專利名稱：深海密封腔的彈性散熱架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水下或深海環(huán)境下大功率設(shè)備應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于水下乃至深海的圓柱形密封腔體內(nèi)的彈性散熱架。
背景技術(shù)：
當(dāng)前海洋尤其是深海環(huán)境的大部分大功率設(shè)備的電氣部分都是密封在圓柱形耐 壓密封腔體內(nèi)，功率器件往往貼在圓柱形腔體兩頭的端蓋上，或者貼在散熱支架，支架再緊 貼在端蓋上進(jìn)行散熱，或者是通過灌上絕緣散熱油來對電氣功率器件進(jìn)行散熱。通過端蓋 進(jìn)行散熱的方式必然占用了端蓋的大部分可利用空間，且導(dǎo)熱路徑也很長，通過灌油來散 熱的方式也存在著缺點(diǎn)，溫升必然導(dǎo)致油液膨脹，需要進(jìn)行壓力平衡補(bǔ)償以限制油液膨脹 帶來的壓強(qiáng)升高，同時(shí)油液容易對電氣元件產(chǎn)生幅作用，影響到其可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種深海密封腔的彈性散熱架，本發(fā) 明可以將水下圓柱形密封腔體內(nèi)部的功率器件的冗余熱量傳導(dǎo)到腔體外面的海水以維持 功率器件本身和腔體內(nèi)部環(huán)境的溫度在合適的范圍內(nèi)。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種深海密封腔的彈性散熱架，它 包括兩個(gè)支撐架固定板端蓋、四個(gè)支撐架固定板、四個(gè)彈簧座底板、四個(gè)散熱板、四個(gè)散熱 板支撐架、彈簧座、彈簧。其中，所述支撐架固定板端蓋內(nèi)表面設(shè)有圓形凹槽，四個(gè)支撐架固 定板的兩頭分別插入兩個(gè)支撐架固定板端蓋里面的圓形槽內(nèi)并固定，四個(gè)散熱板支撐架的 一端分別卡在四片支撐架固定板組成的四個(gè)卡槽里面。四個(gè)散熱板支撐架的另一端分別插 入四個(gè)散熱板中間的凹槽內(nèi)并固定。四個(gè)彈簧座底板分別貼在四個(gè)散熱板支撐架的導(dǎo)槽表 面，在彈簧座底板和散熱板支撐架的接觸面的中間分別設(shè)有完全配合的導(dǎo)槽和導(dǎo)軌，每個(gè) 彈簧座底板上固定若干個(gè)彈簧座，彈簧置于相對面的兩個(gè)彈簧座底板對應(yīng)的彈簧座上，從 而形成一排彈簧。兩排彈簧相互正交且相互錯(cuò)開。進(jìn)一步地，所述兩個(gè)支撐架固定板端蓋分別通過端蓋固定螺釘和四個(gè)支撐架固定 板固定。所述四個(gè)散熱板支撐架的另一端分別插入四個(gè)散熱板中間的凹槽內(nèi)并用支撐架固 定螺釘組將散熱板支撐架固定在散熱板上。本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明與傳統(tǒng)依靠端蓋進(jìn)行散熱的方式相比，不但釋放了 端蓋有效利用空間，同時(shí)增大了散熱面積，縮短了熱傳導(dǎo)路徑，與灌充散熱油相比，避免了 油液對電氣器件的影響和因油液受熱膨脹導(dǎo)致壓強(qiáng)升高的影響，而本發(fā)明特有的彈性特 點(diǎn)，解決了因水壓導(dǎo)致腔體微量變形而容易造成腔內(nèi)支架永久變形以至導(dǎo)熱面接觸不良的 問題。本發(fā)明可以擴(kuò)大水下大功率設(shè)備的應(yīng)用范圍，促進(jìn)水下乃至深海資源勘探與開發(fā)、海 洋觀測與研究、水下作業(yè)等科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，具有重大意義。


