專利名稱：用于電子設(shè)備冷卻的雙熱沉裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提出一種在同時使用空氣熱沉和消耗性冷卻劑熱沉，且將消耗性冷卻劑熱沉直接噴入空氣熱沉?xí)r，避免換熱器冰堵的一種裝置，主要用于飛機(jī)電子設(shè)備冷卻系統(tǒng)，屬于飛行器環(huán)境控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代高性能飛機(jī)電子設(shè)備的大功率、高熱流密度，使得原有的熱沉(冷源)利用方式已難以滿足電子設(shè)備的冷卻要求。流經(jīng)電子設(shè)備的載冷劑，帶走電子設(shè)備的發(fā)熱量，然后流經(jīng)換熱器熱邊，通過換熱器把該熱量傳給換熱器的冷邊。流經(jīng)冷邊的流體，例如空氣、消耗性冷卻劑、燃油等，稱為熱沉。電子設(shè)備熱沉的選擇要根據(jù)飛機(jī)的具體情況而定。目前機(jī)載電子設(shè)備的主要熱沉是空氣(例如沖壓空氣、由飛機(jī)制冷系統(tǒng)提供的冷空氣、周圍環(huán)境空氣等)和燃油。在某些情況下，主要熱沉不足以提供電子設(shè)備冷卻需要的冷量，這時可以用消耗性冷卻劑作為輔助熱沉。消耗性冷卻劑作為輔助熱沉的使用方式目前有兩種直接浸漬冷卻和噴射冷卻。直接浸漬冷卻使用蒸發(fā)式換熱器。該方案的特點是，消耗性冷卻劑不與被冷卻的介質(zhì)混合，而是通過換熱器壁進(jìn)行換熱。電子設(shè)備冷卻的介質(zhì)(載冷劑)在換熱器的熱邊流道內(nèi)流動，釋放熱量給換熱器的壁面，通過該壁面把熱量傳給消耗性冷卻劑。消耗性冷卻劑吸熱后蒸發(fā)，帶走熱量。該方案的缺點是需要使用蒸發(fā)式換熱器，系統(tǒng)重量大，體積大。噴射冷卻是將消耗性冷卻劑直接噴向被冷卻的表面或被冷卻的空氣熱沉。對于機(jī)載電子冷板，不能把消耗性冷卻劑直接噴向被冷卻的電子設(shè)備表面，這時需要把消耗性冷卻劑直接噴向空氣熱沉。目前使用的方法是把消耗性冷卻劑全部噴入換熱器組件冷邊入口。當(dāng)需要消耗性冷卻劑補(bǔ)充的冷量相對較少時，消耗性冷卻劑噴入空氣入口側(cè)后，空氣溫度在冰點以上，這樣做是可行的。但是，當(dāng)需要消耗性冷卻劑補(bǔ)充的冷量相對較多時，消耗性冷卻劑噴入后空氣入口側(cè)溫度會降到冰點以下，造成換熱器冰堵，使得電子設(shè)備發(fā)熱量不能及時去除，引發(fā)電子設(shè)備故障，甚至導(dǎo)致電子設(shè)備燒毀。另一方面，噴入空氣熱沉的消耗性冷卻劑可能不會全部蒸發(fā)，而有部分滯留在換熱器流道，或最終以液體狀態(tài)流出換熱器，造成熱沉浪費(fèi)，或在換熱器流道內(nèi)堵塞冷邊流體流動，不利于提高換熱效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是針對當(dāng)消耗性冷卻劑噴入換熱器組件冷邊入口空氣可能使其溫度降到冰點以下，造成換熱器冰堵的問題，提出一種避免換熱器冰堵的裝置。它既能滿足對消耗性冷卻劑冷量的需求，又能保證換熱器組件冷邊空氣溫度在冰點以上，不會引起換熱器冰堵。一種用于機(jī)載電子設(shè)備冷卻的雙熱沉裝置，其特征在于它由換熱器組件和消耗性冷卻劑分系統(tǒng)組成；其中換熱器組件的熱邊接于電子設(shè)備冷卻回路其它部分構(gòu)成電子設(shè)備冷卻回路，換熱器組件的冷邊接空氣熱沉附件；消耗性冷卻劑分系統(tǒng)依次由主噴嘴、消耗性冷卻劑儲存器、控制閥、壓力源組成，其中主噴嘴的出口接入換熱器組件的冷邊相鄰流程之間或換熱器組件的相鄰級換熱器冷邊連接段之間。