了导弹的反应时间，制冷器的蓄冷时间决定了导弹的飞行时间。其中快速启动的地空导弹等武器系统一般采用节流制冷器，如美国的Stinger、俄罗斯的Igla等。

自调型节流制冷器的调节器采用感温元件，如密闭的波纹管、低温记忆合金等。冷端自调的节流制冷器的自调机构布置在冷端，在降温过程中，感温元件受温度影响而变化，带动冷端的自调机构运动，调节节流元件开度的大小，从而达到流量调节的目的。

然而冷端型自调节流制冷器对于自调机构和感温元件等部件的装配及加工精度均具有较高的要求，其成品率较低。同时，自调机构布置在制冷器的冷端，受到较大的热应力，进行开关机或长期运行时，可靠性较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种流量调节的节流制冷器及其流量自调方法，通过自调的方式来进行流量调节，流量调节发生在制冷器的热端，可以保证制冷红外探测器的长时间可靠运行。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种流量调节的节流制冷器，包括具有内腔的芯轴以及可于所述内腔中滑动的阀座，所述阀座将所述内腔分隔为独立的第一空间和第二空间，所述第一空间中注入有自调气体工质；所述节流制冷器还包括用于制冷并可在制冷时降低所述第一空间中的自调气体工质温度的制冷机构以及可在所述阀座的带动下移动的自调杆，所述制冷机构具有可加注制冷工质的第一进气口，所述自调杆远离所述阀座的一端为可活动封堵所述第一进气口以调节所述第一进气口的开度的调节端。

进一步，所述节流制冷器包括缠绕于所述芯轴外的换热器以及设于所述芯轴远离所述第二空间的一端的冷头，所述换热器的进气端与所述第一进气口连通，所述冷头具有节流孔和第二进气口，所述节流孔和所述第二进气口连通，所述换热器与所述冷头的第二进气口连通。

进一步，所述第一空间中设有可伸缩且支撑所述阀座的第一波纹管。

进一步，所述第一波纹管具有供自调气体工质进入其内的第三进气口。

进一步，所述第一空间中的自调气体工质通过引气管送至所述第一空间中。

进一步，所述引气管的中部为第二波纹管。

进一步，所述芯轴远离所述第一空间的一端设有法兰，所述自调杆的一端焊接在所述法兰上，另一端活动插设于所述法兰的安置位中，所述第一进气口开设于所述法兰上。

进一步，所述自调杆与所述法兰的安置位的内壁之间具有第一间隙，所述自调杆上套设有第一密封圈，所述第一密封圈活动封堵于所述第一间隙中。

进一步，所述阀座与所述芯轴的内壁之间具有第二间隙，所述阀座外设有一圈第二密封圈，所述第二密封圈活动封堵于所述第二间隙中。