CN103732042B - 特殊环境中的关键器件的恒温恒压保护系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种特殊环境中的关键器件的恒温恒压保护系统，其中:关键器件放置在保护罩内部，隔热罩以同轴方式安装于保护罩外侧，上密封盖通过螺栓与保护罩和隔热罩均紧密固定，下密封盖通过螺栓也与保护罩和隔热罩均紧密固定，在上密封盖与保护罩、上密封盖与隔热罩、下密封盖与保护罩、下密封盖与隔热罩之间均安装有耐高低温密封圈，在保护罩内部的空腔、隔热罩和保护罩之间的空腔中均填充常温常压惰性气体，形成双层密封结构；所述保护罩的外表面设有螺旋状沟槽，所述热交换铜管也按照与该螺旋状沟槽相同的结构参数弯曲成螺旋状，并缠绕在所述保护罩的螺旋状沟槽内。本发明具有结构简洁紧凑，容易实现，热交换均匀，且保护效果突出等特征。

Description

特殊环境中的关键器件的恒温恒压保护系统

技术领域

本发明涉及恒温恒压保护系统，具体地，涉及一种工作于例如高低温甚至真空等特殊环境中的关键器件的恒温恒压保护系统。

背景技术

机械电子设备中的关键器件，例如电机、减速器、传感器、控制单元、电子器材等，往往只能在较窄的温度范围内和常压下使用。当工作在高低温环境或高低温真空环境中，除了环境温度外，器件自身的发热问题，以及真空环境形成的散热难问题，使得其工作性能受到极大影响。机械部分由于受热膨胀出现摩擦增大轴承抱死、润滑油脂溶化溃散、机械性能劣化甚至损毁等故障。电气部分则产生焊点融化、器件失效等问题。通过选取耐高低温的特种器件，如高低温电机、高低温传感器等可以一定程度上克服上述问题，但是并非所有器件都能够寻找到成熟的耐高低温产品，因此在高低温尤其是高低温真空环境中的应用难问题仍旧不能完全解决。对关键器件的恒温恒压保护成为非常重要的课题。

经对现有技术的文献检索发现，中国实用新型专利“一种新型的电机冷却装置”（专利号ZL200420114863.3）中提出了一种使用夹套和外壳的电机冷却装置，在夹套的外侧沿轴向开有螺旋槽形状的冷却通道，外壳上开有与冷却通道相连的进液孔和出液孔，通过冷却液对安放在夹套内部的电机进行冷却，通过密封结构和排漏结构对冷却液循环进行处理。该装置能够较为均匀的对电机进行冷却。然而，由于电机等器件在结构上必须对外输出以完成相应工作，因此该结构在常温或较高温度环境下虽可以较好的实现电机的散热，但由于电机的部分结构仍然暴露在环境中，在更高温度或者真空中无法实现对电机等器件的保护作用。

电机、减速器、传感器、控制单元、电子器材等器件，通常按照常规环境下的工作条件进行产品实现，通过恒温恒压保护系统除了需要保证他们能够在高低温以及真空等特殊环境中工作外，还要尽可能的使得保护系统做到体积质量小巧，目的是尽可能的减少对器件的工作范围或负载特性产生不利影响。因此，设计发明一种能够在上述特殊环境中高效的保护更多的关键器件的恒温恒压保护系统成为迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明针对一些关键器件在高低温真空环境中工作性能变差甚至不能正常工作的现状，提供了一种能够工作于高低温以及真空等特殊环境中的关键器件的恒温恒压保护系统。具有结构简洁紧凑，容易实现，热交换均匀，且保护效果突出等特征。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：隔热罩、保护罩、热交换铜管、上密封盖、下密封盖、耐高低温密封圈和耐高低温真空接头，其中，关键器件放置在保护罩内部，隔热罩以同轴方式安装在保护罩的外侧，上密封盖通过螺栓与保护罩和隔热罩均紧密固定，下密封盖通过螺栓也与保护罩和隔热罩均紧密固定，在上密封盖与保护罩、上密封盖与隔热罩、下密封盖与保护罩、下密封盖与隔热罩之间均安装有耐高低温密封圈，在保护罩内部的空腔、隔热罩和保护罩之间的空腔中均填充常温常压惰性气体，形成双层密封结构。

