CN110996486A - 液冷循环散热系统和x射线源系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种液冷循环散热系统和X射线源系统，该液冷循环散热系统包括：液态冷却剂，是转移热量的媒介；储液箱，用于存储所述液态冷却剂；散热器，用于将液态冷却剂所带热量释放到周围环境中；泵，用于驱动液态冷却剂在液冷循环散热系统中循环流动；以及管路，用于连接所述储液箱、所述散热器以及所述泵，并进一步连接液冷循环散热系统要冷却的发热装置，以形成用于液态冷却剂循环的封闭回路；液态冷却剂依次流过储液箱、泵、散热器和发热装置后，再返回储液箱。本发明的液冷循环散热系统能有效地降低密闭循环回路中液态冷却剂循环时对发热装置所施加的压力。

Description

液冷循环散热系统和X射线源系统

技术领域

本申请涉及机械散热降温设备领域，更具体地讲，涉及一种液冷循环散热系统。

背景技术

散热设备在各行各业中具有非常广泛的应用，对发热装置运行的安全性、可靠性和连续性非常重要。很多发热装置运行时产生大量的热量，为防止温度过高，通常需要专门的散热设备进行散热。一般较常见的散热方式包括油冷、风冷、水冷、热管冷却、半导体传热冷却及其以上各种组合散热方式等。

液冷循环散热设备是一类专业的散热降温设备，能保证发热装置在正常的温度下运行，提高发热装置的使用寿命。其原理是液态冷却剂在循环管路内，流动到吸热位置，低温液态冷却剂与发热装置进行第一热交换，液态冷却剂吸收热量，发热装置温度降低，液态冷却剂温度升高，然后流动到散热位置，再经散热器散热，进行第二热交换，将大量热量散到大气中，液态冷却剂温度降低，然后循环流动，从而实现散热降温作用。

液冷循环散热设备广泛地应用于X射线管行业。X射线管在工业无损检测、安全检查、医学诊断和治疗等领域具有广泛的应用，是X射线成像系统的核心部件。X射线管是一种密闭的电真空器件，包含阴极、阳极和壳体三个主要部分，内部需要保持非常高的真空度才能正常工作，通常与外界存在1个大气压差。X射线管的阴极产生电子束流，电子束流经高压加速后轰击阳极靶并产生大量的热量，这些热量需要有冷却设备带走，才能让X射线管维持在一个稳定的工作温度。X射线管的冷却设备通常采用液态冷却剂进行冷却，特别是绝缘油，由于其具有很好的高压绝缘性能和较大的热容量，被当作X射线管冷却设备的首选冷却剂。但是绝缘油又具有比较大的粘性，要让其顺利流动，需要在循环管路上施加比较大的压力，而X射线管通常希望制造的比较轻薄，难以承受特别大的压力，何况X射线管本身内部的高真空状态已经承受了一个大气压力，因此希望绝缘油再施加的压力越小越好。

因此，亟待提供一种能够在稳定的较小压力下实现X射线管的散热的系统。

在此提供的背景描述是为了总体上呈现本公开的背景。在本背景技术部分描述的程度上，当前署名的发明人的工作以及在提交时可能不构成现有技术的描述的各方面，既不明示地也不暗示地被认为是针对本公开的现有技术。

发明内容

为克服现有技术中的各种缺陷并解决上述在X射线管的冷却应用中的不足，本发明提出一种液冷循环散热系统。

本发明的实施例所提供的液冷循环散热系统包括：液态冷却剂，为转移热量的媒介；储液箱，用于存储所述液态冷却剂；散热器，用于将液态冷却剂所带热量释放到环境中；泵，用于驱动液态冷却剂在液冷循环散热系统中循环流动；管路，用于连接所述储液箱、所述散热器以及所述泵，并进一步连接液冷循环散热系统待冷却的发热装置，以形成用于液态冷却剂循环的封闭回路，其中，液态冷却剂依次流过储液箱、泵、散热器和发热装置，最后返回储液箱。

在本发明的一实施例中，液冷循环散热系统还包括压力自动调节机构，所述压力自动调节机构安装到所述储液箱，使储液箱内部的压力与外部环境大气压力始终保持一致。

在本发明的一实施例中，所述压力自动调节机构包括压力调节件和连接件，压力调节件通过连接件连接到储液箱，以形成为一体件，压力调节件具有可伸缩性或可移动性，以能够相对于储液箱运动，该一体件也可以拆卸。

