CN220083786U - 一种液态金属干冰换热装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及散热技术领域，尤其涉及一种液态金属干冰换热装置，包括冷却室、液态金属流道层、干冰补充仓、挡板、盖板、流道封板和换热驱动机构；冷却室位于液态金属流道层的一侧，与干冰补充仓相连通，并通过弹簧铰接有挡板；干冰补充仓侧壁设置有盖板，内部设有推板；换热驱动机构包括电机、螺杆和从动杆；从动杆为中空结构，可收容螺杆；螺杆的一端垂直穿过冷却室的侧壁，与冷却室外部安装的电机连接，可在电机驱动下做旋转运动；螺杆另一端与从动杆一端螺纹连接，当螺杆转动时，从动杆带动推板在螺杆带动下向流道封板方向前进，将干冰推入冷却室；本实用新型只在有换热需求时使两者接触，发生热交换，为液态金属实现冷却。
Description
技术领域
本实用新型涉及散热技术领域，尤其涉及一种液态金属干冰换热装置。
背景技术
某些高产热设备的工作模式为间歇性工作，在工作期间产生大量热，需要高效的散热回路为其实现精准控温，如飞行器辅助动力单元，不工作时则不产生热量。液态金属流动散热回路可以实现高效、精准控温，但需要一台终端散热设备将热量散给外环境，使液态金属能够恢复到初温从而实现循环冷却功能。对于飞行器或类似的独立移动单元而言，其本身携带的冷源有限，工作过程中又无法临时获得额外冷源，采用液态金属流动换热系统就无法持续实现控温功能。
实用新型内容
本实用新型为解决上述问题，提供一种终端散热设备解决方案，具体为一种液态金属干冰换热装置。
本发明目的在于提供一种液态金属干冰换热装置，包括冷却室、液态金属流道层、干冰补充仓、挡板、盖板、流道封板和换热驱动机构；
所述冷却室为中空腔体，与所述干冰补充仓相连通；所述冷却室与所述干冰补充仓之间通过弹簧铰接有挡板，通过所述挡板将所述冷却室与所述干冰补充仓分隔，所述挡板的原始状态为竖直状态；所述冷却室为所述液态金属流道层中的液态金属降温；
所述液态金属流道层由所述流道封板封堵形成闭合的中空腔体，所述流道封板上设有液态金属进口和液态金属出口；
所述干冰补充仓侧壁设置有盖板，所述盖板用于为所述干冰补充仓补充干冰颗粒；
所述干冰补充仓内部设有推板，所述推板用于推动干冰进入冷却室；
所述换热驱动机构包括电机、螺杆和从动杆；所述电机安装在所述冷却室外部，所述螺杆插接在所述冷却室的侧壁，所述电机连接所述螺杆；所述从动杆为中空结构，用于收容所述螺杆；所述从动杆内壁上具有螺纹，一端与所述螺杆螺纹匹配连接，另一端与所述推板固定连接。
优选的，从动杆由连杆与螺母组成，连杆的一端与所述螺母固定连接，另一端与所述推板固定连接。
优选的，从动杆为内螺纹管。
优选地，冷却室数量为1个，位于所述液态金属流道层的一侧。
优选的，冷却室、干冰补充仓均为两个且内部结构相同，冷却室与干冰补充仓分别位于所述液态金属流道层两侧。
优选的，液态金属流道层的腔体内设置至少3个导流板。
优选的，导流板垂直于流道封板设置，使液态金属进入所述液态金属流道层后流动长度增加。
优选的，流道封板上的液态金属进口和液态金属出口分别设置于流道封板的两端。
优选的，在挡板上开设有凹槽，使螺杆、螺母及连杆的运动不受影响。
优选的，弹簧为复位弹簧。
本实用新型有益效果：
(1)将干冰与液态金属流道分隔，避免无任务期间干冰升华使液态金属凝固，只在有换热需求时使两者接触，发生热交换，为液态金属实现冷却；
(2)换热系统单次任务结束后，在下次任务执行前，可为换热装置中快速补充干冰，补充的量以单次换热量为准，保证每次任务散热功能的正常实施；
(3)干冰生产技术成熟，易从市场上获得，价格低廉，便于运输和转移，使用成本低；
(4)干冰升华过程的制冷量大，升华后变为气态二氧化碳，不可燃，对环境无害，排放安全，且对周边仪器设备不产生危险。
附图说明
