一种冷热气喷射装置的制作方法

[0001]
本申请涉及高低温冲击测试设备的领域，尤其是涉及一种冷热气喷射装置。


背景技术：

[0002]
冷热气喷射装置是一种可以喷射处高低温气流的试验设备，气流的温度范围是+200～-80℃，流量范围是100～500l/min，+125～-55℃高低温转换时间20秒以内，温度稳定时间在15秒以内，广泛应用于电子行业的电子零部件的高低温冲击测试。其工作原理是将高压干燥的气体依次经过冷源、热源，从出口喷射出去。
[0003]
其中，冷源有蒸汽压缩式制冷机的蒸发器、液氮。最常用的是双级复叠制冷机，其制冷压缩机一般为定频全封闭压缩机。热源一般采用工业加热器。运行时，制冷机全功率运行。控制方式是通过plc控制热源的加热功率，实现出口气体的温度控制。目前在某些应用场合往往需要更低的最低温度、更大的额定流量和在同样时间内更大的温度转换范围。
[0004]
针对上述中的相关技术，发明人认为目前虽然可以通过增加压缩机功率来解决更低的最低温度、更大的额定流量和更大的温度转换范围，但是，会带来功耗增加，成本增大，体积增大的缺点。


技术实现要素：

[0005]
为了改善在保证更低的最低温度、更大的额定流量和更大的温度转换范围的前提下，导致的功耗增加，成本增大，体积增大的问题，本申请提供一种冷热气喷射装置。
[0006]
本申请提供的一种冷热气喷射装置采用如下的技术方案：一种冷热气喷射装置，包括蒸发器组件，蒸发器组件包括单元蒸发器，单元蒸发器包括内管和套设在内管外侧的外管，内管内的制冷剂流入的一端为进入端，在外管一端设有进气口，另一端设有出气口，所述的蒸发器组件包括至少两个单元蒸发器，各个单元蒸发器的内管依次连接，前一个单元蒸发器的出气口与后一个单元蒸发器的进气口连接；相邻两个单元蒸发器内设置有节流组件，节流组件连接两个单元蒸发器的内管，节流组件的流道面积小于前一个单元蒸发器的内管的流道面积。
[0007]
通过采用上述技术方案，在低温状态下,传热制冷剂都处于低温,把它们加工到低温状态时，所需要消耗的制冷用机械能较多，并且温度越低，所需要消耗的机械能会越高；因此,低温传热要求传热温差尽可能小。当前一个单元蒸发器内的制冷剂在流过节流组件时，制冷剂流速将增大，而制冷剂压强会减小，并在进入到后一个单元蒸发器内后流速保持恒定。压强减少的制冷剂的沸点也会降低，在制冷剂气化的过程中，会吸收热量，使后一个单元蒸发器内的温度低于前一个单元蒸发器内的温度。因此可以使依次设置的单元蒸发器内的压力和温度也依次降低。当气体逐渐通过各个单元蒸发器时，气体与该气体所通过的单元蒸发器的温差能够保持在一个较小的范围，有效的减少了蒸发器的低温制冷量被浪费的量，从而能够在保证更低的最低温度、更大的额定流量和更大的温度转换范围的前提下，降低功耗增加的量，降低成本。并且有效的改善了机体体积增大的问题。
[0008]
可选的，所述的节流组件包括连接相邻两个单元蒸发器的内管的节流器。
[0009]
通过采用上述技术方案，节流器可以简单的将相邻两个单元蒸发器的内管连接起来，安装方便。
[0010]
可选的，所述的节流器为电子膨胀阀或毛细管。
[0011]
通过采用上述技术方案，选用毛细管作为节流器，能够起到节流效果。选用电子膨胀阀作为节流器，一样能够起到节流效果，并且电子膨胀阀易于调节。
[0012]
可选的，所述的外管上的进气口均位于远离进入端的一侧。
[0013]
通过采用上述技术方案，当外管内通入气体时，气体先与已经通过大半部分内管的制冷剂接触，此时气体能够初步进行冷却，当气体流动到外管的另一端时，冷却下来的气体与刚进入内管的制冷剂接触，依然能够对气体进行良好的冷却，冷却效果更好。
[0014]
可选的，所述的节流器为一段节流管道，节流管道与后一个单元蒸发器的内管固定连接且形状相等。
[0015]
通过采用上述技术方案，在生产节流器和蒸发器的内管时，可以直接将多根直径不同的长度较长的管道连接在一起，每一段的管道的横截面积依次减少，形成多个节流器的内管。在相邻两个单元蒸发器中，后一个单元蒸发器的内管分为两段，靠近前一个单元蒸发器的一段内管起节流作用，并且制冷剂在经过该段内管后，远离前一个单元蒸发器的一段内管内的制冷剂压力相等。在注入制冷剂时，控制制冷剂的压力，使内管内的制冷剂均保持汽液两相的状态，即单个单元蒸发器的内管内的制冷剂除蒸发器入口段起节流作用的部分外，其余部分的制冷剂温度保持不变。从而达到良好的降温效果。其加工时也更为简单容易，省去了单独安装电子膨胀阀或毛细管的过程。
