CN105813437B - 一种精密机床类密封式电控柜换热装置 - Google Patents

一种精密机床类密封式电控柜换热装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开的一种精密机床类密封式电控柜换热装置，包括壳体，所述壳体内包括上方的散热腔体和下方的吸热腔体，所述吸热腔体内设有吸热单元，所述散热腔体内设有散热单元，本发明的换热装置利用热交换方式进行散热，当电控柜内热气流进入吸热腔体后，吸热单元将热量传导给传热工质并使之气化，气化的传热工质上行通过气流通道管进入散热单元，当外冷气流带走散热单元中的热量后，传热工质液化并受重力作用下行回流至下集流管，依此往复循环，热转换效率高，生产成本低、运行更节能可靠，控温效果显著，使机床电控柜能得到迅速散热，有利于保障精密机床工作稳定及保持加工精度的可靠性。

Description

一种精密机床类密封式电控柜换热装置
技术领域
本发明涉及换热降温设备，尤其是一种适用于精密机床类密封式电控柜的换热装置。
背景技术
随着电子器件功率和频率的不断提高，其发热密度大幅度增长，因此对电子设备进行合理的热设计是适应和促进电子设备高新技术发展的重要基础及前提之一。比如对于精密机床类产品制造行业从某种意义上分析，其电控柜发热电子元器件及装置其单位面积或空间功耗的迅速散热，已经成为精密机床稳定工作和保持加工精度可靠性的限制性环节，因此电控电控柜内镶嵌的可靠的散热作业单元是机床电控柜内不可或缺的综合接入设备及配套技术；因此，国际、国内的电子行业功耗型电控***、精密机床密闭式电柜内功耗散热装置的研发成为业内重要的课题。目前，国际、国内在该领域密闭式电柜，大都采用制冷空调甚至是涡流方式点对点冷却，但空调***使得电控柜***自身的能耗大幅度增加，且增加了投资和维护费用，而涡流方式冷却需要设置高压气源或直接安装空压机，亦同样增加了一次性投资成本及运行维护成本；藉此，业内需要一次性投资降低、运行可靠和少维护或在一定期限内免维护，其能够稳定、可靠的将其功耗热量通过热交换的模式散发出去，以期稳定电控***的工作环境。为此，研发一种成本低、运行可靠、热转换效率高的一种热交换装置是业内急需的配套功能性关键部件。
综上分析，精密机床制造业电子行业，不仅需要与热交换相关的工艺设计及对应的高可靠性的热交换产品，而且均需要冷却***冷却能力的可控性、稳定性及采购成本、运行成本的合理性，因此随着业界的需求，更可靠、更廉价的创新性的机床电控柜热交换器，会有更大的需求。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供的一种精密机床类密封式电控柜换热装置，成本低、运行可靠、热转换效率高，散热降温效果更佳。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种精密机床类密封式电控柜换热装置，包括壳体，所述壳体内包括上方的散热腔体和下方的吸热腔体，所述吸热腔体内设有吸热单元，所述散热腔体内设有散热单元，所述吸热单元的上端设有上集流管及下端设有下集流管，所述散热单元的上端设有上汇流管及下端设有下汇流管，所述上集流管与下汇流管之间通过若干条气流通道管相连接，所述吸热单元内填充有传热工质。
优选的，所述吸热单元包括若干条吸热微通道扁管以及夹带在吸热微通道扁管之间的吸热翅片，所述吸热微通道扁管径向连接上集流管和下集流管，所述传热工质设置在吸热微通道扁管和下集流管内。
优选的，所述散热单元包括若干条散热微通道扁管以及夹带在散热微通道扁管之间的散热翅片，所述散热微通道扁管径向连接上汇流管和下汇流管。
