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适用于电机泵的换热结构

文献发布时间:2023-06-19 18:35:48


适用于电机泵的换热结构

技术领域

本发明涉及飞机液冷系统技术领域,具体公开了适用于电机泵的换热结构,更特别是本发明还能够实现温度自适应结构。

背景技术

近年来,随着飞机电子设备热载荷的急剧增加,液冷系统因其液体介质较之空气具有更高的换热系数和比热,冷却效率和稳定性更高,得到了越来越多的应用。供液组件作为液冷系统的核心部件得到广泛应用。传统的供液组件结构主要存在以下不足:

排气能力不足:传统的供液组件结构的增压腔无排气结构,当产品工作时会将增压腔中的空气带入到系统内部,使产品的性能降低,会造成液冷泵发生气蚀,导致液冷泵寿命降低。

电机散热能力不足:当供液组件中液冷泵功率较大时一般是在液冷泵电机上增加散热肋片,通过增大散热面积来增强散热效果,但这又带来重量的体积增加的缺点。

尺寸较大:传统供液组件液冷泵结构一般布局在膨胀箱壳体(或过滤器壳体)外部,会导致供液组件体积和重量较大。

发明内容

本发明的解决的技术问题是:1、提出一种增压腔排气结构,将系统中空气排净,防止液冷泵发生气蚀和性能下降;

2、提出一种新型液冷泵布局方式,以达到减小供液组件体积和重量的目的。

3、提出一种电机散热结构,能够快速将电机的热功耗带走,保证电机处于适宜的温度范围,提高供液组件的可靠性。

4、提出一种温度自适应结构,可以保证产品在全温度包线范围内正常工作。

本发明的技术方案是:

提供适用于电机泵的换热结构,电机泵壳体、外壳体、电机热交换包套、固定套、活动套筒、活塞套、活塞和弹簧;

外壳体、活塞套、固定套、电机热交换包套依次从外向内设置;外壳体、活塞套、固定套、电机热交换包套的同一端与电机泵壳体固定为一体;

所述外壳体位于活塞套外部,所述外壳体与活塞套之间形成回油腔,所述回油腔与电机泵壳体的低压腔连通;所述固定套位于电机热交换包套外部,所述固定套与电机热交换包套之间形成散热回油通道;所述活塞套位于固定套和活动套筒外部,所述活塞套与固定套和活动套筒之间形成活塞腔;所电机热交换包套内为泵电机;

所述活塞位于活塞腔中,并将活塞腔分隔为气体腔和液体腔,所述液体腔与所述回油腔连通,所述气体腔连通外部气体环境;

活动套筒为单侧开口的筒结构,套在固定套外壁上滑动密封配合,所述弹簧设置在活动套筒内,且所述弹簧弹性的设置在电机热交换包套与活动套筒之间;所述电机热交换包套的壁上开有螺旋通道,且所述螺旋通道一端连通电机泵壳体的高压腔,另一端连通到活动套筒内,所述散热回油通道连通活动套筒内与电机泵的低压腔;

当电机泵运转时,高压腔的部分液体会通过所述螺旋通道流道活动套筒内,再经散热回油通道回到低压腔;当低压腔温度升高液体膨胀会使得所述活塞滑动,进而推动活动套筒滑动并压缩弹簧实现温度自适应。

进一步的,所述活动套筒与固定套之间有密封圈。

进一步的,所述活塞上具有密封圈。

进一步的,所述活动套筒与活塞之间为插接导向配合。

进一步的,外壳体、活塞套、固定套、活动套筒、活塞和电机热交换包套均为同轴设置。

进一步的,所述弹簧为螺旋弹簧或碟片弹簧。

进一步的,所述电机热交换包套的螺旋通道为翅片形成。

进一步的,所述外壳体由多个型壳构成。

本发明的优点是:1、本装置通过从液冷泵出口(高压端)引一股高压流体通过电机壳体与筒体组成的螺旋通道而进入增压腔,工作介质逐渐将增压腔充满,并将增压腔中的空气通过管道排出,避免系统介质循环时,将增压腔中空气带入到系统内部,使系统功能下降和液冷泵发生气蚀。当增压腔中气体排净后,工作介质即可从高压腔经管道进入低压腔中。介质在流动过程中可以高效地将电机工作过程中产生的热量带走,从而避免电机长时间高温而降低其可靠性。同时利用增压腔中的高压液体和弹簧的弹力,二者同时对活塞进行增压,保证液冷泵入口的压力,避免液冷泵发生气蚀。传统供液组件增压结构主要是利用弹簧进行增压,本装置利用高压液体产生的部分压力对活塞进行增压,可以减小对弹簧弹力的需求,从而降低弹簧的重量,对整个产品进行减重。

