CN206260194U - 一种水冷散热式耐压电子舱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种水冷散热式耐压电子舱，包括主舱体，主舱体的两端分别设有前端盖和后端盖，主舱体通过前端盖和后端盖密封成一个腔体，在腔体内安装有散热装置，散热装置包含四个散热片，四个散热片通过两端的十字伸缩支架支撑，通过十字伸缩支架安装在腔体的内壁上，散热片安装在电气元件上。本实用新型中，耐压舱壳与内部电气设备分别为两个独立的系统，两者之间可以完全分离，提升了装配和调试的便利性，电气设备安装于独立的散热支架上，散热支架可以将电气元件的热量传导至耐压舱壁和舱外的水中，解决了电气设备在舱体内的散热问题。此外散热支架对舱壁的支撑作用增强了耐压舱壳的抗压能力，提高了整个系统的可靠性。

Description

一种水冷散热式耐压电子舱

技术领域

本实用新型涉及一种水冷散热式耐压电子舱，属于水下工程领域。

背景技术

深水潜器中的电气设备通常需要在无水条件下工作，因此必须放置于隔水的密闭舱体内，且舱体需具有足够的抗压能力，方可在外界水压作用下保持不变形，从而保护内部设备。为保证抗压强度，水下耐压藏壳一般采用圆柱形或球形设计，但是相比于方形舱体，其内部曲面形状导致电气原件不便安装和调试，且空间利用率会大幅降低。除此之外，部分电气原件工作时的发热量很高，密闭的耐压藏壳和不平整的内部曲面给散热也带来了困难。

现有的大部分水下耐压电子舱专利和产品中，电气设备都直接采用不可拆卸的方式固定于舱体内部，为后期维护带来了很大的麻烦。少数专利设计出了可拆卸的电子设备支架，但是其结构形式过于复杂，装卸过程也相对繁琐。中国专利号ZL200610134453.9中实用新型的电子耐压舱中具有活动式的电子对接架，但有效安装面积较小，能够搭载的设备数量有限，且未考虑到电气元件的散热。上述问题一直未得到有效解决。

实用新型内容

实用新型目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种水冷散热式耐压电子舱，耐压舱壳与内部电气设备分别为两个独立的系统，两者之间可以完全分离，提升了装配和调试的便利性，电气设备安装于独立的散热支架上，散热支架可以将电气元件的热量传导至耐压舱壁和舱外的水中，解决了电气设备在舱体内的散热问题。此外散热支架对舱壁的支撑作用增强了耐压舱壳的抗压能力，提高了整个系统的可靠性。

技术方案：为实现上述目的，本实用新型的水冷散热式耐压电子舱，包括主舱体，主舱体的两端分别设有前端盖和后端盖，主舱体通过前端盖和后端盖密封成一个腔体，在腔体内安装有散热装置，所述散热装置包含四个散热片，四个散热片通过两端的十字伸缩支架支撑，通过十字伸缩支架安装在腔体的内壁上，电气元件安装于散热片上。

作为优选，所述十字伸缩支架包含四通连接器、长螺母和螺纹杆，所述四通连接器分别连接有四根连接杆，相邻连接杆的夹角为90°，所述连接杆上设有螺纹，连接杆上的螺纹与螺纹杆上的螺纹方向相反，所述长螺母的两端分别设有与连接杆和螺纹杆配合的螺纹，在连接杆上套有锁紧长螺母的防松弹簧。

作为优选，所述腔体的内壁上设有若干个限位卡，在散热片的两端设有限位槽，限位槽卡入限位卡中。

作为优选，所述前端盖和后端盖上均设有若干圈环形密封槽，在环形密封槽中安装有O性密封圈，通过O型密封圈将前端盖和后端盖与主舱体的内壁密封。

作为优选，所述散热片一面为平面，用于安装电气元件，另一面为圆弧面，圆弧面的半径与腔体内壁的半径相同。

作为优选，所述主舱体的两端均设有拆卸槽。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型的具有以下优点：

1.便于安装电气设备，将耐压舱内电气设备集成在独立的支架上，支架与耐压舱壳可完全分离，大大提高了设备的装卸和后期维护便利性。

2.解决了密闭舱室内电气设备的散热问题，将电气设备安装于可紧密贴合耐压舱壳内壁的散热片上，把电气元件工作时产生的热量直接导入舱外冷水中，实现了无限制的水冷散热，解决了非平面密闭舱室内电气设备难以散热的问题，延长了舱内设备的可持续工作时间，提高了系统的可靠性。

