一种基于超临界流体的动力与冷却系统及方法与流程

1.本发明涉及一种基于超临界流体的动力与冷却系统，具体地说，是一种基于超临界二氧化碳的、适用于高架机动雷达的动力与冷却系统。


背景技术：

2.高架机动雷达因具有机动性强，低空性能良好等优点而飞速发展，但不断增大热功耗和前端质量已经成为制约高架机动雷达进一步发展的关键因素。现阶段，高架机动雷达工作时通过液压升降系统将前端架设至一定高度，通过风冷或液冷冷却前端；但风冷已经无法满足不断增大的热功耗，而液冷系统结构复杂，不利于雷达机动性能的提高。
3.现阶段，公开发明专利已经分别对液冷系统和液压升降系统展开了十分充分的研究，但受工作介质限制，缺少一种既能负载又能冷却的循环系统。而超临界二氧化碳具有良好的流动和传热特性，密度接近液体，可以考虑使用超临界二氧化碳作为工作介质，同时实现负载和冷却功能，不仅增强了冷却能力，还能够简化系统，提高机动性能。


技术实现要素：

4.要解决的技术问题
5.针对高架机动雷达液压升降系统和液冷系统结构复杂的缺陷，提供一种基于超临界二氧化碳的动力与冷却系统，该系统同时具备液压升降系统和液冷系统的功能，在确保冷却能力和负载能力不减弱的同时，提升了高架机动雷达的机动性能。
6.技术方案
7.一种基于超临界流体的动力与冷却系统，其特征在于包括超临界流体源、增压泵、模块控制阀、换向阀、双作用液压缸和雷达前端，其中超临界流体源的出口与增压泵入口相连；增压泵的出口与模块控制阀的入口相连；模块控制阀有两个出口，分别与换向阀入口和雷达前端入口相连；换向阀出口与双作用液压缸入口相连，双作用液压缸出口通过换向阀和超临界二氧化碳源入口相连；雷达前端出口同样和超临界流体源入口相连。
8.所述的超临界流体源为超临界二氧化碳源。
9.还包括电机，电机给增压泵提供动力。
10.一种基于超临界流体的动力与冷却系统实现的动力与冷却方法，其特征在于包括动力模式和冷却模式：
11.所述的动力模式：模块控制阀中pa接通而pb不通，电机驱动增压泵转动，将超临界二氧化碳供至换向阀，当换向阀中pa相连而bt相连时，超临界二氧化碳推动双作用液压缸伸出，超临界二氧化碳从双作用液压缸的b端口流至换向阀4的t端口随后回到超临界二氧化碳源1完成循环，雷达前端被架设；当换向阀中pb相连而at相连时，超临界二氧化碳推动双作用液压缸收回，超临界二氧化碳从双作用液压缸的a端口流至换向阀的t端口随后回到超临界二氧化碳源完成循环，雷达前端被撤收；
12.所述的冷却模式：模块控制阀中pb接通而pa不通，电机驱动增压泵转动，将超临界
二氧化碳供至雷达前端，超临界二氧化碳冷却雷达前端后回到超临界二氧化碳源，在超临界二氧化碳源内通过自然散热的方式对超临界二氧化碳降温从而完成整个循环。
13.有益效果
14.本发明提出的一种基于超临界流体的动力与冷却系统，在动力模式工作时，模块控制阀与换向阀相连通，超临界二氧化碳进入双作用液压缸推动双作用液压缸伸出或收缩，实现雷达前端架设或撤收。在冷却模式工作时，模块控制阀与雷达前端相连通，超临界二氧化碳进入雷达前端实现冷却。具有以下特点：
15.(1)通过超临界二氧化碳作为介质即能确保负载能力满足要求，还提升了系统的冷却能力。
16.(2)该系统通过超临界二氧化碳作为介质，将液压升降系统和液冷系统整合，结构简单，提升了高架机动雷达的机动性能。
附图说明
17.附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
18.图1为本发明所述一种基于超临界二氧化碳的动力与冷却系统原理示意图。
19.图中：1-超临界二氧化碳源；2-增压泵；3-电机；4-模块控制阀；5-换向阀；6-双作用液压缸；7-雷达前端。
具体实施方式
20.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
21.一种基于超临界二氧化碳的动力与冷却系统。该系统由超临界二氧化碳源、增压泵、模块控制阀、换向阀、双作用液压缸和雷达前端组成。该系统具有动力模式和冷却模式两种工作模式，可以实现负载和冷却的功能。
22.所述的基于超临界二氧化碳的动力与冷却系统由依次紧密相连的超临界二氧化碳源、增压泵、模块控制阀、换向阀、双作用液压缸和雷达前端组成，系统中各个部件之间流动的工质为超临界二氧化碳。其中超临界二氧化碳源的出口与增压泵入口相连；增压泵的出口与模块控制阀的入口相连；模块控制阀有两个出口，分别与换向阀入口和雷达前端入口相连；换向阀出口与双作用液压缸入口相连，双作用液压缸出口通过换向阀和超临界二氧化碳源入口相连；雷达前端出口同样和超临界二氧化碳源入口相连。
23.所述的模块控制阀决定了系统的工作模式，当系统处于动力模式工作时，模块控制阀与换向阀相连的通路被接通；而当系统处于冷却模式工作时，模块控制阀与雷达前端相连的通路被接通。
24.所述的双作用液压缸将雷达前端架设至一定高度，工作结束后将雷达前端撤收。
25.所述的雷达前端是系统的热源，其工作时会产生大量热量，本发明通过超临界二氧化碳对其进行冷却。
26.所述的超临界二氧化碳处于气液不分的相态，其具有良好的流动和传热特性，密度接近液体，因此即可作为传动介质，也可以作为传热介质在系统中应用。
27.为了使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
28.实施例1：
29.本实例是一种基于超临界二氧化碳的动力与冷却系统，该系统包括了超临界二氧化碳源1、增压泵2、电机7、模块控制阀3、换向阀4、双作用液压缸5和雷达前端6。
30.本实施例在运行时存在动力模式和冷却模式两种工作模式，下面对两种工作模式分别进行介绍。
31.动力模式：如图1所示，模块控制阀3中pa接通而pb不通，电机7驱动增压泵2转动，将超临界二氧化碳供至换向阀4，当换向阀4中pa相连而bt相连时，超临界二氧化碳推动双作用液压缸5伸出，超临界二氧化碳从双作用液压缸5的b端口流至换向阀4的t端口随后回到超临界二氧化碳源1完成循环，雷达前端6被架设。当换向阀4中pb相连而at相连时，超临界二氧化碳推动双作用液压缸5收回，超临界二氧化碳从双作用液压缸5的a端口流至换向阀5的t端口随后回到超临界二氧化碳源1完成循环，雷达前端6被撤收。
32.冷却模式：如图1所示，模块控制阀3中pb接通而pa不通，电机7驱动增压泵2转动，将超临界二氧化碳供至雷达前端6，超临界二氧化碳冷却雷达前端6后回到超临界二氧化碳源1，在超临界二氧化碳源1内通过自然散热的方式对超临界二氧化碳降温从而完成整个循环。
33.本发明使用超临界二氧化碳作为工作介质，同时实现负载和冷却功能，不仅增强了冷却能力，还能够简化系统，提高了高架机动雷达机动性能。
34.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。