CN113631016A - 一种一体化立体液冷管网流量分配装置 - Google Patents

Abstract

本发明一种一体化立体液冷管网流量分配装置，包括分配总成、至少一个流量调节总成、供液转接头、回液转接头，分配总成内包括供液汇集腔、回液汇集腔，供液汇集腔包括多个用于对一体化网管连接的供液口，回液汇集腔包括多个与一体化网管连接的回液口；供液转接头连接所述分配总成，并与供液汇集腔连通，回液转接头连接分配总成，并与回液汇集腔连通；流量调节总成连接在分配总成上。本发明的有益效果：可以实现流量分配与液冷管网一体化集成设计，降低雷达分配管网对阵面空间需求，实现阵面轻薄化、高集成设计；通过流量调节总成，可实现一体成型液冷管网的流量调节。

Description

一种一体化立体液冷管网流量分配装置

技术领域

本发明涉及一种雷达探测技术领域，尤其涉及的是一种一体化立体液冷管网流量分配装置。

背景技术

有源相控阵雷达作为当前雷达技术的研发与应用重点，具有系统效率高、多功能、多波束、低副瓣以及高可靠性等特点，在地面、机载以及空间等平台雷达系统均获得到了广泛的应用。随着雷达探测技术的发展，由于战技指标的不断提高导致的系统规模及复杂性的极大化和由于集成度不断提高带来的单元和核心模块的极小化，这种“两极化”发展趋势给雷达热控技术带来巨大的挑战。同时，为了满足高机动、机载以及空间等平台对装备或载荷重量、体积、可靠性等方面严苛要求，有源相控阵雷达结构上朝着高集成、低厚度剖面、轻量化的方向发展，因此，雷达液冷管网设计的空间包络、重量、集成性指标要求越来越严苛。

目前，雷达装备主要采用液冷散热方式，如申请号201510589070.X，一种用于有源相控阵天线的冷却板，其特征在于，包括，冷却板本体以及，设置在冷却板本体表面上的一个以上的插槽，所述插槽用于插接传热装置，所述传热装置用于将与其连接的T/R模块的热量传导至所述冷却板；所述冷却板本体上还设置有至少两个通孔，所述通孔设置在插槽的两侧，用于作为KK连接器的通道；同时，所述冷却板本体内部设置有一流道，述流道包括流道本体，所述流道本体位于冷却板本体内部并将所有插槽环绕包围，用于为插接在所述插槽内的传热装置降温。由于流道的存在，本发明可选用液相、气相或填充相变材料等多种方式增加冷却板的散热效能，从而提高有源相控阵天线的使用寿命

目前，常规液冷管网采用“不锈钢管+软管”的结构布局，通过供/回液分配器实现设备负载冷板与主管网连接，该方案结构相对简单，也便于流量分配与调节，但软管转弯半径需求高，不利于装备集成，因此，逐渐发展了一体化集成液冷管网结构形式，该结构实现了流体输运、分配与汇集的散热功能需求与设备模块安装、承力、传力等功能需求统一，可大幅节省阵面空间，实现阵面轻薄化设计。

一体化集成管网根据装备系统的布局，可分为平面水道结构和立体水道结构。平面水道结构即在平面上实现流体的输运、分配与汇集；立体水道结构即在一个平面上实现流体输运，在另一个平面上实现流体的分配与汇集，最终形成一个立体管网结构。

在立体水道结构中，为实现总供/回液与一体化液冷管网各支路的分配与汇集，若采用“分配器+软管”的连接方式，虽可实现系统的功能，但在大热耗、高度集成的阵面环境中，分配/汇集器尺寸较大，管路通径较大，供回液交错的布局中，对空间需求较大，可能超出设计空间包络，且不美观。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：如何解决现有技术中总供/回液与一体化液冷管网各支路的分配与汇集的方式是采用分配器+软管的连接方式，不能适应大热耗、高度集成的阵面环境中的问题。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

一种一体化立体液冷管网流量分配装置，包括分配总成、供液转接头、回液转接头，所述分配总成内包括供液汇集腔、回液汇集腔，所述供液汇集腔包括多个用于对一体化网管连接的供液口，所述回液汇集腔包括多个与一体化网管连接的回液口；所述供液转接头连接所述分配总成，并与所述供液汇集腔连通，所述回液转接头连接所述分配总成，并与所述回液汇集腔连通。

