可旋轉(zhuǎn)傾角的脈動熱管可視化和測試平臺的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種可旋轉(zhuǎn)傾角的脈動熱管可視化和測試平臺，其包括：支架，用于提供支撐；轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)，傾角可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于所述支架上；實(shí)驗(yàn)臺，固定于所述轉(zhuǎn)交機(jī)構(gòu)上；脈動熱管，固定于所述實(shí)驗(yàn)臺上，且為透明材質(zhì)；冷卻箱，包括用于輸入和輸出冷卻工質(zhì)的入口和出口，所述脈動熱管的冷卻段密封地伸入所述冷卻箱內(nèi)部；所述冷卻箱的部分側(cè)面為透明材質(zhì)，以便于觀察所述脈動熱管冷卻段的運(yùn)行情況。本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)寬范圍內(nèi)任意傾斜角度的簡單、快速調(diào)節(jié)，提供整個脈動熱管的全可視化觀測，滿足新型脈動熱管檢測和評估的需求。
【專利說明】可旋轉(zhuǎn)傾角的脈動熱管可視化和測試平臺
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及脈動熱管【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種可旋轉(zhuǎn)傾角的脈動熱管可視化和測試平臺。
【背景技術(shù)】
[0002]脈動熱管是一種新型、高效傳熱熱管，相比傳統(tǒng)熱管，其具有很多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)無毛細(xì)芯，結(jié)構(gòu)簡單，成本低；管徑小、體積小，易于控溫元件的小型化；管內(nèi)分布的薄液膜的換熱系數(shù)很大，可以實(shí)現(xiàn)高熱流密度傳熱。大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，脈動熱管的整體平均熱阻可以低至0.5-1.ΟΚ/ff左右，體積小但傳送的熱流量卻能達(dá)到90W，在當(dāng)量體積相同時，其所傳輸?shù)臒崃髅芏瓤梢员葌鹘y(tǒng)熱管大幾倍甚至到一個數(shù)量級。脈動熱管被視為解決微小空間高熱流密度的散熱方案中一種很有希望和前途的傳熱元件。
[0003]為了更好地認(rèn)識脈動熱管的運(yùn)行機(jī)制和傳熱過程，可視化實(shí)驗(yàn)是首選。通過實(shí)驗(yàn)可以掌握不同工況下脈動熱管管內(nèi)流體的流型及其變化特點(diǎn)，有利于加深對脈動熱管傳熱和流動性能的直觀認(rèn)識，便于結(jié)合溫度、壓力等測量參數(shù)分析其機(jī)理。同時可視化實(shí)驗(yàn)也為脈動熱管工作過程的動態(tài)演示提供了基礎(chǔ)。目前的可視化實(shí)驗(yàn)主要是在脈動熱管絕熱段的局部平直管道處進(jìn)行，可供觀察的范圍和特征不全，另一方面旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，提供的傾斜角度范圍較小，因此開展整個玻璃脈動熱管的可視化實(shí)驗(yàn)和測試具有更為重要的研究意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種可旋轉(zhuǎn)傾角的脈動熱管可視化和測試平臺，以克服目前脈動熱管的可供觀察范圍和特征不全的問題。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0006]一種可旋轉(zhuǎn)傾角的脈動熱管可視化和測試平臺，其包括:支架，用于提供支撐；轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)，傾角可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于所述支架上；實(shí)驗(yàn)臺，固定于所述轉(zhuǎn)交機(jī)構(gòu)上；脈動熱管，固定于所述實(shí)驗(yàn)臺上，且為透明材質(zhì)；冷卻箱，包括用于輸入和輸出冷卻工質(zhì)的入口和出口，所述脈動熱管的冷卻段密封地伸入所述冷卻箱內(nèi)部；所述冷卻箱的部分側(cè)面為透明材質(zhì)，以便于觀察所述脈動熱管冷卻段的運(yùn)行情況。
[0007]在上述平臺的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)板；所述旋轉(zhuǎn)板豎直設(shè)置，且設(shè)有一第一旋轉(zhuǎn)孔和多個第一定位孔，所述第一定位孔呈弧形地分布于所述第一旋轉(zhuǎn)孔的一側(cè)；所述支架上設(shè)有一第二旋轉(zhuǎn)孔和一第二定位孔，所述第二定位孔位于所述第二旋轉(zhuǎn)孔的一側(cè)；一旋轉(zhuǎn)軸穿過所述第一旋轉(zhuǎn)孔和第二旋轉(zhuǎn)孔以使所述旋轉(zhuǎn)板實(shí)現(xiàn)傾角可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置，一定位軸穿過所述第一定位孔之一和所述第二定位孔以使所述旋轉(zhuǎn)板處于穩(wěn)定狀態(tài)。
