本發(fā)明涉及一種液冷源，特別是一種機(jī)載現(xiàn)場(chǎng)可更換設(shè)備(LRU)液冷源。

背景技術(shù)：

隨著電子技術(shù)的發(fā)展.封裝密度的不斷提高，使得電子設(shè)備的熱控制顯得越來越重要。這主要是由于功率密度的增加，高熱應(yīng)力會(huì)造成高故障率、較低的使用周期和較高的維修費(fèi)用。熱應(yīng)力已成為引起電子設(shè)備失效的一種主要原因，今后對(duì)熱應(yīng)力的控制將成為航空電子設(shè)備的突出問題。在電子設(shè)備甚至在許多關(guān)鍵任務(wù)的設(shè)備中，大量使用貨架產(chǎn)品COTS(Components off the Shelves，COTS)，為了降低成本，世界各大公司均開始采取貨架產(chǎn)品的思路進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)，使用大量工業(yè)級(jí)甚至更低等級(jí)的產(chǎn)品。相關(guān)文獻(xiàn)資料顯示，對(duì)這類設(shè)備或器件進(jìn)行熱管理的目的是將其中的工業(yè)級(jí)元件的殼體溫度控制在85℃以下，對(duì)于COTS器件，其殼體溫度應(yīng)該控制在70℃以下，一般在給出器件的最大節(jié)溫為150℃的前提下，在實(shí)際飛行包線的90％～95％的時(shí)間內(nèi)應(yīng)將節(jié)溫控制在90℃以下，同時(shí)要求模塊均溫性良好，以減少熱應(yīng)力。為了達(dá)到此目的，國(guó)內(nèi)外采用不同的手段，有繼續(xù)改進(jìn)風(fēng)冷系統(tǒng)的，有采用高效散熱措施的，當(dāng)然最多的是采用液冷。而液冷系統(tǒng)也是其中比較成熟的選擇。為了適應(yīng)不同裝機(jī)條件，國(guó)外廠商在液冷的實(shí)用化方面以及在提高裝機(jī)的適應(yīng)性和冷卻性能上做了大量工作，涌現(xiàn)出了一些產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)也一直在機(jī)載液冷源領(lǐng)域進(jìn)行不斷的探索。

機(jī)載平臺(tái)因?yàn)槠涮厥猸h(huán)境條件，對(duì)上機(jī)設(shè)備有非常嚴(yán)格的尺寸及環(huán)境適應(yīng)性要求，環(huán)境適應(yīng)性要求主要體現(xiàn)在熱、振、電磁兼容、三防性能等方面?，F(xiàn)階段部分機(jī)載平臺(tái)因?yàn)槠淅鋮s體制及載機(jī)環(huán)境原因，無法為該類熱耗較高的航空電子設(shè)備提供液體進(jìn)行冷卻，需要設(shè)備自帶液冷源。市面上成熟的液冷源設(shè)備一般為工業(yè)級(jí)液冷源：散熱能力強(qiáng)則體積龐大，體積小其散熱能力又不夠；且此類液冷源為工業(yè)級(jí)產(chǎn)品環(huán)境適應(yīng)性較差無法滿足機(jī)載環(huán)境要求。目前現(xiàn)有的成品液冷源對(duì)外接口只有一路，如果需要同時(shí)滿足多路負(fù)載散熱需求時(shí)需要另外在外部增加轉(zhuǎn)接頭及分流管路，以至于外部管路復(fù)雜，體積大，不利于管理及使用。未來綜合化航空電子設(shè)備將實(shí)現(xiàn)多功能結(jié)構(gòu)(MFS)的高度集成，機(jī)載小型液冷源由于正是解決其熱設(shè)計(jì)的必要設(shè)備，在未來高熱流密度熱管理系統(tǒng)中處于十分重要的位置。

