[发明专利]极低温节流制冷机节流蒸发集成化冷头换热器及制造方法

权利要求书

1.一种极低温节流制冷机节流蒸发集成化冷头换热器，包括冷头壳体(1)、低压密封挡板(5)、环形狭缝体(10)、高压密封挡板(12)以及金属烧结体(13)组成，其特征在于：

冷头壳体(1)作为冷头换热器的主冷却换热面，保护内部的环形狭缝体(10)、高压密封挡板(12)和金属烧结体(13)，且实现低压密封挡板(5)的连接；冷头壳体(1)的下半部分加工成操场形状，在其左右两侧各加工出通孔(2)；在靠近右侧通孔(2)的位置处加工一测温孔(3)，用于放置测温装置；在冷头壳体(1)内部均匀切割出环形狭缝体(10)，环形狭缝围绕环形狭缝体(10)的中心线均匀切割，狭缝的宽度控制在0.1～0.3mm之间，条数控制在15～25条之间；冷头壳体(1)的上班半部分右侧中心高度位置加工一旁通支路安装孔(4)，其深度为环形狭缝体(10)外径到冷头壳体(1)上半部分右端面的距离；在环形狭缝体(10)的内环底部设置一个金属烧结体(13)，外径与环形狭缝体(10)的内环直径相同，金属烧结体(13)高度约占环形狭缝体(10)高度的1/4；金属烧结体(13)上方设置一个倒U型的高压密封挡板(12)，其下底面与金属烧结体(13)的上端面紧密接触；高压密封挡板(12)下半部分加工出一个圆柱形的蒸发腔(17)，上半部分中心位置处加工出一节流微孔(16)，其直径控制在40～60μm之间，长度约为高压密封挡板(12)总高度的1/2；高压密封挡板(12)上侧连接高压管(8)，在交接部(11)处用焊接的方式将二者结合成一体，以使高压气流通过高压管(8)流入节流微孔(16)；冷头壳体(1)上侧中心位置设置一定位沉孔(14)，用于安装低压密封挡板(5)，且低压密封挡板(5)上端面与冷头壳体(1)上端面保持平齐，并在交接部(6)处以焊接的方式将二者结合成一体；低压密封挡板(5)上侧连接低压管(7)，且低压密封挡板(5)中心位置处的低压回流孔(15)内径与低压管(7)内径相同，在交接部(9)处用焊接的方式将二者结合成一体，从而形成极低温节流制冷机的节流蒸发集成化冷头换热器。

2.一种制造如权利要求1所述极低温节流制冷机节流蒸发集成化冷头换热器的方法，其特征在于：

冷头壳体(1)使用高导热率的材料制作，其操场形状的下半部分长径比为2:1，在其左右两侧各加工出通孔(2)，孔径控制在2～2.5mm之间；在靠近右侧通孔(2)的位置处加工一测温孔(3)，孔径约为2.5mm，公差控制在±0.01mm；冷头壳体(1)内部使用慢走丝线切割技术切割出环形狭缝体(10)，其内圆直径与高压密封挡板(12)和金属烧结体(13)的外径相同，环形狭缝围绕环形狭缝体(10)的中心线沿360度均匀切割，狭缝宽度为0.1～0.3mm，切割完成的狭缝用塞规插入狭槽清理、修磨内部的毛刺，避免因翅片变形造成阻塞；冷头壳体(1)的上班半部分右侧中心高度位置加工一深度约4mm的旁通支路安装孔(4)；金属烧结体(13)采用导热系数高的金属粉末高温烧结而成，目数控制在80目到120目之间，其高度约占环形狭缝体(10)高度的1/4；高压密封挡板(12)中蒸发腔(17)的高度为2～3mm，采用精密打孔技术在高压密封挡板(12)上端面中心位置处加工节流微孔(16)，控制其直径在40～60μm之间，并保证其圆柱度为±2μm，以避免流体在经过其时发生流速突变；在高压密封挡板(12)的上端面与高压管(8)的交接部(11)处使用洁净钎焊技术沿一周焊接起来，实现高压管(8)与高压密封挡板(12)的连接；低压密封挡板(5)上端面与冷头壳体(1)上端面保持平齐，在二者交接部(6)利用洁净钎焊技术沿一周进行焊接将二者形成一个整体；在低压密封挡板(5)的上端面与低压管(7)的交接部(9)处使用洁净钎焊技术沿一周焊接起来，实现低压管(7)与低压密封挡板(5)的连接，进而将冷头换热器的其余部件冷头壳体(1)、环形狭缝体(10)、高压密封挡板(12)、金属烧结体(13)以及高压管(8)结合成一个整体，从而形成极低温节流制冷机节流蒸发集成化冷头换热器。