在本发明的一实施例中，所述压力调节件包括橡胶气囊，或膨胀套，或弹簧组件，或压盖组件，或膜片。

在本发明的一实施例中，所述压力自动调节机构包括膨胀罐压力调节机构或波纹式膨胀套调节机构或弹簧式压力调节机构或自重型压力调节机构或膜片式压力调节机构或其它类似结构。

在本发明的一实施例中，所述液态冷却剂为液态的绝缘油。

在本发明的一实施例中，所述液冷循环散热系统还包括泄压回路，所述泄压回路包括连至储液箱的泄压阀。

在本发明的一实施例中，所述液冷循环散热系统还包括过滤器，所述过滤器位于所述发热装置的上游，优选位于泵的前端，或位于泵的后端，或位于散热器的前端，或位于散热器的后端。

在本发明的一实施例中，所述液冷循环散热系统还包括压力测量装置，所述压力测量装置位于所述发热装置的上游，用于测量所述发热装置所承受液态冷却剂的压力。

在本发明的一实施例中，所述液冷循环散热系统还包括流量计，所述流量计串联于液冷循环散热系统的管路中，用于检测所述管路中液态冷却剂的流量。

在本发明的一实施例中，所述液冷循环散热系统还包括温度测量装置，用于测量所述液态冷却剂的温度。

本发明还提供了一种X射线源系统，所述X射线源系统包括上述的液冷循环散热系统。

本发明的液冷循环散热系统能有效地降低密闭循环回路中液态冷却剂循环时对发热装置所施加的压力；该系统还可通过与储液箱相连的压力自动调节机构调节密闭循环回路中因液态冷却剂的温度变化引起的体积变化，使储液箱内部的压力与外部环境大气压力始终保持一致，稳定系统压力；该系统所使用的液态冷却剂可以是具有良好的高压绝缘性能和较大热容量的绝缘油，有利于系统的绝缘和散热；该系统还可包括含有泄压阀的泄压回路，可调控管路压力，当管路压力过大，泄压阀开启，溢流的液态冷却剂通过泄压回路直接流回储液箱；该系统还可包括过滤器，可过滤液态冷却剂中的杂质和异物等，确保管路的顺畅，延长了更换液态冷却剂的时间，能更好的保护发热装置，过滤器位于所述发热装置的上游，如泵的前端，或泵的后端，或散热器的前端，或散热器的后端等；该系统还可包括压力表，用于测量和显示发热装置所承受液态冷却剂的压力，位于发热装置的上游；该系统还可包括压力传感器，用于检测发热装置所承受液态冷却剂的压力，位于发热装置的上游；该系统还可包括流量计，串联于液态冷却剂循环回路中，用于检测所述管路中液态冷却剂的流量；该系统还可包括温度传感器，位于发热装置的后端、或发热装置的前端、或储液箱内部，用于检测液态冷却剂的温度；该系统还可包括节流阀，串联于液态冷却剂循环回路中，可调节循环管路的流量；该系统还可包括液位计，位于储液箱内部，可检测液位；此液冷循环散热系统可用于对X射线管进行高效地散热降温。

附图说明

从详细描述和附图中将更充分地理解本公开。这些附图示出了本公开的一个或多个实施例，并且与书面描述一起用于解释本公开的原理。在可能的情况下，在所有附图中使用相同的附图标记来表示实施例的相同或相似的元件，并且其中：

图1是根据本发明一实施例的液冷循环管路系统的示意性互联图。

图2是根据本发明一实施例的液冷循环管路系统的热量传递方法的示意图。

图3是根据本发明另一实施例的具有泄压回路的液冷循环管路系统的示意性互联图。

图4是根据本发明另一示意性实施例的一体机液冷循环管路系统的互联图。

图5a和图5b分别是根据本发明另一示意性实施例的一体机设备的侧视图和正视图。

图6是根据本发明一示意性实施例的分体机设备的侧视图。

图7a和图7b是根据本发明一示意性实施例的分体机设备的俯视图。

图8a和图8b是根据本发明一示意性实施例的分体机的集成管路的示意图。

图9是根据本发明一示意性实施例的膨胀罐压力调节机构的示意图。

图10是根据本发明一示意性实施例的波纹式膨胀套调节机构的示意图其中，膨胀套凹入到储液箱中。

图11是根据本发明一示意性实施例的波纹式膨胀套调节机构的示意图其中，膨胀套凸出于储液箱外。

图12是根据本发明一示意性实施例的弹簧式压力调节机构的示意图。

图13是根据本发明一示意性实施例的自重型压力调节机构的示意图。

图14是根据本发明一示意性实施例的膜片式压力调节机构的示意图。

具体实施方式

现在将参考附图在下文中更全面地描述本公开，在附图中示出了本公开的实施例。然而，本公开可以以许多不同的形式来实施，并且不应被解释为限于这里阐述的实施例；相反，提供这些实施例是为了使本公开彻底和完整，并且将本公开的范围完全传达给本领域技术人员。