[0008]在上述平臺的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，多個所述第一定位孔呈半圓形地分布于所述第一旋轉(zhuǎn)孔的下側(cè)，所述第二定位孔位于所述第二旋轉(zhuǎn)孔的正下方，以使所述旋轉(zhuǎn)板實(shí)現(xiàn)從正90度到負(fù)90度寬范圍內(nèi)任意角度的設(shè)定。
[0009]在上述平臺的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)還包括承載板，所述承載板固定于所述旋轉(zhuǎn)板的上部，所述實(shí)驗(yàn)臺固定于所述承載板上表面。
[0010]在上述平臺的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述承載板的上表面設(shè)有多個用于布置線路的深槽。
[0011]在上述平臺的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述承載板的周圍設(shè)有多個螺孔和螺栓，所述螺栓從所述螺孔穿過并向上抵頂所述實(shí)驗(yàn)臺，以調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)臺的水平度。
[0012]在上述平臺的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述冷卻箱呈長方體形，所述脈動熱管的冷卻段從所述冷卻箱的一側(cè)面伸入，所述冷卻箱的上蓋為透明材質(zhì)。
[0013]在上述平臺的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述實(shí)驗(yàn)臺上設(shè)有用于固定攝像機(jī)的攝像機(jī)安放裝置。
[0014]在上述平臺的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，伸入所述脈動熱管的所述冷卻箱的側(cè)面包括兩塊相同的密封板，兩塊所述密封板對稱布置并夾緊，兩塊所述密封板的相鄰邊設(shè)有弧形槽，所述脈動熱管從所述弧形槽處穿過；在所述脈動熱管和所述弧形槽之間設(shè)有橡膠墊，在所述脈動熱管和所述弧形槽的連接處還涂覆有玻璃膠。
[0015]在上述平臺的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述脈動熱管的加熱段纏繞有電熱絲。
[0016]通過采用實(shí)驗(yàn)臺的傾角可調(diào)節(jié)設(shè)計、冷卻箱和脈動熱管的透明化設(shè)計等技術(shù)手段，本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)寬范圍內(nèi)任意傾斜角度的簡單、快速調(diào)節(jié)，提供整個脈動熱管的全可視化觀測，滿足新型脈動熱管檢測和評估的需求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的冷卻箱的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0021]如圖1所示，本實(shí)施例主要包括底座1、支架2、轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)3、實(shí)驗(yàn)臺4、冷卻箱5、脈動熱管6、攝像機(jī)安放裝置7等。
[0022]具體而言，支架2用于為其上端的實(shí)驗(yàn)裝置提供支撐，其下端通過焊接等方式垂直固定在底座I上。轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)3的傾角可旋轉(zhuǎn)地架設(shè)于支架2的上端。實(shí)驗(yàn)臺4固定于轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)3上方。冷卻箱5固定于實(shí)驗(yàn)臺4上表面。脈動熱管6通過支柱固定在實(shí)驗(yàn)臺4上，攝像機(jī)安放裝置7通過焊接的方式固定在實(shí)驗(yàn)臺4上。
[0023]為了寬范圍、多特征的觀察脈動熱管6的運(yùn)行，脈動熱管6為透明材質(zhì)制成，例如透明玻璃等。如圖3，冷卻箱5上設(shè)有用于輸入和輸出諸如水、乙醇等冷卻工質(zhì)的入口 14和出口 15。脈動熱管6的冷卻段密封地伸入冷卻箱6內(nèi)部。冷卻箱6的部分側(cè)面為透明材質(zhì)，以便于觀察脈動熱管6冷卻段的運(yùn)行情況。優(yōu)選地，冷卻箱6的上蓋16為透明材質(zhì)，例如透明的玻璃。
[0024]為了能夠簡單、快捷的調(diào)整轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)3的傾角，以及方便固定實(shí)驗(yàn)臺4，如圖2，轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)3包括旋轉(zhuǎn)板33和承載板34。其中，旋轉(zhuǎn)板33豎直設(shè)置，其上設(shè)有一第一旋轉(zhuǎn)孔8和多個第一定位孔9，第一定位孔9呈弧形地分布于第一旋轉(zhuǎn)孔8的一側(cè)。如圖1，支架2的上端設(shè)有一第二旋轉(zhuǎn)孔21和一第二定位孔22，第二定位孔22位于第二旋轉(zhuǎn)孔21的一偵U。旋轉(zhuǎn)軸31 (例如一螺栓)穿過第一旋轉(zhuǎn)孔8和第二旋轉(zhuǎn)孔21，定位軸32穿過第一定位孔9之一和第二定位孔22，使得旋轉(zhuǎn)板33處于穩(wěn)定狀態(tài)。轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)3的旋轉(zhuǎn)板33通過作為旋轉(zhuǎn)軸31的一螺栓穿過其第一旋轉(zhuǎn)孔8與支架2實(shí)現(xiàn)鉸接，從而轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)3可以繞螺栓旋轉(zhuǎn)。使用直徑小的作為定位軸32的圓柱銷穿過第一定位孔9和支架2上對應(yīng)的第二定位孔22，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)3在某一個傾斜角度下的固定。