空氣熱沉進(jìn)入換熱器冷邊，通過換熱器壁吸收換熱器熱邊流體的熱量，被冷卻的熱邊流體進(jìn)入電子設(shè)備，帶走電子設(shè)備的熱量，使電子設(shè)備冷卻。在空氣熱沉制冷量不足的情況下，可使用消耗性冷卻劑作為補(bǔ)充。目前的方法是把消耗性冷卻劑全部噴入換熱器組件冷邊入口。當(dāng)需要消耗性冷卻劑補(bǔ)充的冷量相對較多時，消耗性冷卻劑噴入后空氣入口溫度會降到冰點以下，造成換熱器冰堵，使得電子設(shè)備發(fā)熱量不能及時去除，引發(fā)電子設(shè)備故障，甚至導(dǎo)致電子設(shè)備燒毀。本發(fā)明將消耗性冷卻劑通過主噴嘴噴入換熱器組件的冷邊相鄰流程之間或換熱器組件的相鄰級換熱器冷邊連接段之間。這樣，冷邊空氣在與消耗性冷卻劑接觸之前已從換熱器熱邊吸收了部分熱量，具有較高的溫度，因而與消耗性冷卻劑接觸降溫后，溫度仍高于冰點，避免了現(xiàn)有技術(shù)容易冰堵的缺點。壓力源與消耗性冷卻劑儲存器通過管路連接，使壓力源的壓力在需要時通過該管路傳給消耗性冷卻劑儲存器，從而為噴嘴工作提供需要的工作壓力。當(dāng)換熱器組件只有單個換熱器時，該換熱器的冷邊應(yīng)至少有兩個流程，主噴嘴將消耗性冷卻劑噴入連接相鄰冷邊流程的流道。當(dāng)換熱器組件有兩個或兩個以上換熱器時， 主噴嘴位置以使消耗性冷卻劑噴入連接相鄰冷邊流程的流道或連接相鄰級換熱器之間的流道為宜。而且，主噴嘴數(shù)可以多于一個，其間保持適當(dāng)?shù)木嚯x。例如，對于一個具有3個空氣流程的單個換熱器構(gòu)成的換熱器組件，可以有兩個主噴嘴，1、2流程之間和2、3流程之間各布置一個；這時，消耗性冷卻劑流道在到達(dá)換熱器組件前分成兩路，消耗性冷卻劑分別從這兩個主噴嘴噴出。所述的消耗性冷卻劑儲存器可以由可移動薄壁隔成互不相通的兩個腔，一個腔與噴嘴相通，另一個腔與壓力源相通。在自帶壓力源的情況下，這種設(shè)計具有顯著的優(yōu)點。因為，這時壓力發(fā)生器中的介質(zhì)不會被消耗性冷卻劑吸收，消耗性冷卻劑也不至于混入壓力發(fā)生器內(nèi)的介質(zhì)。控制閥的控制信號以電子設(shè)備出口載冷劑的溫度或電子設(shè)備進(jìn)口載冷劑的溫度為宜。控制閥可以是連續(xù)控制閥，也可以是雙位控制閥。當(dāng)控制信號發(fā)出增加供冷要求時， 如果是連續(xù)控制閥，控制閥開度增加；如果是雙位控制閥，控制閥打開。所述的用于機(jī)載電子設(shè)備冷卻的雙熱沉裝置，其特征在于上述消耗性冷卻劑分系統(tǒng)還包括連接換熱器組件與消耗性冷卻劑儲存器的消耗性冷卻劑回收支路，該支路依次由特種單向閥、回液蓄存控制器、抗過載單向閥組成。噴入空氣熱沉的消耗性冷卻劑可能不會全部蒸發(fā)，而有部分滯留在換熱器流道，或最終以液體狀態(tài)流出換熱器，造成熱沉浪費(fèi)， 或在換熱器流道內(nèi)堵塞冷邊流體流動，不利于提高換熱效果。消耗性冷卻劑回收支路將滯留在換熱器流道中的消耗性冷卻劑回收到消耗性冷卻劑儲存器再利用，可克服這一缺點。 滯留在換熱器流道中的消耗性冷卻劑，依次通過特種單向閥、回液蓄存控制器、抗過載單向閥，回到消耗性冷卻劑儲存器。所述特種單向閥的一種結(jié)構(gòu)形式由殼體、空心球閥芯、盤閥芯、閥座、閥桿、上接頭、下接頭組成；其中閥座在殼體內(nèi)，并與殼體連接；上接頭和下接頭分別與殼體的上端和下端連接；上接頭、殼體和閥座圍成上腔，下接頭、殼體和閥座圍成下腔；空心球閥芯在上腔，盤閥芯在下腔，二者通過穿過閥座中心孔的閥桿連接。