3.进一步提高散热效率，散热支架的伸缩功能可以在一定范围内调整散热片之间的距离，改变散热支架的整体直径，增强了电气设备和耐压舱体之间装卸时的灵活性，并可通过预紧力使散热片紧密贴合于舱壁，提高散热效率，并实现了支架系统的径向定位。

4.舱体内部预留的限位卡配合散热支架的伸缩功能可以便捷地实现独立支架系统在舱体内部的轴向和切向定位，避免了使用螺栓等繁琐的固定方式。

5.提高空间利用率，在原本难以利用的弧形空间内填充了散热片，大幅提高了耐压舱内的空间利用率。

6.增强了耐压舱体结构强度，内部散热支架对耐压舱壳提供了一定的支撑作用，降低舱壳在深水高压下的变形率，增强了耐压舱壳的抗压能力，提高了整个系统的安全性。

7.防松性能好，每套十字伸缩支架中安装的四枚防松弹簧可以增强螺纹自锁能力，防止耐压舱体在水下运动过程中造成的螺纹连接松动而导致电气元件受损，进一步提高了可靠性。

8.密封性能可靠，主舱体和每枚端盖间采用两道O型圈作为密封材料，进一步保证了其在水下的密封性能。

9.便于装卸，主舱体两端面分别留有两道拆卸槽，方便插入撬杆，改善了径向密封结构件难以拆卸的问题。

附图说明

图1是本实用新型中耐压电子舱的外部三维视图。

图2是本实用新型中前端盖的三维视图。

图3是耐压电子舱的内部剖视图。

图4是图3中Ⅰ部分的局部放大图。

图5是散热片的三维视图。

图6是散热支架系统的三维视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。

如图1至图6所示，本实用新型中的耐压舱壳包括一只圆筒型的主舱体1，一枚圆柱形前端盖5和一枚圆柱形后端盖9。所述主舱体1两端留有法兰，法兰端面上开有八个关于轴线中心对称的螺纹孔3，法兰端面上另外开有两道关于轴线中心对称的拆卸槽4。

如图2所示，所述前端盖5为二阶圆柱结构，外圆柱端面开有八个和主舱体1上对应的圆形定位孔8，内圆柱端面开有若干用于安装水密电缆接插件的接插孔7，内圆柱侧面开有两道环形密封槽6，用于安装O型密封圈10。

下面说明主舱体1与前端盖5和后端盖9的装配方式。分别将四枚O型密封圈10从前端盖5和后端盖9的内圆柱侧面装入密封槽6；将前端盖5和后端盖9的内圆柱面对准主舱体1的内部，确保两端的八个螺纹孔位置一一对应，即可将前端盖5和后端盖9向内推入；参照图4，确保所有O型密封圈10被推入主舱体1内部后，将八枚螺丝沿主舱体1的轴线方向拧入每端的定位孔8和螺纹孔3内，即可把主舱体1与前端盖5和后端盖9安装在一起。该安装方式可以确保主舱体1和端盖之间没有轴向或切向滑动。安装完毕后O型密封圈在主舱体1内壁面的挤压作用下产生弹性变形，即可防止外部液体进入，实现水密功能。该设计的优点是在水压作用下主舱体1与前端盖5和后端盖9的结合会更紧密，理论上水深越大，O型圈的密封性能越好。

如图3、图5和图6所示，耐压舱内部的散热支架系统包含两套十字伸缩支架连接的四枚散热片11，所述散热片11的一面为平面，可用于固定电气元件19，所述平面两端分别开有左旋螺纹孔12，散热片11的另一面为圆弧面，该弧面的半径与所述主舱体1的内壁面半径相同，可以保证二者紧密贴合；散热片11两端开有限位槽13，用于配合主舱体1内壁的限位卡2，可实现散热支架系统在舱体内的切向和轴向固定。所述十字伸缩支架包括一枚四通连接器14、四枚防松弹簧16、四枚连接杆、四枚正反螺纹长螺母17和四枚左旋螺纹杆18，连接杆为右旋螺纹杆15。四通连接器14的四个通道都具有右旋内螺纹，用于连接四枚右旋螺纹杆15；正反螺纹长螺母17内一半为左旋内螺纹，另一半为右旋内螺纹，上述螺纹可以与右旋螺纹杆15和左螺纹杆17相互配合。

