Радиатор для охлаждения радиоэлементов

 

Изобретение относится к радиоэлектронике , в частности к средствам отвода тепла от радиоэлементов. Цель изобретения - повышение эффективности охлаждения - обеспечивается за счет того, что в радиаторе, содержащем полый корпус (ПК) 1 с оребрением, заполненный теплопоглощающим рабочим веществом (ТРВ) 2, компенсатор изменения объема ТРВ 2 выполнен в виде оболочки, состоящей из сильфона 5 и мембраны 6 заполненной ТРВ 2, в качестве которого может быть использована жидкость или пластичный материал . Кроме того, оребрение ПК . 1 может быть выполнено в виде оболочек из сильфонов 5 с мембранами 6, заполненных другим ТРВ 7 с большим коэффициентом объемного расширения, чем в ТРБ 2. Изобретение позволяет обеспечить поглощение тепла ТРВ 2 и 7 и отвод тепла в окружающую среду стенками сильфонов 5. Радиатор имеет улучшенные массогабаритные характеристики и обеспечивает .контроль за состоянием ТРВ 2, 7 и отключение радиоэлемента 3 при его перегреве. 2 3.п. ф-лы, 7 ил. (Л с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU „„1431083 (51)4 Н 05 К 7/20, Н 01 L 23/34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР по делАм изОБРетений и ОтнРытий (21) 4199920/24-21 (22) 19.02.87 (46) 15. 10.88, Бюл. ¹ 38 (71) Краснодарское отделение с опытным производством Всесоюзного научноисследовательского института источников тока (72) А.И,Петлин и Ю.Г.Филипчук (53) 621.396.67.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 884183, кл. Н 05 К 7/20, 1979. (54) РАДИАТОР ДЛЯ ОХЛА)КДЕНИЯ РАДИОЭЛЕИЕНТОВ (57) Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к средствам отвода тепла от радиоэлементов. Цель изобретения — повышение эффективности охлаждения — обеспечивается за счет того, что в радиаторе, содержащем полый корпус (ПК) 1 с оребрением, заполненный теплопоглощающим рабочим веществом (ТРВ) 2, компенсатор изменения объема TPB 2 выполнен в виде оболочки, состоящей из сильфона 5 и мембраны 6 заполненной TPB 2, в качестве которого может быть исполь" зована жидкость или пластичный материал. Кроме того, оребрение ПК.1 может быть выполнено в виде оболочек

t из сильфонов 5 с мембранами 6, заполненных другим TPB 7 с большим коэффициентом объемного расширения, чем в

ТРВ 2. Изобретение позволяет обеспечить поглощение тепла TPB 2 и 7 и отвод тепла в окружающую среду стенками сильфонов 5, Радиатор имеет улучшенные массогабаритные характеристики и обеспечивает контроль за состоянием ТРВ 2, 7 и отключение радиоэлемента 3 при его перегреве.

2 з.п ° ф-лы, 7 ил.

1431083

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к средствам, обеспечивающим отвод тепла от.радиоэлементов, радиаторам для охлаждения радиоэлементов.

Цель изобретения - повышение эффективности охлаждения.

На фиг, 1 схематически показан. радиатор для охлаждения электрора- 10 диоэлементов, первый вариант выполнения его оребренной поверхности; на, фиг, 2 то же, второй вариант; на ,фиг. 3 то же, третий вариант;

:на фиг. 4 - вид А на фиг. 3; на

;фиг. 5 - радиатор, четвертый вариант

Выполнения оребренной поверхности; на фиг. 6 то же, при размещении витков спирали в пазах радиатора в

;одном варианте; на фиг. 7 — вид Б на фиг. 5 (другой вариант размещеma витков спирали оребрения корпуса

Радиатора).

