CN218722381U - 隔爆冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种隔爆冷却装置，隔爆散热机壳设置有用于容置热源件的密封腔体，冷却底座容置于密封腔体内，冷却底座包括导热壳体和密封于导热壳体内的热管，导热壳体支撑于热源件和隔爆散热机壳之间，热管用于将热源件产生的热量通过导热壳体传递至隔爆散热机壳。本实用新型通过带有密封腔体的隔爆散热机壳容纳热源件，能在保证对热源件隔爆的基础上，通过热管配合隔爆散热机壳、冷却底座能对热源件进行高效纯物理散热，通过与外界环境中的空气换热进行快速散热，能循环维持热源件在标准运行温度内。

Description

隔爆冷却装置

技术领域

本实用新型属于冷却技术领域，尤其涉及一种隔爆冷却装置。

背景技术

隔爆行业内存在必须在隔爆机壳内进行工作的斯特林制冷机，斯特林制冷机在工作过程中会持续产生热量，当斯特林制冷机温度过高时，会使其所产生的压缩气体介质温度升高，当超过这个温度后压缩机有可能损坏。目前常用的几种散热方式主要为风冷散热、液冷散热和化学散热，其中风冷散热在隔爆机壳内无法实现散热功能，且风扇在隔爆机壳内自身也成为了热源，使得隔爆机壳内温度不降反升；液冷散热通过液冷***内的液体与斯特林制冷机换热，需要进入液冷***后端的冷凝器，依靠风冷来进行降温，冷凝器上的热量无法释放至隔爆机壳外部；化学散热通常采用的制冷物质如液氮、干冰等均是消耗品，需要持续不断的进行补充，而隔爆机壳内并不具备持续补充制冷物质的条件，因此化学散热不适用于常规工业场合。

因此，隔爆机壳内的斯特林制冷机通常是通过，斯特林制冷机与隔爆机壳进行热交换来散热，而这种散热效率低、散热效果不佳，不能阻止热量在隔爆机壳内持续累积，使得斯特林制冷机因过热损害、烧毁。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种隔爆冷却装置，旨在解决现有技术中热源件在隔爆机壳内不能有效冷却的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种隔爆冷却装置，所述隔爆冷却装置包括：隔爆散热机壳和冷却底座，所述隔爆散热机壳设置有用于容置热源件的密封腔体，所述冷却底座，容置于所述密封腔体内，所述冷却底座包括导热壳体和密封于所述导热壳体内的热管，所述导热壳体支撑于所述热源件和所述隔爆散热机壳之间，所述热管用于将所述热源件产生的热量通过所述导热壳体传递至隔爆散热机壳。

在本实用新型实施例中，所述导热壳体向所述隔爆散热机壳的方向凹陷形成容纳槽，所述热源件卡接于所述容纳槽内并与所述导热壳体面接触。

在本实用新型实施例中，所述隔爆冷却装置还包括压紧盖，所述压紧盖用于将所述热源件压紧于所述容纳槽内。

在本实用新型实施例中，所述压紧盖开设有用于和所述热源件卡接的卡槽，所述卡槽和所述容纳槽配合形成用于环绕所述热源件外表面的安装腔。

在本实用新型实施例中，所述卡槽内壁覆盖有密封层，所述密封层用于使所述热源件与所述压紧盖紧密贴合。

在本实用新型实施例中，所述容纳槽的槽壁外覆盖有导热层；和/或，所述导热壳体朝向所述隔爆散热机壳的散热端面覆盖有散热层。

在本实用新型实施例中，所述导热壳体包括：导热支架和两个连接耳，所述容纳槽开设于所述导热支架；所述两个连接耳分设于所述导热支架的两侧，所述连接耳用于连接所述导热壳体与所述隔爆散热机壳，所述导热支架的高度大于所述连接耳的高度。

在本实用新型实施例中，所述热管包括：管壳和毛细吸液芯，所述管壳内填充有用于挥发散热的散热介质；所述毛细吸液芯，设置于所述管壳的内管面，所述毛细吸液芯用于引导所述散热介质回流。