[0016]
可选的，所述的外管上的进气口均位于靠近进入端的一侧。
[0017]
通过采用上述技术方案，因为内管中起节流部分之外处的制冷剂温度均相等，因此将进气口均设置在靠近进入端的一侧，其结构简单，易于连接，并且效果与设置在远离进入端的一侧相同。
[0018]
可选的，各个所述的单元蒸发器中的外管直径相等，节流器设置在单元蒸发器的外管内侧。
[0019]
通过采用上述技术方案，单元蒸发器中的外管直径相等，因此可以直接用一根长管来制作外管，使所有内管均可穿设在外管内，其结构更为简单，便于进行组装。
[0020]
可选的，还包括预处理组件，所述的预处理组件包括回热管，回热管的一端设有进口，另一端设置有出口，蒸发器组件中与进入端相邻的进气口处连接有进气管，进气管穿设过回热管，蒸发器组件的外管侧壁上连接有出气管，出气管与回热管的进口连接。
[0021]
通过采用上述技术方案，当空气进入到外管并进行冷却后，部分空气从出气管引出，并通入回热管内，可以对穿设在回热管内的进气管进行换热，使进入单元蒸发器内的气体与制冷剂之间的温差更小，进一步提高了换热效率。
[0022]
可选的，所述的出气管上安装有用于控制出气管空气流动速度的流量调节组件。
[0023]
通过采用上述技术方案，通过流量调节组件可以方便的控制通过回热管内的空气的量，从而能够使大部分的空气可以正常通过外管，而小部分空气被用于作为初步冷却的制冷剂。
[0024]
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.有效的减少了蒸发器的低温制冷量被浪费的量，从而能够在保证更低的最低温度、更大的额定流量和更大的温度转换范围的前提下，降低功耗增加的量，降低成本；2.其结构简单，加工和组装时更为容易。
附图说明
[0025]
图1是相关技术的结构示意图。
[0026]
图2是本申请实施例一的结构示意图。
[0027]
图3是本申请实施例二的结构示意图。
[0028]
图4是本申请实施例三的结构示意图。
[0029]
图5是本申请实施例四的结构示意图。
[0030]
图6是本申请实施例五的结构示意图。
[0031]
附图标记说明：1、蒸发器组件；11、单元蒸发器；111、内管；112、外管；113、进入端；114、进气口；115、出气口；2、节流组件；21、电子膨胀阀；22、毛细管；3、预处理组件；31、回热管；32、进口；33、出口；34、出气管；35、进气管；4、流量调节组件；41、流量调节阀；42、气体流量传感器。
具体实施方式
[0032]
以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。
[0033]
参照图1，相关技术中的冷热气喷射装置包括蒸发器组件1，蒸发器组件1包括一个单元蒸发器11，单元蒸发器11包括内管111和套设在内管111外侧的外管112。内管111内的制冷剂流入的一端为进入端113，外管112与进入端113相邻的一端设有出气口115，另一端设有进气口114。
[0034]
本申请实施例公开一种冷热气喷射装置。
[0035]
实施例1参照图2，冷热气喷射装置包括蒸发器组件1和节流组件2。蒸发器组件1包括三个单元蒸发器11，节流组件2包括作为节流器的两个电子膨胀阀21，单元蒸发器11和电子膨胀阀21依次间隔设置，电子膨胀阀21的两端均与单元蒸发器11的内管111连通。电子膨胀阀21的内径小于单元蒸发器11的内管111内径。前一个单元蒸发器11中的外管112的出气口115与后一个单元蒸发器11中的外管112的进气口114连接。
[0036]
实施例1的实施原理为：相邻的两个单元蒸发器11中，当前一个单元蒸发器11内的制冷剂在流过电子膨胀阀21时，制冷剂流速将增大，而制冷剂压强会减小，并在进入到后一个单元蒸发器11内后流速保持恒定。制冷剂压强减少的制冷剂的沸点也会降低，在制冷剂气化的过程中，会吸收热量，使后一个单元蒸发器11内的温度低于前一个单元蒸发器11内的温度。因此可以使三个单元蒸发器11内的压力和温度也依次降低。例如使第一个单元蒸发器11内的温度为0℃，第二个单元蒸发器11内的温度为-40℃，第三个单元蒸发器11内的温度为-85℃。当气体逐渐通过各个单元蒸发器11时，气体与该气体所通过的单元蒸发器11的温差能够保持在一个较小的范围，有效的减少了蒸发器的低温制冷量被浪费的量，从而能够在保证更低的最低温度、更大的额定流量和更大的温度转换范围的前提下，降低功耗增加的量，降低成本。并且有效的改善了机体体积增大的问题。