本发明使用时，将供液口与回液口与一体化网管连接；通过供液转接头与外部冷却液连接，冷却液进入供液汇集腔后，将冷却液分配给多个供液口，供液口与一体化网管连接，冷却液被分配至不同的一体化网管，并对一体化网管进行热交换，热交换后的液体由多个回液口汇集至回液汇集腔，液体再由回液转接头流出；本发明可以实现流量分配与液冷管网一体化集成设计，降低雷达分配管网对阵面空间需求，实现阵面轻薄化、高集成设计；形成一体成型液冷管网高精度流量分配设计、实施方案，可指导工程设计。

优选的，所述分配总成包括分配主体、第一盖板、第二盖板；所述分配主体的两侧具有空腔，所述第一盖板与其中一个空腔密封连接，形成供液汇集腔，所述第二盖板与另一个空腔密封连接，形成回液汇集腔。

分配主体内空腔与第一盖板、第二盖板分别形成供液汇集腔、回液汇集腔；这样分体式的设计，便于加工；密封连接为了保证不会漏水。

优选的，所述供液口包括用于对边块阵面供液的边块供液口，以及用于对中阵面供液的中阵面供液口；所述回液口包括用于对边块阵面回液的边块回液口，以及用于对中阵面回液的中阵面回液口；所述边块供液口、所述边块回液口均位于所述分配主体的侧面，所述中阵面供液口、所述中阵面回液口均位于所述分配主体的侧面。

优选的，所述边块供液口、所述边块回液口、所述中阵面供液口、所述中阵面回液口均至少为两个。

优选的，所述分配主体还包括中阵面供液流道、中阵面回液流道，所述中阵面供液流道与所述中阵面回液流道为空腔内陷形成，所述中阵面供液流道的一端为中阵面供液口，所述中阵面回液流道的一端为所述中阵面回液口。

使用时，冷却液由供液汇集腔分配至相应的中阵面供液流道，在中阵面供液流道进行引流至中阵面供液口；故中阵面供液流道、中阵面回液流道可以起到引流的作用。

优选的，还包括能够改变所述供液口或/和回液口处的截面积的流量调节总成，所述流量调节总成连接在所述分配总成上；所述流量调节总成包括节流杆、基座，所述基座固定安装在所述分配主体的外部，所述节流杆能够沿轴向移动的贯穿于所述基座，所述节流杆的两端伸出所述基座。

流量调节总成可以通过改变供液口或/和回液口处的截面积，改变流量，从而控制热交换的速率；通过流量调节总成，可实现一体成型液冷管网的流量调节；基座作为流量调节总成的安装承载载体，与分配主体通过法兰固定连接，通过节流杆在基座内的来回伸缩，可以改变供液口或回液口的流道的截面积，从而实现流量调节，使用灵活。

优选的，所述节流杆的中部具有沿轴向设置的导向销，所述基座内具有用于导向销轴向滑动的导向槽。

导向销的具体结构为局部凸起金属块，其作用是与导向槽配合，限制节流杆转动，实现定向移动。

优选的，所述流量调节总成还包括调节螺母，所述节流杆位于分配主体外部的端部与所述调节螺母连接。

通过螺纹连接，实现节流杆的轴向移动，自锁性强、调节精度高。

优选的，所述流量调节总成还包括挡板，所述挡板连接所述节流杆位于所述分配主体内部的端部。

挡板可以根据需求设置成用户所需形状，主要是与供液口或回液口在挡板的投影面上产生一定的重合，实现挡板能够遮挡部分供液口或回液口，实现改变截面大小的目的。

优选的，所述基座与所述分配主体密封连接，所述基座与所述节流杆的中部密封连接。

基座与所述节流杆的中部采用两个密封圈进行密封连接，主要是为了防止在雷达振动环境中轴向密封失效。

本发明的优点在于：

(1)本发明使用时，将供液口与回液口与一体化网管连接；通过供液转接头与外部冷却液连接，冷却液进入供液汇集腔后，将冷却液分配给多个供液口，供液口与一体化网管连接，冷却液被分配至不同的一体化网管，并对一体化网管进行热交换，热交换后的液体由多个回液口汇集至回液汇集腔，液体再由回液转接头流出；本发明可以实现流量分配与液冷管网一体化集成设计，降低雷达分配管网对阵面空间需求，实现阵面轻薄化、高集成设计；形成一体成型液冷管网高精度流量分配设计、实施方案，可指导工程设计；

