一种受热相变水冷式散热电机

技术领域

本发明涉及电机散热技术领域，更具体地说，涉及一种受热相变水冷式散热电机。

背景技术

电机是把电能转换为机械能的一种设备，主要由定子、转子、外壳和端盖等部分构成，伺服电动机广泛应用于各种控制系统中，能将输入的电压信号转换为电机轴上的机械输出量，拖动被控制元件，从而达到控制目的。

电机转动过程中，会产生大量的热能，当启动工作时间过长后，电机内部就会产热发烫。普通电机的散热方式通常是通过位于电机后盖的风扇、电机外壳的散热条和后盖尾端的散热口进行散热，电机后端盖的散热口并不能满足电机长时间工作散热的需要，通过电机后端盖的散热口散热效果并不明显。

为此，我们提出一种受热相变水冷式散热电机来有效解决现有技术中所存在的一些问题。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种受热相变水冷式散热电机，通过在电机本体的后端安装上嵌设多个散热板的后端盖，利用多个散热板将热量通过后端盖向外散发，达到一级散热作用，当电机本体的温度升高后，与散热板相连接的导热囊将高温通过导热棒传递至水冷管处，水冷管内的受热记忆膨胀体达到其变态温度，向制冷箱一侧扩延，并推动其内侧的制冷液向制冷棒一侧运动，当制冷液被推动至制冷棒处后，制冷液渗入至多个硝石制冷囊内，以促使渗入至硝石制冷囊内的制冷液局部结冰，此时，制冷棒处温度逐渐下降，并将低温通过传导板传递至电机本体内部，以实现对电机本体的水冷冰点式降温，大大提高电机的二级散热效果。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种受热相变水冷式散热电机，包括电机本体和连接于电机本体后端的后端盖，所述后端盖的内部开设有散热腔，所述后端盖的后端固定连接有后盖板，所述后端盖的侧壁上环形嵌设有多组散热板，多个所述散热板的内端嵌设于电机本体的内部，所述散热腔靠近后盖板的一端设有与多个散热板嵌设安装的导热囊，所述导热囊的内端壁上开设有与散热板相匹配嵌设的，所述电机本体的外侧壁上环形分布有多个制冷箱，多个所述制冷箱的内部嵌设安装有制冷棒，所述制冷棒的内壁上嵌设安装有多个硝石制冷囊，所述制冷箱靠近后端盖的一端设有与制冷棒相连通的水冷管，所述水冷管的外端延伸至后端盖的内部，所述水冷管的内部填充有受热记忆膨胀体，所述受热记忆膨胀体内部填充有制冷液，所述导热囊的外侧壁上设有多个与水冷管位置对应的导热棒，多个所述导热棒的外端延伸至与其位置对应的水冷管内，所述制冷棒的底端固定连接有延伸嵌设于电机本体内部的多个传导板。

进一步的，所述散热板靠近电机本体的一端设有嵌设于电机本体内部的延伸部，所述散热板与其延伸部形成L形结构，所述电机本体的后端壁上开设有多个与延伸部相匹配的导热槽，当电机本体工作后温度逐渐升高后，电机本体利用多个散热板将热量通过后端盖向外散发，起到一级散热效果。

进一步的，所述导热囊的内部填充有热胀型气体，所述热胀型气体选用二氧化碳，所述导热囊、导热棒以及水冷管相互连通。

进一步的，多个所述导热棒的内部均填充有导热填料，所述导热填料采用导热油与石墨烯颗粒组成，所述导热填料的外侧包覆有密封膜，所述导热填料与导热棒内壁之间设有导气间隙，当电机本体温度通过多个散热板向外散发时，部分热量传递至导热囊处，导热囊通过导热棒将热量传递至水冷管处，而在导热囊内填充热胀型气体，气体升温膨胀速度快，部分气体导入孩子水冷管内，有利于加速水冷管内的受到膨胀体受热膨胀，有利于推动其内部所填充的制冷液移动至制冷棒处。

进一步的，所述制冷箱为下端具有开口的U形结构，所述水冷管的一端延伸至制冷箱内部并与制冷棒相连接，所述后端盖的外侧壁上开设有与制冷箱一端相匹配的外嵌设腔，所述外嵌设腔的内端开设有与水冷管位置相对应的内插设孔，所述水冷管远离制冷棒的一端延伸至内插设孔内部。

进一步的，所述导热棒远离导热囊的一端与内插设孔靠近后盖板的一端相连通，所述水冷管远离制冷棒的一端的侧壁上开设有与导热棒相连通的气体连通口，以便于将制冷箱与水冷管所组成的水冷结构安装于电机本体与后端盖之间，以实现在温度达到一定值后，受热记忆膨胀体在膨胀后推动制冷液向制冷棒一侧移动。

