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一种空间环模设备用氮气冷却型冷却 水装置

阅读：725发布：2023-02-27

专利汇可以提供一种空间环模设备用氮气冷却型冷却水装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开的一种空间环模设备用氮气冷却型冷却水装置，包括：空间环模设备、进气管道、旁通放空阀、旁通放空管道、进气阀、增压风机、制冷机、内循环出水管、内循环泵、内循环回水管、水流搅拌器、水箱温度传感器、出气阀、出气管道、换热器、水箱、出水温度传感器、外循环出水管道、外循环泵、外循环回水管道、用水设备；所述换热器、水流搅拌器、水箱温度传感器位于水箱内，换热器两端分别与进气管道、出气管道相连，进气阀、增压风机依次安装在进气管道上，出气阀安装在出气管道上。本发明以空间环模设备排放的低温氮气为冷源对冷却水进行冷却，可大幅提高资源利用率，同时保留制冷机作为辅助制冷设备，确保系统在氮气冷量不足时可正常工作。，下面是一种空间环模设备用氮气冷却型冷却水装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种空间环模设备用氮气冷却型冷却水装置，其特征在于，包括：进气管道(2)、旁通放空阀(3)、旁通放空管道(4)、进气阀(5)、增压风机(6)、制冷机(7)、内循环出水管(8)、内循环泵(9)、内循环回水管(10)、水流搅拌器(11)、水箱温度传感器(12)、出气阀(13)、出气管道(14)、换热器(15)、水箱(16)、出水温度传感器(17)、外循环出水管道(18)、外循环泵(19)、外循环回水管道(20)、用水设备(21)；
其中，所述换热器(15)、水流搅拌器(11)、水箱温度传感器(12)位于水箱(16)内，换热器(15)两端分别与进气管道(2)、出气管道(14)相连，进气阀(13)、增压风机(6)依次安装在进气管道(2)上，出气阀(13)安装在出气管道(14)上；
所述进气管道(2)上端与环模设备(1)相连；所述出水温度传感器(17)、外循环泵(19)安装在外循环出水管道(18)上；所述内循环泵(9)安装在内循环出水管(8)上；
所述旁通放空阀(3)、进气阀(5)、增压风机(6)、制冷机(7)、内循环泵(9)、水流搅拌器(11)、水箱温度传感器(12)、出气阀(13)、出水温度传感器(17)、外循环泵(19)通过电缆与控制器相连。
2.根据权利要求1所述的空间环模设备用氮气冷却型冷却水装置，其特征在于，所述旁通放空阀(3)、进气阀(5)、出气阀(13)为可程控的低温电气化阀门，阀门主体材质为304不锈钢。
3.根据权利要求1或2所述的空间环模设备用氮气冷却型冷却水装置，其特征在于，所述控制器根据水箱温度传感器(12)、出水温度传感器(17)的温度数据，通过调控旁通放空阀(3)、进气阀(5)的开关及开度实现制冷量的调节，当制冷量不足时，控制器开启制冷机(7)、外循环泵(19)实现辅助制冷。
4.根据权利要求1所述的空间环模设备用氮气冷却型冷却水装置，其特征在于，所述进气管道(2)、旁通放空管道(4)、出气管道(14)材质为304 不锈钢，确保低温环境下设备安全。
5.根据权利要求1所述的空间环模设备用氮气冷却型冷却水装置，其特征在于，所述换热器(15)材质为铝，满足低温性能要求和优良的换热要求。
6.根据权利要求1所述的空间环模设备用氮气冷却型冷却水装置，其特征在于，所述增压风机(6)为耐低温风机，增加氮气流速，即可确保空间环模设备(1)的氮气及时排放，又可提升换热效果。
7.根据权利要求1所述的空间环模设备用氮气冷却型冷却水装置，其特征在于，所述水流搅拌器(11)置于水箱(16)的水中，增强水箱内部水的流动，即增强换热效果，又防止局部水温过低而结冰。

说明书全文

一种空间环模设备用氮气冷却型冷却 水装置

技术领域

[0001] 本发明涉及环境环模试验领域，特别涉及空间环模设备用氮气冷却型冷却水装置。

背景技术

[0002] 航天器必需进行空间环模试验以考核验证系统的各项性能，环模试验中往往利用液氮作为冷源来模拟太空的深低温环境，液氮气化后的低温氮气直接排入空气。而该部分氮气温度普遍不超过-150℃，直接放空存在能源浪费问题。

发明内容

[0003] 针对上述能源浪费问题，本发明提供一种空间环模设备用氮气冷却型冷却水装置。

[0004] 本发明提供的空间环模设备用氮气冷却型冷却水装置，包括进气管道、旁通放空阀、旁通放空管道、进气阀、增压风机、制冷机、内循环出水管、内循环泵、内循环回水管、水流搅拌器、水箱温度传感器、出气阀、出气管道、换热器、水箱、出水温度传感器、外循环出水管道、外循环泵、外循环回水管道、用水设备。

[0005] 其中，所述换热器、水流搅拌器、水箱温度传感器位于水箱内，换热器两端分别与进气管道、出气管道相连，进气阀、增压风机依次安装在进气管道上，出气阀安装在出气管道上；所述进气管道上端与环模设备相连；所述出水温度传感器、外循环泵安装在外循环出水管道上；所述内循环泵安装在内循环出水管上；