本发明提供的液冷循环散热系统10包括液态冷却剂120、储液箱101、散热器103、泵102和它们之间的互联管路170。液态冷却剂120是转移热量的媒介，储液箱101用于存储所述液态冷却剂120，散热器用于将液态冷却剂120所带热量释放到环境中，优选的释放到自然环境中，泵102用于驱动液态冷却剂120在液冷循环散热系统中循环流动，互联管路170用于连接储液箱101、散热器103以及泵102，并进一步连接液冷循环散热系统10的要冷却的发热装置130，以形成用于液态冷却剂120循环的封闭回路。在本发明中，储液箱101、泵102、散热器103、发热装置130依次设置在液冷循环散热系统10中，液态冷却剂120也依次流过储液箱101、泵102、散热器103和发热装置130，最后又返回储液箱101。由此可以降低封闭循环回路中发热装置130所承受液态冷却剂施加的压力。

图1是根据本发明一实施例的液冷循环管路系统的示意性互联图。如图1所示，本发明的液冷循环散热系统10可以是一个完全封闭的循环系统，液冷循环散热系统10工作时，泵102从储液箱101抽取液态冷却剂120，经加压后泵向散热器103，液态冷却剂120经散热器103降温后通过管道流经发热装置130，然后回流至储液箱101，该全封闭的循环散热系统可防止外界物质对液态冷却剂造成污染，同时保持液态冷却剂的物理性质和化学性质的稳定性。

此外，现有技术中，液态冷却剂流经一装置都会产生压力的损失，这是由于流体流经过某装置时将产生能量的损耗，这种能量损失表现在压力随流向降低上，即压力降。而影响压力降大小的因素很多，包括流体黏滞系数、流体密度、流体流态、流体方向变化、平均流速、管道系统始端和终端的标高、始端和终端的流速、管道的长度、阀门和管件等的当量长度、管道内直径和管道相对粗糙度等。管道压力降为管道摩擦力压力降、静压力降和速度压力降之和。管道摩擦力压力降包括直管、管件和阀门等因液体具有的粘性而产生内摩擦引起的压力损失的压力降，同时亦包括局部装置如阀口、弯管、流通截面变化、流速大小和方向变化等引起附加摩擦而消耗能量产生的压力降；静压力降是由于管道始端和终端标高差而产生的；速度压力降是指管道始端和终端流体流速不等而产生的压力降。

在本发明实施例的液冷循环散热系统10中，液态冷却剂120可视为一种流体，在泵102加压下开始流动。如图1所示，液态冷却剂120在泵102加压下流向散热器103，液态冷却剂120经过散热器103后产生压力的损失，从而使流出散热器103的液态冷却剂120的压力降低，因此再流向发热装置130时对发热装置130施加的压力也将降低。为保证散热效果，散热器103一般需要设定一定的管道总长、截面、弯管和阀口等，液态冷却剂120在流经散热器103后将产生较大的压力降。本发明正是利用了这种压力降，将泵102安装在储液箱101和散热器103之间，使得液态冷却剂120先流经散热器103再流经发热装置130，经散热器103降压后的液态冷却剂120对发热装置130施加的压力也将大幅减小，从而保护发热装置。

在本发明的液冷循环散热系统10中，泵102安装在储液箱101和散热器103之间，可有效地降低液态冷却剂120在密闭循环管路中循环时对发热装置130所施加的压力。

图2是根据本发明一实施例的液冷循环管路系统的热量传递方法的示意图。如图2所示，发热装置130产生热量，低温液态冷却剂120流至发热装置130，吸收热量，发热装置130降温，液态冷却剂120升温，进行第一热交换，之后，高温液态冷却剂120流至散热器103，经散热器103散热以将大量热量散到大气中，液态冷却剂120降温，进行了第二热交换，然后经降温后的低温冷却剂120经封闭循环管路再次流经发热装置130，循环流动降温，以实现持续性的将发热装置130运行时产生的热量传递到大气中或者周围环境中。