在本实用新型实施例中，所述管壳朝向所述热源件的一侧设置有弧形吸热端面，所述弧形吸热端面向所述隔爆散热机壳凸出。

在本实用新型实施例中，所述管壳位于所述导热壳体内靠近所述隔爆散热机壳的位置设置。

通过上述技术方案，本实用新型实施例所提供的隔爆冷却装置具有如下的有益效果：

热源件工作时产生的热量通过热交换被导至冷却底座上，冷却底座内的热管一端受热时，根据现有热管技术，可将快速将热量导至冷却底座下方，冷却底座下方与隔爆散热机壳紧密贴合，热量将被持续扩散至隔爆散热机壳表面，冷却底座结构简单，使用方便，更为重要的是热管结构在长期使用过程中属于无消耗工作，不需要供电，也不需要消耗任何介质，长期免维护，由于其是纯物理导热，正常使用期间不会产生故障，极大的减少了使用过程中的综合成本，由于隔爆散热机壳，具有很大的热熔和散热面积，能够通过与外界环境中的空气换热进行快速散热，以此循环维持热源件在标准运行温度内。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是根据本实用新型一实施例中隔爆冷却装置的剖面结构示意图；

图2是根据本实用新型一实施例中隔爆冷却装置在一视角下的结构示意图。

图3是根据本实用新型一实施例中隔爆冷却装置在另一视角下的结构示意图。

附图标记说明

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具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

下面参考附图描述根据本实用新型的隔爆冷却装置。

如图1和图2所示，在本实用新型的实施例中，提供一种隔爆冷却装置100，在一实施例中，隔爆冷却装置100包括：隔爆散热机壳1和冷却底座2，隔爆散热机壳1设置有用于容置热源件200的密封腔体11，冷却底座2容置于密封腔体11内，冷却底座2包括导热壳体21和密封于导热壳体21内的热管22，导热壳体21支撑于热源件200和隔爆散热机壳1之间，热管22用于将热源件200产生的热量通过导热壳体21传递至隔爆散热机壳1。

可以理解地，本实施例中的热源件200可为斯特林制冷机的压缩机，热管22可采用现有技术中的热管结构，隔爆冷却装置100主要应用于斯特林制冷机的压缩机隔爆冷却。图1至图3中的隔爆散热机壳1的形状均为示意，在其他实施例中，隔爆散热机壳1的形状可根据实际使用需求设置。

使用本实施例中的隔爆冷却装置100时，将导热壳体2支撑于热源件200和隔爆散热机壳1之间，热源件200工作时产生的热量，能通过热交换被导至冷却底座2，冷却底座2内的热管22靠近热源件200的一端受热，可快速将热量导至冷却底座2靠近隔爆散热机壳1的一端，冷却底座2与隔爆散热机壳1紧密贴合，热量将被持续扩散至隔爆散热机壳1表面，隔爆散热机壳1由于能容纳热源件200，具有很大的热熔和散热面积，通过与外界环境中的空气换热进行快速散热，能循环维持热源件200在标准运行温度内。本实施例中的隔爆冷却装置100，通过带有密封腔体11的隔爆散热机壳1容纳热源件200，能在保证对热源件200隔爆的基础上，通过热管22配合隔爆散热机壳1、冷却底座2能对热源件200进行高效纯物理散热，在长期使用过程中无消耗工作、无需辅助冷却***、不需要供电，也不需要消耗任何介质，能实现长期免维护，正常使用期间不会产生故障，极大的减少了使用过程中的综合成本。

具体地，冷却底座2上端支撑热源件200，冷却底座2下端为和隔爆散热机壳1紧密贴合的平面结构。在一实施例中，热源件200为300W的斯特林制冷机，斯特林制冷机的压缩机在未安装冷却底座，无任何散热措施的情况下，从停机状态开始运行25min后，压缩机表面温度即已达到80℃以上，必须停机冷却。而在加装冷却底座2后，压缩机从停机状态运行至1h15min时，压缩机表面温度稳定在63℃，此时热量产生与散热已达到的平衡状态，在该温度下，斯特林制冷机可以长期正常运行。

具体地，导热壳体21向隔爆散热机壳1的方向凹陷形成容纳槽23，热源件200卡接于容纳槽23内并与导热壳体21面接触。如图1所示，在一实施例中，热源件200呈圆柱形，容纳槽23和热源件200的尺寸相匹配，呈半圆槽形结构，在另一实施例中热源件200呈圆柱形，容纳槽23和热源件200的尺寸相匹配，呈圆槽形结构。本实施例中通过导热壳体21设置和热源件200面接触的容纳槽23，能提高导热壳体21和热源件200的紧密配合关系，容纳槽23的槽壁能对热源件200进行多方位支撑和限位，避免热源件200相对容纳槽23移位的情况，保证了导热壳体21的使用稳定性，同时容纳槽23和热源件200面接触，能提高容纳槽23和热源件200之间的接触面积，从而使热源件200能短时间内向容纳槽23的槽壁传输大量热量，提高了隔爆冷却装置100对热源件200的散热效率。容纳槽23内的凹陷结构和卡接设置使得热源件200的固定方式更简单，且不容易发生移动，确保热源件200整体得到最大程度的散热。在其他实施例中，热源件200为其他形状，容纳槽23的形状和热源件200的形状相匹配。