(2)分配主体内空腔与第一盖板、第二盖板分别形成供液汇集腔、回液汇集腔；这样分体式的设计，便于加工；密封连接为了保证不会漏水；

(3)使用时，冷却液由供液汇集腔分配至相应的中阵面供液流道，在中阵面供液流道进行引流至中阵面供液口；故中阵面供液流道、中阵面回液流道可以起到引流的作用；

(4)流量调节总成可以通过改变供液口或/和回液口处的截面积，改变流量，从而控制热交换的速率；通过流量调节总成，可实现一体成型液冷管网的流量调节；基座作为流量调节总成的安装承载载体，与分配主体通过法兰固定连接，通过节流杆在基座内的来回伸缩，可以改变供液口或回液口的流道的截面积，从而实现流量调节，使用灵活；

(5)导向销的具体结构为局部凸起金属块，其作用是与导向槽配合，限制节流杆转动，实现定向移动；

(6)通过螺纹连接，实现节流杆的轴向移动，自锁性强、调节精度高；

(7)挡板可以根据需求设置成用户所需形状，主要是与供液口或回液口在挡板的投影面上产生一定的重合，实现挡板能够遮挡部分供液口或回液口，实现改变截面大小的目的；

(8)基座与所述节流杆的中部采用两个密封圈进行密封连接，主要是为了防止在雷达振动环境中轴向密封失效。

附图说明

图1是本发明实施例中一体化立体液冷管网流量分配装置的结构示意图；

图2是本发明实施例中流量调节总成的结构示意图；

图3是本发明实施例中节流杆的结构示意图；

图4是本发明实施例中流量调节总成的剖视图；

图5是本发明实施例中分配装置与一体化立体液冷网管的连接示意图；

图中标号：

1、分配总成；11、分配主体；12、第一盖板；13、第二盖板；14、边块供液口；15、边块回液口；16、中阵面供液口；17、中阵面回液口；18、堵头；

2、流量调节总成；21、节流杆；211、密封圈槽；212、导向销；22、基座；221、导向槽；23、调节螺母；24、挡板；25、第一密封圈；26、第二密封圈；

3、供液转接头；4、回液转接头；5、右阵面一体化网管；6、左阵面一体化网管；7、中阵面一体化网管；

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

如图1所示，一种一体化立体液冷管网流量分配装置，包括分配总成1、供液转接头3、回液转接头4，所述分配总成1内包括供液汇集腔A、回液汇集腔B，所述供液汇集腔A包括多个用于对一体化网管连接的供液口，所述回液汇集腔B包括多个与一体化网管连接的回液口；所述供液转接头3连接所述分配总成1，并与所述供液汇集腔A连通，所述回液转接头4连接所述分配总成1，并与所述回液汇集腔B连通。

具体的，如图1所示，所述分配总成1包括分配主体11、第一盖板12、第二盖板13；所述分配主体11为矩形块结构，其上下两侧具有空腔，所述第一盖板12与其中一个空腔密封连接，形成供液汇集腔A，所述第二盖板13与另一个空腔密封连接，形成回液汇集腔B。分配主体11内空腔与第一盖板12、第二盖板13分别形成供液汇集腔A、回液汇集腔B；这样分体式的设计，便于加工；密封连接为了保证不会漏水。

本实施例中，空腔的基本形状为长条形，空腔的大小及形状适应性设置即可，两侧的空腔通过中部的隔板隔开，实际生产过程中，可以是矩形块在顶面和底面挖槽形成两侧空腔，两侧空腔的基本结构相同。如图1中，能看到的空腔为回液汇集腔B，其对应的背面为供液汇集腔A，因供液转接头3、回液转接头4沿分配主体11的水平中间面对称连接，隔板上为适应供液转接头3、回液转接头4，可以设置成下沉式结构，从而将供液转接头3、回液转接头4分开，保证供液转接头3仅与供液汇集腔A连通，回液转接头4仅与回液汇集腔B连通。

第一盖板12与供液分配腔A通过焊接连接，形成闭合流道，实现流体的分配输运，通过供液转接头3流入供液分配腔，将冷却介质输运到阵面管网；第二盖板13与回液汇集腔B通过焊接连接，形成闭合流道，实现流体的汇集输运，最终通过回液转接头4，将冷却介质输运出液冷阵面管网。

所述供液口主要为两种，包括用于对边块阵面供液的边块供液口14，以及用于对中阵面供液的中阵面供液口16；所述回液口包括用于对边块阵面回液的边块回液口15，以及用于对中阵面回液的中阵面回液口17；所述边块供液口14、所述边块回液口15均位于所述分配主体11的侧面，所述中阵面供液口16、所述中阵面回液口17均位于所述分配主体11的侧面。边块阵面为图5中的右阵面一体化网管5和左阵面一体化网管6，中阵面为图5中的中阵面一体化网管7。