圖1是彈性散熱架整體裝配三維結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是彈性散熱架零件圖示意圖；圖3是彈性散熱架裝配圖半剖視圖；圖4是彈性散熱架內(nèi)部裝配關(guān)系示意圖；圖5是1/4散熱架結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是支撐架固定板端蓋三維示意圖。圖中端蓋固定螺釘1、支撐架固定板端蓋2、支撐架固定板3、彈簧座底板4、散熱板5、散熱板支撐架6、支撐架固定螺釘組7、彈簧座8、彈簧9。具體實(shí)施方法本發(fā)明深海密封腔的彈性散熱架包括散熱板、散熱板支撐架、支撐架固定螺釘組、 支撐架固定板、彈簧座底板、彈簧座、彈簧、支撐架固定板端蓋、端蓋固定螺釘。散熱板支撐 架插入散熱板中間的凹槽內(nèi)并通過支撐架固定螺釘組固定在散熱板上，四塊支撐架固定板 插入散熱板固定塊端蓋里面的圓形槽內(nèi)，并通過端蓋固定螺釘將支撐架固定板端蓋和支撐 架固定板固定，四個(gè)散熱板支撐架正好可以卡在四個(gè)支撐架固定板的四個(gè)卡槽里面，彈簧 座通過其底部的螺紋固定在彈簧座底板上，一個(gè)彈簧座底板上安裝多個(gè)彈簧座，彈簧座底板 貼在散熱板支撐架的弧形槽表面，相對面的兩個(gè)彈簧座底板對應(yīng)的彈簧座上放置一個(gè)彈簧。為了使得四塊散熱板所受到的推擠壓力幾乎均勻，裝在彈性散熱架中間的彈簧座 底板上的兩排彈簧是相互正交且相互錯(cuò)開的，從而既不干涉又保證受力均勻。為了保證散熱板和腔體內(nèi)表面接觸面的熱阻盡可能小，除了在它們的接觸面敷有 導(dǎo)熱硅脂外，散熱板的圓弧外表面直徑必須保證和圓柱型密封腔體內(nèi)徑一致，保證散熱板 和腔體內(nèi)表面盡可能貼緊。為了防止彈簧座底板錯(cuò)位而使得1/4散熱架受力不均勻，散熱板支撐架和彈簧座 底板相互接觸的表面中間分別設(shè)有相互配合的三角形導(dǎo)軌和三角形導(dǎo)槽。為了保證具有良好的導(dǎo)熱效果又降低散熱架的重量，支撐架固定板端蓋、支撐架 固定板、彈簧座底板、散熱板、散熱板支撐架均采用鋁或鋁合金加工，其中散熱板軸向方向 設(shè)有尺寸不一的通孔，以降低其重量。以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明，本發(fā)明的目的和效果將變得更加明顯。如圖1 6所示，本發(fā)明深海密封腔的彈性散熱架，包括端蓋固定螺釘1、兩個(gè)支 撐架固定板端蓋2、四個(gè)支撐架固定板3、四個(gè)彈簧座底板4、四個(gè)散熱板5、四個(gè)散熱板支撐 架6、支撐架固定螺釘組7、彈簧座8、彈簧9。支撐架固定板端蓋2(圖6)內(nèi)表面設(shè)有圓形凹槽，四個(gè)支撐架固定板3的兩頭分 別插入兩個(gè)支撐架固定板端蓋2里面的圓形槽內(nèi)，并通過端蓋固定螺釘1將兩個(gè)支撐架固 定板端蓋2和四個(gè)支撐架固定板3固定，四個(gè)散熱板支撐架6的一端分別卡在四片支撐架固定板3組成的四個(gè)卡槽里面。四個(gè)散熱板支撐架6的另一端分別插入四個(gè)散熱板5中間 的凹槽內(nèi)并用支撐架固定螺釘組7將散熱板支撐架6固定在散熱板5上，組成四個(gè)1/4散 熱架(圖5)。四個(gè)彈簧座底板4分別貼在四個(gè)散熱板支撐架6的導(dǎo)槽表面，彈簧座底板4 和散熱板支撐架6的接觸面的中間分別設(shè)有完全配合的導(dǎo)槽和導(dǎo)軌，便于對位和防止受力 時(shí)錯(cuò)位(圖3)，彈簧座8通過其底部的螺紋固定在彈簧座底板4上，每個(gè)彈簧座底板4上安裝若干個(gè)彈簧座，彈簧9置于相對面的兩個(gè)彈簧座底板4對應(yīng)的彈簧座8上，從而形成一排 彈簧，用于將兩個(gè)相對面的1/4散熱架推向圓柱形腔體10的內(nèi)表面。兩排彈簧相互正交且 相互錯(cuò)開，防止干涉(圖4)。彈簧的工作壓力
