CN220087766U - 一种装有微型泵的散热器结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种装有微型泵的散热器结构，属于强化换热散热器技术领域。包括底座箱体、控制柜等部件，底座箱体腔体内安装有散热片，排水管上连接有温度传感器，冷却介质储存箱内连接有水位传感器，底座箱体上端用上封盖密封且上封盖的底部与散热片的顶部紧密贴合，上封盖直接或间接与模拟热源相连接；当释压阀门关闭时，散热器整个结构是一个密闭的环境；冷却介质在通过供水微型泵从冷却介质储存箱流出，又通过排水微型泵回到冷却介质储存箱内，整个过程形成一个内循环流动。本实用新型结构紧凑，强化散热效果好，能自动调节冷却介质流速和各个部件腔体内的压力，保证散热器的正常工作。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种装有微型泵的散热器结构，属于强化换热散热器技术领域。
背景技术
近年来集成电路的研发水平越来越高，微电子设备的集成化、密度化、微型化大幅度提升，然而随着微集成电路的快速发展，电子元器件的热密度随着体积的减小而不断提高，部分大规模及超大规模的集成电路的热密度已经超过50000W/m2，与之相对应散热器的散热结构的散热能力需要达到100000W/m2量级，其表面的温度要求低于120℃。当前面临的最大的挑战是传统的达到空气强制对流散热的方式无法满足热流密度较高的电子元器件的散热要求，需要在有限的空间内进行有效的传热和散热，从而控制电子元器件的工作温度，保证其正常的工作并提高使用寿命。因而有必要研究和开发高效散热装置来满足高热流密度电子元件散热需求。
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决上述现代高性能电子产品的高热流密度问题，克服传统散热技术的不足，提供了一种装有微型泵的微肋阵散热器结构及运行原理。
本实用新型采用的技术方案是：一种装有微型泵的散热器结构，包括底座箱体12、控制柜1、排水微型泵3、上封盖7、冷却介质储存箱8、供水微型泵11、模拟热源16；底座箱体12腔体内安装散热片，散热片的进水口和出水口分别与进水管9的出水口、排水管4的进水口连通，进水管9的进水口和排水管4的出水口分别与供水微型泵11的出水口、排水微型泵3的进水口连通，供水微型泵11的进水口和排水微型泵3的出水口分别与进水支管10的出水口、排水支管的进水口连通，进水支管10的进水口和排水支管的出水口分别与冷却介质储存箱8的出水口、进水口连通，排水管4上连接有温度传感器2，冷却介质储存箱8内连接有水位传感器14，底座箱体12上端用上封盖7密封且上封盖7的底部与散热片的顶部紧密贴合，上封盖7直接或间接与模拟热源16相连接，冷却介质储存箱8上设有与其连通的空心排气柱15，空心排气柱15上设有释压阀门，控制柜1安装在底座箱体12且分别连接供水微型泵11、排水微型泵3、释压阀门、温度传感器2和水位传感器14及冷却介质储存箱8内控制冷却介质进出的阀门。
优选地，所述的散热片上设有微肋阵结构19。
更优选地，所述的微肋阵结构19的排列方式采用顺排或错排，微肋阵结构19中各肋片的横截面形状为翼型或圆形或椭圆形或三角形或菱形或正方形或水滴型。
优选地，所述的底座箱体12腔体内安装有2个以上并列排列的散热片。
优选地，所述的散热片包括依次间隔设置的第一散热片6、第二散热片17、第三散热片13。
优选地，所述的冷却介质储存箱8数量为两个，分别设置在底座箱体12前后两侧的中部，排水微型泵3、供水微型泵11分别设置在底座箱体12左右两侧的中部，排水支管包括第一排水支管5、第二排水支管18，第一排水支管5的进水口与排水微型泵3前端的出水口连通，出水口与底座箱体12前端的冷却介质储存箱8连通，第二排水支管18的进水口与排水微型泵3后端的出水口连通，出水口与底座箱体12后端的冷却介质储存箱8连通。
优选地，所述上封盖7采用导热材料制成，冷却介质储存箱8采用绝热材料制成。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：第一，采用供水、排水的微型泵作为冷却介质的喷射、输送、循环装置，功能强大，对环境适应性强；第二，无需改变来流条件，温度传感器和水位传感器分别给控制柜传递信号，可以分别通过控制供水、排水微型泵和冷却介质储存箱来调节冷却介质进入、排出散热片的速度和释压阀门排放腔体内的压力，让整个散热器形成一个密闭的自控内循环系统，能在有限的空间内进行有效的传热和散热，散热效率更高，能够满足热流密度较高的电子元器件的散热要求。
附图说明
图1为本实用新型实施例爆炸结构示意图；
图2为本实用新型实施例整体结构示意图；
图3为本实用新型实施例中的上封盖的结构示意图；
图4为本实用新型实施例内部结构和冷却介质流动示意图；
图5为本实用新型实施例主视图；
