CN101841996B - 深海密封腔的弹性散热架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种深海密封腔的弹性散热架，它包括：两个支撑架固定板端盖、四个支撑架固定板、四个弹簧座底板、四个散热板、四个散热板支撑架、弹簧座、弹簧。本发明与传统依靠端盖进行散热的方式相比，不但释放了端盖有效利用空间，同时增大了散热面积，缩短了热传导路径，与灌充散热油相比，避免了油液对电气器件的影响和因油液受热膨胀导致压强升高的影响，而本发明特有的弹性特点，解决了因水压导致腔体微量变形而容易造成腔内支架永久变形以至导热面接触不良的问题。本发明可以扩大水下大功率设备的应用范围，促进水下乃至深海资源勘探与开发、海洋观测与研究、水下作业等科学技术的发展，具有重大意义。

Description

深海密封腔的弹性散热架

技术领域

本发明涉及水下或深海环境下大功率设备应用技术领域，尤其涉及一种应用于水下乃至深海的圆柱形密封腔体内的弹性散热架。

背景技术

当前海洋尤其是深海环境的大部分大功率设备的电气部分都是密封在圆柱形耐压密封腔体内，功率器件往往贴在圆柱形腔体两头的端盖上，或者贴在散热支架，支架再紧贴在端盖上进行散热，或者是通过灌上绝缘散热油来对电气功率器件进行散热。通过端盖进行散热的方式必然占用了端盖的大部分可利用空间，且导热路径也很长，通过灌油来散热的方式也存在着缺点，温升必然导致油液膨胀，需要进行压力平衡补偿以限制油液膨胀带来的压强升高，同时油液容易对电气元件产生幅作用，影响到其可靠性。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种深海密封腔的弹性散热架，本发明可以将水下圆柱形密封腔体内部的功率器件的冗余热量传导到腔体外面的海水以维持功率器件本身和腔体内部环境的温度在合适的范围内。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种深海密封腔的弹性散热架，它包括：两个支撑架固定板端盖、四个支撑架固定板、四个弹簧座底板、四个散热板、四个散热板支撑架、弹簧座、弹簧。其中，所述支撑架固定板端盖内表面设有圆形凹槽，四个支撑架固定板的两头分别***两个支撑架固定板端盖里面的圆形槽内并固定，四个散热板支撑架的一端分别卡在四片支撑架固定板组成的四个卡槽里面。四个散热板支撑架的另一端分别***四个散热板中间的凹槽内并固定。四个弹簧座底板分别贴在四个散热板支撑架的导槽表面，在弹簧座底板和散热板支撑架的接触面的中间分别设有完全配合的导槽和导轨，每个弹簧座底板上固定若干个弹簧座，弹簧置于相对面的两个弹簧座底板对应的弹簧座上，从而形成一排弹簧。两排弹簧相互正交且相互错开。

进一步地，所述两个支撑架固定板端盖分别通过端盖固定螺钉和四个支撑架固定板固定。所述四个散热板支撑架的另一端分别***四个散热板中间的凹槽内并用支撑架固定螺钉组将散热板支撑架固定在散热板上。

本发明的有益效果是，本发明与传统依靠端盖进行散热的方式相比，不但释放了端盖有效利用空间，同时增大了散热面积，缩短了热传导路径，与灌充散热油相比，避免了油液对电气器件的影响和因油液受热膨胀导致压强升高的影响，而本发明特有的弹性特点，解决了因水压导致腔体微量变形而容易造成腔内支架永久变形以至导热面接触不良的问题。本发明可以扩大水下大功率设备的应用范围，促进水下乃至深海资源勘探与开发、海洋观测与研究、水下作业等科学技术的发展，具有重大意义。

附图说明

图1是弹性散热架整体装配三维结构示意图；

图2是弹性散热架零件图示意图；

图3是弹性散热架装配图半剖视图；

图4是弹性散热架内部装配关系示意图；

图5是1/4散热架结构示意图；

图6是支撑架固定板端盖三维示意图。

图中：端盖固定螺钉1、支撑架固定板端盖2、支撑架固定板3、弹簧座底板4、散热板5、散热板支撑架6、支撑架固定螺钉组7、弹簧座8、弹簧9。

具体实施方法

本发明深海密封腔的弹性散热架包括散热板、散热板支撑架、支撑架固定螺钉组、支撑架固定板、弹簧座底板、弹簧座、弹簧、支撑架固定板端盖、端盖固定螺钉。散热板支撑架***散热板中间的凹槽内并通过支撑架固定螺钉组固定在散热板上，四块支撑架固定板***散热板固定块端盖里面的圆形槽内，并通过端盖固定螺钉将支撑架固定板端盖和支撑架固定板固定，四个散热板支撑架正好可以卡在四个支撑架固定板的四个卡槽里面，弹簧座通过其底部的螺纹固定在弹簧座底板上，一个弹簧座底板上安装多个弹簧座，弹簧座底板贴在散热板支撑架的弧形槽表面，相对面的两个弹簧座底板对应的弹簧座上放置一个弹簧。