优选的，所述吸热微通道扁管与吸热翅片以及散热微通道扁管与散热翅片分别通过钎焊连接定型。
优选的，所述各气流通道管的两端分别与上集流管和下汇流管焊接。
上述结构中，所述吸热腔体与散热腔体之间设有密封隔离板，所述吸热腔体内设有第一换热风扇，所述散热腔体内设有第二换热风扇。
更优选的，所述第一换热风扇的吹风方向垂直于吸热单元所在的平面，所述第二换热风扇的吹风方向垂直于散热单元所在的平面。
本发明的有益效果：本发明的换热装置针对精密机床类密封式电控柜而设计，利用热交换方式进行散热，当电控柜内热气流进入吸热腔体后，吸热单元将热量传导给传热工质并使之气化，气化的传热工质上行通过气流通道管进入散热单元，当外冷气流带走散热单元中的热量后，传热工质液化并受重力作用下行回流至下集流管，依此往复循环，热转换效率高，生产成本低、运行更节能可靠，控温效果显著，使机床电控柜能得到迅速散热，有利于保障精密机床工作稳定及保持加工精度的可靠性。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。
图1是本发明中实施例的剖面结构示意图；
图2是本发明中吸热单元与散热单元连接的正面结构示意图；
图3是图2的侧面结构示意图。
具体实施方式
参见图1-3，本发明提供的一种精密机床类密封式电控柜换热装置，包括壳体1，所述壳体1内包括上方的散热腔体12和下方的吸热腔体11，所述吸热腔体11内设有吸热单元2，所述散热腔体12内设有散热单元3，所述吸热单元2的上端设有上集流管21及下端设有下集流管22，所述散热单元3的上端设有上汇流管31及下端设有下汇流管32，所述上集流管21与下汇流管32之间通过若干条气流通道管4相连接，所述吸热单元2内填充有会受热气化的传热工质。当电控柜内热气流进入吸热腔体11后，吸热单元2将热量传导给传热工质并使之气化，气化的传热工质上行通过气流通道管4进入散热单元3，当外冷气流带走散热单元3中的热量后，传热工质液化并受重力作用下行回流至下集流管22，依此往复循环，热转换效率高。
该实施例中，所述吸热单元2包括若干条吸热微通道扁管23以及夹带在吸热微通道扁管23之间的吸热翅片24，所述吸热微通道扁管23径向连接上集流管21和下集流管22，所述传热工质设置在吸热微通道扁管23和下集流管22内，具体的制作是，将吸热微通道扁管23的两端头部分别沿集流管径向***下集流管22及上集流管21，并经捆扎固定成型后钎焊定型，以形成密闭腔体。
该实施例中，所述散热单元3包括若干条散热微通道扁管33以及夹带在散热微通道扁管33之间的散热翅片34，所述散热微通道扁管33径向连接上汇流管31和下汇流管32，散热单元3与吸热单元2的制作方法相似。
该实施例中，所述各气流通道管4的两端分别与上集流管21和下汇流管32焊接，具体的制作方式是，在上集流管21的径向管壁上沿某一角度加工若干个直径为R的圆孔，并在圆孔处分别焊接一定折弯度的定长圆管，该折弯的定长圆管即为传热工质的气流通道管4。传热工质气化后上行通过的若干条气流通道管4的端头部均与下汇流管32的径向的圆孔分别焊接密封。吸热单元2通过气流通道管4与散热单元3连接后，即构成密封式电控柜空-液-空的换热单元的芯体部分。
在若干条气流通道管4焊接完成后，在某一条气流通道管4上钻孔加工一直径为4.5mm的圆孔，并在此处焊接一直径为4.0mm的定长铜管，通过该铜管将吸热单元2与散热单元3的连接腔体内抽成真空并同时灌注传热工质，然后将铜管的某一部位径向压扁并熔融封口呈密封状态后，即构成密封式电控柜空-液-空换热单元的换热工作部。