閥座中心孔的孔徑不小于閥桿直徑的1.5倍。盤閥芯靠進(jìn)周邊開均勻分布的能夠造成一定壓力損失的小孔，小孔位置要偏離閥座中心孔，以便盤閥芯與閥座接觸時，能起到密封作用。小孔的主要作用是當(dāng)盤閥芯與閥座分開時，液體能夠流過盤閥芯。小孔直徑不能大，以便盤閥芯下面的空間有壓力時，通過小孔造成壓力損失，使盤閥芯上面空間的壓力小于下面空間的壓力，這樣盤閥芯下面空間的壓力能夠推動盤閥芯上移，從而關(guān)閉單向閥。該特種單向閥綜合應(yīng)用重力、浮力、過載力和壓力，使換熱器內(nèi)滯留液單向流到回液蓄存控制器，而回液蓄存控制器中的消耗性冷卻劑不會流入換熱器。所述抗過載單向閥的一種結(jié)構(gòu)形式由單向閥a和單向閥b組成；其中單向閥a和單向閥b在流體流動方向上為順連，在過載方向上為逆連。單向閥a和單向閥b可以是普通的單向閥。二者在流體流動方向上順連，可以保證流體在需要時單向流動。二者在過載方向上逆連，可以防止過載力錯誤地打開單向閥，導(dǎo)致單向閥的單向作用失效。由于單向閥 a和單向閥b在過載方向上逆連，過載對其中的一個單向閥起打開作用，則必對另一個單向閥起關(guān)閉作用，這樣就防止了過載力的誤操作。上述回液蓄存控制器可以由回收容器和泵組成。也可以利用電加熱器代替泵，即利用電加熱器對回收容器加熱，使回收容器內(nèi)形成一定的壓力，從而將回收容器中的消耗性冷卻劑回灌到消耗性冷卻劑儲存器。所述的用于機(jī)載電子設(shè)備冷卻的雙熱沉裝置，其特征在于所述消耗性冷卻劑分系統(tǒng)還包括連通于消耗性冷卻劑儲存器出口的輔助噴嘴，輔助噴嘴的出口接入與換熱器組件冷邊進(jìn)口相連的空氣熱沉附件。所需要的與換熱器組件冷邊進(jìn)口相接的空氣熱沉附件是一段進(jìn)氣導(dǎo)管，輔助噴嘴安裝在進(jìn)氣導(dǎo)管上，向流經(jīng)該導(dǎo)管的空氣熱沉噴消耗性冷卻劑。與通過主噴嘴的消耗性冷卻劑相比，通過輔助噴嘴的消耗性冷卻劑只是一少部分。這部分消耗性冷卻劑的流量分配需要經(jīng)過設(shè)計計算，以保證換熱器組件進(jìn)口空氣溫度高于冰點，在最不利的情況下也不會出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象。所述的用于機(jī)載電子設(shè)備冷卻的雙熱沉裝置，其特征在于所述壓力源是機(jī)載壓力源。機(jī)載壓力源是飛機(jī)上已有的可用壓力源。常見的機(jī)載壓力源是壓縮空氣，該壓縮空氣一般來自飛機(jī)主發(fā)動機(jī)引氣。如果機(jī)載壓力源壓力過高或不穩(wěn)定，可以在壓力源下游某處安裝減壓閥，使減壓閥出口壓力穩(wěn)定在需要的壓力水平。如果機(jī)載壓力源壓力可能高于消耗性冷卻劑分系統(tǒng)允許的安全壓力，則需要在消耗性冷卻劑儲存器上游安裝安全閥。當(dāng)壓力源壓力超過消耗性冷卻劑儲存器安全壓力時，安全閥卸壓，對消耗性冷卻劑分系統(tǒng)進(jìn)行安全保護(hù)。當(dāng)飛機(jī)上有壓力源可用時，應(yīng)優(yōu)先考慮使用機(jī)載壓力源，這樣可使消耗性冷卻劑分系統(tǒng)盡量簡單。所述的用于機(jī)載電子設(shè)備冷卻的雙熱沉裝置，當(dāng)所述的機(jī)載壓力源是壓縮空氣時，所述消耗性冷卻劑分系統(tǒng)還包括引射旁路，引射旁路的一端連接于消耗性冷卻劑儲存器和控制閥之間的管路上，另一端接入主噴嘴。