CN109552589A - 一种水下密封舱体活塞换热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水下电子元器件的散热，尤其是一种水下密封舱体活塞换热装置。包括散热腔、密封水银腔、水银加热管、CPU散热管和电磁阀，换热装置通过水银加热管、CPU散热管、电磁阀和水泵与CPU热交换；所述散热腔内设有径向密封的活塞，活塞将散热腔分为左、右两个散热腔室，左散热腔的环形外侧缠绕有第一组CPU散热管，右散热腔的环形外侧缠绕有第二组CPU散热管，左散热腔设有进/出水口Ⅰ，进/出水口Ⅰ与舱体端盖上的孔连通，右散热腔设有出/进水口Ⅱ，出/进水口Ⅱ与舱体端盖上的孔连通。其通过热交换的方式解决了密封舱体内电子元器件的散热问题，结构简单，操作方便，保证了水下密封舱体内电子元器件的正常工作。
Description
技术领域
本发明涉及水下电子元器件的散热，尤其是一种水下密封舱体活塞换热装置。
背景技术
水下密封舱体是一种在水下环境使用，内部集成有大量电子器件的舱体结构，其广泛应用于水下工程设备、水下监控、海底观测网络、水下机器人(如ROV—无人遥控潜水器、AUV—无缆水下机器人)及国防等诸多领域。由于内部电子器件众多，当功率较大时发热问题也非常严重，这一问题严重降低了内部电子器件的寿命，从而也对整台设备的可靠性产生影响。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提出了一种水下密封舱体活塞换热装置，其通过热交换的方式解决了密封舱体内电子元器件的散热问题，结构简单，操作方便，保证了水下密封舱体内电子元器件的正常工作。
本发明的技术方案是：一种水下密封舱体活塞换热装置，其中，包括散热腔、密封水银腔、水银加热管、CPU散热管和电磁阀，换热装置通过水银加热管、CPU散热管、电磁阀和水泵与CPU热交换；
所述散热腔内设有径向密封的活塞，活塞将散热腔分为左、右两个散热腔室，左散热腔的环形外侧缠绕有第一组CPU散热管，右散热腔的环形外侧缠绕有第二组CPU散热管，左散热腔设有进/出水口Ⅰ，进/出水口Ⅰ与舱体端盖上的孔连通，右散热腔设有出/进水口Ⅱ，出/进水口Ⅱ与舱体端盖上的孔连通；
所述散热腔呈T型，密封水银腔设置在散热腔中部的凹槽内，密封水银腔包括左侧密封水银腔和右侧密封水银腔，左侧密封水银腔和右侧密封水银腔分别设置在活塞的两侧，活塞的中部连接连接有轴向的推杆，推杆的两端分别设置在左侧密封水银腔和右侧水银腔内，左侧密封水银腔的左端面、右侧密封水银腔的右端面分别设置行程开关，左侧密封水银腔的环形外侧面缠绕有第一组水银加热管，右侧密封水银腔的环形外侧面缠绕有第二组水银加热管；
所述第一组水银加热管和第一组CPU散热管之间呈并联设置，第二组水银加热管和第二组CPU散热管之间呈并联设置，第一组水银加热管和第一组CPU散热管同时与电磁阀的第一出水口连通，第二组水银加热管和第二组CPU散热管同时与电磁阀的第二出水口连通，电磁阀的进水口与水泵的出水口连通，电磁阀线圈与左侧密封水银腔、右侧密封水银腔的行程开关电连接。
本发明的有益效果：该装置结构简单，安装方便，能够保持水下密封舱体内的温度保持恒定，防止舱体内电子元器件的温度过高而影响其正常工作，保证整个水下密封舱体的正常工作。
附图说明
图1是本发明的俯视结构示意图；
图2是图1的C-C向视图；
图3是本发明的工作原理示意图。
图中：1CPU；2水泵；3散热腔；4密封水银腔；5活塞；6行程开关；7进/出水口Ⅰ；8出/进水口Ⅱ；9第一组水银加热管；10第一组CPU散热管；11第二组水银加热管；12第二组CPU散热管；16二位二通电磁阀。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1和图2所示，本发明所述的水下密封舱体活塞换热装置设置在舱体的端部，本实施例中，水下密封舱体内设有CPU1等电子元器件和水泵2，在水泵2的作用下，实现了海水在舱体内的循环流动，海水在循环流动过程中，对CPU1起到了冷却作用。水下密封舱体一侧的端盖上沿圆周方向间隔设置数个孔，通过该孔将海水引入密封舱体内，或者将密封舱体内的水排出。
水下密封舱体活塞换热装置包括散热腔3、密封水银腔4、水银加热管和CPU散热管，散热腔3内设有沿径向设置的活塞5，活塞5在散热腔3内可滑动，并且将散热腔3分为左、右两个散热腔室，左散热腔的环形外侧缠绕有第一组CPU散热管10，右散热腔的环形外侧缠绕有第二组CPU散热管12。左散热腔设有进/出水口Ⅰ7，进/出水口Ⅰ7与端盖上的孔通过连接管连通，对应的右散热腔设有出/进水口Ⅱ8，出/进水口Ⅱ8与端盖上的孔通过连接管连通。当左散热腔上的进/出水口Ⅰ7为进水口时，右散热腔的出/进水口Ⅱ8为出水口；当左散热腔上的进/出水口Ⅰ7为出水口时，右散热腔的出/进水口Ⅱ8为进水口。