进一步的，所述受热记忆膨胀体包括滑动嵌设于水冷管内部的前封片、后封片，所述前封片与后封片之间通过连接杆固定连接，所述后封片远离前封片的一端固定连接有记忆合金推动杆，所述记忆合金推动杆连接于水冷管的内端壁上，前封片与后封片对制冷液起到左右密封作用，制冷液能够随时后封片的运动而左右移动。

进一步的，所述记忆合金推动杆由记忆合金材质制成，所述记忆合金线的变态温度为40℃，当从导热囊处传导至水冷管处的温度达到40℃时，使记忆合金线恢复至其高温的拉伸绷直相态，从而推动后封片向制冷棒一侧运动，以实现前封片与后封片之间的制冷液处于制冷棒内，制冷液渗入至制冷棒上的硝石制冷囊内，硝石制冷囊使得渗入至其内部的制冷液降温结冰，降低制冷棒处温度，并将该处的低温通过传导板传导至电机本体内，以实现对电机本体内部进行降温。

进一步的，所述硝石制冷囊包括位于外侧的填充囊，所述填充囊内填充有硝石颗粒，所述填充囊的内部嵌设有引水纤维，所述引水纤维的另一端延伸至填充囊位于制冷棒内侧的外端壁。

进一步的，所述制冷棒的侧壁上开设有用于硝石制冷囊嵌设安装的嵌设腔，所述硝石制冷囊的内端与嵌设腔内壁相嵌合，所述嵌设腔的外端填充有密封囊，当制冷液被推动至制冷棒内侧时，实现制冷液与硝石制冷囊的直接接触。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案通过在电机本体的后端安装上嵌设多个散热板的后端盖，利用多个散热板将热量通过后端盖向外散发，达到一级散热作用，当电机本体的温度达到一定值后，与多个散热板相连接的导热囊将高温通过导热棒传递至水冷管处，水冷管内的受热记忆膨胀体达到其变态温度后，向制冷箱一侧扩延，并推动其内侧的制冷液向制冷棒一侧运动，当制冷液被推动至制冷棒处后，制冷液渗入至制冷棒侧壁上所嵌设的多个硝石制冷囊内，以促使渗入至硝石制冷囊内的制冷液局部结冰，此时，制冷棒处温度逐渐下降，并将低温通过传导板传递至电机本体内部，以实现对电机本体的水冷冰点式降温，大大提高电机的二级散热效果。

(2)散热板靠近电机本体的一端设有嵌设于电机本体内部的延伸部，散热板与其延伸部形成L形结构，电机本体的后端壁上开设有多个与延伸部相匹配的导热槽，实现将散热板连接于电机本体与后端盖之间，电机本体利用多个散热板将热量通过后端盖向外散发，起到一级散热效果。

(3)导热囊的内部填充有热胀型气体，热胀型气体选用二氧化碳，导热囊、导热棒以及水冷管相互连通，多个导热棒的内部均填充有导热填料，导热填料采用导热油与石墨烯颗粒组成，导热填料的外侧包覆有密封膜，导热填料与导热棒内壁之间设有导气间隙，当电机本体温度通过多个散热板向外散发时，部分热量传递至导热囊处，导热囊通过导热棒将热量传递至水冷管处，而在导热囊内填充热胀型气体，气体升温膨胀速度快，部分气体导入孩子水冷管内，有利于加速水冷管内的受到膨胀体受热膨胀，有利于推动其内部所填充的制冷液移动至制冷棒处。

(4)受热记忆膨胀体包括滑动嵌设于水冷管内部的前封片、后封片，前封片与后封片之间通过连接杆固定连接，后封片远离前封片的一端固定连接有记忆合金推动杆，记忆合金推动杆连接于水冷管的内端壁上，前封片与后封片对制冷液起到左右密封作用，制冷液能够随时后封片的运动而左右移动，记忆合金推动杆由记忆合金材质制成，记忆合金线的变态温度为40℃，当从导热囊处传导至水冷管处的温度达到40℃时，使记忆合金线恢复至其高温的拉伸绷直相态，从而推动后封片向制冷棒一侧运动，以实现前封片与后封片之间的制冷液处于制冷棒内，制冷液渗入至制冷棒上的硝石制冷囊内，硝石制冷囊使得渗入至其内部的制冷液降温结冰，降低制冷棒处温度，并将该处的低温通过传导板传导至电机本体内，以实现对电机本体内部进行降温。

(5)硝石制冷囊包括位于外侧的填充囊，填充囊内填充有硝石颗粒，填充囊的内部嵌设有引水纤维，引水纤维的另一端延伸至填充囊位于制冷棒内侧的外端壁，制冷棒的侧壁上开设有用于硝石制冷囊嵌设安装的嵌设腔，硝石制冷囊的内端与嵌设腔内壁相嵌合，嵌设腔的外端填充有密封囊，当制冷液被推动至制冷棒内侧时，实现制冷液通过引水纤维导入至硝石制冷囊内，硝石颗粒遇水溶解，并使得该处的水溶液降温并结冰，有效降温了制冷棒处的温度。