[0025]為了能夠使旋轉(zhuǎn)板33實(shí)現(xiàn)從正90度到負(fù)90度寬范圍內(nèi)任意角度的設(shè)定，多個第一定位孔9呈半圓形地分布于第一旋轉(zhuǎn)孔8的下側(cè)，第二定位孔22位于第二旋轉(zhuǎn)孔21的正下方。
[0026]轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)3的承載板34固定于旋轉(zhuǎn)板33的上部，實(shí)驗(yàn)臺4固定于承載板34的上表面。具體而言，實(shí)驗(yàn)臺4固定于承載板34，是通過螺栓穿過承載板34上的四個螺紋孔10和實(shí)驗(yàn)臺4上對應(yīng)的通孔來實(shí)現(xiàn)。承載板34上還設(shè)計了四個水平度調(diào)節(jié)孔(螺孔)11，通過豎直向上的螺釘穿過該調(diào)節(jié)孔11抵頂實(shí)驗(yàn)臺4下表面來調(diào)節(jié)保證實(shí)驗(yàn)臺4的水平度。此夕卜，承載板34上的方形的深槽12可以用于布置本實(shí)施例的各種線路。
[0027]如圖1和圖3所示，冷卻箱5呈長方體形，脈動熱管6的冷卻段從冷卻箱5的前側(cè)面伸入。冷卻箱5通過螺釘穿過其位置孔13與實(shí)驗(yàn)臺4實(shí)現(xiàn)連接。冷卻箱5的作用是對脈動熱管6的冷卻段進(jìn)行冷卻，低溫工質(zhì)如水、乙醇等從冷卻箱5的入口 14流進(jìn)，帶走脈動熱管6排放的熱量，從冷卻箱5的出口 15流出，經(jīng)制冷機(jī)組處理后，又從冷卻箱5的入口14以相同溫度流進(jìn)，如此循環(huán)。冷卻箱5的上蓋板16采用玻璃制成，可以觀測水箱中脈動熱管6冷卻段的運(yùn)行情況。冷卻箱5與脈動熱管6的連接則采用兩塊相同的密封板17對稱布置并夾緊。密封板17通過螺紋孔18固定在冷卻箱5上，密封板17上留有凹的弧形槽19，脈動熱管6的毛細(xì)管從這些弧形槽19處穿過，在毛細(xì)玻璃管與弧形槽19間墊上軟的橡膠墊，然后通過兩塊密封板17上的螺紋孔20進(jìn)行鎖緊，保證沒有縫隙。為了增強(qiáng)密封性，在兩塊密封板17與脈動熱管6固定后，還可以在連接處涂上一層玻璃膠進(jìn)行徹底的密封保護(hù)。
[0028]為了實(shí)時記錄實(shí)驗(yàn)過程，實(shí)驗(yàn)臺4上設(shè)有用于固定攝像機(jī)的攝像機(jī)安放裝置7。另夕卜，在本實(shí)施例中，脈動熱管6的加熱段纏繞有電熱絲(未示出)，以實(shí)現(xiàn)對脈動熱管6的加熱。
[0029]應(yīng)用本實(shí)施例進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的工作過程如下:
[0030]搭建好平臺。將平臺的各個部件，包括:底座1、支架2、轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)3、實(shí)驗(yàn)臺4、冷卻箱5、脈動熱管6、攝像機(jī)安放裝置7等，按照圖1所示進(jìn)行連接和裝配。裝配完畢后，檢測密封性、實(shí)用性和可靠性。
[0031 ] 在攝像機(jī)安放裝置7處裝上高精度攝像機(jī)，將冷卻箱5接入循環(huán)冷卻工質(zhì)，將電路實(shí)現(xiàn)物理連接和調(diào)試。
[0032]通過將定位軸34插入不同的第一定位孔9而調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)臺4的傾斜角度，打開總電源開關(guān)，接通電熱絲電源，開啟采集測試系統(tǒng)和攝像機(jī)，完成一組測試。
[0033]改變實(shí)驗(yàn)臺4的傾斜角度，重復(fù)上一步驟，實(shí)現(xiàn)不同傾斜角度下脈動熱管6的可視化觀測和性能測試。
[0034]綜上，本實(shí)用新型采用的轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)原理簡單，使用螺栓貫通轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)與支架，轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)可以繞螺栓旋轉(zhuǎn)，使用直徑小的圓柱銷貫通轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)與支架的另一點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了任意傾斜角的設(shè)定。冷卻箱的上蓋板和整個脈動熱管采用透明玻璃作為材料，通過特殊的密封措施的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)了脈動熱管的全可視化測試的需求。通過使用證明，本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)節(jié)快速、運(yùn)行可靠與實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)，滿足了未來新型脈動熱管檢測和評估的需求。
