專利名稱：高功率連續(xù)波運(yùn)行環(huán)境下波導(dǎo)的水冷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及微波工程上實(shí)現(xiàn)高功率微波穩(wěn)態(tài)傳輸時波導(dǎo)的水冷采用的裝置，主要是一種高功率連續(xù)波運(yùn)行環(huán)境下波導(dǎo)的水冷裝置。
背景技術(shù)：
在兆瓦級連續(xù)波高功率微波傳輸?shù)倪^程中，波導(dǎo)內(nèi)平均功率密度非常高，甚至高達(dá)達(dá)14. 9kW/cm2，高功率運(yùn)行時，由導(dǎo)體損耗產(chǎn)生的熱量會使波導(dǎo)內(nèi)的氣體溫度升高，氣體介質(zhì)中的電子運(yùn)動速度加快，容易產(chǎn)生電場擊穿起弧現(xiàn)象。為了提升波導(dǎo)內(nèi)功率容量，需要波導(dǎo)冷卻技術(shù)將高功率穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時產(chǎn)生的熱量帶走。目前常用風(fēng)冷卻的方式，這種冷卻方式只適用于十幾千瓦的穩(wěn)態(tài)高功率系統(tǒng)或者幾十千瓦的脈沖高功率微波系統(tǒng)，在平均功率為百千瓦級甚至兆瓦級的高功率微波傳輸中，波導(dǎo)損耗產(chǎn)生的熱量非常大，風(fēng)冷不能及時將熱量帶走，致使波導(dǎo)內(nèi)發(fā)生微波打火，實(shí)驗(yàn)無法進(jìn)行。此外，風(fēng)冷受外界環(huán)境的影響比較大，在外界環(huán)境溫度比較高的情況下，冷卻效果非常差。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種高功率連續(xù)波運(yùn)行環(huán)境下波導(dǎo)的水冷裝置，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙，能實(shí)現(xiàn)在高功率微波運(yùn)行時保證波導(dǎo)正常傳輸高功率微波能量， 從而提升波導(dǎo)內(nèi)的功率容量，保證高功率微波的傳輸。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種高功率連續(xù)波運(yùn)行環(huán)境下波導(dǎo)的水冷裝置，包括有直波導(dǎo)、直波導(dǎo)兩端通過高溫釬焊連接固定有法蘭，所述直波導(dǎo)的上、下底面上分別通過銀銅釬焊連接有水冷板，所述水冷板的內(nèi)壁上開有Z型水槽，所述的兩水冷板之間連通有兩個水冷分支合并橋，其中一個水冷分支合并橋與兩塊水冷板內(nèi)壁上的Z型水槽的進(jìn)水端連通，另一個水冷分支合并橋與兩塊水冷板內(nèi)Z型水槽的出水端連通；所述的兩個水冷分支合并橋上分別安裝有水冷接頭。所述的直波導(dǎo)、水冷板以及水冷接頭的材料為H96黃銅；法蘭的材料為H62黃銅。所述的波導(dǎo)內(nèi)部可充氣至兩個大氣壓。本實(shí)用新型中在波導(dǎo)內(nèi)部可以充氣至兩個大氣壓是為了進(jìn)一步提高功率，以提高波導(dǎo)內(nèi)電場的擊穿強(qiáng)度，從而增加功率容量。本實(shí)用新型的操作方式冷卻水由一端的水冷接頭流入，經(jīng)過一個水冷分支合并橋分別流向波導(dǎo)上的上、 下水冷板，冷卻水進(jìn)入水冷板的Z型水槽后經(jīng)過另外一個水冷分支合并橋匯總進(jìn)入另外一端水冷接頭，完成波導(dǎo)內(nèi)部的水冷循環(huán)任務(wù)。水冷板與波導(dǎo)內(nèi)壁之間采用高溫釬焊連接在一起，水冷板的內(nèi)壁上開有Z型水槽，焊接完成后用一個直徑比水冷板內(nèi)Z型水槽孔徑略小的滾珠從一端水接頭處放入水冷通道，通過滾珠沿水冷通道滾動情況，檢驗(yàn)水冷通道內(nèi)部是否有焊料堆積以及焊接變形問題，滾珠從另一端水冷接頭滾動出來，證實(shí)水冷通道通暢檢驗(yàn)通過。為了檢驗(yàn)水冷板和波導(dǎo)臂焊接面是否有焊縫，焊接完成后，還要對水冷板進(jìn)行真空檢漏和正壓檢漏，真空漏率小于 ο—9τατ. ε、正壓8公