图1是根据本实用新型实施例提供的液态金属干冰换热装置的整体结构示意图。
图2是根据本实用新型实施例提供的液态金属干冰换热装置的内部结构图。
图3是根据本实用新型实施例提供的液态金属干冰换热装置的局部放大结构示意图。
图4是根据本实用新型实施例提供的液态金属流道层中导流板的一种设置方式示意图。
图5是根据本实用新型实施例提供的液态金属流道层中导流板的另一种设置方式示意图。
附图标记：
1、冷却室；2、液态金属流道层；3、干冰补充仓；4、挡板；5、盖板；6、流道封板；7、螺杆；8、电机；201、导流板；301、推板；302、连杆；303、螺母；401、复位弹簧；601、液态金属进口；602、液态金属出口。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本实用新型的限制。
图1-图3分别示出了液态金属干冰换热装置的整体结构、内部结构和局部放大结构。如图所示，本实用新型实施例提供的液态金属干冰换热装置包括冷却室1、液态金属流道层2、干冰补充仓3、挡板4、盖板5、流道封板6。
冷却室1与干冰补充仓3相连通，冷却室1与干冰补充仓3之间通过弹簧铰接有挡板，通过挡板4将冷却室1与干冰补充仓3分隔，挡板4的原始状态为竖直状态，当外力作用时可以转动到水平位置，无外力作用时恢复到竖直位置。
冷却室1中充满干冰颗粒时可以为液态金属流道层2中的液态金属降温。
液态金属流道层2由流道封板6封堵形成闭合中空腔体，流道封板6上设有液态金属进口601和液态金属出口602；液态金属流道层2的腔体内，设置多个导流板201。
干冰补充仓3侧壁设置有盖板5，盖板5用于为干冰补充仓3补充干冰颗粒；干冰补充仓3内部设有推板301，推板301用于推动干冰进入冷却室。
换热驱动机构包括电机8、螺杆7和从动杆；电机8安装在冷却室1外部，螺杆7插接在冷却室的侧壁，电机8连接螺杆7；从动杆为中空结构，用于收容螺杆7；从动杆内壁上具有螺纹，一端与螺杆螺纹匹配连接，另一端与推板301固定连接。
在具体的实施例中，从动杆由连杆302与螺母303组成，连杆302的一端与螺母303固定连接，另一端与推板301固定连接。
在具体的实施例中，从动杆为内螺纹管，其一端与推板301焊接，另一端与螺杆7螺纹匹配连接。
在具体的实施例中，液态金属流道层2的腔体内设置至少3个导流板201。
在具体的实施例中，流道封板6上的液态金属进口601和液态金属出口602分别设置于流道封板的两端。
在具体的实施例中，在挡板上开设有凹槽，使螺杆、螺母及连杆的运动不受影响。
在具体的实施例中，液态金属流道层2的两侧连接相同结构的冷却室1和干冰补充仓3；对应的，换热驱动机构数量也是两个，当需要为液态金属流道层降温时，两侧冷却室同时工作。
实施例1
图1-4所示的一种液态金属干冰换热装置，包括冷却室1、液态金属流道层2、干冰补充仓3、挡板4、盖板5、流道封板6和换热驱动机构；
冷却室1为上下两个冷却室，将液态金属流道层2夹于两个冷却室之间，形成冷包热的结构；冷却室1初始状态为中空腔体；
液态金属流道层2的腔体内，设置多个平行的导流板201，可使液态金属流入后形成S形(蛇形)流动，增加液态金属流动长度；流道封板6上的液态金属进口601和液态金属出口602分别设置于流道封板的两端；
干冰补充仓3连接冷却室1，高度与冷却室1相同，二者间由挡板4分隔，挡板4转动连接在干冰补充仓3的底板上，转动角度最大为90°；挡板4初始位置为竖直状态，当外力作用时可以转动到水平位置，无外力作用时恢复到竖直位置；转动连接机构为复位弹簧401，当外力作用于挡板4时，在复位弹簧401的复位作用下恢复竖直；在挡板4上开设有凹槽，使螺杆7、螺母303及连杆302的运动不受影响。
换热驱动机构包括电机8、螺杆7、连杆302与螺母303。
实施例2