[0035]由技術(shù)常識可知，本實(shí)用新型可以通過其它的不脫離其精神實(shí)質(zhì)或必要特征的實(shí)施方案來實(shí)現(xiàn)。因此，上述公開的實(shí)施方案，就各方面而言，都只是舉例說明，并不是僅有的。所有在本實(shí)用新型范圍內(nèi)或在等同于本實(shí)用新型的范圍內(nèi)的改變均被本實(shí)用新型包含ο
【權(quán)利要求】
1.一種可旋轉(zhuǎn)傾角的脈動熱管可視化和測試平臺，其特征在于，包括: 支架，用于提供支撐； 轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)，傾角可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于所述支架上； 實(shí)驗(yàn)臺，固定于所述轉(zhuǎn)交機(jī)構(gòu)上； 脈動熱管，固定于所述實(shí)驗(yàn)臺上，且為透明材質(zhì)； 冷卻箱，包括用于輸入和輸出冷卻工質(zhì)的入口和出口，所述脈動熱管的冷卻段密封地伸入所述冷卻箱內(nèi)部； 所述冷卻箱的部分側(cè)面為透明材質(zhì)，以便于觀察所述脈動熱管冷卻段的運(yùn)行情況。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平臺，其特征在于，所述轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)板； 所述旋轉(zhuǎn)板豎直設(shè)置，且設(shè)有一第一旋轉(zhuǎn)孔和多個第一定位孔，所述第一定位孔呈弧形地分布于所述第一旋轉(zhuǎn)孔的一側(cè)； 所述支架上設(shè)有一第二旋轉(zhuǎn)孔和一第二定位孔，所述第二定位孔位于所述第二旋轉(zhuǎn)孔的一側(cè)； 一旋轉(zhuǎn)軸穿過所述第一旋轉(zhuǎn)孔和第二旋轉(zhuǎn)孔以使所述旋轉(zhuǎn)板實(shí)現(xiàn)傾角可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置，一定位軸穿過所述第一定位孔之一和所述第二定位孔以使所述旋轉(zhuǎn)板處于穩(wěn)定狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平臺，其特征在于，多個所述第一定位孔呈半圓形地分布于所述第一旋轉(zhuǎn)孔的下側(cè)，所述第二定位孔位于所述第二旋轉(zhuǎn)孔的正下方，以使所述旋轉(zhuǎn)板實(shí)現(xiàn)從正90度到負(fù)90度寬范圍內(nèi)任意角度的設(shè)定。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平臺，其特征在于，所述轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)還包括承載板，所述承載板固定于所述旋轉(zhuǎn)板的上部，所述實(shí)驗(yàn)臺固定于所述承載板上表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的平臺，其特征在于，所述承載板的上表面設(shè)有多個用于布置線路的深槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的平臺，其特征在于，所述承載板的周圍設(shè)有多個螺孔和螺栓，所述螺栓從所述螺孔穿過并向上抵頂所述實(shí)驗(yàn)臺，以調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)臺的水平度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平臺，其特征在于，所述冷卻箱呈長方體形，所述脈動熱管的冷卻段從所述冷卻箱的一側(cè)面伸入，所述冷卻箱的上蓋為透明材質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平臺，其特征在于，所述實(shí)驗(yàn)臺上設(shè)有用于固定攝像機(jī)的攝像機(jī)安放裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的平臺，其特征在于，伸入所述脈動熱管的所述冷卻箱的側(cè)面包括兩塊相同的密封板，兩塊所述密封板對稱布置并夾緊，兩塊所述密封板的相鄰邊設(shè)有弧形槽，所述脈動熱管從所述弧形槽處穿過； 在所述脈動熱管和所述弧形槽之間設(shè)有橡膠墊，在所述脈動熱管和所述弧形槽的連接處還涂覆有玻璃膠。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平臺，其特征在于，所述脈動熱管的加熱段纏繞有電熱絲。
【文檔編號】G01N25/20GK203630064SQ201320817887
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月11日
【發(fā)明者】薛志虎, 曲偉, 謝銘慧, 陳思員, 李煒 申請人:中國航天空氣動力技術(shù)研究院