Радиатор для охлаждения радио элементов (фиг, 1) содержит корпус 1 с оребрением, полость которого заполнена.теплопоглощающим рабочим веществом 2. В качестве рабочего вещества применяются легкоплавкие вещества, растворы и эвтектические сплавы, 3> точка плавления выбирается из необходимых условий работы радиоэлемента

;3, установленного на корпусе 1 радиатора, Емкость полости корпуса 1 .выбирается из расчета длительности работы радиоэлемента 3 в зависимости от физических свойств рабочего geщества, а потребное количество ра, бочего вещества прямо пропорциональ.но количеству тепла, которое необходимо отвести от радиоэлемента 3, и

40 ,обратно пропорционально теплоте плав леыия выбранного рабочего вещества, В отверстии 4 корпуса 1 размещен и закреплен, например, при помощи пайки или сварки компенсатор изменения .объема теплопоглощающего рабочего вещества 2, сильфон 5, в торце которого установлена упругая мембрана 6, .образующие .оболочку, полость которбй заполнена теплопоглощающим рабочим веществом 7 с большим коэффициентом об емного расширения, чем у рабочего вещества 2. В качестве вещества 7, применяются или жидкости (вода, спирты, жидкие растворы.и т.п.) или плас- 55 тичные (хладотекучие) теплопоглощаю» . щие вещества (парафин, воск, церезин и т,п„), Размеры мембраны 6 и величину хода ее эффективной площади выбирают исходя из объема рабочего вещест8а 2 и его коэффициента объемного расширения, а величину перемещения эффективной площади сильфона 5 выбирают, кроме того, исходя из объема и коэффициента объемного расширения рабочего вещества 7 и времени срабатывания коммутационного элемента 8 (например, микровыключателя), электрически подсоединенного, например, к источнику 9 питания и радиоэлементу 3. Кроме того, эффективная площадь сильфона 5 может быть механически соединена с движком резистора

10 (или какого-либо другого датчика), электрически соединенного, например, с устройством 11 контроля и сигнализации состояния теплопоглощающего рабочего вещества.

Микровыключатель 8 и резистор 10

> жестко закреплены с возможностью регулирования положения относительно сильфона 5 или на корпусе 1 радиатора или на несущей конструкции РЭА (не показано).

В радиаторе на фиг. 1 показано объемное оребрение, например, в виде пластин или штырей.

В радиаторе на фиг. 2 показано штыревое оребрение, где в качестве штырей применены малогабаритные сильфоны 5 с мембранами 6, заполненные теплопоглощающим рабочим веществом 7.

В радиаторе на фиг. 3; 4 показано оребрение в виде пустотелой спирали

12, выполненной, например, из медной тонкостенной трубки. На витках спирали 12 выполнены пазы 13, вскрывающие полость спирали, Витки спирали

12 припаяны или приварены к корпусу 1.

В радиаторе на фиг. 5 вместо опорного сильфона 5 установлены малогабаритные сильфоны (штыри) 5 с мембраной б и рабочим веществом 7. В радиаторе на фиг, 6, 7 витки спирали 12 размещены в пазах 14 корпуса

На фиг. 3, 5 элементы 8-11 условно не показаны..

Устройство работает следующим образом.

При включении радиоэлемента 3 температура контактируемого с ним корпуса 1 растет, а тепло отводится н окружающую среду через поверхность корпуса 1 и его оребрение. и поглощается рабочим веществом 2, Темпераз

1ч310 тура корпуса 1 растет до достижения температуры плавления рабочего вещества 2. Одновременно поглощается тепло рабочим веществом 7 и отводится в окружающую среду через стенки и гофры сильфона 5.

Тепло, отводимое от радиоэлемента

3, затрачивается на нагрев окружающей среды и на плавление рабочего вещества 2 практически при стабильной температуре радиоэлемента 3, так как теплосъем с него очень интенсивен, и стабильность температуры держится до полного расплавления рабочего вещест- 15 ва. При изменении температуры изменяются объемы рабочих веществ 2 и 7, вызывая перемещение эффективных площадей мембраны 6 и сильфона 5, упруго компенсируя изменение объемов рабочих 20 веществ 2 и 7.