本发明提供的液冷循环散热系统10还可包括与储液箱101相连的压力自动调节机构160，该压力自动调节机构160可以调节密闭循环回路中因液态冷却剂120的温度变化引起的体积变化，使储液箱101内部的压力与外部环境大气压力始终保持一致，稳定系统压力。液态冷却剂120在存储或循环工作过程中，温度会变化，温度变化引起体积变化，压力自动调节机构160的作用是匹配这种体积变化，其变化容量可以由液态冷却剂120的体积、膨胀系数和变化的温度范围决定。

在本发明的其他实施例中，该压力自动调节机构160可以由不同的具体机构实现，例如可以由膨胀罐压力调节机构161或波纹式膨胀套调节机构162或弹簧式压力调节机构163或自重型压力调节机构164或膜片式压力调节机构165或其它类似结构实现。

在本发明的一个实施例中，压力自动调节机构160可以由膨胀罐压力调节机构161实现。图9是膨胀罐压力调节机构与储液箱相连的示意图。该膨胀罐压力调节机构161可包括膨胀罐外壳112、橡胶气囊111和连接件。橡胶气囊111可以被容纳在膨胀罐外壳112中，橡胶气囊111与膨胀罐外壳112之间充满惰性气体，储液箱101内充满液态冷却剂180。橡胶气囊111把液态冷却剂180和惰性气体完全隔开。实现与储液箱相连接的方式包含但不限于以下连接方法，例如通过法兰、螺母和螺钉，将膨胀罐外壳112连接到储液箱101，或者通过焊接式连接，将压力调节件与储液箱之间通过焊接方式实现连接，或者通过抱箍封接，将压力调节件一端与储液箱一端通过抱箍将两个法兰实现封接，或者通过快插连接，将压力调节件一端做成快插公(母)头形式，储液箱一端做成公(母)头形式，通过快插对接实现封接，或者通过卡钳连接，将压力调节件一端与储液箱一端通过卡钳进行连接；或者通过胶水粘接等。当储液箱101内压力降低或液态冷却剂180体积减小时，预充惰性气体的压力将橡胶气囊111里的液态冷却剂180挤入储液箱101内，减缓储液箱101压力降低，起到稳压作用；当储液箱101压力上升或液态冷却剂180体积增大，升至高于膨胀罐内惰性气体的压力时，液态冷却剂180进入膨胀罐的橡胶气囊111中，此时橡胶气囊111膨胀，吸收压力，防止储液箱101内压力急剧上升，起到稳定储液箱101压力作用。优选的，膨胀罐压力调节机构161垂直安装在储液箱101的上表面。此外，本实施例中膨胀罐可以通过设置在膨胀罐外壳和储液箱上的螺纹实现彼此的连接，换言之，连接件还可以由螺纹实现。

在本发明的另一个实施例中，压力自动调节机构160可以由波纹式膨胀套调节机构162实现。图10是波纹式膨胀套是凹入到储液箱中的示意图，图11是波纹式膨胀套是凸出到储液箱外的示意图。该波纹式膨胀套调节机构162包括膨胀套114、配重部件116和连接件。膨胀套114可以固定到连接板上且部分位于储液箱101中，连接板通过螺钉螺母固定到储液箱101。当泵工作时，储液箱101内的液态冷却剂180体积减少，带有膨胀套114的储液箱101，膨胀套114波纹伸长或撑开；当泵停止工作，液态冷却剂180返回到储液箱101中，储液箱101内的液态冷却剂180体积增大，膨胀套114被压瘪，这样可保持储液箱101内的压力为大气压力，达到平衡储液箱101内压力的目的。膨胀套114可相对储液箱101外表面安装，其安装方式有倒置安装、水平安装、垂直安装、倾斜安装。根据储液箱101内部需要适当增减配重部件116，当膨胀套114倒置安装在储液箱101上或安装在储液箱101侧壁上或安装在储液箱101底部时则不需要配重部件116。换言之，在本实施例中，配重部件116不是必须的。

在本发明的另一个实施例中，压力自动调节机构160可以由弹簧式压力调节机构163实现。图12是弹簧式压力调节机构与储液箱相连的示意图。该弹簧式压力调节机构163可包括配重部件116、压盖组件117、弹簧118、调压板119、螺纹调节杆120等。调压板119、弹簧118、配重部件116按顺序依次安装到压盖组件117内，螺纹调节杆120通过压盖组件117上方的螺纹旋入压盖组件117内部，压盖组件1117再固定安装到储液箱101外侧。通过调节螺纹调节杆120的旋转圈数来设定弹簧118的压缩量，从而调节整个弹簧式压力调节机构163达到与储液箱101内部压力平衡的状态。当泵停止工作时，180液态冷却剂进入储液箱101内，配重部件116被顶起，液态冷却剂180进入压盖组件下端；当泵开始工作时，配重部件116在弹簧118作用下将液态冷却剂180压回储液箱101内，同时对液态冷却剂180的热胀冷缩起到缓冲作用，达到平衡储液箱101内部压力的效果。弹簧式压力调节机构163可任意安装均于储液箱101外表面。