所述的保护罩的外表面加工螺旋状沟槽，热交换铜管也按照与该螺旋状沟槽相同的结构参数弯曲成螺旋状，并缠绕在保护罩的螺旋状沟槽内，保护罩的螺旋状沟槽和热交换铜管之间涂抹导热硅脂。热交换铜管内通有冷却液用于实现热交换，其入水口和出水口通过下密封盖，并且在入水口与下密封盖之间，以及出水口与下密封盖之间均设计有耐高低温密封圈用于密封。

所述的下密封盖端面安装耐高低温真空接头，关键器件的电气导线通过耐高低温真空接头由下密封盖的端面与外界实现电气连接，并且在环境中均使用耐高低温导线。

所述的关键器件的外表面与上密封盖、保护罩、下密封盖的任何内表面保持固定接触以达到传导散热，如果关键器件具有对外输出结构，例如电动机的输出轴，则在关键器件与上密封盖之间设计耐高低温密封圈，在输出轴处设计耐高低温油封，用于旋转密封。

所述的上密封盖、隔热罩、下密封盖的外表面均设计采用隔热镀层，用来阻止环境热量向隔热罩内部的辐射或对流。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明中保护罩内部空腔充满的常温常压惰性气体使得关键器件在恒温恒压环境状态下工作，关键器件工作中所形成的热量通过传导对流方式从热交换铜管中的冷却液带到外部。另一方面，在高温或高温真空环境中，环境对流或辐射到的隔热罩上密封盖和下密封盖的热量，也通过热交换铜管中的冷却液带到外部。在低温或低温真空环境中，热交换铜管中的冷却液从外部带入热量，补充恒温恒压保护系统的热损失，即热交换铜管起到调节保护系统整体热平衡的作用。

本发明中的冷却液通过热交换铜管传输，热交换铜管处于隔热罩和保护罩之间充满惰性气体的密闭空腔中，因此本发明具有双重防泄漏保护功能，可靠的防止冷却液向环境或者向关键器件的泄漏。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1本发明实施例一关键器件具有对外输出结构的整体结构图；

图2本发明实施例一关键器件保护罩结构图；

图3本发明实施例一螺旋状冷却铜管缠绕方式图；

图4本发明实施例二关键器件不具有对外输出结构的整体结构图；

图中：隔热罩1、保护罩2、保护罩2内部空腔100、隔热罩和保护罩之间的空腔200、热交换铜管3、入水口31、出水口32、上密封盖4、下密封盖5、耐高低温密封圈6、耐高低温油封7、耐高低温真空接头8、关键器件9、输出轴91、电气导线92。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1、2、3所示，本实施例提供一种恒温恒压保护系统，包括：隔热罩1、保护罩2、热交换铜管3、上密封盖4、下密封盖5、耐高低温密封圈6、耐高低温油封7、耐高低温真空接头8，其中，关键器件9放置在保护罩2内部，保护罩2与隔热罩1同轴安装，上密封盖4通过螺栓与保护罩2和隔热罩1均紧密固定，下密封盖5通过螺栓也与保护罩2和隔热罩1均紧密固定，在上密封盖4与保护罩2、上密封盖4与隔热罩1、下密封盖5与保护罩2、下密封盖5与隔热罩1之间均安装有耐高低温密封圈6，在保护罩2内部的空腔100、隔热罩1和保护罩2之间的空腔200中均填充常温常压惰性气体，形成双层密封结构。

所述的保护罩2的外表面加工螺旋状沟槽，热交换铜管3也按照与该螺旋状沟槽相同的结构参数弯曲成螺旋状，并缠绕在保护罩2的螺旋状沟槽内，保护罩2的螺旋状沟槽和热交换铜管3之间涂抹导热硅脂。热交换铜管3内通有冷却液用于实现热交换，其入水口31和出水口32通过下密封盖5，并且在入水口31与下密封盖5之间，以及出水口32与下密封盖5之间均设计有耐高低温密封圈6用于密封。

