[发明专利]一种离心转台上冷却介质的供给和调温系统

说明书

本发明公开了一种离心转台上冷却介质的供给和调温系统，用于超重力下机载电子设备蒸发循环冷却系统研究，包含离心转台模块、冷却介质储存模块和冷却介质调温模块，其中冷却介质储存模块固定于离心转台模块的转盘之上，冷却介质调温模块的蒸发器螺旋管通过支撑杆垂直悬臂悬置于冷却介质中，罐体安装在转盘中心，罐体、垂直悬臂和承重轴的中轴线重合。在冷凝器螺旋管不断将热量传递给冷却介质的同时，蒸发器螺旋管不断将热量从冷却介质中去除。本发明能够在旋转状态下为蒸发循环制冷系统持续提供温度可调节冷却介质，不仅结构简单、稳定性好，而且具有防溢和实时可调的优点。

技术领域

本发明涉及飞行器环境控制技术领域，涉及自由液面、对流换热和旋转供液等问题，尤其涉及一种离心转台上冷却介质的供给和调温系统。

背景技术

随着现代高性能战机机载电子设备的不断增多以及功率的不断增大，电子设备的热载荷不断增加。由于电子设备的可靠性依赖于温度，温度越高则可靠性越低。因而，需要为它们提供充足的制冷量，以使其温度被控制在有效范围内，从而保证其可靠运行。

飞机环境控制系统（ECS）中主要包含两种制冷系统：空气循环制冷系统(ACS)和蒸发循环制冷系统(VCS)。相较于ACS，VCS的性能系数(COP)高出一个量级，可以满足现代高性能战机机载电子设备冷却的需求。

由于现代高性能战机具有高机动性能，机动飞行时大都处于超重力环境。例如，四代机机动飞行时所受超重力为9g左右，未来高超声速飞行器预计可达15g。因而，必须加强对超重力环境下VCS的研究，才能保证其满足要求并可靠运行。

超重力环境的模拟可通过离心转台实现。离心转台旋转产生持续稳定的离心力，其大小由转盘直径及其转速决定，已有成功达到20g的范例。因而，可在离心转台上开展超重力环境下VCS的研究。然而，该研究的一个重要问题是需要在旋转状态下为VCS持续提供温度可调的冷却介质，而现有的相关报道还很少。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对当前难以在旋转状态下为蒸发循环制冷系统不间断提供温度可调节冷却介质的问题，提出一种离心转台上冷却介质的供给和调温系统，既能防止离心转台旋转时冷却介质溢出，又能保证冷却介质温度可实时匹配蒸发循环制冷系统所需冷量。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种离心转台上冷却介质的供给和调温系统，包含离心转台模块、冷却介质储存模块和冷却介质调温模块；

所述冷却介质储存模块包含罐体、防溢盖、观察窗、冷凝器、上部铠装热电阻、下部铠装热电阻、和冷却介质；

所述罐体为上端开口的柱体、固定在所述离心转台模块上，和所述离心转台模块同轴，用于存储所述冷却介质；

所述防溢盖上下均开口，下端开口大、上端开口小，且下端开口和罐体采用可拆卸方式进行连接，用于防止罐体内的冷却介质在离心转台模块旋转时溢出；

所述上部铠装热电阻、下部铠装热电阻分别设置在所述罐体壁面的上部和下部，分别用于测得罐体上部、下部冷却介质的温度；

所述观察窗设置在所述罐体的壁面上，用于观察罐体内冷却介质的液面高度；

所述冷凝器包含通过管道依次相连的进口端帽、进口旋拧阀、第一压力传感器、第一热电偶、冷凝器螺旋管、第二压力传感器、第二热电偶、出口旋拧阀、出口端帽；其中，所述冷凝器螺旋管设置在所述罐体内底部，进口端帽、进口旋拧阀、第一压力传感器、第一热电偶、第二压力传感器、第二热电偶、出口旋拧阀、出口端帽均设置在所述罐体外；

所述冷却介质调温模块包含第三压力传感器、第三热电偶、蒸发器螺旋管、第四压力传感器、第四热电偶、支撑杆、制冷组件、内侧液位计、和外侧液位计；

所述支撑杆一端伸入所述罐体内，另一端和外界固定；