在本发明的另一个实施例中，压力自动调节机构160可以由自重型压力调节机构164实现。图13是自重型压力调节机构与储液箱相连的示意图。该自重型压力调节机构164可包括配重部件116、压盖组件117和连接件。压盖组件117可以部分位于储液箱101中，液态冷却剂可以由储液箱101进入压盖组件117中，连接件将配重部件116和压盖组件117连接到储液箱101。当泵停止工作时，液态冷却剂180进入储液箱101内，配重部件116被顶起，液态冷却剂180进入压盖组件117内部；当泵开始工作时，液态冷却剂180被吸入泵内，同时配重部件116在重力作用下将液态冷却剂180压回储液箱101内，可对液态冷却剂180的热胀冷缩起到缓冲作用，达到平衡储液箱101内部压力的效果。自重型压力调整机构164适合垂直安装在储液箱101上表面。

在本发明的另一个实施例中，压力自动调节机构160可以由膜片式压力调节机构165实现。图14是膜片式压力调节机构与储液箱相连的示意图。该膜片式压力调节机构165可包括膜片115、压盖组件117和连接件。膜片115材质不限，膜片的弹性模量等参数与实际使用时的需求相匹配即可。膜片115可以位于储液箱101中，连接件例如螺钉螺母可以将膜片115固定到储液箱。当储液箱101内压力或体积增加时液态冷却剂180挤压膜片115，膜片115变形，液态冷却剂180得到压力平衡；当储液箱101内压力或体积减小时，外界大气压挤压膜片115，膜片115变形，储液箱101内的压力与外界大气压平衡，可达到平衡储液箱内部压力或体积的目的。膜片式压力调节机构165可安装于储液箱101任意方向的外表面。换言之，本发明不对膜片式压力调节机构165的安装位置进行限定。

在本发明的优选实施例中，液冷循环散热系统10使用的液态冷却剂120可以是绝缘油。绝缘油具有很好的高压绝缘性能，可减少电弧现象，同时绝缘油具有较大的热容量，因此，可进一步提高系统的散热效率。

图3是根据本发明另一实施例的具有泄压回路150的液冷循环管路系统的示意性互联图。在本发明的优选实施例中，液冷循环散热系统10还可包括泄压回路150，泄压回路150上安装有泄压阀106，泄压阀106连至储液箱101。流经发热装置130的回路可称之为主回路140，泄压回路150与主回路140可以采用三通并联连接。泄压阀106可以调控管路中的压力，当流经管路的压力过大时，可以开启泄压阀106。液态冷却剂120将在主回路140和泄压回路150中流动，在主回路140中，液态冷却剂流向发热装置130并吸收热量，吸热后的高温液态冷却剂120流回储液箱101；在泄压回路150中流动的液态冷却剂120将直接流回储液箱101，如图3所示。

在本发明的优选实施例中，本发明提供的液冷循环散热系统10还可包括可过滤液态冷却剂120中的杂质和异物等的过滤器104，从而确保管路的顺畅，延长更换液态冷却剂120的时间，更好地保护发热装置130。在本发明中，对过滤器104的位置不做限定，过滤器104可以位于所述发热装置130的上游，如泵102的前端，或泵102的后端，或散热器103的前端，或散热器103的后端等。

在本发明的优选实施例中，本发明的液冷循环散热系统10还可包括压力表107，该压力表107用于测量和显示发热装置130所承受液态冷却剂120的压力，并且可以位于发热装置130的上游。

在本发明的优选实施例中，本发明的液冷循环散热系统10还可包括压力传感器109，该压力传感器109用于检测发热装置130所承受液态冷却剂120的压力，并且可以位于发热装置130的上游。

在本发明的优选实施例中，本发明的液冷循环散热系统10还可包括流量计108，该流量计108可串联于液态冷却剂120循环回路中，用于检测所述管路中液态冷却剂120的流量。

在本发明的优选实施例中，本发明的液冷循环散热系统10还可包括温度传感器110。该温度传感器110可以位于发热装置130的后端、或发热装置130的前端、或储液箱101内部等，用于检测液态冷却剂120的温度。本发明对温度传感器的位置不做限定。

