[發明專利]特殊環境中的關鍵器件的恒溫恒壓保護系統

有效

• 申請號: 201310676629.3
• 申請日: 2013-12-11
• 公開（公告）號: CN103732042A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 袁建軍;李法設;張偉軍
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及恒溫恒壓保護系統，具體地，涉及一種工作于例如高低溫甚至真空等特殊環境中的關鍵器件的恒溫恒壓保護系統。

背景技術

機械電子設備中的關鍵器件，例如電機、減速器、傳感器、控制單元、電子器材等，往往只能在較窄的溫度范圍內和常壓下使用。當工作在高低溫環境或高低溫真空環境中，除了環境溫度外，器件自身的發熱問題，以及真空環境形成的散熱難問題，使得其工作性能受到極大影響。機械部分由于受熱膨脹出現摩擦增大軸承抱死、潤滑油脂溶化潰散、機械性能劣化甚至損毀等故障。電氣部分則產生焊點融化、器件失效等問題。通過選取耐高低溫的特種器件，如高低溫電機、高低溫傳感器等可以一定程度上克服上述問題，但是并非所有器件都能夠尋找到成熟的耐高低溫產品，因此在高低溫尤其是高低溫真空環境中的應用難問題仍舊不能完全解決。對關鍵器件的恒溫恒壓保護成為非常重要的課題。

經對現有技術的文獻檢索發現，中國實用新型專利“一種新型的電機冷卻裝置”（專利號ZL200420114863.3）中提出了一種使用夾套和外殼的電機冷卻裝置，在夾套的外側沿軸向開有螺旋槽形狀的冷卻通道，外殼上開有與冷卻通道相連的進液孔和出液孔，通過冷卻液對安放在夾套內部的電機進行冷卻，通過密封結構和排漏結構對冷卻液循環進行處理。該裝置能夠較為均勻的對電機進行冷卻。然而，由于電機等器件在結構上必須對外輸出以完成相應工作，因此該結構在常溫或較高溫度環境下雖可以較好的實現電機的散熱，但由于電機的部分結構仍然暴露在環境中，在更高溫度或者真空中無法實現對電機等器件的保護作用。

電機、減速器、傳感器、控制單元、電子器材等器件，通常按照常規環境下的工作條件進行產品實現，通過恒溫恒壓保護系統除了需要保證他們能夠在高低溫以及真空等特殊環境中工作外，還要盡可能的使得保護系統做到體積質量小巧，目的是盡可能的減少對器件的工作范圍或負載特性產生不利影響。因此，設計發明一種能夠在上述特殊環境中高效的保護更多的關鍵器件的恒溫恒壓保護系統成為迫切需要解決的問題。

發明內容

本發明針對一些關鍵器件在高低溫真空環境中工作性能變差甚至不能正常工作的現狀，提供了一種能夠工作于高低溫以及真空等特殊環境中的關鍵器件的恒溫恒壓保護系統。具有結構簡潔緊湊，容易實現，熱交換均勻，且保護效果突出等特征。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括：隔熱罩、保護罩、熱交換銅管、上密封蓋、下密封蓋、耐高低溫密封圈和耐高低溫真空接頭，其中，關鍵器件放置在保護罩內部，隔熱罩以同軸方式安裝在保護罩的外側，上密封蓋通過螺栓與保護罩和隔熱罩均緊密固定，下密封蓋通過螺栓也與保護罩和隔熱罩均緊密固定，在上密封蓋與保護罩、上密封蓋與隔熱罩、下密封蓋與保護罩、下密封蓋與隔熱罩之間均安裝有耐高低溫密封圈，在保護罩內部的空腔、隔熱罩和保護罩之間的空腔中均填充常溫常壓惰性氣體，形成雙層密封結構。

所述的保護罩的外表面加工螺旋狀溝槽，熱交換銅管也按照與該螺旋狀溝槽相同的結構參數彎曲成螺旋狀，并纏繞在保護罩的螺旋狀溝槽內，保護罩的螺旋狀溝槽和熱交換銅管之間涂抹導熱硅脂。熱交換銅管內通有冷卻液用于實現熱交換，其入水口和出水口通過下密封蓋，并且在入水口與下密封蓋之間，以及出水口與下密封蓋之間均設計有耐高低溫密封圈用于密封。

所述的下密封蓋端面安裝耐高低溫真空接頭，關鍵器件的電氣導線通過耐高低溫真空接頭由下密封蓋的端面與外界實現電氣連接，并且在環境中均使用耐高低溫導線。

所述的關鍵器件的外表面與上密封蓋、保護罩、下密封蓋的任何內表面保持固定接觸以達到傳導散熱，如果關鍵器件具有對外輸出結構，例如電動機的輸出軸，則在關鍵器件與上密封蓋之間設計耐高低溫密封圈，在輸出軸處設計耐高低溫油封，用于旋轉密封。

所述的上密封蓋、隔熱罩、下密封蓋的外表面均設計采用隔熱鍍層，用來阻止環境熱量向隔熱罩內部的輻射或對流。

與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：

本發明中保護罩內部空腔充滿的常溫常壓惰性氣體使得關鍵器件在恒溫恒壓環境狀態下工作，關鍵器件工作中所形成的熱量通過傳導對流方式從熱交換銅管中的冷卻液帶到外部。另一方面，在高溫或高溫真空環境中，環境對流或輻射到的隔熱罩上密封蓋和下密封蓋的熱量，也通過熱交換銅管中的冷卻液帶到外部。在低溫或低溫真空環境中，熱交換銅管中的冷卻液從外部帶入熱量，補充恒溫恒壓保護系統的熱損失，即熱交換銅管起到調節保護系統整體熱平衡的作用。