專利名稱：紅外探測器用制冷系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種紅外探測器用制冷系統。
背景技術：
高性能的紅外探測器需要一個低溫環境，只有在低溫環境下才能保證其電 子器件或系統功能正常，提高電子器件的靈敏度，屏蔽或減小來自于系統本身 或周圍的熱噪聲，使其信噪比得到大幅度的改善。目前，國內外公知的紅外探 測器制冷系統多采用單級制冷的模式，使用一氣罐內儲存的單一制冷氣體為紅 外探測器制冷。現有的這種制冷系統儲氣量少，儲氣介質單一，其制冷效果一 般、制冷時間較短，且體積及重量大，對于新型高精度紅外探測器來說，已不 能滿足其使用要求。
發明內容
本發明的目的是提供一種紅外探測器用制冷系統，用以解決現有現有紅外 探測器制冷系統采用單極制冷模式，制冷效果差，制冷時間短，體積及重量大， 已不能滿足高精度紅外探測器的使用要求的問題。
為實現上述目的，本發明采用如下技術方案 一種紅外探測器用制冷系統， 包括儲氣瓶和用于控制儲氣瓶內氣體外排的閥門，所述儲氣瓶內具有兩相互獨 立的第一儲氣腔和第二儲氣腔，所述第一儲氣腔和第二儲氣腔均設有進氣口和 出氣口，所述兩進氣口處均密封設有充氣單向閥，所述兩出氣口處均設有控制 該儲氣瓶內氣體外排的閥門；所述閥門為電爆開啟閥，所述電爆開啟閥包括第
一電爆開啟閥和第二電爆開啟閥，第一電爆開啟閥與第一儲氣腔連通，第二電 爆開啟閥與第二儲氣腔連通，第二電爆開啟閥的出氣口連通有減壓闊，減壓閥 的出氣口和第一電爆開啟閥的出氣口均與同一氣路切換閥的不同進氣口相連
通o
所述電起爆開啟閥包括主閥體，主閥體內設有閥芯安裝腔和與閥芯安裝腔 連通的阻尼孔，閥芯安裝腔內設有閥芯，所述主閥體上位于阻尼孔處設有電爆
4閥，所述閥芯密封止推安裝于閥芯安裝腔內，閥芯將閥芯安裝腔分隔為排氣腔、
進氣腔和先導控制氣腔；所述閥芯內設有連通進氣腔和先導控制氣腔的微孔； 所述阻尼孔與先導控制氣腔相導通，所述阻尼孔靠近電爆閥的一端密封設有一 端為盲端的出氣嘴，出氣嘴的盲端位于電爆閥的撞頭的撞擊范圍內。
所述氣路切換閥為三通閥，該三通閥包括內設閥腔的閥體，閥體上設有與 閥腔通過氣道相通的第一進氣口、第二進氣口及排氣口，所述第一進氣口與閥 腔相通的外進氣道在閥腔的一端具有第一端開口，所述第二進氣口與閥腔相通 的內進氣道在閥腔的另一端具有第二端開口，第一端開口和第二端開口相對設 置于閥腔的兩端，閥腔中由第一端開口向第二端開口延伸的直線方向相對滑動 裝配有第一活塞和第二活塞，第一活塞和第二活塞的相對端之間頂裝有彈簧， 第一活塞、第二活塞的外端面設有分別與第一端開口、第二端開口密封配合的 密封結構，所述彈簧將其兩側的活塞及各活塞的端密封圈頂壓密封在閥腔中對 應的端開口上。
所述充氣單向閥包括充氣嘴，充氣嘴通過螺紋裝配于與儲氣瓶內腔相通、 外口設于儲氣瓶外表面的充氣氣道中，充氣嘴的外圓上箍裝有密封圈與充氣氣 道密封配合，充氣嘴的外端設有露于儲氣瓶外部的螺帽，充氣嘴中設有貫通其 內外端的氣道，所述充氣氣道中設有環形臺階，環形臺階的內孔上活動裝配有 用于從環形臺階內口處封閉充氣氣道的密封錐，密封錐具有用于和孔硬密封配 合的錐形頭部，密封錐的尾部與環形臺階之間頂裝有彈簧，所述充氣嘴的內端 頂壓配合在密封錐的尾端。
所述三通閥的閥腔中固定設有兩端分別與第一、第二端開口相對的套管， 所述第一活塞和第二活塞與套管內壁滑動配合。
所述第一活塞、第二活塞外端面上的密封結構為套裝的密封圈。
