CN111556691B - 一种mpm的3d流道冷却装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及MPM的散热结构设计领域，公开了一种3D流道冷却装置及方法，本该装置包括MPM冷板、行波管、通液口、收集极底座、收集极3D流道拓展器，收集极底座安装在MPM冷板上，收集极3D流道拓展器装配在收集极底座上；行波管设置在收集极3D流道拓展器和收集极底座之间；通液口设置在所述MPM冷板上，并与收集极底座连接导通。当外部流体进入MPM后，通过MPM冷板对外部流体进行分流，分流出来的流体进入收集极3D液体流道，将传统的二维平面散热扩展为三维空间的高效散热。本发明通过3D液体流道冷却技术，克服了传统平面冷板的散热极限，并且该装置有良好的可扩展性，可广泛应用于民用及军用航空、车载、舰载等领域。

Description

一种MPM的3D流道冷却装置及方法

技术领域

本发明涉及于MPM的散热结构设计领域，尤其涉及一种MPM的3D流道冷却装置及方法。

背景技术

行波管作为MPM的核心器件，对大幅度提升装备性能至关重要。为了提高装备性能，行波管体积越来越小、功率越来越大，然而日益提高的热流密度却又成为系统稳定工作和性能提升的绊脚石。

MPM通常使用液体冷却，液体冷却方式为整机小型化、轻量化创造了条件。目前使用该冷却方式的MPM行波管，均是安装在称为冷板的平面热交换器表面。冷却介质在平面冷板内流过，带走固定在冷板上的行波管产生的热量。

但是，由于平面冷板仅在二维平面内进行流道设计，行波管只能通过底面与冷板进行热交换，有限的散热面积难以把行波管温度降到理想范围内，所以随着行波管功率增大和热流密度提高，采用传统平面流道设计方式已不能满足行波管小型化大功率的散热要求。

因此，有必要提出一种MPM的3D流道冷却装置，具备小型化和高效散热的技术优势，进一步提升行波管的散热能力和可靠性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供了一种MPM的3D流道冷却装置及方法，通过合理设计3D流道冷却装置，实现MPM小型化的同时，提升MPM行波管散热效率，降低行波管温度，减少行波管故障率，从而提高系统可靠性和稳定性。另外通过3D流道冷却方法，有效降低MPM外部供液的要求，提升MPM的环境适应性。

本发明采用的技术方案如下：

在第一个方面，提供一种MPM的3D流道冷却装置，包括：MPM冷板、行波管、通液口、收集极底座和收集极3D流道拓展器；

所述收集极3D流道拓展器包括收集极3D流道拓展板和收集极3D流道拓展板盖，所述收集极3D流道拓展板上设置具有立体结构的收集极流道拓展板流道；所述收集极3D流道拓展板盖安装在所述收集极3D流道拓展板上，用于遮盖所述收集极流道拓展板流道；

所述收集极底座直接安装在所述MPM冷板表面上，所述收集极底座的两侧均设置有收集极流体通道，且所述收集极流体通道为上下弯折路径，所述收集极底座上还设有收集极底座盖板，用于遮盖收集极流体通道；

所述收集极3D流道拓展器装配在所述收集极底座上，使得所述收集极流道拓展板流道与收集极流体通道导通，形成具有3D空间结构的流道；

所述行波管设置在所述收集极3D流道拓展器和所述收集极底座之间；

所述通液口设置在所述MPM冷板上，并与所述收集极底座连接导通。

进一步的，所述MPM的3D流道液体冷却装置中还设有密封圈，所述密封圈设置在所述收集极3D流道拓展板流道与收集极流体通道导通连接处，保证冷却液在装置中不会发生泄漏。

进一步的，所述通液口上设置有双层密封圈，双层密封圈设置在通液口和收集极底座之间，用于保证MPM冷板与收集极底座之间可靠的流体密封性能。

在第二个方面，提供一种MPM的3D流道冷却方法，包括以下内容：

在外部流体进入MPM后，通过MPM冷板对外部流体进行分流；

外部冷却液进入MPM冷板后被分流成两部分，一部分停留在MPM冷板内，一部分则流入具有3D空间结构的流道；

流入具有3D空间结构的流道的冷却液的流通路径为：MPM冷板→通液口→收集极底座→收集极流体通道→收集极3D流道拓展板→收集极流道拓展板流道→收集极3D流道拓展板→收集极流体通道→收集极底座→通液口→MPM冷板。

与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：

(1)本发明通过3D液体流道冷却装置，克服了传统平面冷板的散热极限，大大降低行波管收集极的温度。在行波管功耗相同、冷却流体状态相同的情况下，本发明的行波管收集极温度比平面冷板的下降了65％。