這樣，部分壓縮空氣通過引射旁路旁通到噴嘴，對消耗性冷卻劑進(jìn)行引射。壓縮空氣與消耗性冷卻劑混合后噴入換熱器組件冷邊流道， 以增強(qiáng)消耗性冷卻劑的霧化效果。這時，將控制閥安裝在消耗性冷卻劑儲存器上游，將壓縮空氣旁路的接口布置在控制閥與消耗性冷卻劑儲存器之間，可以使系統(tǒng)相對簡單。當(dāng)有輔助噴嘴時，應(yīng)仿造對主噴嘴引射的方式，引射輔助噴嘴。所述的用于機(jī)載電子設(shè)備冷卻的雙熱沉裝置，其特征在于所述壓力源是自備壓力源，由安全閥、壓力發(fā)生器和用于加熱壓力發(fā)生器內(nèi)介質(zhì)的加熱裝置組成。如果沒有機(jī)載壓力源可用，或機(jī)載壓力源使用不便，需要使用自備壓力源。在機(jī)載電子設(shè)備儲藏、使用環(huán)境溫度高限時，壓力發(fā)生器內(nèi)的壓力可能高于消耗性冷卻劑分系統(tǒng)允許的安全壓力，所以需要為壓力發(fā)生器配備安全閥，以便對消耗性冷卻劑分系統(tǒng)進(jìn)行高壓保護(hù)。當(dāng)壓力發(fā)生器的壓力超過安全壓力時，安全閥卸壓。安全閥以位于壓力發(fā)生器出口為宜。如果控制閥安裝在消耗性冷卻劑儲存器與壓力源之間，則安全閥應(yīng)在控制閥上游，即控制閥進(jìn)口側(cè)。所述的壓力發(fā)生器是一個容器。容器內(nèi)裝有滿足壓力生成要求的相變介質(zhì)，以在適當(dāng)壓力下容易汽化的液體為宜。所述的用于加熱壓力發(fā)生器內(nèi)介質(zhì)的加熱裝置可以在容器內(nèi)，也可以外繞容器壁，在需要時加熱所述介質(zhì)。工作時容器內(nèi)介質(zhì)始終處于汽液兩相狀態(tài)。這時，容器內(nèi)的壓力與容器內(nèi)的溫度相對應(yīng)，所以可以通過溫度控制器控制容器內(nèi)溫度達(dá)到控制容器內(nèi)壓力的目的。與換熱器組件冷邊進(jìn)出口相連的空氣熱沉附件一般為空氣導(dǎo)管，與換熱器組件冷邊進(jìn)口相連的空氣導(dǎo)管可稱為進(jìn)氣導(dǎo)管，與換熱器組件冷邊出口相連的空氣導(dǎo)管可稱為排氣導(dǎo)管。空氣熱沉的種類主要包括沖壓空氣、飛機(jī)制冷系統(tǒng)供氣、以及周圍環(huán)境空氣幾種。 使用周圍環(huán)境空氣最常見的情況是在設(shè)備艙。這時，如果不設(shè)置輔助噴嘴，換熱器組件冷邊進(jìn)口可不接空氣熱沉附件；如果設(shè)輔助噴嘴，輔助噴嘴安裝在進(jìn)氣導(dǎo)管上，向流經(jīng)該導(dǎo)管的空氣熱沉噴消耗性冷卻劑。當(dāng)空氣熱沉是沖壓空氣或飛機(jī)制冷系統(tǒng)提供的冷空氣時，進(jìn)氣導(dǎo)管是沖壓空氣供氣導(dǎo)管或飛機(jī)制冷系統(tǒng)供氣導(dǎo)管；熱沉氣體(空氣熱沉和消耗性冷卻劑蒸汽混合物)流經(jīng)換熱器組件冷邊后，可以直接排入周圍環(huán)境或通過排氣導(dǎo)管排出機(jī)外。直接排入周圍環(huán)境的方法簡單，免去了在換熱器出口安裝空氣熱沉附件，減少了流動流阻。當(dāng)空氣熱沉是周圍環(huán)境空氣時，換熱器組件出口連接排氣導(dǎo)管，且排氣導(dǎo)管內(nèi)一般安裝風(fēng)扇，該風(fēng)扇也是空氣熱沉附件；風(fēng)扇強(qiáng)迫空氣熱沉(周圍環(huán)境空氣)流經(jīng)換熱器組件，然后通過排氣導(dǎo)管排除機(jī)外，以避免空氣熱沉冷卻品種的惡化。