所述主閥體上設有氣壓監控裝置，該氣壓監控裝置的探測端與進氣腔相連通。
所述主閥體上設有充氣組件，該充氣組件與進氣腔之間單向導通。 所述闊芯安裝腔的尾端密封設有一個彈簧座，所述閥芯的中部設有環臺，所述彈簧座與環臺之間壓設有彈簧。
所述閥芯安裝腔內，進氣腔與先導控制氣腔之間設有凸臺，所述閥芯通過 環臺的前端面與凸臺止推配合。
上述方案的紅外探測器用制冷系統，其儲氣瓶具有兩個相互獨立的儲氣
腔，兩儲氣腔內分別儲存不同的制冷氣體， 一般一個儲氣腔儲存壓力為50MPa 氬氣，另一儲氣腔儲存壓力為50MPa氮氣。該系統使用時分為分為I級供氣 預制冷和II級供氣深度蓄冷兩個階段，當系統進入"I級供氣預制冷"控制時 序時，第一電爆開啟閥動作，第一儲氣腔內壓力為50MPa高純氬氣通過毛細
管進入三通闊(在三通閥內部i級氣源與n級氣源的輸出壓力經比較后，壓力
高的一路打開輸出，壓力低的一路關閉)輸出到達氣路系統，再經流向控制后 輸入至探測器，對其進行預致冷。當"I級供氣預制冷"工作結束后，系統進
入"n級供氣預制冷"控制時序，第二電爆開啟閥動作，第二儲氣腔內壓力為
50MPa高純氮氣經減壓閥減壓至9MPa，然后通過毛細管進入三通閥(在三通 閥內部I級氣源與II級氣源的輸出壓力經比較后，壓力高的一路打開輸出，壓 力低的一路關閉)輸出到達氣路系統，再經流向控制后輸入至探測器，對其進 行深度蓄冷。此系統經過兩級制冷，制冷效果好，制冷時間長，適應了高精度 紅外探測器的使用要求。
圖l是本發明的氣路系統圖2是發明的結構示意圖3是三通閥的結構示意圖4是圖2的局部放大視圖5是電爆開啟閥的結構示意圖； 圖6是圖5的A-A視圖。
具體實施例方式
圖1 6所示本發明的紅外探測器用制冷系統，包括一個儲氣瓶6，儲氣瓶 內具有兩個相互獨立的第一儲氣腔2和第二出氣腔12，第一儲氣腔2和第二儲氣腔12內分別設有進氣口和出氣口，兩個儲氣腔的進氣口處分別密封固定安裝有充氣單向閥l、 11，第一儲氣腔2的出氣口處固定安裝有一個與控制第一儲氣腔2內氣體外排的第一電爆開啟閥3，第二儲氣腔12的出氣口處固定安裝有一個與控制第二儲氣腔12內氣體外排的第二電爆開啟閥3，第二電爆開啟閥3上連通有一個減壓闊14，減壓閥14的出氣口和第一電爆開啟閥3的出氣口分別與同一三通閥5的不同進氣口相連通，三通閥5的排氣口 57用于為紅外探測器輸送制冷氣體。
三通閥5的結構如圖3所示，包括內設閥腔58的閥體51，閥體51上設有與閥腔通過氣道相通的第一進氣口 55、第二進氣口 56及排氣口 57，所述第一進氣口 55與閥腔58相通的外進氣道59在閥腔58中具有第一端開口 60，所述第二進氣口 56與閥腔58相通的內進氣道69在閥腔58中具有第二端開口 61，第一端開口 60和第二端開口 61的中心相對設置于經過閥腔58截面中心的同一條直線上，閥腔58中固定設有兩端分別與第一、第二端開口60、 61相對的套管62，套管62中沿第一端開口 60和第二端開口 61的中心連線的方向相對滑動裝配有第一活塞52和第二活塞53，第一活塞52和第二活塞53的相對內端之間頂裝有彈簧63，第一活塞52、第二活塞53的外端面上分別設有與第一端開口、第二端開口對密封配合的第一、第二端密封圈64、 65，所述彈簧63將其兩側的活塞及各活塞的端密封圈頂壓密封在閥腔58中對應的端開口上。