图5示出了冷却室导流板201的另一种设置方式，通过不平行的交叉设置，也可实现液态金属流入后进行减速，形成S形流动，增加液态金属流动长度和流动时间，更好的冷却液态金属。
换热驱动机构包括电机8、螺杆7、内螺纹管。
除上述区别外，其余部分结构同实施例1。
本实用新型提出的液态金属干冰换热装置，可以根据任务需要随时补充干冰颗粒，并根据任务需要决定干冰颗粒是否为液态金属实施冷却，在待命模式下干冰颗粒位于干冰补充仓，不与液态金属发生热交换，避免液态金属凝固，在冷却工作模式下干冰颗粒被推进冷却室，与液态金属发生热交换，实现强力冷却效果，所使用的冷却剂为干冰，又称固态二氧化碳，可安全排放，对周边仪器设备不产生危险。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制。本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
以上本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种液态金属干冰换热装置，其特征在于：包括冷却室、液态金属流道层、干冰补充仓、挡板、盖板、流道封板和换热驱动机构；
所述冷却室为中空腔体，与所述干冰补充仓相连通；所述冷却室与所述干冰补充仓之间通过弹簧铰接有挡板，通过所述挡板将所述冷却室与所述干冰补充仓分隔，所述挡板的原始状态为竖直状态；所述冷却室为所述液态金属流道层中的液态金属降温；
所述液态金属流道层由所述流道封板封堵形成闭合的中空腔体，所述流道封板上设有液态金属进口和液态金属出口；
所述干冰补充仓侧壁设置有盖板，所述盖板用于为所述干冰补充仓补充干冰颗粒；
所述干冰补充仓内部设有推板，所述推板用于推动干冰进入冷却室；
所述换热驱动机构包括电机、螺杆和从动杆；所述电机安装在所述冷却室外部，所述螺杆插接在所述冷却室的侧壁，所述电机连接所述螺杆；所述从动杆为中空结构，用于收容所述螺杆；所述从动杆内壁上具有螺纹，一端与所述螺杆螺纹匹配连接，另一端与所述推板固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种液态金属干冰换热装置，其特征在于：所述从动杆由连杆与螺母组成，所述连杆的一端与所述螺母固定连接，另一端与所述推板固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种液态金属干冰换热装置，其特征在于：所述从动杆为内螺纹管。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种液态金属干冰换热装置，其特征在于：所述冷却室数量为1个，位于所述液态金属流道层的一侧。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的一种液态金属干冰换热装置，其特征在于：所述冷却室、干冰补充仓均为两个且内部结构相同，所述冷却室与干冰补充仓分别位于所述液态金属流道层的两侧。
6.根据权利要求5所述的一种液态金属干冰换热装置，其特征在于：所述液态金属流道层的腔体内设置至少3个导流板。
7.根据权利要求6所述的一种液态金属干冰换热装置，其特征在于：所述导流板垂直于流道封板设置，使液态金属进入所述液态金属流道层后流动长度增加。
8.根据权利要求7所述的一种液态金属干冰换热装置，其特征在于：所述流道封板上的液态金属进口和液态金属出口分别设置于流道封板的两端。
9.根据权利要求8所述的一种液态金属干冰换热装置，其特征在于：在所述挡板上开设有凹槽，使所述螺杆、螺母及连杆的运动不受影响。
10.根据权利要求9所述的一种液态金属干冰换热装置，其特征在于：所述弹簧为复位弹簧。
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