一種寬溫熱控裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種寬溫熱控裝置，屬于電氣設備技術領域。本發明專利技術裝置采用相變材料和傳熱技術相結合。主要由外殼體、絕熱層、內殼體、相變導熱墊、導熱塊、復合有機相變材料、熱二極管、散熱片組成。本發明專利技術提裝置采用純物理方式進行熱控，無需增加額外的設備(風扇、熱絲等)和無需增加額外能量，可以解決電子設備在寬溫環境中的非強制性散熱問題。本發明專利技術裝置典型應用于爆炸性環境，在爆炸性環境中不宜采用軸流風扇和熱絲等強制性熱控措施，因在故障情況下可能產生安全隱患，而本發明專利技術的寬溫熱控裝置，無額外熱負荷，可靠性高，無安全隱患，可以抵御大空間環境高低溫對電子設備的影響。

Wide temperature control device

The invention relates to a wide temperature control device, belonging to the technical field of electrical equipment. The device of the invention is combined with phase change material and heat transfer technology. The utility model is mainly composed of an outer shell body, an insulating layer, an inner shell, a phase change heat conducting pad, a heat conducting block, a composite organic phase change material, a heat diode and a radiating fin. The device adopts pure physical method of thermal control, without additional equipment (fan, wire etc.) and without additional energy, can solve the problem of heat dissipation in the non mandatory wide temperature environment in electronic equipment. The device of the invention is applied to a typical explosive environment, in an explosive environment should not be used for axial fan and wire and other mandatory measures of thermal control, because in the case of faults may cause security risks, and a wide variety of the invention control device, no additional heat load, high reliability, no security risks, can resist impact on electronic equipment, high and low temperature environment in large space.

【技術實現步驟摘要】
一種寬溫熱控裝置
本專利技術涉及一種寬溫熱控裝置，特別涉及通過光電轉換實現安全生產監控、監測設備(氣體紅外檢漏儀、火花探測儀、攝像機等)在寬溫工況的熱力結構設計，屬于通用電氣設備