本实施例中，所述边块供液口14、所述边块回液口15、所述中阵面供液口16、所述中阵面回液口17均为两个。

如图1中，右侧的边块供液口14′与左侧边块回液口15′为一组，用于对其中一个阵面一体化网管连接，形成冷却回路；右侧的边块回液口15″与左侧的边块供液口14″为一组，用于对其中一个阵面一体化网管连接，形成冷却回路。边块供液口14、所述边块回液口15处均设有法兰孔，与阵面一体化网管采用法兰连接，连接法兰位于分配主体11的外部，实际使用过程中，可通过改变法兰接头的流通面积实现流量调节。

所述分配主体11还包括中阵面供液流道、中阵面回液流道，所述中阵面供液流道与所述中阵面回液流道为空腔内陷形成，即在隔板上进行开槽，本实施例中，中阵面供液流道、中阵面回液流道均为截面为半圆形的凹槽。

如图1所示，从左至右，最左侧的为中阵面供液口16′，因为存在中阵面供液流道的原因，中阵面供液流道向回液汇集腔B凸起，其后端采用堵头18进行封堵；第二个位置为中阵面回液口17′，也是因为存在中阵面回液流道，中阵面回液流道会向供液汇集腔A凸起；中阵面供液口16′与中阵面回液口17′为一组，对中阵面一体化网管7进行冷却。第三个位置处为中阵面供液口16″，第四个位置处为中阵面回液口17″，其后端采用堵头18进行封堵，中阵面供液口16″与中阵面回液口17″为一组，对中阵面一体化网管7进行冷却。使用时，冷却液由供液汇集腔A分配至相应的中阵面供液流道，在中阵面供液流道进行引流至中阵面供液口16′和中阵面供液口16″，待热交换完成，由中阵面回液流道进行引流汇集至回液汇集腔B；故中阵面供液流道、中阵面回液流道的一个作用就是可以起到引流的作用。

如图5所示，本实施例使用时，将其中一组边块供液口14、边块回液口15与右阵面一体化网管5连接，将另一组边块供液口14、边块回液口15与左阵面一体化网管6；两组中阵面供液口16、中阵面回液口17均与中阵面一体化网管7连接；通过供液转接头3与外部冷却液连接，冷却液进入供液汇集腔A后，将冷却液分配给边块供液口14和中阵面供液口16，边块供液口14向右阵面一体化网管5和左阵面一体化网管6进行供液，并对其进行冷却，中阵面供液口16向中阵面一体化网管7进行供液，并对其进行冷却，热交换后的液体由边块回液口15、中阵面回液口17汇集至回液汇集腔B，液体再由回液转接头4流出；流量调节总成2可以通过改变供液口或/和回液口处的截面积，改变流量，从而控制热交换的速率。

本实施例可以实现流量分配与液冷管网一体化集成设计，降低雷达分配管网对阵面空间需求，实现阵面轻薄化、高集成设计；形成一体成型液冷管网高精度流量分配设计、实施方案，可指导工程设计。

实施例二：

如图1、图2所示，本实施例在上述实施例一的基础上，本实施例中，还包括两个流量调节总成2；能够改变所述供液口或/和回液口处的截面积的流量调节总成2连接在所述分配总成1上，由于中阵面管路由于与中阵面一体化集成设计，流道入口位于分配/汇集腔体内部，因此，本实施例中，中阵面一体化网管7具有两组冷却管路，每一个冷却管路设置一个流量调节总成2，用于中阵面一体化网管7流量的微调。具体的，中阵面回液口17′处对应的中阵面回液流道处连接流量调节总成2，中阵面供液口16″处对应的中阵面供液流道处连接流量调节总成2。通过流量调节总成2，可实现一体成型液冷管网的流量调节。

所述流量调节总成2包括节流杆21、基座22、调节螺母23；

如图2所示，并参照图1所示，所述基座22通过法兰结构固定安装在所述分配主体11的外部，其中，基座22作为流量调节总成2的安装承载载体，基座22位圆筒形结构，其左端具有法兰结构，用于与分配主体11通过法兰固定连接，法兰结构内设置第一密封圈25，用于密封；右端在圆筒的筒壁上开设通孔，用于旋拧其内部的调节螺母23，调节螺母23为至少两个，两个调节螺母23分别位于基座22右端的内部和外部。