F=K(G1+G2)/N其中=G1為1/4散熱架的重量，G2為1/4散熱架上面搭載的電氣器件的重量，N為 單排彈簧個(gè)數(shù)，k為壓緊系數(shù)(k = 2 5)。彈簧的剛度則根據(jù)工作壓力和彈簧可壓縮行程 而計(jì)算。密封腔內(nèi)功率器件可以通過螺釘或者其它方式直接貼在四個(gè)散熱板5的平面上。 將該彈性散熱架裝入腔體內(nèi)部前，在散熱板的圓弧表面均勻涂上或貼上導(dǎo)熱硅脂，然后將 四個(gè)1/4散熱架沿著半徑方向壓縮彈簧，使散熱架的外徑略小于腔體的內(nèi)徑，放入圓柱形 密封腔體內(nèi)，松開壓力，四個(gè)1/4散熱架就會在彈簧的作用力下往外散開并壓緊在圓柱形 密封腔體內(nèi)表面上。
權(quán)利要求
一種深海密封腔的彈性散熱架，其特征在于，它包括兩個(gè)支撐架固定板端蓋(2)、四個(gè)支撐架固定板(3)、四個(gè)彈簧座底板(4)、四個(gè)散熱板(5)、四個(gè)散熱板支撐架(6)、彈簧座(8)、彈簧(9)。其中，所述支撐架固定板端蓋(2)內(nèi)表面設(shè)有圓形凹槽，四個(gè)支撐架固定板(3)的兩頭分別插入兩個(gè)支撐架固定板端蓋(2)里面的圓形槽內(nèi)并固定，四個(gè)散熱板支撐架(6)的一端分別卡在四片支撐架固定板(3)組成的四個(gè)卡槽里面。四個(gè)散熱板支撐架(6)的另一端分別插入四個(gè)散熱板(5)中間的凹槽內(nèi)并固定。四個(gè)彈簧座底板(4)分別貼在四個(gè)散熱板支撐架(6)的導(dǎo)槽表面，在彈簧座底板(4)和散熱板支撐架(6)的接觸面的中間分別設(shè)有完全配合的導(dǎo)槽和導(dǎo)軌，每個(gè)彈簧座底板(4)上固定若干個(gè)彈簧座，彈簧(9)置于相對面的兩個(gè)彈簧座底板(4)對應(yīng)的彈簧座(8)上，從而形成一排彈簧。兩排彈簧相互正交且相互錯(cuò)開。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述深海密封腔的彈性散熱架，其特征在于，所述兩個(gè)支撐架固定 板端蓋(2)分別通過端蓋固定螺釘(1)和四個(gè)支撐架固定板(3)固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述深海密封腔的彈性散熱架，其特征在于，所述四個(gè)散熱板支撐 架(6)的另一端分別插入四個(gè)散熱板(5)中間的凹槽內(nèi)并用支撐架固定螺釘組(7)將散熱 板支撐架(6)固定在散熱板(5)上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種深海密封腔的彈性散熱架，它包括兩個(gè)支撐架固定板端蓋、四個(gè)支撐架固定板、四個(gè)彈簧座底板、四個(gè)散熱板、四個(gè)散熱板支撐架、彈簧座、彈簧。本發(fā)明與傳統(tǒng)依靠端蓋進(jìn)行散熱的方式相比，不但釋放了端蓋有效利用空間，同時(shí)增大了散熱面積，縮短了熱傳導(dǎo)路徑，與灌充散熱油相比，避免了油液對電氣器件的影響和因油液受熱膨脹導(dǎo)致壓強(qiáng)升高的影響，而本發(fā)明特有的彈性特點(diǎn)，解決了因水壓導(dǎo)致腔體微量變形而容易造成腔內(nèi)支架永久變形以至導(dǎo)熱面接觸不良的問題。本發(fā)明可以擴(kuò)大水下大功率設(shè)備的應(yīng)用范圍，促進(jìn)水下乃至深海資源勘探與開發(fā)、海洋觀測與研究、水下作業(yè)等科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，具有重大意義。
文檔編號H05K7/20GK101841996SQ20101016608
公開日2010年9月22日 申請日期2010年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月7日
發(fā)明者俞徐海, 李德駿, 楊燦軍, 金波, 陳燕虎, 陳鷹 申請人:浙江大學(xué)