热交换器的制作方法

本发明涉及一种热量传递装置，具体涉及一种热交换器。

背景技术：

在低温下，材料中的电子主要处于基态，材料表面的原子团、分子一般为静止状态；另外探测器在低温下的热漂移弱、且热噪声信号小；因此低温环境是低温科学研究所需的重要条件。

为了获得所需的低温环境，通常是将冷却媒质(例如液氮、液氦或低温冷气)与热交换器进行热量交换实现低温环境。现有技术中的一种热交换器的结构是多根金属管成排地固定在钢架上。在金属管中通入冷却媒质，从而实现低温环境。但是该热交换器中的金属管数量多、体积大，并且冷却媒质的利用效率低。

因此目前需要一种体积小、且冷却效率高的热交换器。

技术实现要素：

针对现有的热交换器存在的上述技术问题，本发明的一个实施例提供了一种热交换器，包括：

呈板状的导热本体，所述导热本体具有进气孔和凸起部；

中间隔板，所述中间隔板和所述凸起部限定了供冷却媒质从所述进气孔向所述中间隔板的边缘流通的冷却通道；以及

盖板，所述盖板具有排气孔和排气槽，所述排气槽和所述中间隔板限定了供所述冷却媒质从所述中间隔板的所述边缘向所述排气孔流通的排气通道。

优选的，所述凸起部以所述进气孔为中心向外逐圈旋转。

优选的，所述凸起部呈螺旋线状，所述进气孔位于所述凸起部的中心。

优选的，所述中间隔板的所述边缘具有缺口，所述缺口与所述冷却通道的一部分和所述气通道的一部分相对齐。

优选的，所述缺口与所述冷却通道的出口相对齐。

优选的，所述导热本体的边缘具有环形凸缘，所述环形凸缘具有多个通孔。

优选的，所述导热本体还包括位于所述环形凸缘和所述凸起部之间的定位部，所述中间隔板的边缘还包括与所述定位部相对应的定位配合部。

优选的，所述定位部为两个定位孔，所述定位配合部为两个定位缺口。

优选的，所述热交换器还包括与所述导热本体固定连接、且与所述进气孔相连通的进气管，以及与所述盖板固定连接、且与所述排气孔相连通的排气管。

优选的，所述导热本体和所述进气管是一体成型，所述盖板和所述排气管是一体成型。

本发明的热交换器体积小、制冷效率高。

附图说明

以下参照附图对本发明实施例作进一步说明，其中：

图1是根据本发明第一个实施例的热交换器的立体示意图。

图2是1所示的热交换器的分解图。

图3是图1所示的热交换器中的导热本体的俯视图。

图4是图1所示的热交换器的剖视图。

图5是根据本发明第二个实施例的热交换器中的导热本体的俯视图。

图6是根据本发明第三个实施例的热交换器中的导热本体的俯视图。

图7是根据本发明第四个实施例的热交换器中的导热本体的俯视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图通过具体实施例对本发明进一步详细说明。

图1和图2是热交换器10的立体示意图和分解图。如图1和2所示，热交换器10从下至上包括呈板状的导热本体11、呈板状的中间隔板12和盖板13。

参见图2所示，导热本体11从外向里依次具有环形凸缘113、凸起部112和进气孔111。图3是导热本体11的俯视图，如图3所示，凸起部112呈螺旋线状，螺旋线状的凸起部112限定了供冷却媒质流通的两个螺旋通 道1121、1122，使得冷却媒质从进气孔111开始向外逐圈旋绕流通。呈螺旋线状的凸起部112占用空间小；两个螺旋通道1121、1122增加了冷却媒质的流通路径，有利于冷却媒质与导热本体11充分进行热交换，提高冷却媒质的冷却效率。环形凸缘113上具有6个安装孔114，6个安装孔114优选均匀分布在环形凸缘113上。安装孔114便于导热本体11安装到其他待冷却的装置(例如辐射屏蔽层或电极固定板)上。环形凸缘113和凸起部112之间具有两个定位孔115、116，其中连接定位孔115、116的直线不经过导热本体11的中心。导热本体11优选由导热性能好的金属(例如铜)制成。

