一種用於冷卻電子器件的可翻滾低溫冷卻系統的製作方法
2023-06-30 01:17:01
專利名稱：一種用於冷卻電子器件的可翻滾低溫冷卻系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於冷卻電子器件的可翻滾低溫冷卻系統，屬於低溫製冷技術領域。
背景技術：
目前，冷卻高溫超導電子器件的方法主要有兩種。一是採用制冷機製冷，由室溫到液氮溫度的製冷時間一般要I到3個小時，與制冷機功率和系統的熱容量有關，但不能實現非常快速的冷卻。二是將高溫超導電子器件放入絕熱的低溫容器中，輸入低溫液體，將容器與器件直接冷卻，短時間內可以達到所需溫度，可以實現非常快速的冷卻。這個方法可以在低溫液體沒有消耗盡之前不需要外電源而維持器件所需要的溫度。我國專利(公開號為CN201333945,申請人為西南交通大學)，給出了高溫超導磁懸浮實驗車用液氮低溫容器，它是一種利用液氮冷卻高溫超導磁體的低溫容器。美國Superconductor Technologies Inc公司的專利(美國專利號碼5417073)給出了一種液體氮低溫容器的設計。它為醫用核磁成像儀(MRI)中的超導器件和低噪聲放大器提供所需的低溫環境。在輸入液體氮後，將這種容器放到患者身旁。這兩種低溫容器都只能在一個固定的方位下使用，容器不能滾動或翻轉。有一些使用環境，例如野外工作者攜帶的設備，航空航天飛行器上的設備，要求電子器件在滾動或翻轉的運動中還能正常工作。上述兩種專利提供的低溫容器和通常的低溫容器不滿足這種特殊要求。
發明內容
本發明的目的是提出一種用於冷卻電子器件的可翻滾低溫冷卻系統，改變已有低溫冷卻系統的結構，使低溫冷卻系統能夠在滾動、翻轉運動時，依然保持低溫液體不外溢，保證電子器件的有效工作。本發明提出的用於冷卻電子器件的可翻滾低溫冷卻系統，包括腔體外殼和內膽；所述的內膽置於腔體外殼內，內膽與腔體外殼之間為絕熱層；所述的腔體外殼上設有腔體上蓋，腔體上蓋上設有真空抽氣口、電器接口和排氣口 ；所述的內膽內設有多根甲型排氣管與多根乙型排氣管，多根甲型排氣管與多根乙型排氣管相互間隔疊裝在內膽中，所述的甲型排氣管依次由出氣直管、連接環形管、連接直管和進氣環形管組成，甲型排氣管的進氣環形管處於排氣管的底部；所述的乙型排氣管依次由出氣直管、連接環形管、連接直管和進氣環形管組成，乙型排氣管的進氣環形管處於排氣管的中部，甲型排氣管與乙型排氣管的出氣直管分別伸出內膽上蓋後與腔體上蓋上的排氣口相連；所述的待冷卻電子器件與內膽的外壁相對固定，待冷卻電子器件的信號線與腔體上蓋上的電器接口相連接。本發明提出的用於冷卻電子器件的可翻滾低溫冷卻系統，解決了已有低溫冷卻系統在作翻滾運動中正常工作的問題，當電子器件在翻滾運動時，冷卻系統中的低溫液體不會從容器內溢出、或噴濺出，實現了低溫容器可作翻滾運動的功能，為需要在有翻滾運動的情況下工作的電子器件提供可靠的低溫條件。本發明提出的可翻滾的低溫液體容器，在輸入低溫液體後，只需要數分鐘即可到達預定低溫溫度，同時能在翻轉或滾動的運動中保持內部電子器件工作的所需要的低溫溫度。而且本發明的低溫冷卻系統體積小，冷卻快，便於攜帶，同時適應翻轉或滾動的運動環境、工作可靠性高，在軍事應用方面具有廣闊的應用前
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圖I是本發明提出的用於冷卻電子器件的可翻滾低溫冷卻系統的結構示意圖。圖2是低溫冷卻系統中甲型排氣管的結構的示意圖。圖3是低溫冷卻系統中乙型排氣管的結構的示意圖。 圖I-圖3中，I是腔體外殼，2是絕熱層，3是電子器件，4是內膽，5是內膽上蓋，6是電器接口，7是腔體上蓋，8是真空抽氣口，9是排氣口，10是出氣直管，11是連接環形管，12是連接直管，13是進氣環形管，14是進氣口。