下面说明所述散热支架系统的装配方式。在所述四通连接器14内注入螺纹胶后旋入所述右旋螺纹杆15，将其完全固定。并将右旋螺纹杆15套上防松弹簧16。在所述左旋螺纹孔12内注入螺纹胶后旋入左旋螺纹杆18，将二者完全固定。在所述散热片11上将所有电气元件19安装完毕后，将所述正反螺纹长螺母17置于右旋螺纹杆15和左旋螺纹杆18的自由端之间，同时逆时针旋转两端正反螺纹长螺母17，即可令右旋螺纹杆15和左旋螺纹杆18同时进入；若同时顺时针旋转两端正反螺纹长螺母17，即可令右旋螺纹杆15和左旋螺纹杆18同时退出，实现了四块散热片11的径向伸缩功能。

下面说明所述散热支架系统和主舱体1的装配方式。所述散热支架系统与电气元件19装配完毕后，逆时针旋转所有正反螺纹长螺母17，令四块散热片11收缩，至散热支架系统的直径达到最小；将整套散热支架系统置入所述主舱体1中，保证散热片11两端的限位槽13与主舱体1内壁面上的限位卡2处于配合位置，顺时针旋转所有正反螺纹长螺母17，令四块散热片11伸张，至所有散热片11的圆弧面与主舱体1的内壁面紧密贴合，同时所有限位卡2都在限位槽13内，实现对整套散热系统的轴向和切向固定。同时防松弹簧16可以使正反螺纹长螺母17与右旋螺纹杆15和左旋螺纹杆18之间始终达到自锁条件，避免因耐压舱体的剧烈运动导致螺纹连接松动，保证了径向固定效果。因为防松弹簧16顶住长螺母17，可以将长螺母17自锁。散热支架系统和主舱体1装配完毕后，需要对电气设备和安装于端盖上的水密接插件进行接线，随后即可按上文所述对主舱体1与前端盖5和后端盖9进行装配。

下面说明本实用新型耐压电子舱的拆卸方式。将所述前端盖5和后端盖9端面上的16枚固定螺丝卸下，使耐压舱体垂直放置于平面上，用两枚撬板插入主舱体1端面的拆卸槽4中，同时向外撬动，即可将端盖从主舱体1中取出，另一枚端盖同理。将电气设备和水密接插件之间的接线头断开，逆时针旋转所有正反螺纹长螺母17，令四块散热片11收缩，至散热支架系统的直径达到最小，限位卡2与限位槽13即可自动分离，将散热支架系统从主舱体1中抽出即可。

本实用新型中所述电气元件19与散热片11的平面可以紧密贴合，散热片11的弧面与主舱体1的内壁面也可紧密贴合，实现了热量从电气元件19-散热片11-主舱体1-外部冷水的传导过程。该水冷散热方式效率极高，可以有效避免电气原件因高温损坏，使耐压电子舱能够在深水环境中长时间稳定工作。特别是在主舱体内，在主舱体空间有限的条件下，可以很方便你的拆卸电气元件17，而且散热片11的散热面积大。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种水冷散热式耐压电子舱，其特征在于：包括主舱体，主舱体的两端分别设有前端盖和后端盖，主舱体通过前端盖和后端盖密封成一个腔体，在腔体内安装有散热装置，所述散热装置包含四个散热片，四个散热片通过两端的十字伸缩支架支撑，通过十字伸缩支架将散热片安装在腔体的内壁上，电气原件安装在散热片上。

2.根据权利要求1所述的水冷散热式耐压电子舱，其特征在于：所述十字伸缩支架包含四通连接器、长螺母和螺纹杆，所述四通连接器分别连接有四根连接杆，相邻连接杆的夹角为90°，所述连接杆上设有螺纹，连接杆上的螺纹与螺纹杆上的螺纹方向相反，所述长螺母的两端分别设有与连接杆和螺纹杆配合的螺纹，在连接杆上套有锁紧长螺母的防松弹簧。

3.根据权利要求1所述的水冷散热式耐压电子舱，其特征在于：所述腔体的内壁上设有若干个限位卡，在散热片的两端设有限位槽，限位槽卡入限位卡中。

4.根据权利要求1所述的水冷散热式耐压电子舱，其特征在于：所述前端盖和后端盖上均设有若干圈环形密封槽，在环形密封槽中安装有O性密封圈，通过O型密封圈将前端盖和后端盖与主舱体的内壁密封。

5.根据权利要求1所述的水冷散热式耐压电子舱，其特征在于：所述散热片一面为平面，用于安装电气元件，另一面为圆弧面，圆弧面的半径与腔体内壁的半径相同。

6.根据权利要求1所述的水冷散热式耐压电子舱，其特征在于：所述主舱体的两端均设有拆卸槽。