本實用新型涉及熱控設備，尤其涉及一種低溫回路熱管。
背景技術：
低溫回路熱管是一種高效的低溫傳熱元件，主要用于航天器熱控、超導磁體冷卻以及光學器件冷卻等領域，能在冷源與被冷卻器件之間有效地實現遠距離傳熱、隔離振動和電磁干擾等。目前，傳統的回路熱管包括蒸發器、冷凝器、氣體管路和液體管路，它們組成一個封閉回路，向回路內充注的工質，在室溫下為液態或者氣液兩相狀態，該工質在回路內循環流動，通過氣液相變進行高效傳熱。與傳統回路熱管相比，由于低溫回路熱管工作于更低的溫度區域，所以有很多不同點：**，低溫工質在室溫條件下為氣態，在低溫回路熱管運行以前，必須一個額外的降溫過程，經過漫長的時間，將大部分氣態工質冷卻為液態；第二，需要借助輔助手段、克服環境漏熱影響，將冷凝器中產生的液態工質輸送到蒸發器中；第三，低溫工質熱物性較差，如表面張力、汽化潛熱較低，在蒸發器與液體管路連接位置附近更容易受熱發生燒干，造成低溫回路熱管啟動失敗或運行失效；第四，為了使低溫回路熱管既能夠在低溫運行時具有足夠液體，又要使回路內的壓力在室溫條件下達到安全要求，因此需要設置一個體積較大的氣庫。這些不同之處，給低溫回路熱管的設計、啟動和運行帶來了更大的難度和挑戰。
如何使低溫回路熱管從室溫順利冷卻到低溫下的工作溫區，并且可靠地啟動運行，是一個非常關鍵的技術難題。現在主要有以下技術手段：**，依靠重力輔助，在地面應用時，使低溫回路熱管的蒸發器位置低于冷凝器，冷凝器中形成的液體在重力輔助作用下流向蒸發器，將沿程管路和蒸發器冷卻至工作溫度，然后向蒸發器施加熱負荷，啟動低溫回路熱管；第二，設置次蒸發器，將次蒸發器串聯在冷凝管路中間，以便于冷凝器中的液體盡快進入次蒸發器，加熱次蒸發器，驅動冷凝液體逐漸向遠端的主蒸發器流動，待主蒸發器被充分冷卻以后，停止加熱次蒸發器，然后再向主蒸發器施加熱負荷開始啟動過程；第三，設置二次回路，在原有回路基礎上，增加一個循環回路，將次蒸發器、冷凝器和主蒸發器相連接，次蒸發器靠近冷凝器，待次蒸發器充分冷卻以后進行加熱，驅動液體工質沿著二次回路流向主蒸發器，當主蒸發器被冷卻到工作溫度以后，施加熱負荷開始啟動過程。
以上幾種技術手段存在一些問題和不足：依靠重力輔助啟動和運行的低溫回路熱管的應用環境嚴重受限，在水平狀態或者抗重力狀態無法工作；設置次蒸發器時，需要施加額外的加熱能耗，而且這種低溫回路熱管降溫過程緩慢；設置二次回路時，同樣需要施加額外的加熱能耗，同時導致低溫回路熱管的管路增多、結構復雜化。
技術實現要素：
本實用新型針對上述問題和不足，提出了一種低溫回路熱管，不需要重力輔助和額外能耗，就能夠順利完成降溫過程、可靠啟動、穩定運行。
本實用新型是這樣實現的：
本實用新型提供一種低溫回路熱管，包括蒸發器以及冷凝器，所述冷凝器的出液口通過液體管路與所述蒸發器的進液口連通，所述蒸發器的氣體出口通過氣體管路與所述冷凝器的進氣口連通，所述冷凝器、所述液體管路、所述蒸發器以及所述氣體管路依次連通形成回路，于所述液體管路內設置有**毛細結構，于所述蒸發器內設置有吸液芯，所述**毛細結構一端伸入所述冷凝器內，另一端與所述吸液芯連接，且于所述液體管路上罩設有絕熱過渡結構，所述絕熱過渡結構一端與所述液體管路連接，另一端延伸至所述蒸發器，且所述絕熱過渡結構的內壁與所述液體管路的外表面之間具有間隙。
進一步地，所述**毛細結構的毛細尺度不小于所述吸液芯的毛細尺度。
進一步地，所述**毛細結構為金屬絲、粉末、纖維、泡沫金屬、網狀或者束狀中的至少一種。
進一步地，所述蒸發器包括殼體，所述吸液芯位于所述殼體內，所述**毛細結構與所述吸液芯連接，所述吸液芯與所述殼體內壁之間形成有槽道，所述槽道連通所述氣體通道。
進一步地，所述吸液芯為杯狀結構，且所述吸液芯靠近所述液體管道的一側為開口，靠近所述氣體管道的一側封閉，所述液體管道沿所述開口伸入所述吸液芯內。
進一步地，所述殼體的外表面具有與被冷卻器件耦合的至少一個平面。
進一步地，于所述吸液芯與所述**毛細結構之間還設有第二毛細結構。
進一步地，還包括氣庫，所述氣庫與所述氣體管路連通。