如图3所示，所述节流杆21为长杆，其右端为一段螺纹，能够与调节螺母23连接，中部靠近螺纹段处具有两个密封圈槽211，所述节流杆21的中部具有沿轴向设置的导向销212，对应的，所述基座22内具有用于导向销212轴向滑动的导向槽221。导向销212的具体结构为局部凸起金属块，其作用是与导向槽221配合，限制节流杆21转动，实现定向移动。即，当需要调小流量时，旋转调节螺母23，因螺纹配合和导向销212的限制，节流杆21能够沿其轴向伸长，对中阵面供液口16或中阵面回液口17进行靠近，减小中阵面供液口16或中阵面回液口17流通的截面积，从而减小流量；反之，如需要调大流量，反向旋拧调节螺母23即可。通过螺纹连接，实现节流杆21的轴向移动，自锁性强、调节精度高。

如图4所示，节流杆21的左侧连接挡板24，导向销212在导向槽221内滑动连接，以基座22的法兰面为分界处，法兰面的左侧位于中阵面供液流道或中阵面回液流道，法兰面的右侧位于分配主体11的外部；基座22与所述节流杆21的中部采用两个第二密封圈26进行密封连接，主要是为了防止在雷达振动环境中轴向密封失效，第二密封圈26可以一样规格，也可以不一样。

本实施例中，通过节流杆21在基座22内的来回伸缩，可以改变供液口或回液口的流道的截面积，从而实现流量调节，使用灵活。挡板24可以根据需求设置成用户所需形状，主要是与供液口或回液口在挡板24的投影面上产生一定的重合，实现挡板24能够遮挡部分供液口或回液口，实现改变截面大小的目的。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种一体化立体液冷管网流量分配装置，其特征在于，包括分配总成、供液转接头、回液转接头，所述分配总成内包括供液汇集腔、回液汇集腔，所述供液汇集腔包括多个用于对一体化网管连接的供液口，所述回液汇集腔包括多个与一体化网管连接的回液口；所述供液转接头连接所述分配总成，并与所述供液汇集腔连通，所述回液转接头连接所述分配总成，并与所述回液汇集腔连通。

2.根据权利要求1所述的一种一体化立体液冷管网流量分配装置，其特征在于，所述分配总成包括分配主体、第一盖板、第二盖板；所述分配主体的两侧具有空腔，所述第一盖板与其中一个空腔密封连接，形成供液汇集腔，所述第二盖板与另一个空腔密封连接，形成回液汇集腔。

3.根据权利要求2所述的一种一体化立体液冷管网流量分配装置，其特征在于，所述供液口包括用于对边块阵面供液的边块供液口，以及用于对中阵面供液的中阵面供液口；所述回液口包括用于对边块阵面回液的边块回液口，以及用于对中阵面回液的中阵面回液口；所述边块供液口、所述边块回液口均位于所述分配主体的侧面，所述中阵面供液口、所述中阵面回液口均位于所述分配主体的侧面。

4.根据权利要求3所述的一种一体化立体液冷管网流量分配装置，其特征在于，所述边块供液口、所述边块回液口、所述中阵面供液口、所述中阵面回液口均至少为两个。

5.根据权利要求3所述的一种一体化立体液冷管网流量分配装置，其特征在于，所述分配主体还包括中阵面供液流道、中阵面回液流道，所述中阵面供液流道与所述中阵面回液流道为空腔内陷形成，所述中阵面供液流道的一端为中阵面供液口，所述中阵面回液流道的一端为所述中阵面回液口。

6.根据权利要求2所述的一种一体化立体液冷管网流量分配装置，其特征在于，还包括能够改变所述供液口或/和回液口处的截面积的流量调节总成，所述流量调节总成连接在所述分配总成上；所述流量调节总成包括节流杆、基座，所述基座固定安装在所述分配主体的外部，所述节流杆能够沿轴向移动的贯穿于所述基座，所述节流杆的两端伸出所述基座。

7.根据权利要求6所述的一种一体化立体液冷管网流量分配装置，其特征在于，所述节流杆的中部具有沿轴向设置的导向销，所述基座内具有用于导向销轴向滑动的导向槽。

8.根据权利要求6所述的一种一体化立体液冷管网流量分配装置，其特征在于，所述流量调节总成还包括调节螺母，所述节流杆位于分配主体外部的端部与所述调节螺母连接。

9.根据权利要求6所述的一种一体化立体液冷管网流量分配装置，其特征在于，所述流量调节总成还包括挡板，所述挡板连接所述节流杆位于所述分配主体内部的端部。

10.根据权利要求6所述的一种一体化立体液冷管网流量分配装置，其特征在于，所述基座与所述分配主体密封连接，所述基座与所述节流杆的中部密封连接。

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