電子設(shè)備機(jī)箱是把設(shè)備內(nèi)部各種電子元器件、組件、模塊和機(jī)械零部件合理組裝成為有機(jī)整體，使其免受各種復(fù)雜環(huán)境影響和干擾，確保電性能實(shí)現(xiàn)的基本結(jié)構(gòu)。美國(guó)航空無線電公司在1956年制定了ARINC404規(guī)范，規(guī)定航空電子設(shè)備機(jī)箱外形尺寸代號(hào)為ATR；1977年美國(guó)航空無線電公司又發(fā)布了新的ARINC600規(guī)范，將設(shè)備外形尺寸系列代號(hào)改稱為可更換標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備單元MCU；1985年美國(guó)軍方發(fā)行的采用國(guó)際單位制的DOD-STD-1788“航空電子設(shè)備接口設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)”，規(guī)定了電子設(shè)備外形尺寸系列代號(hào)為現(xiàn)場(chǎng)可更換設(shè)備LRU(Line Replaceable Unit)。我國(guó)航空電子設(shè)備機(jī)箱標(biāo)準(zhǔn)起草于80年代末，主要有GJB441-88《機(jī)載電子設(shè)備機(jī)箱和安裝架的安裝形式和基本尺寸》和HB7390-96《民用飛機(jī)電子設(shè)備接口要求》，前者接近于DOD-STD-1788的系列標(biāo)準(zhǔn)，后者基本等同于ARINC600規(guī)范。在上述所有機(jī)箱設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)中都只規(guī)定了機(jī)箱的外形尺寸、接口要求等，不規(guī)定機(jī)箱如何構(gòu)形的問題，即無論如何拼裝，只要滿足外形尺寸及機(jī)械電氣接口要求即可。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決熱耗較高的航空電子設(shè)備需要液冷進(jìn)行散熱冷卻，而載機(jī)平臺(tái)又無法提供冷卻液的問題，本發(fā)明提供一種具有良好的環(huán)境適應(yīng)性，滿足機(jī)載平臺(tái)嚴(yán)酷的環(huán)境條件要求，可同時(shí)滿足多路負(fù)載散熱需要的機(jī)載LRU液冷源。

本發(fā)明的上述目的可以通過以下措施來達(dá)到：一種機(jī)載LRU液冷源，包括：對(duì)多路冷卻液進(jìn)行分流、匯流的分匯流組件、對(duì)冷卻液進(jìn)行過濾的過濾器、對(duì)液路中的冷卻液進(jìn)行換熱的散熱組件、為冷卻液的流動(dòng)提供動(dòng)力的泵組、連接固定上述分匯流組件、過濾器、散熱組件和泵組的機(jī)箱結(jié)構(gòu)骨架9及蓋板10，其特征在于：分匯流組件分為匯流腔和分流腔兩個(gè)不同的腔，且在匯流腔上部設(shè)有供空氣膨脹用的空氣腔，空氣腔底部設(shè)有能為飛機(jī)各種飛行姿態(tài)下泵組提供冷卻液的漏斗；冷卻液經(jīng)過分匯流組件流入?yún)R流腔匯流，匯流冷卻液通過管路組件進(jìn)入過濾器進(jìn)行過濾，再通過散熱組件進(jìn)行散熱，再進(jìn)入泵組，流向上述分流腔進(jìn)行分流，將冷卻后的冷卻液輸出，完成一次冷卻液的換熱過程。

進(jìn)一步的優(yōu)選方案：所述的匯流腔將膨脹箱功能集成在一起。空氣腔體積＝液體體積X(12％～20％)。

進(jìn)一步的優(yōu)選方案：所述的匯流腔內(nèi)設(shè)有加熱棒或是匯流腔側(cè)面增加加熱膜，用于對(duì)液冷源內(nèi)部冷卻液體進(jìn)行加熱。

進(jìn)一步的優(yōu)選方案：所述的分匯流組件可采用銑加工后焊接成型，也可鑄造成型。

進(jìn)一步的優(yōu)選方案：所述的散熱組件由換熱器和風(fēng)機(jī)組成，風(fēng)機(jī)螺釘安裝處帶有小型隔振器對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行局部減震。風(fēng)機(jī)不進(jìn)行局部減震，液冷源下部安裝有帶隔振器的安裝架。

進(jìn)一步的優(yōu)選方案：所述的風(fēng)機(jī)不進(jìn)行局部減震，液冷源下部安裝有帶隔振器的安裝架。

進(jìn)一步的優(yōu)選方案：所述的泵組包括泵組電機(jī)帶動(dòng)的小型齒輪泵和抱死泵組電機(jī)外圓周的卡箍，卡箍圓周母線上制有散熱齒，卡箍與泵組電機(jī)之間墊有導(dǎo)熱襯墊。

