專利名稱：儲熱式行波管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種儲熱式行波管，屬于微波電真空技術(shù)領(lǐng)域。
行波管作為微波系統(tǒng)的末級功率放大，廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、電子對抗和通訊等國防重點(diǎn)工程。高溫工作性能是行波管的重要性能指標(biāo)，也是直接影響其質(zhì)量和可靠性的關(guān)鍵指標(biāo)之一。“行波管現(xiàn)狀與發(fā)展”(王斌等，《電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗(yàn)》，1998年第2期P45-49)分析了我國現(xiàn)有行波管應(yīng)用情況和存在問題，提出了開展行波管散熱技術(shù)的攻關(guān)是至關(guān)重要的。目前，國內(nèi)外有關(guān)行波管散熱系統(tǒng)的具體方案主要有液體冷卻、強(qiáng)制風(fēng)冷等。如“大功率發(fā)射機(jī)行波管冷卻系統(tǒng)熱設(shè)計(jì)”(《電子偵察干擾》1997年第2期)中介紹的強(qiáng)迫液冷方式，采用冷板作為行波管的安裝底板，又作為行波管的散熱器。行波管的熱量傳至冷板，再由冷板傳給流動(dòng)的冷卻液為一次冷卻，而由冷板流出的被加熱了的液體流經(jīng)熱交換器，由風(fēng)機(jī)的強(qiáng)迫風(fēng)冷，將液體的熱量帶走為二次冷卻。在這些傳統(tǒng)散熱方式中，無論是風(fēng)冷、液冷或其他方式，一般都要有相應(yīng)的熱交換器、風(fēng)機(jī)等系統(tǒng)，所占體積相當(dāng)龐大。而對于某些特殊場合，如，機(jī)載等空間尺寸嚴(yán)格限制的情況下，這些傳統(tǒng)的冷卻方式難以滿足要求，必須尋找一種更有效的新的散熱技術(shù)。
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種新的儲熱式行波管，使散熱器體積小，散熱效率更高，能適應(yīng)空間尺寸限制特別嚴(yán)格的工作場合的要求。
為實(shí)現(xiàn)這樣的目的，本發(fā)明的技術(shù)方案中采用了全封閉散熱器，并采用灌注相變材料的工藝，將一種在發(fā)生相變時(shí)吸熱的相變材料灌入其中，以吸收行波管工作時(shí)收集極產(chǎn)生的大量熱量，使整管的輸出功率和增益無明顯跌落。
本發(fā)明包括全封閉式散熱器、波導(dǎo)管及輸入端和引出端，全封閉散熱器采用鋁質(zhì)材料，由上、下兩部分組成，上散熱器為全封閉式，內(nèi)部為多翼狀翹片隔離的空腔，用以灌裝相變材料，下散熱器的下平面與導(dǎo)熱底板緊密貼合，外側(cè)和上散熱器一樣布有眾多的散熱片，在上、下散熱器形成的中間圓柱狀腔體內(nèi)安裝收集極組件。
收集極在行波管工作過程中產(chǎn)生大量熱量，直接傳遞給上、下散熱器。合理地設(shè)計(jì)散熱器，可使收集極熱量一部分由上散熱器內(nèi)腔中的相變材料吸收，一部分則通過下散熱器傳遞給導(dǎo)熱底板散熱，從而使收集極溫度保持在行波管正常工作所允許的范圍內(nèi)。
收集極一大部分熱量是被相變材料吸收的，因而選用合適的相變材料是至關(guān)重要的。本發(fā)明選用的相變材料是G型相變材料，是一種熔點(diǎn)為73℃的高分子材料，其主要技術(shù)指標(biāo)如下熔點(diǎn)73℃ 沸點(diǎn)＞170℃熔化焓 57卡／克 固→液轉(zhuǎn)變時(shí)體膨脹系數(shù) -13％比熱20℃ Cp=0．3692卡／克度50℃ Cp=0．4086卡／克度80℃ Cp=0．4853卡／克度使用壽命＞1000次安全性無毒、無腐蝕性 酸堿性PH值為中性耐低溫性-200℃不發(fā)生任何化學(xué)變化和相變。
因本發(fā)明采用的相變材料是粉狀結(jié)晶物，故須加熱轉(zhuǎn)變?yōu)橐合嗪蟛拍茏⑷肷仙崞鞯目涨粌?nèi)。全封閉散熱器的外部預(yù)留兩個(gè)M5的小螺孔，相變材料是通過這兩個(gè)小螺孔注入的。
本發(fā)明采用的灌注相變材料的工藝為1、稱取與上散熱器空腔體積相應(yīng)重量的粉狀相變材料，盛于燒杯中，再置于電熱烘箱內(nèi)的搪瓷盤上。
2、將散熱器平放在搪瓷盤上，兩個(gè)螺孔均朝上。
