本發(fā)明涉及一種飛行器熱控裝置，具體地，涉及一種空間高效熱傳輸微泵驅(qū)動(dòng)流體回路。

背景技術(shù)：

隨著未來空間任務(wù)的發(fā)展，針對(duì)越發(fā)惡劣復(fù)雜的空間應(yīng)用環(huán)境以及多功能多任務(wù)飛行器平臺(tái)的發(fā)展需求，熱控技術(shù)面臨著新的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。常規(guī)的以多層、涂層等被動(dòng)熱控技術(shù)為主，電加熱器等主動(dòng)熱控技術(shù)為輔的熱控設(shè)計(jì)理念已經(jīng)無法滿足日新月異的任務(wù)發(fā)展的需求。以主動(dòng)流體回路熱控技術(shù)為代表的新型熱控技術(shù)，由于其較大的熱量調(diào)節(jié)能力、較高的控溫精度、靈活的熱管理功能等優(yōu)點(diǎn)，在載人航天、空間站、深空探測、大功率通訊衛(wèi)星等多領(lǐng)域得到了廣泛論證和應(yīng)用。隨著深空探測器、傾斜軌道衛(wèi)星、SAR系列衛(wèi)星、大功率通訊衛(wèi)星等任務(wù)的發(fā)展，空間微泵驅(qū)動(dòng)流體回路熱控技術(shù)提供了靈活的在軌主動(dòng)熱控解決方案，具有廣泛的應(yīng)用前景。

通常衛(wèi)星采用預(yù)埋熱管實(shí)現(xiàn)儀器板等溫化設(shè)計(jì)和熱量的收集，主要依靠輻射傳熱方式來實(shí)現(xiàn)熱量的傳輸與排散，這種熱設(shè)計(jì)方式對(duì)軌道外熱流和內(nèi)功耗的變化適應(yīng)性差，傳熱效率低而且不易解決大功耗單機(jī)的散熱問題；電加熱器等主動(dòng)熱控技術(shù)只能對(duì)低溫區(qū)域進(jìn)行溫度補(bǔ)償，無法進(jìn)行熱量傳輸排散；多層、涂層等被動(dòng)熱控技術(shù)同樣對(duì)軌道外熱流和內(nèi)功耗的變化適應(yīng)性差，無法適應(yīng)深空探測器、傾斜軌道衛(wèi)星、SAR系列衛(wèi)星、大功率通訊衛(wèi)星等任務(wù)的發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種空間高效熱傳輸微泵驅(qū)動(dòng)流體回路，具有較大的熱量調(diào)節(jié)能力、較高的控溫精度、靈活的熱管理功能。

為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種空間高效熱傳輸微泵驅(qū)動(dòng)流體回路，包括集成安裝板、一微泵控制器、兩微泵、第一熱枕、第二熱枕、一儲(chǔ)液器、兩單向閥、不銹鋼管及配套的三通、充氣閥和充液閥；集成安裝板、一微泵控制器、兩微泵、第一熱枕、第二熱枕、一儲(chǔ)液器、兩單向閥、不銹鋼管及配套的三通焊接集成，集成后漏率測試結(jié)果優(yōu)于10^-6Pa·m3/s；兩微泵和兩單向閥為獨(dú)立并聯(lián)兩路，互為備份；兩微泵分別通過不銹鋼管及配套的三通與第一熱枕、第二熱枕、兩單項(xiàng)閥、儲(chǔ)液器相連，兩單向閥分別安裝在兩微泵與第一熱枕、充液閥之間；儲(chǔ)液器一端通過不銹鋼管與充氣閥相連，充氣閥和充液閥分別通過卡套與不銹鋼管相連，微泵控制器與兩微泵相連，回路工質(zhì)在微泵的驅(qū)動(dòng)下，實(shí)現(xiàn)熱沉之間熱量的快速傳遞，微泵控制器通過控制微泵的啟停和轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)熱開關(guān)及熱量傳輸?shù)目刂啤?/p>