進(jìn)一步的優(yōu)選方案：所述的泵組中卡箍與泵組電機(jī)之間墊有銦鉑或涂導(dǎo)熱硅脂。

進(jìn)一步的優(yōu)選方案：所述的管路組件材料選用不銹鋼管。

進(jìn)一步的優(yōu)選方案：機(jī)箱結(jié)構(gòu)骨架9、分匯流組件按照《GJB441-88機(jī)載電子設(shè)備機(jī)箱、安裝架的安裝形式和基本尺寸》進(jìn)行設(shè)計(jì)。

本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果。

具有良好的環(huán)境適應(yīng)性、滿足機(jī)載平臺(tái)嚴(yán)酷的環(huán)境條件要求。本發(fā)明將分匯流組件分為匯流腔和分流腔兩個(gè)不同的腔，且在匯流腔上部設(shè)有供空氣膨脹用的空氣腔，空氣腔底部設(shè)有能為飛機(jī)各種飛行姿態(tài)下泵組提供冷卻液的漏斗，可保證飛機(jī)在做偏轉(zhuǎn)、側(cè)飛、橫滾、倒飛等機(jī)動(dòng)動(dòng)作時(shí)，匯流腔均能為泵組提供冷卻液。散熱組件中風(fēng)機(jī)帶有小型隔振器局部減震。泵組電機(jī)外部卡箍帶有散熱齒。使得液冷源具有良好的環(huán)境適應(yīng)性，滿足機(jī)載平臺(tái)嚴(yán)酷的環(huán)境條件要求。

可同時(shí)滿足多路負(fù)載散熱需要。本發(fā)明采用冷卻液經(jīng)過分匯流組件流入?yún)R流腔匯流，匯流冷卻液通過管路組件進(jìn)入過濾器進(jìn)行過濾，再通過散熱組件進(jìn)行散熱，再進(jìn)入泵組，流向上述分流腔進(jìn)行分流，對(duì)多路冷卻液進(jìn)行分流、匯流，將冷卻后的冷卻液輸出，完成一次冷卻液的換熱過程，無需額外的裝機(jī)空間即可同時(shí)滿足多路負(fù)載的散熱需要?？梢詽M足一組、兩組、三組、四組等多路負(fù)載的散熱需要。即可同時(shí)滿足多路負(fù)載散熱需要。

緊湊。本發(fā)明機(jī)箱結(jié)構(gòu)骨架9、分匯流組件按照《GJB441-88機(jī)載電子設(shè)備機(jī)箱、安裝架的安裝形式和基本尺寸》進(jìn)行設(shè)計(jì)，尺寸小、重量輕、散熱能力佳、拆裝維護(hù)方便。

附圖說明

圖1是本發(fā)明機(jī)載LRU液冷源的分解示意圖。

圖2是圖1冷卻液循環(huán)路徑原理示意圖。

圖3是圖1分匯流組件的正向結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是圖3的后向結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是圖1管路密封結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是圖1散熱組件結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是圖1泵組結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是圖1機(jī)箱結(jié)構(gòu)骨架結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1分匯流組件，2管路組件，3過濾器，4管路組件，5散熱組件，6管路組件，7泵組，8管路組件，9機(jī)箱結(jié)構(gòu)骨架，10-蓋板。101-自密封接頭，102-液位指示燈，103-開關(guān)，104-把手，105-插座，106-加注口，107-泄壓閥，108-液位傳感器，109錐接頭，110分流腔，111匯流腔。201外套螺母，202-管路。501風(fēng)機(jī)，502換熱器，503小型隔振器，504錐接頭。701小型齒輪泵，702卡箍，703導(dǎo)熱襯墊，704錐接頭。901-頂框，902后框，903底框。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明可以參照以下實(shí)施例予以實(shí)現(xiàn)。