为了使得四块散热板所受到的推挤压力几乎均匀，装在弹性散热架中间的弹簧座底板上的两排弹簧是相互正交且相互错开的，从而既不干涉又保证受力均匀。

为了保证散热板和腔体内表面接触面的热阻尽可能小，除了在它们的接触面敷有导热硅脂外，散热板的圆弧外表面直径必须保证和圆柱型密封腔体内径一致，保证散热板和腔体内表面尽可能贴紧。

为了防止弹簧座底板错位而使得1/4散热架受力不均匀，散热板支撑架和弹簧座底板相互接触的表面中间分别设有相互配合的三角形导轨和三角形导槽。

为了保证具有良好的导热效果又降低散热架的重量，支撑架固定板端盖、支撑架固定板、弹簧座底板、散热板、散热板支撑架均采用铝或铝合金加工，其中散热板轴向方向设有尺寸不一的通孔，以降低其重量。

以下结合附图进一步说明本发明，本发明的目的和效果将变得更加明显。

如图1～6所示，本发明深海密封腔的弹性散热架，包括：端盖固定螺钉1、两个支撑架固定板端盖2、四个支撑架固定板3、四个弹簧座底板4、四个散热板5、四个散热板支撑架6、支撑架固定螺钉组7、弹簧座8、弹簧9。

支撑架固定板端盖2(图6)内表面设有圆形凹槽，四个支撑架固定板3的两头分别***两个支撑架固定板端盖2里面的圆形槽内，并通过端盖固定螺钉1将两个支撑架固定板端盖2和四个支撑架固定板3固定，四个散热板支撑架6的一端分别卡在四片支撑架固定板3组成的四个卡槽里面。四个散热板支撑架6的另一端分别***四个散热板5中间的凹槽内并用支撑架固定螺钉组7将散热板支撑架6固定在散热板5上，组成四个1/4散热架(图5)。四个弹簧座底板4分别贴在四个散热板支撑架6的导槽表面，弹簧座底板4和散热板支撑架6的接触面的中间分别设有完全配合的导槽和导轨，便于对位和防止受力时错位(图3)，弹簧座8通过其底部的螺纹固定在弹簧座底板4上，每个弹簧座底板4上安装若干个弹簧座，弹簧9置于相对面的两个弹簧座底板4对应的弹簧座8上，从而形成一排弹簧，用于将两个相对面的1/4散热架推向圆柱形腔体10的内表面。两排弹簧相互正交且相互错开，防止干涉(图4)。弹簧的工作压力：

$F=\frac{k(G_1+G_2)}{N},$

其中：G₁为1/4散热架的重量，G₂为1/4散热架上面搭载的电气器件的重量，N为单排弹簧个数，k为压紧系数(k＝2～5)。弹簧的刚度则根据工作压力和弹簧可压缩行程而计算。

密封腔内功率器件可以通过螺钉或者其它方式直接贴在四个散热板5的平面上。将该弹性散热架装入腔体内部前，在散热板的圆弧表面均匀涂上或贴上导热硅脂，然后将四个1/4散热架沿着半径方向压缩弹簧，使散热架的外径略小于腔体的内径，放入圆柱形密封腔体内，松开压力，四个1/4散热架就会在弹簧的作用力下往外散开并压紧在圆柱形密封腔体内表面上。

Claims (3)

1.一种深海密封腔的弹性散热架，其特征在于，它包括：两个支撑架固定板端盖(2)、四个支撑架固定板(3)、四个弹簧座底板(4)、四个散热板(5)、四个散热板支撑架(6)、弹簧座(8)、弹簧(9)；其中，所述支撑架固定板端盖(2)内表面设有圆形凹槽，四个支撑架固定板(3)的两头分别***两个支撑架固定板端盖(2)里面的圆形槽内并固定，四个散热板支撑架(6)的一端分别卡在四片支撑架固定板(3)组成的四个卡槽里面；四个散热板支撑架(6)的另一端分别***四个散热板(5)中间的凹槽内并固定；四个弹簧座底板(4)分别贴在四个散热板支撑架(6)的导槽表面，在弹簧座底板(4)和散热板支撑架(6)的接触面的中间分别设有完全配合的导槽和导轨，每个弹簧座底板(4)上固定若干个弹簧座，弹簧(9)置于相对面的两个弹簧座底板(4)对应的弹簧座(8)上，从而形成一排弹簧；两排弹簧相互正交且相互错开。

2.根据权利要求1所述深海密封腔的弹性散热架，其特征在于，所述两个支撑架固定板端盖(2)分别通过端盖固定螺钉(1)和四个支撑架固定板(3)固定。

3.根据权利要求1所述深海密封腔的弹性散热架，其特征在于，所述四个散热板支撑架(6)的另一端分别***四个散热板(5)中间的凹槽内并用支撑架固定螺钉组(7)将散热板支撑架(6)固定在散热板(5)上。

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