優(yōu)選地，所述集成安裝板為10mm厚的鋁蒙皮蜂窩板。

優(yōu)選地，所述回路工質(zhì)為去離子水。

優(yōu)選地，所述不銹鋼管為壁厚1mm的φ6mm不銹鋼管。

優(yōu)選地，所述微泵為離心式微泵，體積流量為1.3L/min，揚(yáng)程7.7m，重量為130g，功率為10.3W。

優(yōu)選地，所述第一熱枕、第二熱枕的側(cè)邊分別設(shè)有進(jìn)出口管路，第一熱枕、第二熱枕的尺寸均為110mm×110mm×8mm；第一熱枕、第二熱枕的通道構(gòu)型設(shè)計(jì)為4mm×4mm的矩形槽道；第一熱枕、第二熱枕與集成安裝板通過玻璃鋼墊片隔熱安裝。

優(yōu)選地，所述儲(chǔ)液器為橡皮囊式結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述單向閥閥芯密封處采用錐形密封結(jié)構(gòu)；單向閥外廓尺寸為Φ28mm，閥芯密封副直徑為Φ20mm。

優(yōu)選地，所述微泵控制器采用一層板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以對(duì)流體回路系統(tǒng)中的微泵進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、微泵主備切換、溫度閾值修改等。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：本發(fā)明采用微泵驅(qū)動(dòng)工質(zhì)水實(shí)現(xiàn)熱沉之間熱量的快速傳遞，具有快速平衡溫差的功能，對(duì)軌道外熱流和內(nèi)功耗的變化適應(yīng)性強(qiáng)。水的比熱高，微泵驅(qū)動(dòng)工質(zhì)水能夠解決大功耗單機(jī)的散熱問題，傳熱效率相對(duì)熱管大大提高，具有更大的熱量調(diào)節(jié)能力。微泵控制器具有對(duì)流體回路系統(tǒng)中的微泵進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、微泵主備切換、溫度閾值修改等功能，能夠?qū)Ξa(chǎn)生的溫差快速反應(yīng)。通過微泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)功能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)溫度控制，通過溫度閾值修改，系統(tǒng)具備靈活的熱管理功能，能夠適應(yīng)深空探測器、傾斜軌道衛(wèi)星、SAR系列衛(wèi)星、大功率通訊衛(wèi)星等任務(wù)的發(fā)展。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：

圖1為本發(fā)明實(shí)施例空間高效熱傳輸微泵驅(qū)動(dòng)流體回路的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中微泵控制器的控制原理框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種空間高效熱傳輸微泵驅(qū)動(dòng)流體回路，包括集成安裝板、一微泵控制器8、兩微泵1、第一熱枕2、第二熱枕3、一儲(chǔ)液器5、兩單向閥4、壁厚1mm的φ6mm不銹鋼管及配套的三通、充氣閥7和充液閥6；集成安裝板、一微泵控制器8、兩微泵1、第一熱枕2、第二熱枕3、一儲(chǔ)液器5、兩單向閥4、不銹鋼管及配套的三通焊接集成，兩微泵1和兩單向閥4為獨(dú)立并聯(lián)兩路，互為備份，也可以根據(jù)實(shí)際空間任務(wù)需求單獨(dú)一路甚至并聯(lián)多路；兩微泵1分別通過不銹鋼管及配套的三通與第一熱枕2、第二熱枕3、兩單項(xiàng)閥4、儲(chǔ)液器5相連，兩單向閥4分別安裝在兩微泵1與第一熱枕2、充液閥6之間；儲(chǔ)液器5一端通過不銹鋼管與充氣閥7相連，充氣閥7和充液閥6分別通過卡套與不銹鋼管相連，微泵控制器與兩微泵相連，回路工質(zhì)在微泵的驅(qū)動(dòng)下，實(shí)現(xiàn)熱沉之間熱量的快速傳遞，微泵控制器通過控制微泵的啟停和轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)熱開關(guān)及熱量傳輸?shù)目刂啤?/p>