進一步地，所述**毛細結構全部或者部分占據所述液體管路的軸截面上。
進一步地，所述液體管路與所述氣體管路為金屬薄壁管、金屬軟管或波紋管。
本實用新型具有以下有益效果：
本實用新型的低溫回路熱管中，冷凝器、液體管路、蒸發器以及氣體管路形成一個完整的回路，在液體管路內設置有**毛細結構，且**毛細結構一端伸入冷凝器內，另一端與蒸發器內的吸液芯連接，從而可以借助**毛細結構的毛細作用輸送液態工質，結構簡單，不需要借助重力輔助、額外功耗就能夠使蒸發器順利完成冷卻降溫，為蒸發器持續提供低溫液體工質供給，另外在液體管路上罩設有絕熱過渡結構，可以減小蒸發器軸向漏熱，避免蒸發器與液體管路接觸區域的液體發生燒干，阻斷液體工質流向吸液芯，通過設置絕熱過渡結構有效保證低溫回路熱管可靠啟動、穩定運行。
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。
圖1為本實用新型實施例提供的低溫回路熱管的結構示意圖；
圖2為圖1的低溫回路熱管的**毛細結構充滿液體管路的結構示意圖；
圖3為圖1的低溫回路熱管的**毛細結構為環形的結構示意圖；
圖4為圖1的低溫回路熱管的**毛細結構為圓形且部分填充液體管路的結構示意圖；
圖5為圖1的低溫回路熱管的槽道位于吸液芯上的結構示意圖；
圖6為圖1的低溫回路熱管的槽道位于殼體上的結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
參見圖1-圖4，本實用新型實施例提供一種低溫回路熱管，包括蒸發器1以及冷凝器2，冷凝器2的出液口通過液體管路3與蒸發器1的進液口連通，而蒸發器1的氣體出口通過氣體管路4與冷凝器2的進氣口連通，即冷凝器2、液體管路3、蒸發器1以及氣體管路4依次連通形成完整的回路，工質在冷凝器2內凝結為液態且經液體管路3進入蒸發器1內，液態的工質在蒸發器1內被蒸發為氣態，且通過氣體管路4進入冷凝器2內重新凝結為液態，在液體管路3內設置有**毛細結構31，另外在蒸發器1內設置有吸液芯11，**毛細結構31的一端伸入與冷凝器2內，而另一端與吸液芯11連接，另外在液體管路3靠近蒸發器1的一端罩設有絕熱過渡結構32，該絕熱過渡結構32一端與液體管路3連接，另一端延伸至蒸發器1，且絕熱過渡結構32的內壁與液體管路3的外表面之間具有間隙，即表明絕熱過渡結構32除了與液體管路3的連接處與液體管路3接觸外，其它各部分均與液體管路3不接觸。本實施例中，當回路熱管的冷凝器2被冷源冷卻以后，氣態的工質在冷凝器2內凝結為液態，并且與液體管路3內**毛細結構31接觸，在**毛細結構31的毛細力驅動下，液態的工質逐漸向蒸發器1內流動，對沿程的液體管路3進行冷卻降溫，*終進入吸液芯11中；當吸液芯11被液態的工質充分浸潤以后，在蒸發器1上施加熱負荷，液態的工質在吸液芯11表面蒸發為氣態，氣態工質通過氣體管路4流回冷凝器2重新進行冷凝。在吸液芯11表面液體工質蒸發的過程中，吸液芯11表面多孔結構的毛細作用驅動后面的液體不斷向前補充，進而使冷凝器2中的液態工質不斷地沿著液體管路3流向蒸發器1。本實施例中，不需要借助重力輔助、額外功耗就能夠使蒸發器1順利冷卻降溫，**毛細結構31的毛細尺度不小于吸液芯11的毛細尺度，因此吸液芯11比**毛細結構31具有更大的毛細壓力，使冷凝器2中的液態工質更順利地留到蒸發器1中，為蒸發器1持續提供液態工質供給，保證低溫回路熱管啟動可靠性、抗重力工作穩定性，使低溫回路熱管適用于更廣泛的應用環境；另外在液體管路3上罩設有絕熱過渡結構32，一方面，增大蒸發器1與液體管路3之間的傳熱熱阻，增強絕熱效果，可以減小蒸發器1軸向漏熱，避免蒸發器1與液體管路3接觸區域的液體發生燒干而阻斷液體工質流向吸液芯11，造成蒸發器液體供給中斷，進而導致低溫回路熱管停止工作或運行不穩定，另一方面，可以使更多的熱量沿著徑向向蒸發器1內部傳遞，用于吸液芯11表面液體工質蒸發相變，使低溫回路熱管在熱量較小的情況下也能夠順利啟動，通過設置絕熱過渡結構32可進一步保證低溫回路熱管可靠啟動、穩定運行。