3、接通電熱烘箱電源，逐漸升溫，使散熱器加熱溫度控制在120℃±5℃。燒杯內(nèi)相變材料的溫度逐步升高，當(dāng)高于其相變溫度時(shí)，漸漸熔化轉(zhuǎn)變?yōu)橐合唷Ｔ诖蟛糠窒嘧儾牧限D(zhuǎn)變?yōu)橐合嗪?，即可緩緩由散熱器外部預(yù)留的兩螺孔注入其內(nèi)腔。待相變材料完全熔化并灌完后切斷烘箱電源，稍待冷卻后，將散熱器從烘箱中取出，趁熱態(tài)時(shí)用螺帽、密封墊圈封閉兩螺孔，然后用風(fēng)冷或自然冷卻散熱器，相變材料逐漸凝固成結(jié)晶狀。至此，灌注工藝結(jié)束。
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)及散熱器安裝部位示意圖。
如圖所示，本發(fā)明包括全封閉式散熱器1、波導(dǎo)管2，散熱器1安裝在波導(dǎo)管2的一側(cè)，行波管的另一頭布置有輸入端3及引出端4。
圖2為本發(fā)明的全封閉式散熱器結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖所示，全封閉式散熱器由上、下兩部分組成，上散熱器為全封閉式，內(nèi)部為多翼狀翹片5隔離的空腔，空腔內(nèi)灌裝相變材料6，下散熱器的下平面與導(dǎo)熱底板8緊密貼合，散熱器外側(cè)布有眾多的散熱片9，在上、下散熱器形成的中間圓柱狀腔體內(nèi)安裝收集極組件7。
收集極組件7在行波管工作過程中產(chǎn)生大量熱量，直接傳遞給上、下散熱器。其中一部分熱量由上散熱器內(nèi)腔中的相變材料6吸收，一部分則通過下散熱器傳遞給導(dǎo)熱底板8散熱，從而使收集極溫度保持在行波管正常工作所允許的范圍內(nèi)。
本發(fā)明采用了全封閉式散熱器結(jié)構(gòu)，利用散熱器內(nèi)部灌裝的相變材料吸收大部分熱量，有效解決了在空間尺寸限制特別嚴(yán)格的特殊要求條件下工作的行波管的散熱問題，從而使儲熱式行波管能用于新型飛機(jī)的機(jī)載雷達(dá)，并且還可作為微波系統(tǒng)的末級功率放大在其他國防領(lǐng)域以及醫(yī)療、生物工程等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種儲熱式行波管，包括散熱器(1)、波導(dǎo)管(2)及輸入端(3)和引出端(4)，其特征在于采用全封閉式散熱器結(jié)構(gòu)，散熱器(1)由上、下兩部分組成，上散熱器為全封閉式，內(nèi)部為多翼狀翹片(5)隔離的空腔，空腔內(nèi)灌裝相變材料(6)，下散熱器的下平面與導(dǎo)熱底板(8)緊密貼合，散熱器外側(cè)布有散熱片(9)，在上、下散熱器形成的中間圓柱狀腔體內(nèi)安裝收集極組件(7)。
2.如權(quán)利要求1所說的儲熱式行波管，其特征在于所說的相變材料(6)采用熔點(diǎn)為73℃的G型高分子相變材料。
3.如權(quán)利要求1所說的儲熱式行波管散熱器(1)中相變材料的灌裝工藝，其特征在于取粉狀相變材料稱量，盛于燒杯中，再置于電熱烘箱內(nèi)的搪瓷盤上，將散熱器平放在搪瓷盤上，兩個(gè)預(yù)留螺孔均朝上；接通電熱烘箱電源，逐漸升溫，使散熱器加熱溫度控制在120℃±5℃，將轉(zhuǎn)變?yōu)橐合嗟南嘧儾牧暇従徲缮崞魍獠款A(yù)留的兩螺孔注入其內(nèi)腔，灌完后切斷烘箱電源，稍待冷卻后，將散熱器從烘箱中取出，趁熱態(tài)時(shí)用螺帽、密封墊圈封閉兩螺孔，然后冷卻散熱器使相變材料逐漸凝固成結(jié)晶狀。
全文摘要
一種儲熱式行波管,采用全封閉式散熱器結(jié)構(gòu),其內(nèi)部的多翼狀翹片隔離的空腔內(nèi)灌裝相變材料,下平面與導(dǎo)熱底板緊密貼合,外側(cè)布有散熱片,中間圓柱狀腔體內(nèi)安裝收集極組件。本發(fā)明利用散熱器內(nèi)部灌裝的相變材料吸收大部分熱量,有效解決了在空間尺寸限制特別嚴(yán)格的特殊要求條件下工作的行波管的散熱問題,從而使儲熱式行波管能用于新型飛機(jī)的機(jī)載雷達(dá),并且還可作為微波系統(tǒng)的末級功率放大在其他國防領(lǐng)域以及醫(yī)療、生物工程等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
文檔編號H01J25/00GK1290955SQ0012588
公開日2001年4月11日 申請日期2000年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月31日
發(fā)明者徐公煒, 陸煒清, 黃保麟, 王靜娟, 嚴(yán)國英 申請人:上海交通大學(xué)