參閱圖1-圖4。一種小型機(jī)載LRU液冷源由分匯流組件1、過濾器3、散熱組件5、泵組7、管路組件2/4/6/8、機(jī)箱結(jié)構(gòu)骨架9及蓋板10組成。分匯流組件1分為分流腔110和匯流腔111兩個(gè)不同的腔，分匯流組件1負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)液路進(jìn)行分匯流操作。過濾器3主要對(duì)冷卻液進(jìn)行過濾。在分匯流組件1中，前面板兩側(cè)對(duì)稱分布有連接分流腔110和匯流腔111自密封接頭101、液位指示燈102、開關(guān)103、把手104和插座105；分匯流組件1頂部設(shè)置有連通匯流腔111的加注口106、連通匯流腔111的泄壓閥107，后部裝有連接匯流腔111的液位傳感器108、連接分流腔110和匯流腔111的錐接頭109，對(duì)外接口錐面斜度為60°-80°。泵組中卡箍與泵組電機(jī)之間墊有銦鉑或涂導(dǎo)熱硅脂，泵組外部卡箍自帶散熱齒對(duì)泵組電機(jī)進(jìn)行散熱。

參閱圖5。管路組件2是連接分匯流組件1和過濾器3的管路。管路組件2由外套螺母201和管路202組成。管路202對(duì)外兩端帶有60°-80°錐面的內(nèi)擴(kuò)口，用于與錐接頭109的60°-80°外錐面配合，兩個(gè)斜度為60°-80°的錐面貼合后，利用外套螺母201的內(nèi)螺紋與錐接頭109的外螺紋進(jìn)行擰緊，完成管路組件2與錐接頭109的密封。外套螺母201采用HB件，牌號(hào)為HB4-126，管路202為特氟龍軟管。其余管路組件4/6/8與錐接頭504/704的連接與密封同上述原理。

參閱圖6。散熱組件5由換熱器502和對(duì)應(yīng)固聯(lián)在換熱器502箱體下方面板的風(fēng)機(jī)501組成，對(duì)液路中的冷卻液進(jìn)行換熱。散熱組件5中對(duì)風(fēng)機(jī)501進(jìn)行了局部減震，至少兩個(gè)風(fēng)機(jī)501通過螺釘連接的隔振器503固聯(lián)在換熱器502箱體下方的面板上。換熱器502箱體下方面板上的進(jìn)出口端設(shè)有錐度為60°-80°的錐接頭504。

參閱圖7。為冷卻液流動(dòng)提供動(dòng)力的泵組7，包括：泵組電機(jī)帶動(dòng)的小型齒輪泵701和抱死泵組電機(jī)外圓周的卡箍702，卡箍702圓周母線上制有散熱齒，卡箍702與泵組電機(jī)之間墊有導(dǎo)熱襯墊703。齒輪泵701徑向進(jìn)出口端設(shè)有60°-80°錐度的錐接頭704。

參閱圖8。機(jī)箱結(jié)構(gòu)骨架9結(jié)合分匯流組件設(shè)計(jì)為獨(dú)立LRU設(shè)備，可通過標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備安裝架安裝，機(jī)箱外形及對(duì)外機(jī)械接口滿足《GJB441-88機(jī)載電子設(shè)備機(jī)箱、安裝架的安裝形式和基本尺寸》。機(jī)箱結(jié)構(gòu)骨架9主要用于連接固定分匯流組件1、過濾器3、散熱組件5、泵組7，分為頂框901、后框902和底框903組成，各主要結(jié)構(gòu)件相互獨(dú)立銑制而成。機(jī)箱結(jié)構(gòu)骨架9底部和蓋板10帶有通風(fēng)孔。機(jī)箱結(jié)構(gòu)骨架9主要采用強(qiáng)迫風(fēng)冷散熱方式，強(qiáng)迫風(fēng)冷散熱時(shí)按下部、左右側(cè)面及后部進(jìn)風(fēng)、上部出風(fēng)方式對(duì)換熱器502進(jìn)行散熱。為增強(qiáng)機(jī)箱的通用性，整個(gè)機(jī)箱為開放式結(jié)構(gòu)，通過銑制結(jié)構(gòu)件組合螺裝而成，拆裝方便，同時(shí)便于特殊情況下的改進(jìn)及適應(yīng)設(shè)計(jì)。

使用時(shí)，冷卻液經(jīng)過分匯流組件1中自密封接頭101流入?yún)R流腔111匯流，經(jīng)管路組件2進(jìn)入過濾器3進(jìn)行過濾，再經(jīng)管路組件4進(jìn)入散熱組件5進(jìn)行散熱，再由管路組件6進(jìn)入泵組7，再經(jīng)管路組件8流向分匯流組件1中分流腔110進(jìn)行分流，由自密封接頭101將冷卻后的冷卻液輸出，完成一次冷卻液的換熱過程。