技術介紹
眾所周知，電子設備對工作環境的溫度要求極為敏感，過高或者過低的環境溫度都會影響電子設備的正常工作，甚至會損壞電子設備。目前，針對電子設備加熱或者散熱最常用的方式是散熱片散熱、熱絲加熱、風扇強制對流制冷、液冷等一種或幾種的組合。但是，在大多數應用場合，對設備的成本、結構、體積等方面都有要求，甚至某些特殊場合(比如爆炸性環境)要求不能額外增加能量，這樣的話，上述的幾種方式就難以滿足現場要求。因此，研發一種無額外熱負荷，可靠性高，無安全隱患，可以抵御大空間環境高低溫對電子設備影響，能保證電子設備正常工作的寬溫熱控裝置具有現實意義。
技術實現思路
本專利技術的目的是提出一種寬溫熱控裝置，在滿足數據采集電子設備的本質安全技術要求的基礎上，設計一種非強制調節設備內部溫度，以使芯片等電子元器件能夠正常工作。本專利技術提出的寬溫熱控裝置，包括外殼體、內殼體、相變導熱墊、導熱塊、復合有機相變材料盒、熱二極管和散熱片；所述的內殼體、相變導熱墊、導熱塊、復合有機相變材料盒和熱二極管置于外殼體內；所述的內殼體置于外殼體內上部，外殼體與內殼體之間設有絕熱層，內殼體一側的邊框上設有玻璃視窗，玻璃視窗伸出外殼體，待保護電子設備置于內殼體內，待保護電子設備與內殼體之間通過導熱帶實現熱傳遞；所述的導熱塊置于內殼體下部，導熱塊與內殼體下部外壁之間設有相變導熱墊，導熱塊的上工作面與相變導熱墊相貼合，導熱塊的下工作面分別與所述的復合有機相變材料盒和熱二極管的熱端相連接，復合有機相變材料盒內設有復合有機相變材料，熱二極管的冷凝端安裝有散熱片，散熱片外設有護罩。本專利技術提出寬溫熱控裝置，其優點是：本專利技術的寬溫熱控裝置將相變材料和傳熱技術相結合，可以動態調節溫度。當環境溫度低于所保護的電子設備的工作溫度時，可以由內而外進行單向散熱；當環境溫度高于所保護的電子設備的工作溫度時，可以先將內部熱量存儲于相變材料中，當環境溫度低的時候，再將存儲的熱量釋放出去。從而可以保證所保護的電子設備在-40℃～60℃大空間環境中正常工作。本專利技術裝置典型應用于爆炸性環境，在爆炸性環境中不宜采用軸流風扇和熱絲等強制性熱控措施，因在故障情況下，可能產生安全隱患。而本專利技術的寬溫熱控裝置，無額外熱負荷，可靠性高，無安全隱患，可以抵御大空間環境高低溫對電子設備的影響。附圖說明圖1為本專利技術提出的寬溫熱控裝置的結構示意圖。圖1中，1是外殼體，2是絕熱層，3是內殼體，4是玻璃視窗，5是導熱帶，6是相變導熱墊，7是導熱塊，8是復合有機相變材料盒，9是復合有機相變材料，10是熱二極管，11是散熱片，12是護罩，13是待保護電子設備。具體實施方式本專利技術提出的寬溫熱控裝置，其結構如圖1所示，包括外殼體1、內殼體3、相變導熱墊6、導熱塊7、復合有機相變材料盒8、熱二極管10和散熱片11。所述的內殼體3、相變導熱墊6、導熱塊7、復合有機相變材料盒8和熱二極管10置于外殼體1內。內殼體3置于外殼體內上部，外殼體1與內殼體3之間設有絕熱層2，內殼體3一側的邊框上設有玻璃視窗4，玻璃視窗4伸出外殼體1。待保護電子設備13置于內殼體3內，待保護電子設備13與內殼體3之間通過導熱帶5實現熱傳遞。導熱塊7置于內殼體3下部，導熱塊7與內殼體下部外壁之間設有相變導熱墊6，導熱塊7的上工作面與相變導熱墊6相貼合，導熱塊7的下工作面分別與所述的復合有機相變材料盒8和熱二極管10的熱端相連接，復合有機相變材料盒8內設有復合有機相變材料9，熱二極管10的冷凝端安裝有散熱片11，散熱片11外設有護罩12。以下結合附圖，詳細介紹本專利技術提出的寬溫熱控裝置的工作原理：一般來說，電子設備或電子功率元件工作時表面溫度為40℃～50℃，并持續發熱，其它電子元件工作溫度為4℃～50℃，設計要求在大空間溫度范圍-40℃～60℃能正常工作。當大空間溫度低于相變導熱墊6的相變溫度(33℃～35℃)時，相變導熱墊6與導熱塊7之間存在間隙，形成較大熱阻，關斷傳熱通道，待保護電子設備工作時產生熱量，維持內殼體3內部所需工作溫度，由絕熱層2與雙視窗玻璃4形成的隔熱圍護，使大空間環境的低溫不會干擾機芯13工作。而當大空間溫度高于相變導熱墊6的相變溫度，且低于熱二極管10的截止溫度時，傳熱通道開啟，散熱片11通過自由對流擴散傳熱。當大空間溫度高于熱二極管10的截止溫度時，復合有機相變材料9儲熱，其熱周期為8小時或更長。以上工作過程是動態的。利用較低溫時段，復合有機相變材料9放熱。本專利技術的寬溫熱控裝置的一個實施例中，所述的外殼體用于結構支承和外部防熱圍護。所述的絕熱層系填裝導熱系數λ≤0.03W/m·K的絕熱材料所形成。其中的內殼體用于安裝電子設備，內殼體前端裝有雙層玻璃視窗，整個內腔系密閉結構，電子設備工作時產生的熱量傳導至內壁面。其中的相變導熱墊的相變溫度為33℃～35℃，安裝于內殼體外壁與導熱塊之間，通過相變時熱阻的改變，起熱開關作用。導熱塊對電子設備耗散功率所產生熱量進行熱傳導。其中的復合有機相變材料盒內置復合有機相變材料(相變溫度45℃～48℃，相變焓ΔHm≥195J/g，相對密度≥1.45)用于儲熱。熱二極管用于單向導熱。外殼體1采用λ≤0.25W/m·K的材料(如防靜電ABS)制作，作為主結構件和圍護，為上下層箱體構造，上層安置內殼體3，下層安置復合有機相變材料盒8和熱二極管10等。本專利技術保護的電子設備用柔性導熱帶5連接在內殼體3的內壁上并傳熱至外壁。本專利技術所述內殼體3外壁連接相變導熱墊6，相變導熱墊6低于相變溫度時呈固態，與導熱塊7間形成間隙，產生較大熱阻，當相變導熱墊6達到相變溫度時變軟呈融化狀態，完全填充間隙形成熱傳導。本專利技術所述的導熱塊7與復合有機相變材料盒8和熱二極管10機械并聯，形成兩條傳熱途徑，當溫度低于復合有機相變材料9相變溫度時，熱二極管10通過位于冷凝端的散熱片11對流傳熱，復合有機相變材料9不儲熱，反之，復合有機相變材料9儲熱。本專利技術所述的復合有機相變材料9熱周期Tn≥8小時。本專利技術所述的護罩12用高熱阻材料制成，外表面涂敷反射隔熱材料，作用為穩定對流傳熱。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種寬溫熱控裝置，其特征在于，包括外殼體、內殼體、相變導熱墊、導熱塊、復合有機相變材料盒、熱二極管和散熱片；所述的內殼體、相變導熱墊、導熱塊、復合有機相變材料盒和熱二極管置于外殼體內；所述的內殼體置于外殼體內上部，外殼體與內殼體之間設有絕熱層，內殼體一側的邊框上設有玻璃視窗，玻璃視窗伸出外殼體，待保護電子設備置于內殼體內，待保護電子設備與內殼體之間通過導熱帶實現熱傳遞；所述的導熱塊置于內殼體下部，導熱塊與內殼體下部外壁之間設有相變導熱墊，導熱塊的上工作面與相變導熱墊相貼合，導熱塊的下工作面分別與所述的復合有機相變材料盒和熱二極管的熱端相連接，復合有機相變材料盒內設有復合有機相變材料，熱二極管的冷凝端安裝有散熱片，散熱片外設有護罩。

【技術特征摘要】
1.一種寬溫熱控裝置，其特征在于，包括外殼體、內殼體、相變導熱墊、導熱塊、復合有機相變材料盒、熱二極管和散熱片；所述的內殼體、相變導熱墊、導熱塊、復合有機相變材料盒和熱二極管置于外殼體內；所述的內殼體置于外殼體內上部，外殼體與內殼體之間設有絕熱層，內殼體一側的邊框上設有玻璃視窗，玻璃視窗伸出外殼體，待保護電子設備置于內...

【專利技術屬性】
技術研發人員：魏利軍，張興凱，李全明，李鋼，王剛，韓毅，李戰麗，楊裕云，方來華，
申請(專利權)人：北京中安科創科技發展有限公司，
類型：發明
國別省市：北京,11