[发明专利]低温高真空下大型热沉结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种热交换器，尤其涉及航天领域低温超高真空试验中大型热沉支管结构的改良。

背景技术

在航天领域地面模拟试验中,为了模拟太空的冷黑真空环境，需要用真空容器建立一个真空系统，里面装有热沉用于热交换，采用液氮（氦）降温，所以热沉材料既要低温下机械性能好，刚度强度高，气密性好，同时也要有好的导热性能。现有技术的热沉一般采用铜管与铜片的焊接，虽然铜导热性好，但刚度差，不适合做大型热沉。不锈钢在低温下虽刚度好强度高，但导热性差，为了克服不锈钢导热性较差的缺点，采用在不锈钢管上焊上铜翅片的形式，以提高热沉刚性和温度均匀性。但由于铜翅片在不锈钢的偏中间位置，焊接时容易使铜离子渗透到不锈钢中，造成冷漏。一旦发生冷漏，现有技术无法检测出来，整个热沉只能报废。

现有技术所用的热沉，采用铜与铜管焊接，虽然焊接比较容易，但因铜的强度和钢度不如不锈钢，所以一般只能做小一些的热沉。

另一种热沉，虽然采用不锈钢和铜翅片的焊接，使热沉强度高、刚性好、温度均匀，但由于铜翅片焊接在不锈钢的偏中间位置，焊接时容易使铜离子渗透到不锈钢中，容易造成报废现象。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的不足，从而开发一种低温超高真空下强度高、刚性好、温度均匀的大型热沉结构。

不锈钢管上焊接铜翅片结构，该结构要保证不锈钢管与铜翅片焊接时保证铜离子透入不锈钢的厚度要小于0.5mm，从而避免冷漏现象的发生；同时该结构要保证当不锈钢管通入液氮降温后，要避免不锈钢和铜因收缩系数不一致而发生焊缝开裂的现象。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种低温高真空下大型热沉结构,其特征在于：具有不锈钢管和焊接在不锈钢管两侧面上的铜翅片，所述两铜翅片设置在不锈钢管的同一直径的两个点的外壁上，两铜翅片相互平行，焊接方向相反，形成Z字形；所述铜翅片外边有折边，所述折边折向不锈钢管方向。这样可以达到遮光和增加铜翅片的刚度的目的。

本发明的技术方案还可以进一步完善：

作为优选，所述铜翅片的长度方向上分为小于或等于1米的分段，段与段之间相互重叠。消除不锈钢与铜翅片热胀冷缩系数不一致而产生的内应力。

作为优选，铜翅片的折边之间相互重叠。

本发明有益效果是：

 1）热沉支管在低温超高真空下强度高刚性好、温度均匀；

2）焊接的热量容易散发，铜离子不容易透入到不锈钢管中，所以基本上杜绝了低温高真空的冷漏现象，基至在温度更低的液氦热沉中也非常地成功；

3）铜翅片和铜翅片之间断开后，并且采用搭接，当不锈钢管通入液氮降温后，避免不锈钢和铜因收缩系数不一致而发生焊缝裂开的现象。 

附图说明

附图1是本发明的一种结构示意图；

附图2是铜翅片和铜翅片之间断开后搭接放大图。

附图标记说明：1、不锈钢管，2、铜翅片，3、内表面。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

如图1所示的低温高真空下大型热沉结构，具有不锈钢管1和焊接在不锈钢管两侧面上的铜翅片2，所述两铜翅片焊接在不锈钢管同一直径外壁的两个点上，两铜翅片焊接方向相反，且相互平行，形成Z字形；所述铜翅片外边有折边，所述折边折向不锈钢管方向；铜翅片的折边之间相互重叠。这样可以达到遮光和增加铜翅片的刚度的目的。

所述铜翅片的长度方向上分为小于或等于1米的分段，段与段之间相互重叠（采用搭接形式，见图2），当不锈钢管通入液氮降温后，避免不锈钢和铜因收缩系数不一致而产生的内应力，发生焊缝裂开的现象。

铜翅片和不锈钢管焊接时，由于焊接位置发生了变化，使焊接的热量容易散发，铜离子不容易透入到不锈钢管中，所以基本上杜绝了低温高真空的冷漏现象，基至在温度更的液氦热沉中也非常地成功。