(6)制冷箱为下端具有开口的U形结构，水冷管的一端延伸至制冷箱内部并与制冷棒相连接，后端盖的外侧壁上开设有与制冷箱一端相匹配的外嵌设腔，外嵌设腔的内端开设有与水冷管位置相对应的内插设孔，水冷管远离制冷棒的一端延伸至内插设孔内部，导热棒远离导热囊的一端与内插设孔靠近后盖板的一端相连通，水冷管远离制冷棒的一端的侧壁上开设有与导热棒相连通的气体连通口，以便于将制冷箱与水冷管所组成的水冷结构安装于电机本体与后端盖之间，以实现在温度达到一定值后，受热记忆膨胀体在膨胀后推动制冷液向制冷棒一侧移动。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2为本发明的爆炸图一；

图3为本发明的爆炸图二；

图4为本发明的爆炸图三；

图5为本发明的制冷箱与水冷管结合处的立体图；

图6为本发明的制冷箱与水冷管结合处的剖视图；

图7为图6中记忆合金推动杆受热变形后的形态变化剖视图。

图中标号说明：

1电机本体、101导热槽、2后端盖、201后盖板、202外嵌设腔、2021内插设孔、3散热板、4导热囊、5导热棒、6制冷箱、7水冷管、8传导板、9制冷棒、10硝石制冷囊、11前封片、12后封片、13制冷液、14记忆合金推动杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-4，一种受热相变水冷式散热电机，包括电机本体1和连接于电机本体1后端的后端盖2，后端盖2的内部开设有散热腔，后端盖2的后端固定连接有后盖板201，后端盖2的侧壁上环形嵌设有多组散热板3，多个散热板3的内端嵌设于电机本体1的内部，散热板3靠近电机本体1的一端设有嵌设于电机本体1内部的延伸部，散热板3与其延伸部形成L形结构，电机本体1的后端壁上开设有多个与延伸部相匹配的导热槽101，当电机本体1工作后温度逐渐升高后，电机本体1利用多个散热板3将热量通过后端盖2向外散发，起到一级散热效果。

请参阅图2-7，散热腔靠近后盖板201的一端设有与多个散热板3嵌设安装的导热囊4，导热囊4的内端壁上开设有与散热板3相匹配嵌设的401，导热囊4靠近电机本体1的一端嵌设有隔热板，散热板3能够将部分热量传递至导热囊4处，而逐渐升温后的导热囊4不易将热量再反传递至电机本体1处，电机本体1的外侧壁上环形分布有多个制冷箱6，多个制冷箱6的内部嵌设安装有制冷棒9，制冷棒9为中空圆柱形结构，制冷棒9的内壁上嵌设安装有多个硝石制冷囊10，制冷箱6靠近后端盖2的一端设有与制冷棒9相连通的水冷管7，水冷管7的外端延伸至后端盖2的内部，水冷管7的内部填充有受热记忆膨胀体，受热记忆膨胀体内部填充有制冷液13，导热囊4的外侧壁上设有多个与水冷管7位置对应的导热棒5，多个导热棒5的外端延伸至与其位置对应的水冷管7内，制冷棒9的底端固定连接有延伸嵌设于电机本体1内部的多个传导板8，当电机本体1的温度达到一定值后，与多个散热板3相连接的导热囊4将高温通过导热棒5传递至水冷管7处，水冷管7内的受热记忆膨胀体达到其变态温度后，向制冷箱6一侧膨胀扩延，并推动其内侧的制冷液13向制冷棒9一侧运动，当制冷液13被推动至制冷棒9处后，其与制冷棒9侧壁上所嵌设的多个硝石制冷囊10相接触，以促使制冷液13内部局部结冰，此时，制冷棒9处温度逐渐下降，并将低温通过传导板8传递至电机本体1内部，以有效促进对电机本体1内部进行降温。

导热囊4的内部填充有热胀型气体，热胀型气体选用二氧化碳，导热囊4、导热棒5以及水冷管7相互连通，多个导热棒5的内部均填充有导热填料，导热填料采用导热油与石墨烯颗粒组成，导热填料的外侧包覆有密封膜，导热填料与导热棒5内壁之间设有导气间隙，当电机本体1温度通过多个散热板3向外散发时，部分热量传递至导热囊4处，导热囊4通过导热棒5将热量传递至水冷管7处，而在导热囊4内填充热胀型气体，气体升温膨胀速度快，部分气体导入孩子水冷管7内，有利于加速水冷管7内的受到膨胀体受热膨胀，有利于推动其内部所填充的制冷液13移动至制冷棒9处。