散热腔3呈T型，密封水银腔4设置在散热腔3中部的凹槽内，密封水银腔4包括左侧密封水银腔和右侧密封水银腔，左侧密封水银腔和右侧密封水银腔分别设置在活塞的两侧，活塞5的中部连接连接有轴向的推杆，推杆的两端分别设置在左侧密封水银腔和右侧水银腔内，同时左侧密封水银腔的左端面、右侧密封水银腔的右端面分别设置行程开关6。左侧密封水银腔的环形外侧面缠绕有第一组水银加热管9，右侧密封水银腔的环形外侧面缠绕有第二组水银加热管11。
第一组水银加热管9和第一组CPU散热管10之间呈并联设置，第二组水银加热管11和第二组CPU散热管12之间呈并联设置，第一组水银加热管9和第一组CPU散热管10同时与电磁阀16的第一出水口连通，第二组水银加热管11和第二组CPU散热管12同时与电磁阀16的第二出水口连通，电磁阀16的进水口与水泵2的出水口连通。电磁阀16与左侧密封水银腔、右侧密封水银腔的行程开关6电连接。
在CPU1和活塞式散热装置之间通过数根循环水管连接，通过水泵实现水在水管内的循环流动。循环水管由第一组水银加热管9、第一组CPU散热管10、第二组水银加热管11和第二组CPU散热管12组成。CPU1工作产生的热量对循环水管内的水进行加热，热水循环至活塞式散热装置时，通过在活塞式换热装置处的热交换进行降温，降温后的水进入再次流动至CPU1处带走热量，对CPU进行降温。
活塞式散热装置的工作原理如图3所示，首先，在电磁阀16的控制下，第一组水银加热管9和第一组CPU散热管10内通入热水，左侧密封水银腔内的水银吸收第一组水银加热管9内热水的热量，进行热交换，左侧密封水银腔内的水银温度升高，第一组水银加热管9内液体的温度降低；同时左散热腔内的液体吸收第一组CPU散热管10内的热水的热量，进行热交换，左散热腔内的液体温度升高，第一组CPU散热管10内的液体的温度降低。左侧密封水银腔内的水银温度升高的同时，水银的体积会发生膨胀，从而推动左侧密封水银腔内推杆向右运动，由于推杆和活塞5固定连接，因此活塞5也会向右运动，运动过程中，海水从进/出水口Ⅰ7进入左散热腔内，而右散热腔内的液体从出/进水口Ⅱ8排出。当推杆向右运动至其接触到左侧密封水银腔内的行程开关时，电磁阀16动作，停止向第一组水银加热管9和第一组CPU散热管10内通入热水，向第二组水银加热管11和第二组CPU散热管12内通入热水，第二组水银加热管11与右侧密封水银腔内的水银进行热交换，第二组CPU散热管12与左散热腔内的液体进行热交换，使第二组水银加热管11和第二组CPU散热管12内的液体温度降低的同时，右侧密封水银腔内的水银升温，水银的体积发生膨胀，从而推动右侧密封水银腔内推杆向左运动，使活塞5也向左运动，运动过程中，海水从出/进水口Ⅱ8进入右散热腔内，使右散热腔内的温度降低，而左散热腔内的液体从进/出水口Ⅰ7排出。在接下来的循环过程中，CPU1产生的热量通过在活塞式散热装置内的热交换而不断排出；同时，海水不断的从左散热器、右散热器内排入和排出，使散热过程中散热器内的温度保持恒定。
Claims (1)
1.一种水下密封舱体活塞换热装置，其特征在于：包括散热腔(3)、密封水银腔(4)、水银加热管、CPU散热管和电磁阀，换热装置通过水银加热管、CPU散热管、电磁阀和水泵(2)与CPU热交换；
所述散热腔(3)内设有径向密封的活塞(5)，活塞(5)将散热腔(3)分为左、右两个散热腔室，左散热腔的环形外侧缠绕有第一组CPU散热管(10)，右散热腔的环形外侧缠绕有第二组CPU散热管(12)，左散热腔设有进/出水口Ⅰ(7)，进/出水口Ⅰ(7)与舱体端盖上的孔连通，右散热腔设有出/进水口Ⅱ(8)，出/进水口Ⅱ(8)与舱体端盖上的孔连通；
所述散热腔(3)呈T型，密封水银腔(4)设置在散热腔(3)中部的凹槽内，密封水银腔(4)包括左侧密封水银腔和右侧密封水银腔，左侧密封水银腔和右侧密封水银腔分别设置在活塞的两侧，活塞(5)的中部连接连接有轴向的推杆，推杆的两端分别设置在左侧密封水银腔和右侧水银腔内，左侧密封水银腔的左端面、右侧密封水银腔的右端面分别设置行程开关(6)，左侧密封水银腔的环形外侧面缠绕有第一组水银加热管(9)，右侧密封水银腔的环形外侧面缠绕有第二组水银加热管(11)；
所述第一组水银加热管(9)和第一组CPU散热管(10)之间呈并联设置，第二组水银加热管(11)和第二组CPU散热管(12)之间呈并联设置，第一组水银加热管(9)和第一组CPU散热管(10)同时与电磁阀(16)的第一出水口连通，第二组水银加热管(11)和第二组CPU散热管(12)同时与电磁阀(16)的第二出水口连通，电磁阀(16)的进水口与水泵(2)的出水口连通，电磁阀(16)线圈与左侧密封水银腔、右侧密封水银腔的行程开关(6)电连接。
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