圖1為一種用于電子設(shè)備冷卻的雙熱沉裝置；
圖2為一種帶輔助噴嘴的用于電子設(shè)備冷卻的雙熱沉裝置；圖中，壓力源為自備壓力源，空氣熱沉為沖壓空氣或機(jī)載制冷系統(tǒng)供氣，冷邊排氣直接進(jìn)入周圍環(huán)境；
圖3為一種具有消耗性冷卻劑滯留液回收回路的用于電子設(shè)備冷卻的雙熱沉裝置。圖中，壓力源為自備壓力源，空氣熱沉為沖壓空氣或機(jī)載制冷系統(tǒng)供氣，冷邊排氣直接進(jìn)入周圍環(huán)境；
圖4為一種使用機(jī)產(chǎn)壓縮空氣作為壓力源的用于電子設(shè)備冷卻的雙熱沉裝置；圖中， 空氣熱沉為沖壓空氣或機(jī)載制冷系統(tǒng)供氣，冷邊排氣直接進(jìn)入周圍環(huán)境；
圖5為使用機(jī)產(chǎn)壓縮空氣作為壓力源和周圍環(huán)境空氣作為空氣熱沉，并用壓縮空氣引射消耗性冷卻劑的一種用于電子設(shè)備冷卻的雙熱沉裝置； 圖6為一種特種單向閥；
圖中標(biāo)號名稱1.換熱器組件，2.主噴嘴，3.消耗性冷卻劑儲存器，4.控制閥，5. 特種單向閥，6.回液蓄存控制器，7.抗過載單向閥，8.殼體、9.空心球閥芯，10.盤閥芯，11.閥座，12.閥桿，13.上接頭，14.下接頭，15.單向閥a，16.單向閥b，17.安全閥，18.壓力發(fā)生器，19.引射旁路，20.機(jī)載壓力源，21.壓力源，22.輔助噴嘴，23.加熱裝置，24.空氣熱沉附件，25.電子設(shè)備冷卻回路其它部分，26.進(jìn)氣導(dǎo)管， 27.排氣導(dǎo)管，28.風(fēng)扇，29.機(jī)身。
具體實施例方式以下結(jié)合圖示說明。圖1所示的
具體實施例方式
在圖1所示的具體實施方式
中，換熱器組件1的熱邊接于電子設(shè)備冷卻回路其它部分 25，構(gòu)成電子設(shè)備冷卻回路。冷卻空氣(即空氣熱沉來流)通過空氣熱沉附件M (圖中所示空氣熱沉附件M是進(jìn)氣導(dǎo)管26)進(jìn)入換熱器組件1的冷邊。消耗性冷卻劑通過主噴嘴 2，從換熱器組件1冷邊的相鄰流程之間或換熱器組件1的相鄰級換熱器冷邊連接段，噴入冷卻空氣。噴入的消耗性冷卻劑與冷卻空氣混合，形成氣液兩相流，在換熱器組件1冷邊中通過換熱器壁吸收熱邊的熱量，使載冷劑(熱邊流體)溫度降低。理想情況下，在換熱器組件1冷邊出口之前，流體中所有液體全部蒸發(fā)，不再是兩相流，而是消耗性冷卻劑蒸汽與空氣熱沉的混合氣。消耗性冷卻劑分系統(tǒng)包括主噴嘴2、消耗性冷卻劑儲存器3、控制閥4、壓力源21。 各組件通過管路依次聯(lián)接。消耗性冷卻劑儲存器3最好由可移動薄壁隔成互不相通的兩個腔，一個腔與噴嘴相通，另一個腔與壓力源相通。控制閥4控制消耗性冷卻劑的通斷或噴射量；其控制信號可以是電子設(shè)備出口載冷劑的溫度，也可以是電子設(shè)備進(jìn)口載冷劑的溫度。當(dāng)控制信號發(fā)出冷卻要求時，控制閥4 打開，壓力源21的壓力傳入消耗性冷卻劑儲存器3，迫使消耗性冷卻劑從主噴嘴2噴入冷卻空氣。圖2所示的
具體實施例方式
與圖1所示的具體實施方式
不同的是，圖2所示的具體實施方式