本發(fā)明首先將壁厚1mm的φ6mm不銹鋼管及配套的三通通過焊接方式與兩臺(tái)微泵、兩個(gè)熱沉、一個(gè)儲(chǔ)液器、兩個(gè)單向閥集成起來，充氣閥和充液閥與鋼管通過卡套連接，集成后系統(tǒng)漏率測試結(jié)果優(yōu)于10^-6Pa·m3/s。優(yōu)選地，不銹鋼管、配套的三通、充氣閥和充液閥采用swagelock公司的產(chǎn)品。

進(jìn)一步的，所述集成安裝板為10mm厚的鋁蒙皮蜂窩板，其儀器安裝面采用0.3mm厚的鋁蒙皮；然后兩個(gè)熱沉與蜂窩板通過玻璃鋼墊片隔熱安裝，其余零部件采用支座與蜂窩板安裝起來，這樣實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安裝板與系統(tǒng)盡可能隔熱，避免蜂窩板與系統(tǒng)相互干擾的問題，通過支座托舉零部件及管路，也能更好地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)整體平穩(wěn)，增強(qiáng)抗震動(dòng)能力；優(yōu)選地，所述支座的材料為2A12，其尺寸大小的確定依據(jù)零部件及管路自身尺寸及與蜂窩板的安裝距離。

所述回路工質(zhì)為去離子水；系統(tǒng)采用氣側(cè)與液側(cè)同時(shí)抽真空的方式進(jìn)行工質(zhì)充注；工質(zhì)充注前，保證系統(tǒng)抽真空的壓力在1Pa以下，這樣才能保證工質(zhì)(去離子水)充滿管路系統(tǒng)。充注完成后，儲(chǔ)液器氣側(cè)壓力保持在1.5bar，以便更穩(wěn)定地保持系統(tǒng)壓力穩(wěn)定，充氣閥和充液閥隨即完全封閉。

所述微泵為離心式微泵，體積流量為1.3L/min，揚(yáng)程7.7m，重量為130g，功率為10.3W。

所述第一熱枕、第二熱枕的側(cè)邊分別設(shè)有進(jìn)出口管路，第一熱枕、第二熱枕的尺寸均為110mm×110mm×8mm；第一熱枕2、第二熱枕3的通道構(gòu)型設(shè)計(jì)為4mm×4mm的矩形槽道；第一熱枕、第二熱枕與集成安裝板通過玻璃鋼墊片隔熱安裝；實(shí)際空間任務(wù)中，可根據(jù)外熱流狀況及熱耗集中區(qū)域面積的大小，合理設(shè)計(jì)第一熱枕、第二熱枕的尺寸，以便更好地進(jìn)行熱量收集與熱量輻射換熱。熱沉的通道構(gòu)型也可以進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)。

所述儲(chǔ)液器為橡皮囊式結(jié)構(gòu)。

所述單向閥閥芯密封處采用錐形密封結(jié)構(gòu)；單向閥外廓尺寸為Φ28mm，閥芯密封副直徑為Φ20mm。

所述微泵控制器采用一層板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以對(duì)流體回路系統(tǒng)中的微泵進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、微泵主備切換、溫度閾值修改等

參照?qǐng)D1，整體系統(tǒng)布局近似平面，也可以根據(jù)實(shí)際需求，通過管路拉伸或者彎曲把系統(tǒng)布局成各種類型甚至立體結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明中，管路表面未處理，實(shí)際空間任務(wù)中，根據(jù)外熱流情況及管路周邊單機(jī)情況，可對(duì)管路包多層或者噴涂熱控涂層(S781,ACR-1,黑漆等)，以便可以更好地適應(yīng)復(fù)雜外熱流或者減小對(duì)管路周邊單機(jī)造成的影響。

以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。