本發(fā)明屬于冷板結(jié)構(gòu)設(shè)計，涉及一種高可靠性雙層冷板。

背景技術(shù)：

1、冷板是熱控流體回路中的一種換熱設(shè)備，其工作面與發(fā)熱設(shè)備的底面或側(cè)面貼合，將設(shè)備的熱量高效地傳遞給工質(zhì)并帶走，達(dá)到為設(shè)備散熱的目的。冷板具有良好的耐久性，優(yōu)良的耐熱性，良好的熱反射性，焊接性能好、便于加工等優(yōu)點廣泛應(yīng)用于航空航天、電子設(shè)備、汽車制造業(yè)等領(lǐng)域。然而，傳統(tǒng)的冷板均為單層冷板，單層冷板在運行時如果發(fā)生工質(zhì)泄露等故障無法使用時，如不及時更換冷板會導(dǎo)致載荷設(shè)備的溫度短時間內(nèi)急劇升高，載荷設(shè)備的性能急劇降低甚至發(fā)生失效的情況，進(jìn)而影響整個系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的

2、提供一種高可靠性雙層冷板，解決了傳統(tǒng)的單層冷板在發(fā)生故障時無法及時更換導(dǎo)致載荷設(shè)備發(fā)生故障的技術(shù)問題，大大提高了載荷設(shè)備運行的可靠性和穩(wěn)定性。

3、一種高可靠性雙層冷板，在傳統(tǒng)單層冷板的基礎(chǔ)上，增加一層獨立的流體通路，兩個流體通路獨立工作互不干涉。冷板正常工作時，僅上層冷板通入工質(zhì)運行，下層冷板不通工質(zhì)不運行，當(dāng)上層流體通路發(fā)生故障無法使用時，及時啟用下層流體通路進(jìn)行工作，僅更換工質(zhì)進(jìn)出口位置，無需更換冷板，避免載荷設(shè)備由于溫度過載出現(xiàn)故障。此外，上下層流體通路均布置有墊塊和支撐條，能夠起到支撐的作用，增大冷板的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，提高了冷板自身運行的可靠性。

4、技術(shù)方案

5、一種高可靠性雙層冷板，包含下層進(jìn)出口螺紋接頭、下層封頭、上面板、上層進(jìn)出口螺紋接頭、上層封頭、中面板、下面板、上層墊板、上層墊塊、上層翅片、上框封條、上層支撐條、下層墊塊、下層翅片、下層墊板、下框封條和下層支撐條。所述下框封條設(shè)置在所述下面板周向邊緣處，下框封條上設(shè)有若干槽道，通過槽道將所述下面板分為減重區(qū)和工作區(qū)；所述下面板上的下層流道進(jìn)口區(qū)、下層流道出口區(qū)的區(qū)域分別設(shè)置有所述下層墊板，所述下層翅片設(shè)置在所述下面板上，并與下框封條位于同一層結(jié)構(gòu)上，所述下層墊塊設(shè)置在所述下面板上，起支撐和讓位作用，所述下層支撐條布置在下面板上，下層翅片包括縱向翅片和橫向翅片，所述橫向翅片共三塊，分別設(shè)置在下面板上的下層流道進(jìn)口區(qū)、下層流道出口區(qū)及減重區(qū)附近；下面板上剩余位置設(shè)置縱向翅片，相鄰的縱向翅片和橫向翅片的流體通道相互貫通，三塊橫向翅片和兩塊縱向翅片共同形成下層流道的工作區(qū)，冷卻工質(zhì)通過下層流道進(jìn)口區(qū)進(jìn)入后，穿過縱向翅片和橫向翅片后，通過下層流道出口區(qū)排出；

6、所述中面板將上框封條與下框封條隔開，并位于所述下框封條上表面，所述上框封條設(shè)置在所述中面板周向邊緣處，上面板設(shè)有層流道進(jìn)口區(qū)、上層流道出口區(qū)，在所述上層流道進(jìn)口區(qū)、上層流道出口區(qū)附近設(shè)有上層墊板，所述上層墊塊設(shè)置在所述中面板上，起支撐和讓位作用；所述上層支撐條布置在所述中面板上，上層翅片設(shè)置在所述中面板上，并與上框封條位于同一層結(jié)構(gòu)上，所述上層翅片包括縱向翅片和橫向翅片，兩塊對稱分布的縱向翅片與一塊橫向翅片共同組成上層流道的工作區(qū)，冷卻工質(zhì)進(jìn)入上層流道進(jìn)口并通過上層翅片后，從上層流道出口排出；

7、上面板設(shè)置在上框封條上表面，下層進(jìn)出口螺紋接頭與下層封頭連接，兩個下層封頭均設(shè)置在所述上表面上，分別與下層流道進(jìn)口區(qū)、下層流道出口區(qū)貫通；所述上層進(jìn)出口螺紋接頭與上層封頭連接，兩個上層封頭均設(shè)置在所述上表面上，分別與上層流道進(jìn)口區(qū)、上層流道出口區(qū)貫通；