本实用新型实施例中，隔爆冷却装置100还包括压紧盖3，压紧盖3用于将热源件200压紧于容纳槽23内。如图2所示，热源件200位于压紧盖3和导热壳体21之间，压紧盖3可通过连接件和导热壳体21可拆卸连接，在一实施例中，压紧盖3通过螺钉与导热壳体21连接，在其他实施例中，压紧盖3可通过销轴等可拆卸连接件和导热壳体21连接，本实用新型不作限定。

本实施例中，压紧盖3给热源件200向导热壳体21容纳槽23的压紧力，使得热源件200被固定在导热壳体21与压紧盖3之间，能提高热源件200和容纳槽23之间的紧密贴合性，进一步增加热源件200向容纳槽23的槽壁面的导热效果，由此将热源件200产生的热量充分传递至导热壳体21，使容纳槽23的槽壁面依次通过热管22、导热壳体21和隔爆散热机壳1贴合的下壁面以及隔爆散热机壳1，向隔爆散热机壳1外的外界环境进行散热。

本实用新型实施例中，压紧盖231开设有用于和热源件200卡接的卡槽31，卡槽31和容纳槽23配合形成环绕热源件200外的安装腔4。如图2所示，在一实施例中，热源件200呈圆柱形，卡槽31和容纳槽23均为半圆形槽结构，能分别卡接热源件200的上侧面和下侧面。本实施例中通过压紧盖3和冷却底座2配合环绕热源件200，能进一步提高热源件200和冷却底座2的紧密贴合稳固性，使得热源件200的固定方式更简单，且不容易发生移动，设有安装腔4易于维修且可以减少安全事故的发生。

在一实施例中，卡槽31的槽壁覆盖有密封层32，密封层32能使热源件200与压紧盖3紧密贴合，密封层32可采用导热硅脂层，导热硅脂层将卡槽31的内壁完全覆盖；导热硅胶可以加强热源件200与压紧盖231之间的紧密贴合度，使得热源件200产生的热量可以充分传递至冷却底座2。

在一实施例中，容纳槽23的槽壁覆盖有导热层24；并且导热壳体21朝向隔爆散热机壳1的散热端面213覆盖有散热层25，散热端面213为平面结构，本实施例中的导热层24和散热层25的均可采用为导热硅脂层，且导热层24完全覆盖容纳槽23的槽壁，散热层25完全覆盖散热端面213，导热层24可加大使得热源件200与导热壳体21之间的接触面积，热源件200产生的热量通过导热层24能更充分传递至导热壳体21，散热层25能将传递至导热壳体21的热量持续扩散至隔爆散热机壳1表面，提高热量传递效率。

如图3所示，在一实施例中，导热壳体21呈“凸”形结构，导热壳体21包括导热支架211和两个连接耳212，导热支架211容纳槽23开设于导热支架211，两个连接耳212，分设于导热支架211的两侧，连接耳212用于连接导热壳体21与隔爆散热机壳1，导热支架211的高度大于连接耳212的高度。

具体地，导热壳体21沿前后方向延伸，两个连接耳212相对导热支架211呈左右对称设置，导热支架211和连接耳212均呈长条状，且导热支架211和连接耳212之间圆弧过渡连接，能避免应力集中，提高导热支架211的支撑强度，且连接耳212的长度和导热支架211的长度相同，连接耳212的宽度小于导热支架211的宽度，导热支架211用于支撑热源件200，分设于导热支架211两侧的两个连接耳212能通过螺钉与隔爆散热机壳1连接，分设两侧的设置让热源件200受力更均衡，使得热源件200更稳固的安装在隔爆散热机壳1中，导热支架211的高度大于连接耳212的高度可以使得导热支架211内的容纳槽23适配于不同尺寸的热源件200。

在一实施例中，热管22包括管壳221、散热介质和毛细吸液芯，管壳221内填充有用于吸收热量并挥发的散热介质，毛细吸液芯设置于管壳221的内管面，毛细吸液芯用于引导散热介质回流，散热介质的材料选择沸点低，容易挥发的液体，当热管一端受热时，毛细吸液芯中的液体迅速汽化，蒸气在热扩散的动力下流向另外一端并释放出热量，液体再沿毛细吸液芯靠毛细作用流回受热的一端，如此循环不止，直到热管22的两端温度相等。