具體實施例方式本發明提出的用於冷卻電子器件的可翻滾低溫冷卻系統，其結構如圖I所示，包括腔體外殼I和內膽4，內膽4置於腔體外殼I內，內膽4與腔體外殼I之間為絕熱層2。腔體外殼I上設有腔體上蓋7，腔體上蓋7上設有真空抽氣口 8、電器接口 6和排氣口 9。內膽4內設有多根甲型排氣管與多根乙型排氣管，多根甲型排氣管與多根乙型排氣管相互間隔疊裝在內膽4中。甲型排氣管的結構如圖2所示，依次由出氣直管10、連接環形管11、連接直管12和進氣環形管13組成，甲型排氣管的進氣環形管13處於排氣管的底部。乙型排氣管的結構如圖3所示，乙型排氣管依次由出氣直管10、連接環形管11、連接直管12和進氣環形管13組成，乙型排氣管的進氣環形管13處於排氣管的中部。甲型排氣管與乙型排氣管的出氣直管10分別伸出內膽上蓋5後與腔體上蓋I上的排氣口 9相連。待冷卻電子器件3與內膽4的外壁相對固定，待冷卻電子器件3的信號線與腔體上蓋7上的電器接口6相連接。本發明提出的用於冷卻電子器件的可翻滾低溫冷卻系統，在內膽中設置了與外界連接的多根甲型排氣管與多根乙型排氣管，兩種結構的排氣管，其進氣環形管的一個管口作為進氣口，另一個管口與連接直管相連，環形連接管的兩個管口分別與出氣直管和連接直管相連，出氣直管的上端為出氣口。連接直管和出氣直管均與所連接的環形管所在平面垂直。兩種排氣管的總高度相同。兩種排氣管相互間隔疊裝在內膽中，由於兩種排氣管的多個進氣口 14在軸向和徑向均勻分布，因此當冷卻系統處於任何方向或處於翻轉滾動過程中時，都可將內膽4中低溫液體汽化後的氣體經排氣管組導出冷卻系統外，而且內部的低溫液體不會流出，可使電子器件3保持在低溫工作環境下，正常工作。當排氣管的進氣口處於低溫液體中，而排氣口低於低溫液體液面時，低溫液體也不會因虹吸現象而流出冷卻系統。本發明提出的用於冷卻電子器件的可翻滾低溫冷卻系統的工作過程是經真空腔體抽氣口抽空，達到真空要求後封閉真空腔，保持絕熱層內真空，完成準備工作，等待降溫使用。使用時，通過任意一根排氣管導入低溫液體(例如液氮)，低溫液體裝滿後，連接低溫液體容器外部電器接口，等候數分鐘,這個過程中,排氣管排出內部低溫液體汽化後產生的氣體，降溫到所需的低溫環境(比如液體氮溫度，77。3K)。當內部溫度達到電子器件需要的低溫環境時，可以保持電子器件所需要的低溫環境，得到低溫電子器件的優異性能。本發明提出的用於冷卻電子器件的可翻滾低溫冷卻系統，在各種方位的放置時，儘管有排氣管管口在液面以下，也不會因為虹吸而使裡面的低溫液體流出。而且不怕磕碰，使 電子器件始終保持正常工作。
權利要求
1.一種用於冷卻電子器件的可翻滾低溫冷卻系統，其特徵在於該低溫冷卻系統包括腔體外殼和內膽；所述的內膽置於腔體外殼內，內膽與腔體外殼之間為絕熱層；所述的腔體外殼上設有腔體上蓋，腔體上蓋上設有真空抽氣口、電器接口和排氣口 ；所述的內膽內設有多根甲型排氣管與多根乙型排氣管，多根甲型排氣管與多根乙型排氣管相互間隔疊裝在內膽中，所述的甲型排氣管依次由出氣直管、連接環形管、連接直管和進氣環形管組成，甲型排氣管的進氣環形管處於排氣管的底部；所述的乙型排氣管依次由出氣直管、連接環形管、連接直管和進氣環形管組成，乙型排氣管的進氣環形管處於排氣管的中部，甲型排氣管與乙型排氣管的出氣直管分別伸出內膽上蓋後與腔體上蓋上的排氣口相連；所述的待冷卻電子器件與內膽的外壁相對固定，待冷卻電子器件的信號線與腔體上蓋上的電器接口相連接。
全文摘要
本發明涉及一種用於冷卻電子器件的可翻滾低溫冷卻系統，屬於低溫製冷技術領域。包括腔體外殼和內膽，內膽與腔體外殼之間為絕熱層。內膽內設有多根甲型排氣管與多根乙型排氣管，兩種排氣管相互間隔疊裝在內膽中。待冷卻電子器件與內膽的外壁相對固定，待冷卻電子器件的信號線與腔體上蓋上的電器接口相連接。本發明的可翻滾低溫冷卻系統，當電子器件在翻滾運動時，冷卻系統中的低溫液體不會從容器內溢出或噴濺出，而且本發明的低溫冷卻系統體積小，冷卻快，便於攜帶，同時適應翻轉或滾動的運動環境、工作可靠性高，在軍事應用方面具有廣闊的應用前景。
文檔編號H05K7/20GK102958333SQ20121046645
公開日2013年3月6日 申請日期2012年11月18日 優先權日2012年11月18日
發明者魏斌, 李宏成, 曹必松, 姜立楠 申請人:清華大學