[0006] 所述的空间环模设备用氮气冷却型冷却水装置还包括控制器，所述旁通放空阀、进气阀、增压风机、制冷机、内循环泵、水流搅拌器、水箱温度传感器、出气阀、出水温度传感器、外循环泵通过电缆与控制器相连。

[0007] 优选地，所述旁通放空阀、进气阀、出气阀为可程控的低温电气化阀门，阀门主体材质为304不锈钢。

[0008] 优选地所述控制器根据水箱温度传感器、出水温度传感器的温度数据，通过调控旁通放空阀、进气阀的开关及开度实现制冷量的调节，当制冷量不足时，控制器开启制冷机、外循环泵实现辅助制冷。

[0009] 优选地，所述进气管道、旁通放空管道、出气管道材质为304 不锈钢，确保低温环境下设备安全。

[0010] 优选地，所述换热器材质为铝，满足低温性能要求和优良的换热要求；

[0011] 优选地，所述增压风机为耐低温风机，增加氮气流速，即可确保空间环模设备的氮气及时排放，又可提升换热效果；

[0012] 优选地，所述水流搅拌器置于水箱的水中，增强水箱内部水的流动，即增强换热效果，又防止局部水温过低而结冰。

[0013] 本发明的工作过程为：

[0014] 使用时，先开启旁通放空阀，确保氮气可正常排放；之后启动水流搅拌器、外循环泵，使系统内水流动起来；然后启动空间环模设备，待有低温氮气排出后，依次开启出气阀、进气阀，启动增压风机；控制器根据水箱温度传感器、出水温度传感器的温度数据，通过调控旁通放空阀、进气阀的开关及开度实现制冷量的调节，当制冷量不足时，控制器开启制冷机实现、外循环泵辅助制冷。

[0015] 与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

[0016] 1、本发明可有效利用低温氮气的残余冷量，减少资源浪费；

[0017] 2、本发明以低温氮气为主要冷源，运动设备少，故障率低，工作稳定可靠，维护成本低；

[0018] 3、本发明结构合理简单，易于推广。附图说明

[0019] 图1为本发明实施例提供的空间环模设备用氮气冷却型冷却水装置的组成示意图。

具体实施方式

[0020] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

[0021] 参考图1，本发明提供的空间环模设备用氮气冷却型冷却水装置，包括进气管道2、旁通放空阀3、旁通放空管道4、进气阀5、增压风机6、制冷机7、内循环出水管8、内循环泵9、内循环回水管10、水流搅拌器11、水箱温度传感器12、出气阀13、出气管道14、换热器15、水箱16、出水温度传感器17、外循环出水管道18、外循环泵19、外循环回水管道20、用水设备21。所述换热器15、水流搅拌器11、水箱温度传感器12位于水箱16内，换热器15两端分别与进气管道2、出气管道14相连，进气阀13、增压风机6依次安装在进气管道2上，出气阀13安装在出气管道14上；所述进气管道2上端与环模设备1相连；所述出水温度传感器17、外循环泵
19安装在外循环出水管道18上；所述内循环泵9安装在内循环出水管8上。

[0022] 继续参考图1，空间环模设备1安装在空间环模设备用氮气冷却型冷却水装置上，所述旁通放空阀3、进气阀5、出气阀13为可程控的低温电气化阀门，阀门主体材质为304不锈钢。

[0023] 继续参考图1，本发明还包括控制器，所述旁通放空阀3、进气阀5、增压风机6、制冷机7、内循环泵9、水流搅拌器11、水箱温度传感器12、出气阀13、出水温度传感器17、外循环泵19通过电缆与控制器相连；所述控制器根据水箱温度传感器12、出水温度传感器17的温度数据，通过调控旁通放空阀3、进气阀5的开关及开度实现制冷量的调节，当制冷量不足时，控制器开启制冷机7、外循环泵19实现辅助制冷。

[0024] 继续参考图1，所述进气管道2、旁通放空管道4、出气管道14材质为304不锈钢，确保低温环境下设备安全；所述换热器15材质为铝，满足低温性能要求和优良的换热要求；所述增压风机6为耐低温风机，增加氮气流速，即可确保空间环模设备1的氮气及时排放，又可提升换热效果；所述水流搅拌器11置于水箱16的水中，增强水箱内部水的流动，即增强换热效果，又防止局部水温过低而结冰。

[0025] 本发明可有效利用空间环模设备的低温氮气的残余冷量，减少资源浪费。以下结合图1说明本发明的具体工作过程：

[0026] 使用时，先开启旁通放空阀3，确保氮气可正常排放；之后启动水流搅拌器11、外循环泵19，使系统内水流动起来；然后启动空间环模设备1，待有低温氮气排出后，依次开启出气阀13、进气阀5，启动增压风机6；控制器根据水箱温度传感器12、出水温度传感器17的温度数据，通过调控旁通放空阀3、进气阀5的开关及开度实现制冷量的调节，当制冷量不足时，控制器开启制冷机7、外循环泵19实现辅助制冷。

[0027] 本发明以环模试验设备配置的冷却水为对象，利用低温氮气的残余冷量来进行冷却水冷却，可有效减少资源浪费，提高资源利用率；同时低温氮气冷却装置运动设备少，故障率低，工作稳定可靠，维护成本低。

[0028] 本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

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