在一实施例中，管壳221朝向热源件200的一侧设置有弧形吸热端面2211，弧形吸热端面2211向隔爆散热机壳1凸出，弧形吸热端面2211使得热管22与冷却底座2之间的接触面积变大，从而使得冷却底座2的热量可以最大效率的传递至热管22。管壳221位于冷却底座2内中部靠下的位置设置，管壳221靠近隔爆散热机壳1可缩短热量传递的距离，提高热量传递效率。

具体地，冷却底座2可采用较高导热系数的金属材料制件，在一实施例中，冷却底座2为铝材一体加工而成，首先加工出冷却底座2外形，随后在冷却底座2内加工出用于密封热管22结构的槽道，槽道加工完毕后使用铝焊的方式进行封闭。在焊接部分钻一个直径6mm的孔，在孔内焊接一根6mm*1mm的铝管，铝管与一个三通连接，三通一头与真空泵连接，一头与高纯氮气连接，通过反复抽真空冲氮气的方式进行置换清洁，直至管壳221内无水汽残留。热管22置换清洁完毕后再抽一次真空，使真空度达到5*10^-5，随后将散热介质通过管子充入管壳221内，散热介质可采用蒸馏水、氨、甲醇或丙酮等。散热介质充装完毕后，使用夹具夹住管壳221出口，通过施加压力的方式将管壳221夹扁变形密封，再使用铝焊的方式将变形处焊接密封，松开夹具，冷却底座2制作完毕。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种隔爆冷却装置，其特征在于，所述隔爆冷却装置(100)包括：

隔爆散热机壳(1)，设置有用于容置热源件(200)的密封腔体(11)；

冷却底座(2)，容置于所述密封腔体(11)内，所述冷却底座(2)包括导热壳体(21)和密封于所述导热壳体(21)内的热管(22)，所述导热壳体(21)支撑于所述热源件(200)和所述隔爆散热机壳(1)之间，所述热管(22)用于将所述热源件(200)产生的热量通过所述导热壳体(21)传递至隔爆散热机壳(1)。

2.根据权利要求1所述的隔爆冷却装置，其特征在于，所述导热壳体(21)向所述隔爆散热机壳(1)的方向凹陷形成容纳槽(23)，所述热源件(200)卡接于所述容纳槽(23)内并与所述导热壳体(21)面接触。

3.根据权利要求2所述的隔爆冷却装置，其特征在于，所述隔爆冷却装置(100)还包括压紧盖(3)，所述压紧盖(3)用于将所述热源件(200)压紧于所述容纳槽(23)内。

4.根据权利要求3所述的隔爆冷却装置，其特征在于，所述压紧盖(3)开设有用于和所述热源件(200)卡接的卡槽(31)，所述卡槽(31)和所述容纳槽(23)配合形成用于环绕并贴合所述热源件(200)外表面的安装腔(4)。

5.根据权利要求4所述的隔爆冷却装置，其特征在于，所述卡槽(31)内壁覆盖有密封层(32)，所述密封层(32)用于使所述热源件(200)与所述压紧盖(3)紧密贴合。

6.根据权利要求2至5中任意一项所述的隔爆冷却装置，其特征在于，所述容纳槽(23)的槽壁外覆盖有导热层(24)；

和/或，

所述导热壳体(21)朝向所述隔爆散热机壳(1)的散热端面(213)覆盖有散热层(25)。

7.根据权利要求2至5中任意一项所述的隔爆冷却装置，其特征在于，所述导热壳体(21)包括：

导热支架(211)，所述容纳槽(23)开设于所述导热支架(211)；

两个连接耳(212)，分设于所述导热支架(211)的两侧，所述连接耳(212)用于连接所述导热壳体(21)与所述隔爆散热机壳(1)，所述导热支架(211)的高度大于所述连接耳(212)的高度。

8.根据权利要求1至5中任意一项所述的隔爆冷却装置，其特征在于，所述热管(22)包括：

管壳(221)，密封填充有用于挥发散热的散热介质；

毛细吸液芯，设置于所述管壳(221)的内管面，所述毛细吸液芯用于引导所述散热介质回流。

9.根据权利要求8所述的隔爆冷却装置，其特征在于，所述管壳(221)朝向所述热源件(200)的一侧设置有弧形吸热端面(2211)，所述弧形吸热端面(2211)向所述隔爆散热机壳(1)凸出。

10.根据权利要求8所述的隔爆冷却装置，其特征在于，所述管壳(221)位于所述导热壳体(21)内靠近所述隔爆散热机壳(1)的位置设置。

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