對于**毛細結構31可以由粉末、纖維、泡沫金屬構成，或為若干金屬絲、纖維制成的網狀、束狀結構其中一種，或由至少兩種上述結構組成。對于液體管路3與氣體管路4，兩者可為金屬薄壁管、金屬軟管或波紋管等。**毛細結構31在液體管路3的軸截面上全部或部分占據該截面空間，具體可根據低溫回路熱管的傳熱距離、吸液芯11的毛細壓力等結構參數，設計**毛細結構31的截面大小、孔隙率以及毛細尺度等，比如**毛細結構31的軸截面為充滿液體管路3的圓形，也可以為中間為空心的環狀，還可以為面積小于液體管路3的軸截面的圓形等。
參見圖1，進一步地，低溫回路熱管還包括氣庫41，氣庫41與氣體管路4連通。當低溫回路熱管工作于低溫溫區時，工質在室溫條件下全部為氣態，為了避免氣體管路4內壓力超過安全范圍，對此，低溫回路熱管還需要設置一個氣庫41，利用旁通管路將氣庫41與氣體管路4連通，可以有效緩解氣體管路4內壓力過高的問題，同時也使低溫回路熱管在低溫下運行時具有充足的氣液兩相工質，通過氣液工質不斷相變和循環流動，將熱源的熱量不斷地向冷源傳遞和排散。
參見圖1、圖5以及圖6，本實用新型實施例還提供一種蒸發器1，該蒸發器1可應用于上述的回路熱管，包括殼體12，殼體12可以是圓柱狀、圓盤狀、平板狀、鞍狀等，蒸發器1的殼體12可以由鋼、鈦合金、銅、鋁或其他高導熱材料制成，也可以由不同材質的材料組合而成，加熱區域選用導熱較好的材料制作，與氣體管路4、液體管路3連接的部位選用導熱較差的材料制作，從而使所述蒸發器1減小徑向傳熱熱阻，減小軸向漏熱，通常殼體12具有一個平面，該平面能夠與外設的冷卻器件耦合，使得兩者具有較大的耦合面積。吸液芯11位于殼體12內，**毛細結構31伸入吸液芯11內，吸液芯11與殼體12內壁之間形成有槽道13，槽道13連通氣體管路4，槽道13沿吸液芯11表面的軸向設置，且槽道13至少為靠近氣體管路4一端開口，該槽道13為氣態工質的流動通道，液態工質在吸液芯11外表面被加熱發生蒸發后，直接流向槽道13，然后經槽道13進入與蒸發器1連通的氣體管路4內，氣體由吸液芯11表面進入槽道13內，避免了氣體穿過較厚多孔結構的過程，流動阻力和傳熱熱阻都比較小，而槽道13的位置可以分為兩種情況，其中一種槽道13位于吸液芯11的外表面上，吸液芯11外表面凸起與殼體12的內壁緊密配合接觸，另外一種是槽道13位于殼體12的內壁上，殼體12內壁的凸起與吸液芯11外表面緊密配合接觸。具體地，吸液芯11為杯狀結構，且吸液芯11靠近液體管路3的一側為開口，靠近氣體管路4的一側封閉，液體管路3沿該開口伸入吸液芯11內。
再次參見圖1、圖5以及圖6，優選地，在吸液芯11內還設置有第二毛細結構14，**毛細結構31位于蒸發器1內的端部伸入第二毛細結構14內。其中第二毛細結構14可以由粉末、纖維、泡沫金屬構成，或為若干金屬絲、纖維制成的網狀、束狀結構其中一種，或由至少兩種上述結構組成，且第二毛細結構14的毛細尺度不小于吸液芯11的毛細尺度，且不大于液體管路3內**毛細結構31的毛細尺度，從而形成了**毛細結構31、第二毛細結構14、吸液芯11的毛細壓力依次遞增的結構，第二毛細結構14與吸液芯11和**毛細結構31均緊密接觸，使液體管路3內的液體工質能夠順利地流向吸液芯11。
參見圖1，本實用新型實施例還提供一種冷凝器2，該冷凝器2也應用于上述的低溫回路熱管，包括冷凝管路21，冷凝管路21連通氣體管路4與液體管路3。冷凝管路21為蛇形管結構，保證冷凝管路21的長度。冷凝器2還可以在靠近液體管路3的區域設置集液腔，液體管路3與集液腔連通，且集液腔通過冷凝管路21與氣體管路4連通。集液腔將冷凝管路21與液體管路3合理過渡，便于冷凝管路21內的液態工質流入**毛細結構31內。另外，冷凝管路21可以采用多種形式冷凝換熱，冷凝管路21可以是蜿蜒的蛇形管結構，也可以是并排管路結構，還可以為其他能夠使氣體工質冷凝為液體的結構形式。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