[0037]
实施例2参照图3，冷热气喷射装置与实施例一的不同之处在于，节流组件2包括作为节流器的毛细管22，单元蒸发器11和毛细管22依次间隔设置，毛细管22的两端均与单元蒸发器11的内管111连通。毛细管22的流道面积小于前一个单元蒸发器11的内管111的流道面积。
[0038]
实施例2的实施原理为：毛细管22同样可以起到节流的作用，使第一个单元蒸发器11内的温度为0℃，第二个单元蒸发器11内的温度为-40℃，第三个单元蒸发器11内的温度为-85℃。气体在通过三个单元蒸发器后，温度会逐步降低。
[0039]
实施例3参照图4，冷热气喷射装置包括三个单元蒸发器11，三个单元蒸发器11的内管111依次连接。在三根内管111从冷热气喷射装置的进入端113到另一端中，每根内管111的横截面积依次减小。在相邻两根内管之间设置有作为节流器的节流管道，节流管道一体成型在后一个单元蒸发器11的内管111上，且节流管道与后一个单元蒸发器11的内管111形状相等。三个单元蒸发器11的外管112中，与进入端113相邻的一端设有进气口114，另一端设有出气口115，三个单元蒸发器11的外管112依次连接，且外管112的直径均相等，各根内管111均穿设在外管112内。
[0040]
实施例3的实施原理为：在制造该单元蒸发器11时，选用三根直径不同的长管道和一根直径大于长管道的特长管道。将三根长管道依照直径递减的顺序依次连接，且长管道固定安装在特长管道内，即长管道的两端均位于长管道内侧。在相邻两个单元蒸发器11中，后一个长管道分为两段，分别为靠近前一个长管道的前管和远离前一个长管道的后管，前管起节流作用，当制冷剂在经过前管后，制冷剂流速将增大，而制冷剂压强会减小，当进入后管内后，制冷剂流速保持恒定，且温度也保持恒定。在注入制冷剂时，控制制冷剂的压力，使后管内的制冷剂均保持汽液两相的状态。能够使第一个长管道内的温度为0℃，第二个长管道内的温度为-40℃，第三个长管道内的温度为-85℃，能够达到良好的降温效果。而因为内管111中起节流部分之外处的制冷剂温度均相等，因此将进气口114均设置在靠近进入端113的一侧，便于安装。
[0041]
实施例4参照图5，冷热气喷射装置包括三个单元蒸发器11，三个单元蒸发器11的内管111依次设置，且相邻两根内管111通过毛细管22连接。内管111内的制冷剂流入的一端为进入端113，毛细管22的流道面积小于前一个单元蒸发器11的内管111的流道面积。三个单元蒸发器11的外管112也依次连接，且外管112的直径均相等，各根内管111和毛细管22均穿设在外管112内。外管112与进入端113相邻的一端设有进气口114，另一端设有出气口115。
[0042]
实施例4的实施原理为：毛细管22起到节流的作用，使第一个单元蒸发器11内的温度为0℃，第二个单元蒸发器11内的温度为-40℃，第三个单元蒸发器11内的温度为-85℃。而三个单元蒸发器11的外管112为同一根管，结构更为简单。
[0043]
实施例5参照图6，冷热气喷射装置与实施例三的不同之处在于，还包括预处理组件3和流量调节组件4。预处理组件3包括回热管31，回热管31的一端设有进口32，另一端设置有出口33。在与进入端113相邻的单元蒸发器11的出气口115处连接有出气管34，出气管34的另一端与回热管31的进口32连接。在与进入端113相邻的单元蒸发器11的进气口114处固定连接有进
气管35，进气管35穿设过回热管31内。流量调节组件4包括流量调节阀41和气体流量传感器42，流量调节阀41和气体流量传感器42均安装在出气管34上，且气体流量传感器42安装在流量调节阀41靠近外管112的一侧。
[0044]
实施例5的实施原理为：通过调节流量调节阀41，从而能够将部分已经冷却的空气从出气管34引出，并通入回热管31内。可以对穿设在回热管31内的进气管35进行换热，例如使进入到单元蒸发器11进入端113的气体温度从原来的30℃降低至0℃左右。能够使进入端113处的单元蒸发器11内的气体与制冷剂之间的温差更小，进一步提高了换热效率。
[0045]
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。