8、當(dāng)上層流道發(fā)生工質(zhì)泄露，冷板無法正常運行時，切換到下層流道進(jìn)行工作。

9、進(jìn)一步的，所述下層墊塊、上層墊塊的安裝位置，由散熱設(shè)備的孔位而決定。

10、進(jìn)一步的，上層支撐條、下層支撐條為若干條，分別均布在所述的中面板和下面板上。

11、所述的冷板上層翅片的平均高度分別高于上層墊板、上層墊塊、上框封條和上層支撐條平均高度的0.03mm～0.05mm。

12、所述的冷板下層翅片的平均高度分別高于下層墊塊、下層墊板、下框封條和下層支撐條平均高度的0.03mm～0.05mm。

13、所述的冷板下層進(jìn)出口螺紋接頭和下層封頭采用手工氬弧焊方式焊接，焊絲選用的材料牌號為5a06。

14、所述的冷板上層進(jìn)出口螺紋接頭和上層封頭采用手工氬弧焊方式焊接，焊絲選用的材料牌號為5a06。

15、所述的冷板上層翅片和下層翅片選用的材料為3003-o。

16、所述的冷板下層封頭、上面板、上層封頭、中面板、下面板、上層墊板、上層墊塊、上框封條、上層支撐條、下層墊塊、下層墊板、下框封條和下層支撐條選用的材料為3a21-o。

17、所述的冷板除下層進(jìn)出口螺紋接頭和上層進(jìn)出口螺紋接頭外其余部分均采用真空釬焊方式一體焊接。

18、所述的冷板上層翅片和下層翅片均為矩形鋸齒翅片。

19、所述的冷板分為上下兩層獨立的流道，兩個流道獨立工作互不干涉，上下兩層流道的布置形式不同。

20、所述的冷板上層墊板的高度為9.5mm，下層墊板的高度為15.5mm。

21、所述的冷板正常工作時，僅上層冷板通入工質(zhì)運行，下層冷板不通工質(zhì)不運行。

22、所述的冷板上層流體通路發(fā)生工質(zhì)泄露，螺紋接頭損壞等發(fā)生故障無法使用時，可及時啟用下層流體通路進(jìn)行工作，僅更換工質(zhì)進(jìn)出口位置，無需更換冷板，避免載荷設(shè)備由于溫度過載出現(xiàn)故障。

23、本申請的有益效果在于：

24、1.大大提高了載荷設(shè)備運行的可靠性和穩(wěn)定性

25、在傳統(tǒng)單層冷板的基礎(chǔ)上，增加一層獨立的流體通路，兩個流體通路獨立工作互不干涉。當(dāng)上層流體通路發(fā)生故障無法使用時，及時啟用下層流體通路進(jìn)行工作，僅更換工質(zhì)進(jìn)出口位置，無需更換冷板，避免載荷設(shè)備由于溫度過載出現(xiàn)故障。

26、2.內(nèi)部流道對稱分布，寬度均勻，下層流道減重設(shè)計。

27、冷板上下層流道布置多個翅片，上下層流道對稱分布，流道寬度均勻，保證冷板正常工作時內(nèi)部流道各位置工質(zhì)流速均勻分布，減小流阻，提升換熱效果。由于上層流道進(jìn)出口位置下方的區(qū)域無法進(jìn)行換熱，該位置通過增加槽道以達(dá)到減重的目的。

技術(shù)特征：

1.一種高可靠性雙層冷板，其特征在于，包含下層進(jìn)出口螺紋接頭、下層封頭、上面板、上層進(jìn)出口螺紋接頭、上層封頭、中面板、下面板、上層墊板、上層墊塊、上層翅片、上框封條、上層支撐條、下層墊塊、下層翅片、下層墊板、下框封條和下層支撐條；所述下框封條設(shè)置在所述下面板周向邊緣處，下框封條上設(shè)有若干槽道，通過槽道將所述下面板分為減重區(qū)和工作區(qū)；所述下面板上的下層流道進(jìn)口區(qū)、下層流道出口區(qū)的區(qū)域分別設(shè)置有所述下層墊板，所述下層翅片設(shè)置在所述下面板上，并與下框封條位于同一層結(jié)構(gòu)上，所述下層墊塊設(shè)置在所述下面板上，起支撐和讓位作用，所述下層支撐條布置在下面板上，下層翅片包括縱向翅片和橫向翅片，所述橫向翅片共三塊，分別設(shè)置在下面板上的下層流道進(jìn)口區(qū)、下層流道出口區(qū)及減重區(qū)附近；下面板上剩余位置設(shè)置縱向翅片，相鄰的縱向翅片和橫向翅片的流體通道相互貫通，三塊橫向翅片和兩塊縱向翅片共同形成下層流道的工作區(qū)，冷卻工質(zhì)通過下層流道進(jìn)口區(qū)進(jìn)入后，穿過縱向翅片和橫向翅片后，通過下層流道出口區(qū)排出。

