Устройство для охлаждения приемника излучения Советский патент 1980 года по МПК F25B9/00 

Изобретение относится к криогенной технике, а именно, к охлаждению радиоэлектронных устройств, например приемников излучения, используемых на борту космических аппаратов. Известны устройства для о.члаждения приемников излучения с запасом твердого .хладагента, в которых отвержденный газ находится в теплоизолированном контейнере, имеющем окна для отвода паров 1. Внутри отвержденного газа размещена развитая теплообменная поверхность из теплопроводного материала. Хладопроводом между приемником и указанной поверхностью служит медный стержень. Недостатком сублимационной системы охлаждения является ограниченное время работы, определяющееся количеством запасенного хладагента. Этот недостаток устранен в радиационном устройстве для охлаждения приемника излучения, содержащем радиатор, соединенный с последним посредством .хладопровода 2. Радиатор устройства представляет собой пластину с высокой излучательной способностью, рассеивающую тепло в космос. Недостатком такого устройства является значительный (2-4 суток) промежуток времени вьгхода радиагира на раоочии температурный режим после его нагрева при взлете. Все это время прие.шик находится в нерабочем состоянии н инеЬормация от него не поступает. Цель изобретения - сокращение времени выхода приемника на pa6o4itii режим. Поставленная цель достигается тем. что устройство дополнительно содер/кит сублимационн Ю систему охлаж.юния, по.чк..юченную к приемнику с помощью индивидуального хладопровода, причем хладонроводы ,1нены с возможностью взаимного переключения. Хладопровод между радиатором и приемником выполнен в виде подвижного нрп§: жимного кольца, сваривающегося с ними при работе в вакууме, а хладонровод между сублимационной системой охлаждения и приемником - в виде тепловой трубы. На фпг. 1 изображена схема устройства; на фнг. 2 конкретное выполнение узлов этого устройства. Устройство для охлаждения приемника 1 излучения содержит радиатор 2, coe.iiineHный с приемником 1 посредством хладопровода 3, и с блимационн ю С1:оте 1 4 охлаждения, подключенную к приемнику 1 излучения с помощью индивидуального хладопровода 5. Хладопроводы 3,, и 5 выполнены с возможностью взаимного переключения. Сублимационная система 4 охлаждения заполнена отвержденным газом 6, защищенным экранно-вакуумной изоляцией7. Хладопровод 5 от нее к приемнику 1 выполнен в виде тепловой трубы. Хладопровод 3 между радиатором 2 и приемником выполнен в виде подвижного прижимного кольца. Устройство также содержит крепежный фланец 8, гибкий щланг 9, автоматический клапан 10, несущее кольцо 11, сильфоны 12, 13 и 14 и тяги 15. Приемник 1 излучения расположен на теплопроводной пластине 16.

Сильфоны 12 и 13 образуют рабочую полость 17, которая заполняется рабочим веществом для тепловой трубы, и вспомогательную полость 18. Полости 17 и 18 разделены перегородкой 19, в которой размещен клапан 20. Подвижный торец сильфонов 12 и 13 соединен с прижимным кольцом тягами 15.

Работа устройства осуществляется в три этапа.

1.Наземное хранение. Сублимационная система вы.ставляется с

помощью фланца 8 относительно радиатора 2.

Сильфоны 12 и 13 растянуты относительно начального недеформированного состояния под давлением рабочего вещества в их полостях 17 и 18, в результате чего кольцо хладопровода 3 не имеет контакта с радиатором 2. Полость тепловой трубы откачана до высокого вакуума так, чтобы максимально снизить теплоприток к отвержденному газу 6. Пары отвержденного газа могут дренироваться через сильфон 14, либо газ может храниться переохлажденным без дренажа.

2.С момента старта до выхода радиатора на рабочую температуру.

После старта в результате подъема разность давлений внутри и снаружи сильфонных полостей 17 и 18 увеличивается, сильфоны 12 и 13 растягиваются и клапан 20 открывается. Рабочее вещество заполняет тепловую трубу. С этого момента охлаждение приемника осуществляется с помощью сублимационной системы 4.

3.Основной рабочий режим.

В момент выхода радиатора 2 на рабочую температуру открывается автоматический клапан 10, через который осуществляется откачка рабочего вещества в вакуум. Тем самым разрывается тепловая связь между приемником 1 излучения и отвержденным газом 6 (расход которого к этому времени исчерпывается). Давление в сильфонах 12 и 13 падает и они, в силу своей начальной жесткости, сжимаются. Благодаря этому кольцо хладопровода 3 плотно прижимается к посадочному месту на радиаторе 2 и замыкает его с приемником 1

через теплопроводную пластину 16. Вследствие хорощей обработки соприкасающихся поверхностей, в космических условиях происходит сварка в вакууме. Начиная с этого момента, теплосъем с приемника 1 будет

производиться радиатором 2.

Использование данного устройства позволит значительно сократить время выхода приемника излучения на рабочий режим, в результате чего приемник излучения будет вырабатывать информацию, начиная, практически, с момента старта.

Формула изобретения

1. Устройство для охлаждения приемника излучения, содержащее радиатор, соединенный с последним посредством хладопровода, отличающееся тем, что, с целью сокращения времени выхода приемника на рабочий режим, оно дополнительно содержит сублимационную систему охлаждения, подключенную к приемнику с помощью индивидуального хладопровода, причем хладопроводы выполнены с возможностью взаимного переключения.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что Хладопровод между радиатором и приемником выполнен в виде подвижного прижимного кольца, сваривающегося с ними при работе в вакууме.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что Хладопровод между сублимационной системой охлаждения и приемником выполнен в виде тепловой трубы.

Источники информации, принятые Ъо внимание при экспертизе 1. Сагеп R. Р Solid Cryogenic for Coling Space BornDevices, «Cfyogenic TechnologY,

V. 4, 1968, p. 16.

2. Хадсон P. Инфракрасные системы. М., «Мир, 1972,. с. 306.