在本发明的优选实施例中，本发明的液冷循环散热系统10还可包括节流阀105，该节流阀105可以串联于液态冷却剂循环回路中，可调节循环管路的流量。

在本发明的优选实施例中，本发明的液冷循环散热系统10还可包括液位计113。该液位计113可以位于储液箱101内部，用于检测液位。该液位计113可以包括浮标(未示出)，当储液箱101内液位上升时，液位计113的浮标上升；当储液箱101内液位下降时，浮标下降。

本发明的液冷循环散热系统10可用于对X射线源系统进行散热降温。

在本发明的其它实施例中，液冷循环散热系统10可以包括循环系统、散热系统和控制系统。循环系统是全密闭循环管路，包括油箱、压力自动调节机构、循环油泵、各种调节和检测器件、以及互联管路。其中，油箱含注油口、排气口和排液口，配有堵头或止流阀，便于加油和排油，其中压力自动调节机构可以为膨胀罐压力调节机构，或波纹式膨胀套调节机构，或弹簧式压力调节机构，或自重型压力调节机构，或膜片式压力调节机构或其它类似结构。其中调节和检测器件含泄压阀、压力表、压力传感器、流量计、节流阀、温度传感器和液位计等，可根据应用需求调整其安装顺序和种类等。散热系统可以包括高效翅片式换热器和轴流风机。控制系统可以包括强电及弱电系统，强电系统主要包括泵供电单元和轴流风机供电单元，弱电系统包括传感器供电单元及传感器信号传输单元。

图4是根据本发明另一示意性实施例的一体机100液冷循环散热系统10的互联图。图5a和图5b分别是根据本发明另一示意性实施例的一体机100的侧视图和正视图。以下，参照附图进一步描述液冷循环散热系统10的一体机100具体示例。

本发明的液冷循环散热系统10可以实现为一体机100，即，该系统中的所有器件和部件均集成在一个主机箱中。

液冷循环散热系统10的一体机100主要包括储液箱如油箱101、泵102、散热器103、过滤器104、节流阀105、泄压阀106、压力表107、流量计108、压力传感器109、温度传感器110、发热装置130、膨胀罐压力调节机构161、液位计113、和互联管路170。其中，油箱上可以设置有液位计113和膨胀罐压力调节机构161，该强制风冷散热器103可以包含翅片式换热器和轴流风机。或者，本一体机中可以使用波纹式膨胀套调节机构162或弹簧式压力调节机构163或自重型压力调节机构164或膜片式压力调节机构165或其它类似结构代替膨胀罐压力调节机构161。

以下，参照附图描述作为液态冷却剂的绝缘油的循环方式。如图4所示，泵102将绝缘油从油箱101抽取并加压，而后泵向散热器103，绝缘油流经散热器103散热后，再流经过滤器104将其中的杂质和异物等过滤掉。通过三通被分往两个循环管路，即主回路140和泄压回路150。当互联管路170中压力正常时，绝缘油经主回路140依次流过节流阀105、压力表107、流量计108、压力传感器109和温度传感器110，最后绝缘油从一体机100的出油口(未示出)流出。一体机100的出油口通过互联管路170连接发热装置130的入油口(未示出)，绝缘油在流经发热装置130的同时吸收发热装置111产生的热量，通过热交换，使得绝缘油升温，发热装置130降温，从而实现对发热装置130的降温作用。之后，绝缘油流经温度传感器110，此时，温度传感器110会检测出从发热装置130流出的绝缘油的温度。在此之后，高温绝缘油经一体机100的进油口流回油箱101，接下来，泵102再次从油箱101抽取绝缘油并进行加压，之后泵向散热器103，高温绝缘油流经散热器103时，将大量热量散发到大气中或周围环境中，以使得绝缘油降温，如此往复循环，液冷循环散热系统实现了对发热装置130的持续散热降温作用。当系统中的互联管路170压力过大时，泄压阀106将被开启，溢流的绝缘油经泄压回路150流回油箱101中。

图6、图7a和图7b分别是根据本发明一示意性实施例的分体机设备的视图，其中图6是分体机设备的侧视图，图7是分体机设备的俯视图，其中图7a是分体机设备的俯视图，图7b是散热器的俯视图，图8是集成管路图，其中图8a是一路集成管路的示意图，图8b是三路集成管路的示意图。

本发明的液冷循环散热系统10可以实现为分体机200，此循环散热系统分体机设备的工作原理与一体机设备类似，不同之处在于循环散热系统的各部件设置在不同的设备中。如循环散热系统的分体机主要包括主机箱220、独立散热器203、集成管路280以及它们之间的互联管路270。因散热器203独立于主机箱220，因此称之为分体机200。