进一步的优化，在吸热腔体11与散热腔体12之间设置密封隔离板5，吸热腔体11内设有第一换热风扇6，散热腔体12内设有第二换热风扇7，其中，吸热单元2及第一换热风扇6与密闭电控柜箱体8的腔体连通，并与散热单元3所处腔体通过密封隔离板5及壳体1内表面间密闭隔离，吸热腔体11从热风入口13吸入热风，热风经过吸热单元2和第一换热风扇6后从热风出口14进入电控柜箱体8腔体内，热风流向为图1中A至B的方向；而散热单元3及第二换热风扇7与密闭电控柜箱体8的外部空间连通，散热腔体12从冷风入口15吸入冷风，冷风经过散热单元3和第二换热风扇7后从冷风出口16进入电控柜箱体8的外部，冷风流向为图1中C至D的方向；当第一换热风扇6通过吸热单元2所在区域的空隙吸入密封电控柜内腔体的热空气后，吸热翅片24吸热并传导给吸热微通道扁管23致使其腔体内的传热工质气化，气化的传热工质通过气流通道管4进入散热单元3，并将热量传导给散热单元3上的散热微通道扁管33及散热翅片34，此时安装在散热单元3上的第二换热风扇7将厂房内的低温空气吸入，致使散热微通道扁管33腔体内的传热工质气体降温并使之冷凝，冷凝后的液体沿散热微通道扁管33进入下汇流管32，然后在重力作用下流入气流通道管4，最终进入下集流管22；该过程的往复循环实现了电控柜内外的换热目的。
安装时，所述第一换热风扇6的吹风方向垂直于吸热单元2所在的平面，所述第二换热风扇7的吹风方向垂直于散热单元3所在的平面，由此强化了热交换的效率。
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种精密机床类密封式电控柜换热装置，包括壳体(1)，所述壳体(1)内包括上方的散热腔体(12)和下方的吸热腔体(11)，所述吸热腔体(11)内设有吸热单元(2)，所述散热腔体(12)内设有散热单元(3)，所述吸热单元(2)的上端设有上集流管(21)及下端设有下集流管(22)，所述散热单元(3)的上端设有上汇流管(31)及下端设有下汇流管(32)，所述吸热单元(2)内填充有传热工质，其特征在于：所述上集流管(21)与下汇流管(32)之间通过若干条气流通道管(4)相连接。
2.根据权利要求1所述的精密机床类密封式电控柜换热装置，其特征在于：所述吸热单元(2)包括若干条吸热微通道扁管(23)以及夹带在吸热微通道扁管(23)之间的吸热翅片(24)，所述吸热微通道扁管(23)径向连接上集流管(21)和下集流管(22)，所述传热工质设置在吸热微通道扁管(23)和下集流管(22)内。
3.根据权利要求2所述的精密机床类密封式电控柜换热装置，其特征在于：所述散热单元(3)包括若干条散热微通道扁管(33)以及夹带在散热微通道扁管(33)之间的散热翅片(34)，所述散热微通道扁管(33)径向连接上汇流管(31)和下汇流管(32)。
4.根据权利要求3所述的精密机床类密封式电控柜换热装置，其特征在于：所述吸热微通道扁管(23)与吸热翅片(24)以及散热微通道扁管(33)与散热翅片(34)分别通过钎焊连接定型。
5.根据权利要求1所述的精密机床类密封式电控柜换热装置，其特征在于：所述各气流通道管(4)的两端分别与上集流管(21)和下汇流管(32)焊接。
6.根据权利要求1-5任一所述的精密机床类密封式电控柜换热装置，其特征在于：所述吸热腔体(11)与散热腔体(12)之间设有密封隔离板(5)，所述吸热腔体(11)内设有第一换热风扇(6)，所述散热腔体(12)内设有第二换热风扇(7)。
7.根据权利要求6所述的精密机床类密封式电控柜换热装置，其特征在于：所述第一换热风扇(6)的吹风方向垂直于吸热单元(2)所在的平面，所述第二换热风扇(7)的吹风方向垂直于散热单元(3)所在的平面。
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