图6为本实用新型实施例剖面结构示意图；
图7为本实用新型实施中冷却介质储存箱结构示意图；
图8为本实用新型实施例中的散热片微肋阵结构示意图。
图中：1—控制柜；2—温度传感器；3—排水微型泵；4—排水管；5、18—排水支管；6、13、17—散热片；7—上封盖；8—冷却介质储存箱；9—进水管；10—进水支管；11—供水微型泵；12—底座箱体；14—水位传感器；15—空心排气柱；16—模拟热源；19—微肋阵结构。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述说明。除非另有指明，本实用新型使用的所有技术和专业术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
为了方便叙述，本实用新型中如果出现“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右、前、后方向一致，并不对结构起限定作用，仅仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
实施例1：如图1-8所示，一种装有微型泵的散热器结构，包括底座箱体12、控制柜1、排水微型泵3、上封盖7、冷却介质储存箱8、供水微型泵11、模拟热源16；底座箱体12腔体内安装有散热片，散热片的进水口和出水口分别与进水管9的出水口、排水管4的进水口连通，进水管9的进水口和排水管4的出水口分别与供水微型泵11的出水口、排水微型泵3的进水口连通，供水微型泵11的进水口和排水微型泵3的出水口分别与进水支管10的出水口、排水支管的进水口连通，进水支管10的进水口和排水支管的出水口分别与冷却介质储存箱8的出水口、进水口连通，排水管4上连接有温度传感器2，冷却介质储存箱8内连接有水位传感器14，底座箱体12上端用上封盖7密封且上封盖7的底部与散热片的顶部紧密贴合，上封盖7直接或间接与模拟热源16相连接，冷却介质储存箱8上设有与其连通的空心排气柱15，空心排气柱15上设有释压阀门，控制柜1安装在底座箱体12且分别连接供水微型泵11、排水微型泵3、释压阀门、温度传感器2和水位传感器14及冷却介质储存箱8内控制冷却介质进出的阀门。
所述温度传感器2与控制柜1电性连接，控制柜1能够实时接收温度传感器2反馈的散热片出水口冷却介质的温度数据，据此自动调控供水微型泵11和排水微型泵3的流量。
所述水位传感器14与控制柜1电性连接，控制柜1能够实时接收水位传感器14反馈的冷却介质储存箱8的水位数据，当冷却结束后，所有冷却介质都回到冷却介质储存箱8内，但冷却介质储存箱8的水位却依旧低于预设最低水位时，控制柜1会发出报警，提醒工作人员对冷却介质储存箱8内进行补充冷却介质，同时控制柜1根据冷却介质储存箱8的水位数据控制释压阀门的开关，调节各个部件腔体内的压力，保证冷却介质在散热器工作状态下的正常循环流动。
所述供水微型泵11和排水微型泵3（都是现有技术中常用的微型泵，结构都是现有的，本实用新型中不再详细说明）结构相同但功能相反，其都包括特定的电敏工作介质和电极，这种微型泵是通过向电敏工作介质施加电压来驱动的，没有传统泵中的驱动部件，该微型泵的体积极小且可以适应各种极端环境，其功能可以喷射、输送和循环冷却介质。
进一步地，所述的散热片上设有微肋阵结构19，微肋阵结构19的排列方式采用顺排或错排，微肋阵结构19中各肋片的横截面形状为翼型或圆形或椭圆形或三角形或菱形或正方形或水滴型，横截面形状尺寸随肋片高度变化。如图8所示，本实用新型仅展示了翼型的肋片。
进一步地，所述的底座箱体12腔体内安装有2个以上并列排列的散热片，本实施例中的散热片包括依次间隔设置的第一散热片6、第二散热片17、第三散热片13，多个散热片可以使散热更均匀，散热效率更高。
进一步地，所述的冷却介质储存箱8数量为两个，分别设置在底座箱体12前后两侧的中部，冷却介质储存箱8的内部空间用来储存冷却介质，排水微型泵3、供水微型泵11分别设置在底座箱体12左右两侧的中部，排水支管包括第一排水支管5、第二排水支管18，第一排水支管5的进水口与排水微型泵3前端的出水口连通，出水口与底座箱体12前端的冷却介质储存箱8连通，第二排水支管18的进水口与排水微型泵3后端的出水口连通，出水口与底座箱体12后端的冷却介质储存箱8连通。
进一步地，所述上封盖7、冷却介质储存箱8均采用绝热材料制成，上封盖（7）的上端与模拟热源16直接或间接连接，散热面积广，散热效率更高。
本实用新型的工作原理是：将上封盖7与模拟热源16直接或间接相连，第一散热片6、第二散热片17、第三散热片13与上封盖7的下端紧密贴合在一起，在第一散热片6、第二散热片17、第三散热片13内充满冷却介质，上封盖7通过热传导接受来自模拟热源16的热量，并传递至第一散热片6、第二散热片17、第三散热片13的微肋阵结构19。当释压阀门关闭时，散热器整个结构是一个密闭的环境；冷却介质在通过供水微型泵11从冷却介质储存箱8流出，又通过排水微型泵3回到冷却介质储存箱8内，整个过程形成一个内循环流动。
