[發明專利]一種用于清除微通道冷卻設備內堵塞物并自我修復的方法

有效

• 申請號: 201210014267.7
• 申請日: 2012-01-18
• 公開（公告）號: CN102570292A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 徐封義;李紅軍
• 申請（專利權）人: 天津市天坤光電技術有限公司
• 主分類號: H01S5/024
• 分類號: H01S5/024;B08B9/032
• 代理公司: 天津天麓律師事務所 12212
• 代理人: 高美嶺

技術領域

本發明涉及半導體激光器的冷卻系統，特別是一種用于清除微通道冷卻設備內堵塞物并自我修復的方法。

背景技術

半導體激光器在激光醫療、激光美容以及作為固體激光器的泵浦源等領域得到了廣泛的應用。隨著技術的進步，半導體激光器的輸出功率有極大的提高，大功率半導體激光器采用液冷方式時，普遍采用微通道冷卻結構。應用激光系統使用帶微通道冷卻結構的半導體激光器時，如果循環系統中的冷卻劑中有粒度大于10微米的微粒，將極有可能造成微通道部分堵塞。過多的微粒會導致微通道嚴重堵塞，使半導體激光器中的熱量不能及時帶走。熱量過度集中，溫度升高，發生半導體激光器高溫燒毀的災難性后果。這就要求冷卻系統中的冷卻劑潔凈度非常高。常規解決方案是，由冷卻系統水箱來的冷卻劑經過泵增壓，然后經過一個粒度小于5微米的樹脂過濾芯，再進入微通道冷卻設備，從設備流出后回到制冷機的水箱，將設備產生的熱量由制冷系統通過換熱器帶走。冷卻系統中冷卻劑通過樹脂過濾芯過濾掉比較大的微粒，來保證微通道冷卻設備的使用的有效性。

這個冷卻系統在一定條件下和比較短的時間內能保證微通道冷卻設備正常使用。這個冷卻系統能夠正常運行的前提條件是：1)過濾芯對微粒的過濾是絕對的，經過過濾芯過濾后的冷卻劑絕對不含有大粒度的微粒；2)過濾芯的生產、包裝、安裝使用的全過程都不會污染過濾芯出口所有的內表面，不會對冷卻劑造成二次污染；3)過濾芯之后到微通道之前這部分管道內是非常潔凈，也不會對冷卻劑造成二次污染。在實際運行中，這三個方面是不可能做到的。過濾芯后的冷卻劑中存在大粒度的微粒的可能性非常大，對微通道冷卻設備的正常使用存在著很大的風險。為了解決這個問題，實際施工中的通常做法是：整個冷卻循環系統裝配好后先短接微通道冷卻設備的兩端，通過冷卻系統循環一段時間，使冷卻劑、過濾芯的內表面、過濾芯后的管道，得到一定程度的清潔，然后再裝配到微通道冷卻設備上。即使這樣，依然不能從根本上解決微通道冷卻冷卻設備的堵塞以致不能正常使用。因為，大部分的過濾芯孔徑的標注值不是絕對準確的，經過過濾芯后的冷卻劑中也存在超過其孔徑數值的微粒的可能性。過濾芯及管道的內表面附著的微粒，在短時間內的沖洗不一定能去除，經過冷卻劑長時間的浸泡、沖刷，隨時都有可能進入冷卻劑中。系統在長時間運行后，這些因素都會危及系統的安全，存在很大的風險。

發明內容

本發明的目的是針對上述存在問題，提供一種用于清除微通道冷卻設備內堵塞物并自我修復的方法，該方法工藝簡單、易于實施，可降低或消除微通道冷卻設備內微通道發生堵塞風險。

本發明的技術方案：

一種用于清除微通道冷卻設備內堵塞物并自我修復的方法，用于微通道冷卻設備的冷卻系統，該冷卻系統包括制冷系統、冷卻劑儲槽、增壓泵、過濾器、微通道冷卻設備、壓力傳感器、流量傳感器、兩位四通換向電磁閥和控制裝置，制冷系統包括制冷裝置和換熱器并通過管道構成封閉系統，其中換熱器固定于密閉的冷卻劑儲槽內，冷卻劑儲槽、增壓泵和過濾器通過管道串聯連接并構成冷卻劑進入微通道冷卻設備的上水管路，從微通道冷卻設備流出的冷卻劑通過管道返回冷卻劑儲槽構成回水管路，上水管路上設有壓力傳感器，回水管路上設有流量傳感器，兩位四通換向電磁閥的四個通道分別與上水管路、回水管路、微通道冷卻設備進、出口相通，兩位四通換向電磁閥切換不同的工位后實現微通道冷卻設備進、出口的交換，壓力傳感器、流量傳感器和兩位四通換向電磁閥分別通過導線與控制裝置連接。

本發明的工作原理：

該冷卻系統在正常工作時，冷卻劑儲槽中的冷卻劑由增壓泵增壓，經過過濾器過濾后，通過兩位四通換向電磁閥進入微通道冷卻設備并把熱量帶走，再通過兩位四通換向電磁閥經回水管路返回到冷卻劑儲槽，通過制冷系統的換熱器把熱量帶走，上水管路上設有壓力傳感器，回水管路上設有流量傳感器。在正常工作狀態下，如果因任何原因導致微粒污物使微通道冷卻設備內微通道堵塞，這時將嚴重影響微通道冷卻效果，甚至危及系統的安全。這時壓力傳感器和流量傳感器的測量數值會發出相應的變化信號，控制裝置對壓力和流量信號進行接受后，輸出一驅動信號，驅動兩位四通換向電磁閥，實現微通道冷卻設備進、出口的交換，使冷卻劑在微通道冷卻設備中的流動方向相反，在該運行狀態下微通道冷卻設備內微通道中堵塞的微粒被反向沖出，而后通過回水管路返回到冷卻劑儲槽，隨著冷卻劑的循環，微粒隨冷卻劑通過過濾器并被過濾器攔截清除，從而完成對微通道冷卻設備功能的修復。當該工作狀態發生堵塞后，同樣原理驅動兩位四通換向電磁閥使系統回到原工作狀態，如此反復換向交替，確保冷卻系統正常工作。