CN1118793C - 散热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种散热装置，尤其是工业用的高性能超声换能器的散热结构。本发明的目的是生产这样一种装置，其使得高性能超声换能器在高热量和/或高湿度的环境下连续工作，由此在一防爆设计实施例中以一种更有效的方式散热。这是通过封闭冷却系统包围超声换能器(1)来实现的，该冷却系统具有诸如硅橡胶层的振动吸收层(2)和诸如石英沙的散热层(3)。

Description

散热装置
本发明涉及一种散热装置，尤其是工业用的具有高性能指标(highperformance rating)的超声换能器的散热装置。
为了排放热量，对高容量指标超声换能器进行冷却是已知的，所述热量是由于利用压电元件中的内摩擦并利用电损耗把电能转换为机械能而产生的。
在许多情况下，已知的冷却系统仅包括一个包围超声换能器的壳体，这样的壳体具有开口(孔)，通常所述开口借助对流把热排出去(MessrsBandelin electronic “Sonorex” Ultrasonic Disintegrators”，Sonopuls HD 60的说明书)。这种类型的冷却对于高性能指标是不够的。
利用风扇进行额外冷却，灰尘和水蒸气被传送到壳体内，增加了由于桥接导致电短路的危险。
还知道利用安装在超声换能器上的喇叭凸缘壳体连接排放热量，其中散热通过用水冷却的铜冷却板实现(Messrs TELSONIC“Ultrasonic HighPerformance Reactor，Series SRR”的说明书)，在这种情况下，这种散热对于高性能指标和连续工作仍然不够。除了钛的不良导热率以外，对于所考虑的结构，在振动节点(零点)位置仅能窄连接到喇叭上以便实现解除振动转换。这样，只有少量的热从热源传导到冷却系统，这对于在高性能水平连续工作是不够的。需要避免将振动传导到冷却系统，因为有容量损失，并且这样进一步导致热量的增加。
还有许多不同的冷却系统，例如其中壳体具有空气冷却或者带有高压空气。这些系统也具有电短路的危险。还已知具有风扇的闭合系统和从内向外进行热交换。然而，这些系统在设备技术方面是复杂的，而且只能有限地散热。
在DE 43 39 786 A1中公开了一种散热结构，为了立即排放电子元件产生的热量，在电子元件的壳体的表面上设置有硅氧烷聚合物制成的传热的塑性型体，该塑性型体的一个表面与壳体接触，达到冷却的目的。
在DE 35 28 291 A1中公开了一种冷却电子结构元件的装置，其中松散材料接收从元件传导到冷却体的热量。沙子或者具有一定颗粒尺寸的玻璃珠可以作为松散材料。
这些装置还需要具有冷却体的复杂冷却系统，而且具有与此有关的缺点。
所有已知方案的缺点在于事实上如果花费不大和/或不降低效率就不能保证超声换能器以高性能连续工作，尤其是对于防爆设计或者用于潮湿的周围环境的类型。
本发明的目的在于开发一种散热装置，尤其是用于高性能指标的超声换能器的散热装置，通过比目前已知的散热方式更为有效的散热，所述散热装置可靠地保证高性能超声换能器的连续工作，而且在高湿度水平和/或热的周围环境下，和在防爆设计的情况下也是如此。
为了实现这一目的本发明提供一种散热装置，尤其是工业用的具有高性能指标的超声换能器的散热装置，其特征在于，诸如硅橡胶的弹性振动吸收层和与所述层直接接触的诸如石英沙的散热层形成一个冷却系统，该系统包围要冷却的超声换能器；所述振动吸收层与超声换能器表面直接接触，所述散热层与壳体紧密接触以便大面积把热排放到外部。利用包围超声换能器的封闭冷却系统实现在热容传递期间不产生机械损失的状态，因为振动吸收层不把任何振动传递到后面的层中，所述冷却系统由弹性薄振动吸收层诸如硅橡胶(silicone caoutschouc)和散热层诸如石英沙组成。把所述层直接应用到超声换能器上产生有效的大表面散热，同时不具有易受干扰影响的非常复杂的设备。
本发明的有意义的改进在于壳体由诸如铝的导热材料构成，而且具有冷却翼片，扇形区位于所述冷却翼片之间，热传导介质诸如空气、水、油通过所述扇形区设置。
在如图所示的超声换能器的散热装置的实施例中对本发明进行了更详细的说明。图中示出了如下内容：
图1是具有冷却系统的超声换能器的截面示意图，以及
图2是沿图1的超声换能器中A-A线的截面图。
对于kW范围的高性能超声换能器，在工厂内为了确保安全和可靠连续工作，散热是十分重要的。
从图1的截面图和图2的细节图可以看出超声换能器冷却系统的结构。
超声换能器1的表面涂有弹性振动吸收层2，例如硅橡胶，涂层厚度例如为0.05mm至0.5mm。
所述层2以如下方式接收超声换能器产生的振动并吸收所述振动，即使得在层2的表面上不产生振动。
在层2上设置导热层3。所述导热层3可以由例如石英沙构成，而且例如厚度可以是0.2至2mm。超声换能器1产生的热量通过它的整个表面被排放到层2，从层2被排放到层3。
导热层3再与壳体4紧密接触，壳体4例如是连续的铝壳体，所述壳体可以具有一些冷却翼片和外罩。热传导介质例如空气、水或油或类似的物质可以设置在冷却翼片之间。此外，还可以通过通风以公知方式或通过任何其他已知的冷却系统从层3排放热量。
通过紧密的壳体4冷却系统可以实现超声换能器的防爆工作和/或可以应用在潮湿或腐蚀性的周围环境下的连续工作。
本发明并不限于这里所描述的实施例。而且，在不脱离本发明的范围的前提下，还可以通过所述特征的组合实现其他实施方式。
参考标号
1超声换能器                     2振动吸收层
3散热层                         4壳体
5扇形区                         6冷却翼片

Claims (2)

1、一种散热装置，尤其是工业用的具有高性能指标的超声换能器的散热装置，其特征在于：
诸如硅橡胶的弹性振动吸收层(2)和与所述层(2)直接接触的诸如石英沙的散热层(3)形成一个冷却系统，该系统包围要冷却的超声换能器(1)；所述振动吸收层(2)与超声换能器(1)表面直接接触，所述散热层(3)与壳体(4)紧密接触以便大面积把热排放到外部。
2、根据权利要求1的装置，其特征在于：
壳体(4)由诸如铝的导热材料构成，而且具有冷却翼片(6)，扇形区(5)位于所述冷却翼片之间，热传导介质诸如空气、水、油通过所述扇形区设置。
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