自帶壓力源，并且具有輔助噴嘴22。冷卻空氣通過進(jìn)氣導(dǎo)管沈進(jìn)入換熱器組件1的冷邊。消耗性冷卻劑大部分從換熱器組件1冷邊的相鄰流程之間或換熱器組件1的相鄰級換熱器冷邊連接段，通過主噴嘴 2噴入，其余部分通過輔助噴嘴22從進(jìn)氣導(dǎo)管沈噴入。從輔助噴嘴22噴入的這部分消耗性冷卻劑的流量小到足以保證換熱器組件1進(jìn)口空氣溫度高于冰點，在最不利的情況下也不會出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象。壓力源21為自帶壓力源，由安全閥17、壓力發(fā)生器18、加熱裝置23組成。圖中所示加熱裝置23緊貼壓力發(fā)生器18外壁面。加熱裝置23也可置于壓力發(fā)生器18之內(nèi)。 安全閥17安裝在控制閥4和壓力發(fā)生器18之間的管路上，其卸壓值不大于壓力發(fā)生器18 和消耗性冷卻劑儲存器3允許的工作壓力，以便對壓力發(fā)生器18和消耗性冷卻劑儲存器3 起到安全保護(hù)作用。壓力發(fā)生器18是一個容器，里面裝有滿足壓力生成要求的相變介質(zhì)。加熱裝置23 在需要時加熱容器內(nèi)的介質(zhì)。工作時，容器內(nèi)的介質(zhì)始終處于汽液兩相狀態(tài)。這時，容器內(nèi)的壓力與容器內(nèi)的溫度相對應(yīng)，所以可以通過溫度控制器控制溫度，進(jìn)而達(dá)到控制壓力的目的。壓力發(fā)生器18與消耗性冷卻劑儲存器3通過管路聯(lián)接，壓力發(fā)生器18的壓力通過該管路傳給消耗性冷卻劑儲存器3。如果使用周圍環(huán)境空氣作為空氣熱沉，應(yīng)如圖5所示的具體實施方式
那樣，在換熱器組件冷邊出口同時設(shè)置空氣熱沉附件，包括排氣導(dǎo)管和風(fēng)扇，排氣于機(jī)身外。圖3所示的
具體實施例方式
與圖2所示具體實施方式
不同的是，圖3所示的具體實施方式
具有回收換熱器組件1 中消耗性冷卻劑滯留液的回路。該消耗性冷卻劑滯留液回收回路由特種單向閥5、回液蓄存控制器6、抗過載單向閥7組成。換熱器組件1中的消耗性冷卻劑滯留液通過特種單向閥5進(jìn)入回液蓄存控制器 6。回液蓄存控制器6可利用電加熱器加熱使自身的回收容器內(nèi)形成一定的壓力，從而打開抗過載單向閥7，將回液蓄存控制器6中的消耗性冷卻劑回灌到消耗性冷卻劑儲存器3。也可以用泵作動力，代替電加熱器。所示的一種抗過載單向閥7由單向閥al5和單向閥bl6組成，它們在流體流動方向上為順連，在過載方向上為逆連。單向閥al5和單向閥bl6可以是普通的單向閥。二者在流體流動方向上順連，可以保證流體在需要時單向流動。二者在過載方向上逆連，當(dāng)過載對其中的一個單向閥起打開作用時，則必對另一個單向閥起關(guān)閉作用，這樣就防止了因過載力作用造成單向閥的單向控制功能失效。圖4所示的
具體實施例方式
與圖3所示具體實施方式
不同的是，在圖4所示的具體實施方式
中，壓力源為機(jī)載壓力源20。機(jī)載壓力源20是機(jī)產(chǎn)壓縮空氣。當(dāng)控制信號發(fā)出冷卻要求時，控制閥4打開。機(jī)載壓力源20通過管路把壓力傳給消耗性冷卻劑儲存器3，迫使消耗性冷卻劑流向主噴嘴2 和輔助噴嘴22。圖5所示的
具體實施例方式
圖5所示的具體實施方式
使用周圍環(huán)境空氣作為空氣熱沉。空氣熱沉附件M由排氣導(dǎo)管27和安裝在排氣導(dǎo)管27中的風(fēng)扇觀組成。風(fēng)扇觀強(qiáng)迫周圍環(huán)境空氣流經(jīng)換熱器組件1的冷邊。換熱器組件1冷邊排氣在風(fēng)扇作用下，通過排氣導(dǎo)管27排除機(jī)身四外。在使用機(jī)載壓力源20方面，與圖4所示具體實施方式
不同的是，部分壓縮空氣通過引射旁路19進(jìn)入主噴嘴2，對消耗性冷卻劑起到引射作用。在主噴嘴2中，這部分壓縮空氣和消耗性冷卻劑混合，然后一起噴入換熱器組件1的冷邊，提高噴嘴霧化效果。如果使用輔助噴嘴，也以用壓縮空氣引射通過其中的消耗性冷卻劑為宜。圖6所示的一種特種單向閥的具體實施方式