液冷循环散热系统的分体机可以包括油箱201、泵202、散热器203、集成管路280、液位计213、波纹式膨胀套调节机构262和互联管路270。独立散热器203包括翅片式换热器和轴流风机组成。集成管路包括压力传感器209、温度传感器210、节流阀205和流量计208。本发明对上述大部分部件的设置位置不做限制，图8a和图8b仅仅是对集成管路上节流阀205、流量计208、压力传感器209和温度传感器210的一种示例。又如温度传感器210可以位于集成管路280上，温度传感器210可以位于发热装置230的后端，温度传感器210可以位于油箱内部。或者，本分体机中可以使用膨胀罐压力调节机构261或弹簧式压力调节机构263或自重型压力调节机构264或膜片式压力调节机构265或其它类似结构代替波纹式膨胀套调节机构262。

以下，参照附图描述作为液态冷却剂的绝缘油的循环方式。泵202从油箱201抽取绝缘油，使其从主机箱220出油口流出，主机箱220的出油口通过互联管路270连接至散热器203的入油口，绝缘油经加压后泵向散热器203，经散热器203散热后，绝缘油先流经压力传感器209，再流经温度传感器210。再流向节流阀205和流量计208。绝缘油在流经发热装置230的同时吸收热量，以使发热装置230降温。之后绝缘油流经温度传感器210，由该温度传感器210检测出从发热装置230流出的绝缘油的油温。最后，高温绝缘油经主机箱220进油口流回油箱201，然后泵202再一次从油箱201抽取绝缘油并加压，泵向散热器203，高温绝缘油经散热器203散热，将大量热量散到大气中或周围环境中以使绝缘油降温，如此往复循环，实现对发热装置230的持续散热降温作用。

当该液冷循环散热系统10中设置有多个并联发热装置230时，可以在每个回路上均安装节流阀205和流量计208，并且可以并联多组散热器203，以达到足够的散热功率，如图8b所示。

本发明的液冷循环散热系统10采用了完全密封的循环管路设计，有利于维持液态冷却剂的性能。按照液态冷却剂流动的方向依次设置有储液箱、泵、散热器和发热装置，最后，液态冷却剂又返回储液箱，从而实现了循环回路的设计，这种设计可以有效地降低密闭循环回路中液态冷却剂循环时对发热装置所施加的压力。通过与储液箱相连的压力自动调节机构，如膨胀罐压力调节机构或波纹式膨胀套调节机构或弹簧式压力调节机构或自重型压力调节机构或膜片式压力调节机构或其它类似结构等的设计，可以调节密闭循环回路中因液态冷却剂的温度变化引起的体积变化，使储液箱内部的压力与外部环境大气压力始终保持一致，稳定系统压力。通过采用具有良好的高压绝缘性能和较大热容量的绝缘油作为液态冷却剂，有利于系统的绝缘和散热。通过采用含泄压阀的泄压回路，可调控管路压力。通过设置过滤器，可过滤液态冷却剂中的杂质和异物等，确保管路的顺畅，延长了更换液态冷却剂的时间，能更好的保护发热装置。通过设置压力表，可测量和显示发热装置所承受液态冷却剂的压力，通过设置压力传感器，可实时检测发热装置所承受液态冷却剂的压力，压力超出设定值时可以进行报警；通过设置流量计，可实时检测所述管路中液态冷却剂的流量，流量超出设定值时进行报警；通过设置温度传感器，可实时检测液态冷却剂的温度，温度超出设定值时报警；通过设置节流阀，可调节循环管路的流量；通过设置液位计，可实时检测储液箱液位，液位超出设定值时报警。

本发明的液冷循环散热系统10可应用于X射线管行业，可对X射线源系统进行散热降温，进而保证X射线源系统在一定的温度范围内安全、可靠地连续运行，而且此系统可大幅降低绝缘油对X射线管所施加的压力，并能自动调节系统压力，因此可以保护X射线管，延迟X射线管使用寿命。

以下是根据本发明的液冷循环散热系统10进行的定流量的压力对比测试实验。发热装置为X射线管，液冷循环散热系统采用了如图4所示的连接方式，即，散热器位于发热装置前端，液态冷却剂为绝缘油，在一定的泵功率、一定的散热器散热功率和一定的流量下，测量得到流入X射线管的绝缘油的压力值a。再将散热器后置，即，在相同的泵功率、相同的散热器散热功率和相同的流量下，只改变散热器与X射线管的前后连接顺序，将散热器置于发热装置后端，其它部件系统连接位置不变，再次测量流入X射线管的绝缘油的压力，得到压力值b，即(b-a)*100％/b≈50％。即，在此定流量的压力对比测试实验中，测试结果表明：散热器位于X射线管前端时绝缘油对X射线管施加的压力相较于散热器位于X射线管后端，降低约50％的压力。通过本实验表明本发明提供的液冷循环散热系统不仅实现了对X射线管有效散热降温，同时也实现了通过降压对保护X射线管的保护。