斤，沒有問題可通過。本實(shí)用新型中的水冷板加工成型后，要經(jīng)過鈍化處理，提高材料的耐腐蝕性。也可以采用無氧銅代替Η96黃銅，但是要增加成本。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)形式可以廣泛應(yīng)用于在各種波導(dǎo)、微波器件的水冷，只需要根據(jù)波導(dǎo)、或者微波器件的外形相應(yīng)的改變水冷板的形狀即可。本實(shí)用新型技術(shù)曾在中科院等離子體物理研究所250kW/4. 6GHz的高功率微波測試臺上，在水壓為2公斤、水流量為0. 5噸/小時的條件下，冷卻效果良好，未發(fā)生打火現(xiàn)象，成功通過250kW連續(xù)波達(dá)半個小時之久(微波源只能安全輸出半小時的高功率微波)， 驗(yàn)證了本實(shí)用新型技術(shù)的可行性。本實(shí)用新型提供的波導(dǎo)冷卻結(jié)構(gòu)可以廣泛應(yīng)用于各種高功率微波系統(tǒng)的波導(dǎo)傳輸線中，比如雷達(dá)傳輸線、大功率微波加熱系統(tǒng)等，作為一種可靠的冷卻結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙，能實(shí)現(xiàn)在高功率微波運(yùn)行時保證波導(dǎo)正常傳輸高功率微波能量，從而提升波導(dǎo)內(nèi)的功率容量，保證高功率微波的傳輸。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型中水冷板的剖面圖。
具體實(shí)施方式
參見圖1、2，一種高功率連續(xù)波運(yùn)行環(huán)境下波導(dǎo)的水冷裝置，包括有直波導(dǎo)1、直波導(dǎo)1兩端通過高溫釬焊連接固定有法蘭5，所述直波導(dǎo)1的上、下底面上分別通過銀銅釬焊連接有水冷板4，所述水冷板4的內(nèi)壁上開有Z型水槽7，所述的兩水冷板4之間連通有兩個水冷分支合并橋2和6，其中一個水冷分支合并橋2與兩塊水冷板內(nèi)壁上的Z型水槽7 的進(jìn)水端連通，另一個水冷分支合并橋6與兩塊水冷板內(nèi)Z型水槽7的出水端連通；所述的兩個水冷分支合并橋2、6上分別安裝有水冷接頭3。所述的直波導(dǎo)1、水冷板4以及水冷接頭3的材料為H96黃銅；法蘭5的材料為H62黃銅。所述的波導(dǎo)1內(nèi)部可充氣至兩個大氣壓。
權(quán)利要求1.一種高功率連續(xù)波運(yùn)行環(huán)境下波導(dǎo)的水冷裝置，包括有直波導(dǎo)、直波導(dǎo)兩端通過高溫釬焊連接固定有法蘭，其特征在于所述直波導(dǎo)的上、下底面上分別通過銀銅釬焊連接有水冷板，所述水冷板的內(nèi)壁上開有Z型水槽，所述的兩水冷板之間連通有兩個水冷分支合并橋，其中一個水冷分支合并橋與兩塊水冷板內(nèi)壁上的Z型水槽的進(jìn)水端連通，另一個水冷分支合并橋與兩塊水冷板內(nèi)Z型水槽的出水端連通；所述的兩個水冷分支合并橋上分別安裝有水冷接頭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高功率連續(xù)波運(yùn)行環(huán)境下波導(dǎo)的水冷裝置，其特征在于所述的直波導(dǎo)、水冷板以及水冷接頭的材料為H96黃銅；法蘭的材料為H62黃銅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高功率連續(xù)波運(yùn)行環(huán)境下波導(dǎo)的水冷裝置，其特征在于所述的波導(dǎo)內(nèi)部可充氣至兩個大氣壓。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種高功率連續(xù)波運(yùn)行環(huán)境下波導(dǎo)的水冷裝置，包括有直波導(dǎo)、直波導(dǎo)兩端通過高溫釬焊連接固定有法蘭，所述直波導(dǎo)的上、下底面上分別通過銀銅釬焊連接有水冷板，水冷板的內(nèi)壁上開有Z型水槽，兩水冷板之間連通有兩個水冷分支合并橋，其中一個水冷分支合并橋與兩塊水冷板內(nèi)壁上的Z型水槽的進(jìn)水端連通，另一個水冷分支合并橋與兩塊水冷板內(nèi)Z型水槽的出水端連通；所述的兩個水冷分支合并橋上分別安裝有水冷接頭。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙，能實(shí)現(xiàn)在高功率微波運(yùn)行時保證波導(dǎo)正常傳輸高功率微波能量，從而提升波導(dǎo)內(nèi)的功率容量，保證高功率微波的傳輸。
文檔編號F25D1/00GK202254559SQ20112033698
公開日2012年5月30日 申請日期2011年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月8日
發(fā)明者李國平, 江洪, 王寶根, 王玉煥 申請人:合肥海天電子科技有限公司