圖6所示的具體實施方式
是特種單向閥的一種。閥座11與閥芯(包括空心球閥芯9、盤閥芯10)接觸時，要求密封良好。閥桿12的長度要求是，與兩個閥芯連接好后，當(dāng)盤閥芯10與閥座11接觸時，空心球閥芯9不接觸上腔頂；當(dāng)空心球閥芯9與閥座11接觸時，盤閥芯10不接觸下腔底。空心球閥芯9、盤閥芯 10、閥座11三者中心的連線是閥桿12的軸線，也是殼體8的軸線。閥座11中心孔徑為閥桿12直徑的2倍左右，以便液體能從上腔通過閥桿12與閥座11的間隙流到下腔。盤閥芯 10是個圓盤，直徑接近殼體8的內(nèi)徑，能在殼體8內(nèi)自由運(yùn)動，同時與殼體8的間隙盡量小。盤閥芯10靠進(jìn)周邊開均勻分布的直徑1. 5mm左右的小孔3個左右，以便進(jìn)入下腔上部的液體能夠通過小孔流到下腔下部。小孔靠近盤閥芯周邊分布，偏離閥座中心孔，以便盤閥芯10 與閥座11接觸時，能起到密封作用。沒有過載或上腔冷卻劑滯留液不多時，由于空心球閥9、盤閥芯10和閥桿12的重力的作用，單向閥關(guān)閉。空心球閥9、盤閥芯10和閥桿12的重力之和應(yīng)不大于空心球閥9被液體淹沒時的浮力的2/3。這樣，當(dāng)來自換熱器組件1的消耗性冷卻劑滯留液快淹沒空心球閥9時，浮力克服重力，使空心球閥9上移，閥門打開，上腔液體流入下腔。當(dāng)回液蓄存控制器6利用電加熱器加熱使自身的回收容器內(nèi)消耗性冷卻劑蒸發(fā)， 形成一定的壓力時，盤閥芯10下面空間便建立了壓力。由于盤閥芯10上的小孔很小，通過小孔造成了一定的壓力損失，使盤閥芯10上面空間的壓力小于下面空間的壓力，這樣上下空間壓差推動盤閥芯10上移，從而關(guān)閉單向閥，使回液蓄存控制器6中的消耗性冷卻劑不能進(jìn)入閥的上腔。當(dāng)飛機(jī)過載飛行在閥桿12方向形成從下腔指向上腔的過載力時，該過載力使盤閥芯10接觸閥座11，使閥門關(guān)閉，從而防止了回液蓄存控制器6中的液體流到閥的上腔，避免了過載力作用引起的單向閥功能失效。上接頭13、下接頭14各有與外管連接的接嘴。上接頭13的接嘴接連接換熱器組件1冷邊的管路，使熱器組件1冷邊與該特種單向閥的上腔相通，以便熱器組件1中的滯留液能夠流入單向閥。下接頭14接連接回液蓄存控制器6的管路，使閥的下腔與回液蓄存控制器6相通，以便閥下腔的液體能夠流入回液蓄存控制器6。該特種單向閥綜合應(yīng)用了重力、浮力、過載力和回液蓄存控制器6中的壓力，使換熱器組件1內(nèi)滯留液單向流到回液蓄存控制器6，而回液蓄存控制器中6的消耗性冷卻劑不會流入換熱器組件1。
權(quán)利要求
1.一種用于機(jī)載電子設(shè)備冷卻的雙熱沉裝置，其特征在于它由換熱器組件(1)和消耗性冷卻劑分系統(tǒng)組成；其中換熱器組件(1)的熱邊接于電子設(shè)備冷卻回路其它部分05) 構(gòu)成電子設(shè)備冷卻回路，換熱器組件(1)的冷邊接空氣熱沉附件04)；消耗性冷卻劑分系統(tǒng)依次由主噴嘴0)、消耗性冷卻劑儲存器(3)、控制閥0)、壓力源組成，其中主噴嘴 (2)的出口接入換熱器組件(1)的冷邊相鄰流程之間或換熱器組件(1)的相鄰級換熱器冷邊連接段之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于機(jī)載電子設(shè)備冷卻的雙熱沉裝置，其特征在于上述消耗性冷卻劑分系統(tǒng)還包括連接換熱器組件(1)與消耗性冷卻劑儲存器( 