因此本发明所提供的液冷循环散热系统不仅能够满足温度、流量、压力等技术参数的要求，还可以对发热装置进行有效地散热降温，可将发热装置运行时产出的大量热量有效地散到外部环境中，使其在正常的温度下运行，从而保证发热装置运行的安全性、可靠性和连续性。同时还可以大幅降低对液态冷却剂对发热装置的施加的压力，通过设置自动调节机构，可进一步调节液态冷却剂对发热装置的施加的压力，实现了对发热装置有效散热降温的同时也实现了通过降压和调压来保护发热装置的目的。

如在说明书的描述和在随后的权利要求中所使用的，″一″、″一个″和″该″的含义包括复数指代，除非上下文清楚地另外规定。此外，如在说明书的描述和随后的权利要求书中所使用的，″中″的含义包括″中″和″上″，除非上下文清楚地另外规定。此外，相关术语，例如″下″或″底″、″上″或″顶″以及″左″和″右″，可以在这里用于描述一个元件与另一个元件的关系，如图中所示。

应当理解，相关术语意在包括除了图中所示的方位之外的设备的不同方位。

本公开的示例性实施例的以上描述仅出于说明和描述的目的而呈现，并且不旨在穷举或将本公开限制为所公开的精确形式。根据上述教导，许多修改和变化是可能的。

选择和描述实施例是为了解释本公开的原理及其实际应用，以便使本领域的其他技术人员能够利用本公开和各种实施例，并且具有适合于所构想的特定用途的各种修改。在不脱离本公开的精神和范围的情况下，替换实施例对于本公开所属领域的技术人员将变得显而易见。因此，本公开的范围由所附权利要求而不是由前述描述和其中描述的示例性实施例来限定。

Claims (11)

1.一种液冷循环散热系统，其特征在于，包括：

液态冷却剂，是转移热量的媒介；

储液箱，用于存储所述液态冷却剂；

散热器，用于将液态冷却剂所带热量释放到周围环境中；

泵，用于驱动液态冷却剂在液冷循环散热系统中循环流动；以及

管路，用于连接所述储液箱、所述散热器以及所述泵，并进一步连接液冷循环散热系统要冷却的发热装置，以形成用于液态冷却剂循环的封闭回路；

液态冷却剂依次流过储液箱、泵、散热器和发热装置后，再返回储液箱。

2.根据权利要求1所述的液冷循环散热系统，其中，还包括压力自动调节机构，所述压力自动调节机构安装到所述储液箱，使储液箱内部的压力与外部环境大气压力始终保持一致。

3.根据权利要求2所述的液冷循环散热系统，其中，所述压力自动调节机构包括压力调节件和连接件，压力调节件通过连接件连接到储液箱，以形成为一体件，压力调节件具有可伸缩性或可移动性，以能够相对于储液箱运动。

4.根据权利要求3所述的液冷循环散热系统，其中，所述压力调节件包括橡胶气囊，或膨胀套，或弹簧组件，或压盖组件，或膜片。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的液冷循环散热系统，其中，所述液态冷却剂为液态的绝缘油。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的液冷循环散热系统，其中，所述液冷循环散热系统还包括泄压回路，所述泄压回路包括连至储液箱的泄压阀。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的液冷循环散热系统，其中，所述液冷循环散热系统还包括过滤器，所述过滤器位于所述发热装置的上游，位于泵的前端，或位于泵的后端，或位于散热器的前端，或位于散热器的后端。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的液冷循环散热系统，其中，所述液冷循环散热系统还包括压力测量装置，所述压力测量装置位于所述发热装置的上游，用于测量所述发热装置所承受液态冷却剂的压力。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的液冷循环散热系统，其中，所述液冷循环散热系统还包括流量计，所述流量计串联于液冷循环散热系统的管路中，用于检测所述管路中液态冷却剂的流量。

10.根据权利要求1-4中任一项所述的液冷循环散热系统，其中，所述液冷循环散热系统还包括温度测量装置，用于测量所述液态冷却剂的温度。

11.一种包括如上述任一项权利要求所述的液冷循环散热系统的X射线源系统。

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