控制柜1根据温度传感器2监测第一散热片6、第二散热片17、第三散热片13出口管内冷却介质的温度变化，开启冷却介质储存箱8内控制冷却介质进出的阀门，启动供水微型泵11和排水微型泵3进入主动模式，在主动模式下，无需改变来流条件，控制柜1会根据接收到的温度传感器2的温度数据变化，调控供水微型泵11喷射输送和排水微型泵3排出冷却介质的速度，同时水位传感器14实时监测冷却介质储存箱8的水位变化，当冷却介质储存箱8的水位低于预设的水位时，说明压力过大，控制柜1控制释压阀门的开闭，调控各个部件腔体内的压力，保证冷却介质在散热器工作状态下的正常循环流动；当冷却结束后，控制柜1关闭供水微型泵11和排水微型泵3，开启释压阀门，让进水支管10和第一排水支管5、第二排水支管18内残留的冷却介质回到冷却介质储存箱8，三分钟后控制冷却介质储存箱8内控制冷却介质进出阀门和释压阀门关闭，此时，如果当所有冷却介质都回到冷却介质储存箱8内，但冷却介质储存箱8的水位却依旧低于预设最低水位时，控制柜1会发出报警，提醒工作人员对冷却介质储存箱8内进行补充冷却介质；整个装有微型泵的微肋阵散热器的内部形成一个良好的内循环过程，提高第一散热片6、第二散热片17、第三散热片13与上封盖7上表面的对流换热效果，从而实现散热性能的强化。
本实用新型通过供水微型泵11吸取、喷射输送冷却介质储存箱8的冷却介质进入散热片，排水微型泵3又把从散热片排出的冷却介质送回冷却介质储存箱8内，整个回路形成一个密闭的内循环，其优点在于结构紧凑，强化散热效果好，减少微肋阵散热器对外部环境的依赖和限制，同时能够实时通过温度和水位的变化，控制散热片内冷却介质的供给流速，调节各个部件腔体内的压力，保证散热器正常工作，为现代化高性能电子器件的散热问题以及智能化提供一条新的路径。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种装有微型泵的散热器结构，其特征在于：包括底座箱体（12）、控制柜（1）、排水微型泵（3）、上封盖（7）、冷却介质储存箱（8）、供水微型泵（11）、模拟热源（16）；底座箱体（12）腔体内安装有散热片，散热片的进水口和出水口分别与进水管（9）的出水口、排水管（4）的进水口连通，进水管（9）的进水口和排水管（4）的出水口分别与供水微型泵（11）的出水口、排水微型泵（3）的进水口连通，供水微型泵（11）的进水口和排水微型泵（3）的出水口分别与进水支管（10）的出水口、排水支管的进水口连通，进水支管（10）的进水口和排水支管的出水口分别与冷却介质储存箱（8）的出水口、进水口连通，排水管（4）上连接有温度传感器（2），冷却介质储存箱（8）内连接有水位传感器（14），底座箱体（12）上端用上封盖（7）密封且上封盖（7）的底部与散热片的顶部紧密贴合，上封盖（7）直接或间接与模拟热源（16）相连接，冷却介质储存箱（8）上设有与其连通的空心排气柱（15），空心排气柱（15）上设有释压阀门，控制柜（1）安装在底座箱体（12）且分别连接供水微型泵（11）、排水微型泵（3）、释压阀门、温度传感器（2）、水位传感器（14）及冷却介质储存箱（8）内控制冷却介质进出的阀门。
2.根据权利要求1所述的一种装有微型泵的散热器结构，其特征在于：所述的散热片上设有微肋阵结构（19）。
3.根据权利要求2所述的一种装有微型泵的散热器结构，其特征在于：所述的微肋阵结构（19）的排列方式采用顺排或错排，微肋阵结构（19）中各肋片的横截面形状为翼型或圆形或椭圆形或三角形或菱形或正方形或水滴型。
4.根据权利要求1所述的一种装有微型泵的散热器结构，其特征在于：所述的底座箱体（12）腔体内安装有2个以上并列排列的散热片。
5.根据权利要求4所述的一种装有微型泵的散热器结构，其特征在于：所述的散热片包括依次间隔设置的第一散热片（6）、第二散热片（17）、第三散热片（13）。
6.根据权利要求1所述的一种装有微型泵的散热器结构，其特征在于：所述的冷却介质储存箱（8）数量为两个，分别设置在底座箱体（12）前后两侧的中部，排水微型泵（3）、供水微型泵（11）分别设置在底座箱体（12）左右两侧的中部，排水支管包括第一排水支管（5）、第二排水支管（18），第一排水支管（5）的进水口与排水微型泵（3）前端的出水口连通，出水口与底座箱体（12）前端的冷却介质储存箱（8）连通，第二排水支管（18）的进水口与排水微型泵（3）后端的出水口连通，出水口与底座箱体（12）后端的冷却介质储存箱（8）连通。
7.根据权利要求1所述的一种装有微型泵的散热器结构，其特征在于：所述上封盖（7）采用导热材料制成，冷却介质储存箱（8）采用绝热材料制成。
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