儲氣瓶6上的充氣單向閥的結構如圖4所示，包括充氣嘴21，充氣嘴21通過螺紋裝配于與儲氣瓶6內腔相通、外口設于儲氣瓶6外表面的充氣氣道15中，充氣嘴21的外圓上箍裝有密封圈22與充氣氣道密封配合，充氣嘴21的外端設有露于儲氣瓶6外部的螺帽，充氣嘴21中設有貫通其內外端的氣道，所述充氣氣道15中設有環形臺階16，環形臺階16的內孔上活動裝配有用于從環形臺階16內口處封閉充氣氣道15的密封錐23，密封錐23具有用于和孔硬密封配合的錐形頭部，密封錐23的尾部設有環形擋沿與環形臺階16之間頂裝有彈簧24，所述充氣嘴21的內端頂壓配合在密封錐23的尾部端面上。在充氣時，擰松充氣嘴21，密封錐23彈起解除對充氣氣道15內環形臺階16中心孔的密封，使高壓氣體可充入氣瓶中，充氣完成后，擰緊充氣嘴21，使密封錐
23端頭被頂壓在內環形臺階16中心孔中而形成硬密封。
電爆開啟閥的結構如圖5、圖6所示，包括主閥體31，主閥體31內設有閥芯安裝腔，閥芯安裝腔內插裝有一個柱狀的閥芯32，閥芯32的周向上安裝有兩道O型圈，閥芯32通過0型圈與閥芯安裝腔密封配合，在閥芯安裝腔的末端螺接有一個彈簧座35，閥芯32的中部設有一個環臺，彈簧座35與環臺之間壓設有彈簧34，閥芯安裝腔與環臺相對應的位置處設有一凸臺，閥芯通過環臺與凸臺的配合止推安裝于閥芯安裝腔內，并且閥芯32將閥芯安裝腔分隔為上方的排氣腔39、中間的進氣腔和下方的先導控制氣腔43，另外，閥芯32上設有微孔，微孔連通進氣腔和先導控制氣腔43。主閥體31上相對于進氣腔位置處設有用于與儲氣容器相連相接的連接口 40，同時主閥體31上相對于進氣腔位置處還設有用于為儲氣容器充氣的充氣組件41。主闊體31的下部設有阻尼孔45，阻尼孔45與先導控制氣腔43相連通，阻尼孔45背離先導控制氣腔43的一端插裝有一個出氣嘴38，出氣嘴38內的孔是一盲孔，在盲孔的盲端的外側設有一個V型的環槽，設此V型的環槽是方便在閥門工作時，出氣嘴38的盲端可以較可靠的被撞掉。還有，主閥體31上位于阻尼孔45處安裝有一個電爆閥36，電爆閥36的撞頭37靠近出氣嘴38上的V型環槽處，電爆閥36的尾部設有電連接部件42。另外，在主閥體31上安裝有氣壓監控裝置33，氣壓監控裝置33的探測端與進氣腔相連通，這樣氣壓監控裝置33可以實時檢測氣體壓力，并且當氣體壓力高于設計值時其可進行過載卸壓保護，這樣有效地增加了該閥的安全性。
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權利要求
1.一種紅外探測器用制冷系統，包括儲氣瓶和用于控制儲氣瓶內氣體外排的閥門，其特征在于所述儲氣瓶內具有兩相互獨立的第一儲氣腔和第二儲氣腔，所述第一儲氣腔和第二儲氣腔均設有進氣口和出氣口，所述兩進氣口處均密封設有充氣單向閥，所述兩出氣口處均設有控制該儲氣瓶內氣體外排的閥門；所述閥門為電爆開啟閥，所述電爆開啟閥包括第一電爆開啟閥和第二電爆開啟閥，第一電爆開啟閥與第一儲氣腔連通，第二電爆開啟閥與第二儲氣腔連通，第二電爆開啟閥的出氣口連通有減壓閥，減壓閥的出氣口和第一電爆開啟閥的出氣口均與同一氣路切換閥的不同進氣口相連通。
2. 根據權利要求1所述的紅外探測器用制冷系統，其特征在于所述 電起爆開啟閥包括主閥體，主閥體內設有閥芯安裝腔和與閥芯安裝腔連通的阻 尼孔，閥芯安裝腔內設有閥芯，所述主閥體上位于阻尼孔處設有電爆閥，所述 閥芯密封止推安裝于閥芯安裝腔內，閥芯將閥芯安裝腔分隔為排氣腔、進氣腔 和先導控制氣腔；所述閥芯內設有連通進氣腔和先導控制氣腔的微孔；所述阻 尼孔與先導控制氣腔相導通，所述阻尼孔靠近電爆閥的一端密封設有一端為盲 端的出氣嘴，出氣嘴的盲端位于電爆閥的撞頭的撞擊范圍內。