2.如權(quán)利要求1所述的冷板，其特征在于，所述中面板將上框封條與下框封條隔開，并位于所述下框封條上表面，所述上框封條設(shè)置在所述中面板周向邊緣處，上面板設(shè)有層流道進(jìn)口區(qū)、上層流道出口區(qū)，在所述上層流道進(jìn)口區(qū)、上層流道出口區(qū)附近設(shè)有上層墊板，所述上層墊塊設(shè)置在所述中面板上，起支撐和讓位作用；所述上層支撐條布置在所述中面板上，上層翅片設(shè)置在所述中面板上，并與上框封條位于同一層結(jié)構(gòu)上，所述上層翅片包括縱向翅片和橫向翅片，兩塊對稱分布的縱向翅片與一塊橫向翅片共同組成上層流道的工作區(qū)，冷卻工質(zhì)進(jìn)入上層流道進(jìn)口并通過上層翅片后，從上層流道出口排出。

3.如權(quán)利要求2所述的冷板，其特征在于，上面板設(shè)置在上框封條上表面，下層進(jìn)出口螺紋接頭與下層封頭連接，兩個下層封頭均設(shè)置在所述上表面上，分別與下層流道進(jìn)口區(qū)、下層流道出口區(qū)貫通；所述上層進(jìn)出口螺紋接頭與上層封頭連接，兩個上層封頭均設(shè)置在所述上表面上，分別與上層流道進(jìn)口區(qū)、上層流道出口區(qū)貫通。

4.如權(quán)利要求3所述的冷板，其特征在于，當(dāng)上層流道發(fā)生工質(zhì)泄露，冷板無法正常運行時，切換到下層流道進(jìn)行工作。

5.如權(quán)利要求4所述的冷板，其特征在于，所述下層墊塊、上層墊塊的安裝位置，由散熱設(shè)備的孔位而決定；上層支撐條、下層支撐條為若干條，分別均布在所述的中面板和下面板上。

6.如權(quán)利要求5所述的冷板，其特征在于，所述的冷板上層翅片的平均高度分別高于上層墊板、上層墊塊、上框封條和上層支撐條平均高度的0.03mm～0.05mm；所述的冷板下層翅片的平均高度分別高于下層墊塊、下層墊板、下框封條和下層支撐條平均高度的0.03mm～0.05mm；所述的冷板下層進(jìn)出口螺紋接頭和下層封頭采用手工氬弧焊方式焊接，焊絲選用的材料牌號為5a06；所述的冷板上層進(jìn)出口螺紋接頭和上層封頭采用手工氬弧焊方式焊接，焊絲選用的材料牌號為5a06；所述的冷板上層翅片和下層翅片選用的材料為3003-o。

7.如權(quán)利要求6所述的冷板，其特征在于，所述的冷板下層封頭、上面板、上層封頭、中面板、下面板、上層墊板、上層墊塊、上框封條、上層支撐條、下層墊塊、下層墊板、下框封條和下層支撐條選用的材料為3a21-o。

8.如權(quán)利要求7所述的冷板，其特征在于，所述的冷板除下層進(jìn)出口螺紋接頭和上層進(jìn)出口螺紋接頭外其余部分均采用真空釬焊方式一體焊接；所述的冷板上層翅片和下層翅片均為矩形鋸齒翅片；所述的冷板分為上下兩層獨立的流道，兩個流道獨立工作互不干涉，上下兩層流道的布置形式不同。

9.如權(quán)利要求8所述的冷板，其特征在于，所述的冷板上層墊板的高度為9.5mm，下層墊板的高度為15.5mm。

10.如權(quán)利要求9所述的冷板，其特征在于，所述的冷板上層流體通路發(fā)生工質(zhì)泄露，螺紋接頭損壞等發(fā)生故障無法使用時，可及時啟用下層流體通路進(jìn)行工作，僅更換工質(zhì)進(jìn)出口位置，無需更換冷板，避免載荷設(shè)備由于溫度過載出現(xiàn)故障。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于冷板結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高可靠性雙層冷板。包含下層進(jìn)出口螺紋接頭、下層封頭、上面板、上層進(jìn)出口螺紋接頭、上層封頭、中面板、下面板、上層墊板、上層墊塊、上層翅片、上框封條、上層支撐條、下層墊塊、下層翅片、下層墊板、下框封條和下層支撐條。冷板上下層流道布置多個翅片，上下層流道對稱分布，流道寬度均勻，保證冷板正常工作時內(nèi)部流道各位置工質(zhì)流速均勻分布，減小流阻，提升換熱效果。由于上層流道進(jìn)出口位置下方的區(qū)域無法進(jìn)行換熱，該位置通過增加槽道以達(dá)到減重的目的。

技術(shù)研發(fā)人員：陳冠恒,張雅丹,許兆恒,楊棟,閆兆允,王興遠(yuǎn),高永威,張錦堂,楊達(dá)飛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：新鄉(xiāng)航空工業(yè)(集團(tuán))有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2