参见图2所示，大体呈圆形的中间隔板12的边缘具有两个缺口121、122。缺口121、122分别与螺旋通道1121、1122的一部分相对齐。在本实施例中，缺口121、122分别与螺旋通道1121、1122的出口相对齐，从而使得冷却媒质在螺旋通道1121、1122中的流通路径最长。本领域的技术人员可以根据冷却媒质的流量和温度、导热本体11需冷却的温度等参数选择缺口121、122的大小，在此并不对其进行限制。中间隔板12的边缘处还具有与定位孔115、116相对齐的定位缺口123、124。在将中间隔板12放置在导热本体11上的过程中，由于连接定位孔115、116的直线不经过导热本体11的中心，因此只要将定位缺口123、124分别与定位孔115、116对齐即可实现缺口121、122分别与螺旋通道1121、1122的出口相对齐，避免了误装配。呈平板状的中间隔板12采用刚性材料制成，例如可以采用不锈钢制成，便于加工成表面光滑的平板状。

图4是图1所示的热交换器的剖视图，其中剖切面为环形凸缘113的中心轴和径向所确定的平面。如图4所示，盖板13具有排气孔131和排气槽132。中间隔板12的边缘与盖板13的边缘紧密贴合，中间隔板12的缺口121、122与排气槽132的一部分相对齐，排气孔131通过排气槽132与中间隔板12的缺口121、122相连通，因而中间隔板12与排气槽132限定了供冷却媒质从缺口121、122向排气孔131流通的排气通道。

参见图1和图4所示，本发明的热交换器10还包括与导热本体11固定连接、且与进气孔111相连通的进气管14，以及与盖板13固定连接且与排气孔131相连通的排气管15。进气管14和排气管15分别用于与输送和收集冷却媒质的管道相连接，避免冷却媒质在进气孔111和排气孔131泄漏而造成不必要的浪费。进气管14优选采用与导热本体11相同的材质 并与导热本体11一体成型，排气管15优选采用和盖板13相同的材质并与盖板13一体成型。

在本发明的一个应用示例中，采用螺栓或螺钉等穿过环形凸缘113上的6个通孔114与辐射屏蔽层固定连接，即可实现对辐射屏蔽层进行冷却。

在本发明的另一个应用示例中，将热交换器10置于圆环形电极固定板中，并通过螺杆使得热交换器10和电极固定板固定连接。从而实现导热本体11对电极固定板进行冷却，确保电极固定板上的导线或电极维持在较低的温度。

图5是根据本发明第二个实施例的热交换器中的导热本体的俯视图。图5所示的导热本体21与图3所示的导热本体11基本相同，区别在于，导热本体21上的凸起部212限定了一个螺旋通道2121。

图6是根据本发明第三个实施例的热交换器中的导热本体的俯视图。图6所示的导热本体31与图3所示的导热本体11基本相同，区别在于，导热本体31呈方形，导热本体31上的凸起部312限定了一个螺旋通道3121，且凸起部312呈正方形螺旋线状。在本实施例中，凸起部312上的中间隔板和盖板(图6未示出)也呈正方形。

图7是根据本发明第四个实施例的热交换器中的导热本体的俯视图。图7所示的导热本体41与图3所示的导热本体11基本相同，区别在于，导热本体41上的凸起部412限定了一个螺旋通道4121，且凸起部412呈椭圆形的螺旋线状。

本发明的凸起部的形状并不限于上述实施例所示出的4种形状，可以是以进气孔为中心向外逐圈旋转的一条或多条曲线、或多条相连的直线。

在本发明的其他实施例中，可以采用两个定位凸起或定位凹槽等定位部代替上述实施例中的定位孔115、116。在本发明的其他实施例中，可以采用与定位孔115、116相对齐的两个通孔或与定位孔115、116的形状相配合的凸起等定位配合部替换上述实施例中的定位缺口123、124。

在本发明的又一个实施例中，导热本体11上的凸起部112限定的螺旋通道可以多于两个。

在本发明的另一个实施例中，中间隔板12的缺口的数目可以多于或少于两个。

虽然本发明已经通过优选实施例进行了描述，然而本发明并非局限于这里所描述的实施例，在不脱离本发明范围的情况下还包括所作出的各种 改变以及变化。