3. 根據權利要求1或2所述的紅外探測器用制冷系統，其特征在于所述氣路切換閥為三通閥，該三通閥包括內設閥腔的閥體，閥體上設有與閥腔 通過氣道相通的第一進氣口、第二進氣口及排氣口，所述第一進氣口與閥腔相 通的外進氣道在閥腔的一端具有第一端開口，所述第二進氣口與閥腔相通的內 進氣道在閥腔的另一端具有第二端開口，第一端開口和第二端開口相對設置于 閥腔的兩端，閥腔中由第一端開口向第二端開口延伸的直線方向相對滑動裝配 有第一活塞和第二活塞，第一活塞和第二活塞的相對端之間頂裝有彈簧，第一 活塞、第二活塞的外端面設有分別與第一端開口、第二端開口密封配合的密封 結構，所述彈簧將其兩側的活塞及各活塞的端密封圈頂壓密封在閥腔中對應的端開口上。
4. 根據權利要求3所述的紅外探測器用制冷系統，其特征在于所述 充氣單向闊包括充氣嘴，充氣嘴通過螺紋裝配于與儲氣瓶內腔相通、外口設于 儲氣瓶外表面的充氣氣道中，充氣嘴的外圓上箍裝有密封圈與充氣氣道密封配 合，充氣嘴的外端設有露于儲氣瓶外部的螺帽，充氣嘴中設有貫通其內外端的 氣道，所述充氣氣道中設有環形臺階，環形臺階的內孔上活動裝配有用于從環 形臺階內口處封閉充氣氣道的密封錐，密封錐具有用于和孔硬密封配合的錐形 頭部，密封錐的尾部與環形臺階之間頂裝有彈簧，所述充氣嘴的內端頂壓配合 在密封錐的尾端。
5. 根據權利要求4所述的紅外探測器用制冷系統，其特征在于所述 三通閥的閥腔中固定設有兩端分別與第一、第二端開口相對的套管，所述第一 活塞和第二活塞與套管內壁滑動配合。
6. 根據權利要求5所述的紅外探測器用制冷系統，其特征在于所述 第一活塞、第二活塞外端面上的密封結構為套裝的密封圈。
7. 根據權利要求2所述的紅外探測器用制冷系統，其特征在于所述 主閥體上設有氣壓監控裝置，該氣壓監控裝置的探測端與進氣腔相連通。
8. 根據權利要求7所述的紅外探測器用制冷系統，其特征在于所述 主閥體上設有充氣組件，該充氣組件與進氣腔之間單向導通。
9. 根據權利要求8所述的紅外探測器用制冷系統，其特征在于所述 閥芯安裝腔的尾端密封設有一個彈簧座，所述閥芯的中部設有環臺，所述彈簧 座與環臺之間壓設有彈簧。
10. 根據權利要求9所述的紅外探測器用制冷系統，其特征在于所述 閥芯安裝腔內，進氣腔與先導控制氣腔之間設有凸臺，所述閥芯通過環臺的前 端面與凸臺止推配合。
全文摘要
本發明涉及一種紅外探測器用制冷系統，包括儲氣瓶和用于控制儲氣瓶內氣體外排的閥門，所述儲氣瓶內具有兩相互獨立的第一儲氣腔和第二儲氣腔，所述第一儲氣腔和第二儲氣腔均設有進氣口和出氣口，所述兩進氣口處均密封設有充氣單向閥，所述兩出氣口處均設有控制該儲氣瓶內氣體外排的閥門；所述閥門為電爆開啟閥，所述電爆開啟閥包括第一電爆開啟閥和第二電爆開啟閥，第一電爆開啟閥與第一儲氣腔連通，第二電爆開啟閥與第二儲氣腔連通，第二電爆開啟閥的出氣口連通有減壓閥，減壓閥的出氣口和第一電爆開啟閥的出氣口均與同一氣路切換閥的不同進氣口相連通。該制冷系統采用雙極制冷，制冷時間長，制冷效果好，滿足了高精度紅外探測器的使用要求。
文檔編號F25B41/04GK101526290SQ20091006454
公開日2009年9月9日 申請日期2009年4月1日 優先權日2009年4月1日
發明者仝繼鋼, 猛 張, 陳青山, 雷曉峰 申請人:凱邁(洛陽)測控有限公司