所述的下密封盖5端面设计安装耐高低温真空接头8，关键器件9的电气导线92通过耐高低温真空接头8由下密封盖5的端面与外界实现电气连接，并且在环境中均使用耐高低温导线。

如图1、4所示，所述的关键器件9的外表面与上密封盖4、保护罩2、下密封盖5的任何内表面保持固定接触以达到传导散热，特别是如图1所示，如果关键器件9具有对外的输出轴91，则关键器件9与上密封盖4之间设计耐高低温密封圈6，在输出轴91处设计耐高低温油封7，用于旋转密封。

所述的上密封盖4、隔热罩1、下密封盖5的外表面均设计采用隔热镀层，用来阻止环境热量向隔热罩1内部的辐射或对流。

本发明中保护罩2内部空腔100充满的常温常压惰性气体使得关键器件9在恒温恒压环境状态下工作，关键器件9工作中所形成的热量通过传导对流方式从热交换铜管3中的冷却液带到外部。另一方面，在高温或者高温真空的环境中，比如温度100℃及以上，真空度10^-4pa及以上的环境中，环境对流或辐射到的隔热罩1上密封盖4和下密封盖5的热量，也通过热交换铜管3中的冷却液带到外部。在低温或者低温真空环境中，比如温度-20℃及以下，真空度10^-4pa及以上的环境中，热交换铜管3中的冷却液从外部带入热量，补充恒温恒压保护系统的热损失。即热交换铜管3起到调节保护系统整体热平衡的作用。

本发明中的冷却液通过热交换铜管3传输，热交换铜管3处于隔热罩1和保护罩2之间充满惰性气体的密闭空腔200中，因此本发明具有双重防泄漏保护功能，可靠的防止冷却液向环境或者向关键器件9的泄漏。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (3)

1.一种特殊环境中的关键器件的恒温恒压保护系统，其特征在于包括：隔热罩、保护罩、热交换铜管、上密封盖、下密封盖、耐高低温密封圈和耐高低温真空接头，关键器件放置在保护罩内部，隔热罩以同轴方式安装在保护罩外侧，上密封盖通过螺栓与保护罩和隔热罩均紧密固定，下密封盖通过螺栓也与保护罩和隔热罩均紧密固定，在上密封盖与保护罩、上密封盖与隔热罩、下密封盖与保护罩、下密封盖与隔热罩之间均安装有耐高低温密封圈，在保护罩内部的空腔、隔热罩和保护罩之间的空腔中均填充常温常压惰性气体，形成双层密封结构；关键器件的电气导线通过耐高低温真空接头由下密封盖的端面与外界实现电气连接；

所述保护罩的外表面设有螺旋状沟槽，所述热交换铜管也按照与该螺旋状沟槽相同的结构参数弯曲成螺旋状，并缠绕在所述保护罩的螺旋状沟槽内，保护罩的螺旋状沟槽和热交换铜管之间涂抹导热硅脂；

所述热交换铜管内通有冷却液用于实现热交换，所述热交换铜管的入水口和出水口通过下密封盖，并且在入水口与下密封盖之间，以及出水口与下密封盖之间均设计有耐高低温密封圈用于密封；

所述冷却液通过热交换铜管传输，热交换铜管处于隔热罩和保护罩之间充满惰性气体的密闭空腔中。

2.根据权利要求1所述的特殊环境中的关键器件的恒温恒压保护系统，其特征在于，对于具有对外输出轴的关键器件则在关键器件与上密封盖之间设计耐高低温密封圈，在输出轴处设计耐高低温油封，用于旋转密封。

3.根据权利要求1-2任一项所述的特殊环境中的关键器件的恒温恒压保护系统，其特征在于，所述上密封盖、隔热罩、下密封盖的外表面均设计采用隔热镀层，用来阻止环境热量向隔热罩内部的辐射或对流。