请参阅图6-7，受热记忆膨胀体包括滑动嵌设于水冷管7内部的前封片11、后封片12，前封片11与后封片12之间通过连接杆固定连接，后封片12远离前封片11的一端固定连接有记忆合金推动杆14，记忆合金推动杆14连接于水冷管7的内端壁上，前封片11与后封片12对制冷液13起到左右密封作用，而制冷棒9与水冷管7相互连通设置，制冷液13能够随时后封片12的运动在水冷管7以及制冷棒9内进行左右移动，14由记忆合金材质制成，记忆合金线的变态温度为40℃，当从导热囊4处传导至水冷管7处的温度达到40℃时，使记忆合金线恢复至其高温的拉伸绷直相态，改变相态后推动后封片12向制冷棒9一侧运动，以实现前封片11与后封片12之间的制冷液13处于制冷棒9内，制冷液13渗入硝石制冷囊10内，硝石制冷囊10内的制冷液局部结冰，降低制冷棒9处温度，同时位于制冷棒9内侧的制冷液13温度也随之降低，并将该处的低温通过传导板8传导至电机本体1内，以实现对电机本体的水冷冰点式降温，大大提高电机1的二级散热效果，当水冷管7内的温度下降至其变态温度后，此时，记忆合金推动杆14恢复至低温状态下的弹簧相态，从而拉动后封片12向远离制冷棒9一侧进行运动，后封片12与前封片11之间的制冷液13脱离制冷棒9后，恢复其初始状态。

硝石制冷囊10包括位于外侧的填充囊，填充囊内填充有硝石颗粒，硝石颗粒与填充囊还存在间隙，以便于制冷液13的渗入，硝石颗粒封存于填充囊内部，填充囊的内部嵌设有引水纤维，所述引水纤维的另一端延伸至填充囊位于制冷棒9内侧的外端壁，引水纤维用于将制冷液13导入至硝石制冷囊10内部，硝石颗粒溶于水内后吸热降温，当制冷液13随以及合金推动杆复位至水冷管7内，存留于硝石制冷囊10内的水分在余热作用下随时间慢慢蒸发，该处的硝石颗粒析出能够多次重复使用，制冷棒9的侧壁上开设有用于硝石制冷囊10嵌设安装的嵌设腔，硝石制冷囊10的内端与嵌设腔内壁相嵌合，以保证其的嵌设安装不影响前封片11以及后封片12在制冷棒9内的滑动，嵌设腔的外端填充有密封囊，硝石制冷囊10封锁于嵌设腔内，当制冷液13被推动至制冷棒9内侧时，实现制冷液13与硝石制冷囊10的直接接触，技术人员可定期向前封片11与后封片12内补充制冷液13以及更换制冷棒9上的硝石制冷囊10。

最后，需要补充的是，针对制冷箱6、水冷管7的安装结构，更为详细的，请参阅图3-6，制冷箱6为下端具有开口的U形结构，水冷管7的一端延伸至制冷箱6内部并与制冷棒9相连接，后端盖2的外侧壁上开设有与制冷箱6一端相匹配的外嵌设腔202，外嵌设腔202的内端开设有与水冷管7位置相对应的内插设孔2021，水冷管7远离制冷棒9的一端延伸至内插设孔2021内部，导热棒5远离导热囊4的一端与内插设孔2021靠近后盖板201的一端相连通，水冷管7远离制冷棒9的一端的侧壁上开设有与导热棒5相连通的气体连通口，以便于将制冷箱6与水冷管7所组成的水冷结构安装于电机本体1与后端盖2之间，且传导板8与制冷棒9的底端为嵌设式安装，技术人员可先将传导板8嵌设于电机本体1内后，再将制冷箱6与水冷管7的配合结构定位于电机本体1上，以便于拆卸安装，且制冷箱6能够从电机本体1上拆卸下来，以便于技术人员定期更换制冷棒9侧壁上的硝石制冷囊10。

本发明通过在电机本体1的后端安装上后端盖2,后端盖2上嵌设多个与电机本体1后端相连接的散热板3，利用多个散热板3将热量通过后端盖2向外散发，起到一级散热作用，而当电机本体1的温度达到一定值后，与多个散热板3相连接的导热囊4将高温通过导热棒5传递至水冷管7处，水冷管7内的受热记忆膨胀体达到其相变温度后，向制冷箱6一侧膨胀扩延，并推动其内侧的制冷液13向制冷棒9一侧运动，当制冷液13被推动至制冷棒9处后，制冷液13渗入至制冷棒9侧壁上所嵌设的多个硝石制冷囊10内，以促使渗入至硝石制冷囊内的制冷液13局部结冰，此时，制冷棒9处温度逐渐下降，并将低温通过传导板8传递至电机本体1内部，以进一步促进对电机本体1的水冷冰点式降温，大大提高电机的散热效果。

本发明中的所采用的部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。