的消耗性冷卻劑回收支路，該支路依次由特種單向閥(5)、回液蓄存控制器(6)、抗過載單向閥(7)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于機(jī)載電子設(shè)備冷卻的雙熱沉裝置，其特征在于上述特種單向閥(5)由殼體(8)、空心球閥芯(9)、盤閥芯(10)、閥座(11)、閥桿(12)、上接頭(13)、 下接頭(14)組成；其中閥座(11)在殼體(8)內(nèi)，并與殼體(8)連接；上接頭(1 和下接頭 (14)分別與殼體(8)的上端和下端連接；上接頭(13)、殼體(8)和閥座(11)圍成上腔，下接頭(14)、殼體⑶和閥座(11)圍成下腔；空心球閥芯(9)在上腔，盤閥芯(10)在下腔， 二者通過穿過閥座(11)的閥桿(12)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于機(jī)載電子設(shè)備冷卻的雙熱沉裝置，其特征在于上述抗過載單向閥(7)由單向閥a(15)和單向閥b (16)組成；其中單向閥a(15)和單向閥b (16) 在流體流動方向上為順連，在過載方向上為逆連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于機(jī)載電子設(shè)備冷卻的雙熱沉裝置，其特征在于上述消耗性冷卻劑分系統(tǒng)還包括連通于消耗性冷卻劑儲存器(3)出口的輔助噴嘴(22)，輔助噴嘴 (22)的出口接入與換熱器組件(1)冷邊進(jìn)口相連的空氣熱沉附件04)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于機(jī)載電子設(shè)備冷卻的雙熱沉裝置，其特征在于上述壓力源為機(jī)載壓力源00)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于機(jī)載電子設(shè)備冷卻的雙熱沉裝置，其特征在于上述消耗性冷卻劑分系統(tǒng)還包括引射旁路(19)，引射旁路的一端連接于消耗性冷卻劑儲存器(3) 和控制閥(4)之間的管路上，另一端接入主噴嘴O)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于機(jī)載電子設(shè)備冷卻的雙熱沉裝置，其特征在于上述壓力源為自備壓力源，由安全閥(17)、壓力發(fā)生器(18)和用于加熱壓力發(fā)生器內(nèi)介質(zhì)的加熱裝置組成。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供用于機(jī)載電子設(shè)備冷卻的雙熱沉裝置，屬于飛行器環(huán)境控制技術(shù)領(lǐng)域。所述用于電子設(shè)備冷卻的雙熱沉裝置的特征是它有一個換熱器組件；有空氣和消耗性冷卻劑兩個熱沉；消耗性冷卻劑從換熱器組件冷邊相鄰流程之間或相鄰級換熱器之間噴入空氣，形成兩相流冷流體，降低空氣熱沉溫度，提高換熱能力，減少對空氣熱沉的需求。所述的換熱器組件至少包括一個換熱器。這種方法能有效避免只將消耗性冷卻劑從換熱器組件冷邊入口噴入空氣造成的冰堵問題，且可以通過消耗性冷卻劑回收支路，回收換熱器中滯留的消耗性冷卻劑。
文檔編號H05K7/20GK102548364SQ201210003959
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月9日
發(fā)明者方顯德 申請人:南京航空航天大學(xué)