Изменение длины сильфона 5 позволяет использовать его как передаточный механизм и контролировать состоя- 25 ние (температуру) рабочего вещества

2, подсоединяя, например, его эффективную площадь к движку резистора 10. Изменение сопротивления резистора 10 преобразовывается в сигна- щ0 лы для оператора или автоматики через устройство 11 °

При полном расплавлении рабочего вещества 2 эффективная площадь сильфона 5 упирается в шток приводного механизма (не показаны) микровыключателя 8 и производит отключение источника 9 питания от радиоэлемента 3, информируя об аварийной ситуации в результате перегрева данного радио- 4р элемента 3. После отключения радиоэлемента 3 температура на нем снижается, рабочие вещества 2 и 7 остывают и сокращаются в объеме, возвращая эффективные площади мембраны 4>

6 сильфона 5 в исходное состояние, необходимое для работы радиоэлемента 3, контролируя состояние через устройство 11. Предлагаемый радиатор более эффективен в части отвода тепла в окружающую среду, поэтому соответственно он более эффективен в части длительности непрерывной работы охлаждаемого электрорадиоэлемен. та, требует меньше времени для охлаждения рабочего вещества, уменьша/ ются габариты и вес радиатора, повышается надежность и точность контроля состояния рабочего вещества и

83

4 .отключение охлаждаемого элемента в аварийной ситуации при его перегреве.

Формула изобретения

1. Радиатор для охлаждения радиоэлементов, содержащий полый корпус с оребрением, заполненный теплопоглощающим рабочим веществом, и компенсатор изменения объема теплопоглощающего рабочего вещества,.установленный с возможностью теплового контакта с ним, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эф- фективности охлаждения, компенсатор изменения объема теплопоглощающего рабочего вещества выполнен в виде оболочки из сильфона с мембраной в его торце, полость которой заполнена теплопоглощающим рабочим веществом.

2, Радиатор по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что в качестве теплопоглощающего рабочего вещества оболочки компенсатора использована жидкость, 3. Радиатор по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что, в качестве теплопоглощающего рабочего вещества оболочки компенсатора использован пластичный материал.

4. Радиатор по пп. 1 и 3, о тл и ч а ю шийся тем, что оребрение .полого корпуса выполнено штыревым в виде оболочек из сильфонов " с мембранами в торцах, полости которых заполнены теплопоглощающим рабочим веществом, причем мембраны оболочек размещены с тепловым контактом с теплопоглощающим рабочим веществом полого корпуса.

5. Радиатор по пп. 1 — 3, о тл и ч а нт шийся тем, что ореб" ренне полого корпуса выполнено в виде спирали с полыми витками, в стенках ко-, торых выполнены вырезы.

6. Радиатор по пп. 1 и 5, о т л и ч а ю шийся тем, что в стенке полого основания со стороны спирали выполнены пазы, в которых размещены полые витки спирали.

7. Радиатор по п. 6, о т л и ч аю шийся тем, что полые витки спирали установлены с возможностью теплового контакта их стенок, обращенных к полому корпусу, с теплопоглощающим рабочим веществом полого корпуса. диУ4

8. Радиатор по ю шийся тем, спирали заполнены рабочим веществом

5 1431083 6 п. 6, о т л и ч а- ими вырезами с воэможностью теплового что полые .витки контакта их теплопоглощающего работеплопоглощающим чего вещества с теплопоглощающим раи установлены сво-, бочим веществом полого корпуса.

1!

Г

О

I р I

1431083

D 4 диУБ

Составитель А. Попова

Редактор Т. Лазоренко Техред Л.Сердюкова Корректор Г. Решетник

Заказ 5354/57

Тираж 832 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 б иРЯ

Г l

С

ФЧ

1 ю

II .11

1 J1

° I