(2)通过3D液体流道冷却装置一方面可以大幅降低行波管收集温度，另一方面在相同体积重量条件下，行波管的功率容量可以提升50％以上。

(3)紧凑式通液接口设计可以有效避免冷却液泄漏，并减小安置空间的同时，降低行波管接触热阻，保证散热效果。

(4)本发明提出的3D液体流道冷却装置及方法具有良好的可扩展性，不受行波管类型以及装载平台的限制，广泛应用于民用及军用航空、车载、舰载等领域。

附图说明

图1、图2是本发明装置的外形示意图。

图3是本发明装置的爆炸图。

附图标记：1——MPM冷板；2——收集极底座；3——收集极3D流道拓展器；3a——收集极3D流道拓展板；3b——收集极3D流道拓展板盖；4——行波管；5——通液口；6——收集极底座盖；7——密封圈；F——收集极流体通道；L——收集极流道拓展板流道。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

实施例1

如图1、2所示，本发明提供一种MPM的3D流道冷却装置，该装置包括MPM冷板、行波管、通液口、收集极底座和收集极3D流道拓展器。

收集极底座固定安装在MPM冷板的表面上；收集极3D流道拓展器装配在收集极底座上，并且两者之间导通，便于冷却液的流动；行波管设置在收集极3D流道拓展器和所述收集极底座之间；通液口设置在MPM冷板上，并与所述收集极底座连接导通。

优选地，如图3所示，收集极底座上设置有利于液体流动散热的收集极流体通道，收集极底座上还设有收集极底座盖板，用于遮盖收集极流体通道。

优选地，如图3所示，收集极3D流道拓展器包括收集极3D流道拓展板和收集极3D流道拓展板盖，收集极3D流道拓展板上设置有利于液体流动散热的收集极流道拓展板流道；收集极3D流道拓展板安装在收集极3D流道拓展板上，用于遮盖所述收集极流道拓展板流道。

当收集极3D流道拓展器装配在收集极底座上时，收集极流道拓展板流道与收集极流体通道之间是连接导通的，连接导通处还设有密封圈，防止冷却液泄漏。

为了确保MPM冷板与收集极底座之间的流体密封性，在通液口上设置有双层密封圈，当通液口与收集极底座连通后，双层密封圈可以很好的提供密封性，防止冷却液泄漏。

本装置通过收集极流道拓展板流道与收集极流体通道这两个3D液体流道，将传统的二维平面散热扩展为了三维空间上的散热，大大提高了散热性。

在本装置中，外部冷却液进入MPM冷板后被分流成两部分，一部分停留在MPM冷板内，一部分则流入收集极。

流入收集的冷却液的流通路径为：MPM冷板→通液口→收集极底座→收集极流体通道→收集极3D流道拓展板→收集极流道拓展板流道→收集极3D流道拓展板→收集极流体通道→收集极底座→通液口→MPM冷板。

本发明还提供一种MPM的3D流道冷却方法，包括以下内容：

在外部流体进入MPM后，通过MPM冷板对外部流体进行分流；

分流出来的流体进入收集极流体通道和收集极流道拓展板流道这两个3D液体流道，完成对行波管的散热。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进，都应该属于本发明权利要求保护的范围。

Claims (4)

1.一种MPM的3D流道冷却装置，其特征在于，包括：MPM冷板、行波管、通液口、收集极底座和收集极3D流道拓展器；

所述收集极3D流道拓展器包括收集极3D流道拓展板和收集极3D流道拓展板盖，所述收集极3D流道拓展板上设置具有立体结构的收集极流道拓展板流道；所述收集极3D流道拓展板盖安装在所述收集极3D流道拓展板上，用于遮盖所述收集极流道拓展板流道；

所述收集极底座直接安装在所述MPM冷板表面上，所述收集极底座的两侧均设置有收集极流体通道，且所述收集极流体通道为上下弯折路径，所述收集极底座上还设有收集极底座盖板，用于遮盖收集极流体通道；

所述收集极3D流道拓展器装配在所述收集极底座上，使得所述收集极流道拓展板流道与收集极流体通道导通，形成具有3D空间结构的流道；

所述行波管设置在所述收集极3D流道拓展器和所述收集极底座之间；

所述通液口设置在所述MPM冷板上，并与所述收集极底座连接导通。

2.根据权利要求1所述的一种MPM的3D流道冷却装置，其特征在于，所述MPM的3D流道冷却装置中还设有密封圈，所述密封圈设置在所述收集极流道拓展板流道与收集极流体通道导通连接处。

3.根据权利要求1所述的一种MPM的3D流道冷却装置，其特征在于，所述通液口上设置有双层密封圈。

4.一种基于权利要求1—3任意一项所述的MPM的3D流道冷却装置的MPM的3D流道冷却方法，其特征在于，包括以下内容：

在外部流体进入MPM后，通过所述MPM冷板对外部流体进行分流；

外部冷却液进入所述MPM冷板后被分流成两部分，一部分停留在所述MPM冷板内，一部分则流入具有3D空间结构的流道；

流入具有3D空间结构的流道的冷却液的流通路径为：MPM冷板→通液口→收集极底座→收集极流体通道→收集极3D流道拓展板→收集极流道拓展板流道→收集极3D流道拓展板→收集极流体通道→收集极底座→通液口→MPM冷板。

Images