2、本装置将液冷泵电机内埋在膨胀箱内部,充分利用了活塞内腔的空间,减小了供液组件的体积。

3、液冷系统使用时,首先在地面环境将液冷系统注满液体,而液冷系统的工作环境温度范围一般在-55℃~70℃之间。由于工作介质在热胀冷缩作用下,当环境温度处于低温条件下,介质体积收缩,会导致系统中存在空腔,降低液冷泵的抽吸能力,影响系统的性能;当环境温度处于高温条件下,介质体积膨胀,会将系统结构撑裂。为避免上述现象发生,本装置设置活塞结构,当系统中工作介质体积收缩时,在弹簧的弹力和高压液体的压力共同作用下,小活塞压着大活塞移动,将储液腔中储存的液体补充到系统工作介质收缩后的体积内,从而保证液冷泵入口的压力,使液冷泵能够正常工作;当系统中工作介质体积膨胀时,大活塞会压着小活塞移动,以增大系统的容积,避免工作介质体积膨胀将系统结构撑裂。通过该结构可以实现系统在全温度包线工作。将活塞结构分解为大小两个活塞的主要目的是为了降低加工难度和安装应力。。

附图说明

图1是本发明的结构示意图(液体体积膨胀,活塞达到最大位置);

图2是电机热交换包套的结构示意图;

图3是本发明的侧向视图;

图4是本发明的结构示意图(液体体积出现膨胀,活塞未达到最大位置);

图5是的本发明的结构示意图(液体体积未膨胀);

图中:电机泵壳体1、外壳体2、电机热交换包套3、固定套4、活动套筒5、活塞套6、活塞7、弹簧8、低压腔9、高压腔10、回油腔11、气体腔12、液体腔13、活动套筒内14、螺旋通道15、散热回油通道16。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示意性实施例。在下面的详细描述中,提出了许多具体细节,以便提供对本发明的全面理解。但是,对于本领域的技术人员来说很明显的是,本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。本发明决不限于下面所提出的任何具体设置和方法,而是在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了结构、方法、器件的任何改进、替换和修改。在附图和下面的描述中,没有示出公知的结构和技术,以避免对本发明造成不必要的模糊。

需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明实施例及实施例中的特征可以互相结合,各个实施例可以相互参考和引用。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例1,参见附图1-5,提供适用于电机泵的换热结构,电机泵壳体、外壳体、电机热交换包套、固定套、活动套筒、活塞套、活塞和弹簧;

外壳体、活塞套、固定套、电机热交换包套依次从外向内设置;外壳体、活塞套、固定套、电机热交换包套的同一端与电机泵壳体固定为一体;

所述外壳体位于活塞套外部,所述外壳体与活塞套之间形成回油腔,所述回油腔与电机泵壳体的低压腔连通;所述固定套位于电机热交换包套外部,所述固定套与电机热交换包套之间形成散热回油通道;所述活塞套位于固定套和活动套筒外部,所述活塞套与固定套和活动套筒之间形成活塞腔;所电机热交换包套内为泵电机;

所述活塞位于活塞腔中,并将活塞腔分隔为气体腔和液体腔,所述液体腔与所述回油腔连通,所述气体腔连通外部气体环境;

活动套筒为单侧开口的筒结构,套在固定套外壁上滑动密封配合,所述弹簧设置在活动套筒内,且所述弹簧弹性的设置在电机热交换包套与活动套筒之间;所述电机热交换包套的壁上开有螺旋通道,且所述螺旋通道一端连通电机泵壳体的高压腔,另一端连通到活动套筒内,所述散热回油通道连通活动套筒内与电机泵的低压腔;

当电机泵运转时,高压腔的部分液体会通过所述螺旋通道流道活动套筒内,再经散热回油通道回到低压腔;当低压腔温度升高液体膨胀会使得所述活塞滑动,进而推动活动套筒滑动并压缩弹簧实现温度自适应。

所述活动套筒与固定套之间有密封圈。

所述活塞上具有密封圈。

所述活动套筒与活塞之间为插接导向配合。

外壳体、活塞套、固定套、活动套筒、活塞和电机热交换包套均为同轴设置。

所述弹簧为螺旋弹簧或碟片弹簧。

所述电机热交换包套的螺旋通道为翅片形成。

所述外壳体由多个型壳构成。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部实施例。基于本发明中的实施例,本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下,所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

技术分类

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