真空水冷散热系统的制作方法

本实用新型属于质谱仪散热技术领域，具体涉及一种真空水冷散热系统。

背景技术：

质谱仪是一种在真空环境中对不同质荷比离子进行分离的仪器，而采用分子涡轮泵是维持质谱仪真空环境必不可少的组件，但分子涡轮泵的造价较高，每台从数万元到十多万元不等，分子涡轮泵的造价成本对质谱仪的真空性能具有极大的影响。

由于分子涡轮泵转速高，发热量大，传统对分子涡轮泵的散热方式一般为装配巨大的风冷系统进行散热，而传统的风冷系统制冷效果较差，难以将分子涡轮泵维持在室温状态下，常常使分子涡轮泵到达温度报警的临界值，稳定性较差，严重缩短了分子涡轮泵的使用寿命，且装配巨大的风冷系统需要占用更大的占地面积以及投入更高昂的企业投入成本。

传统风冷系统散热的散热风扇在长期高速运转的过程中容易积灰及磨损，使风冷系统及分子涡轮泵的噪音增大，需要对散热风扇进行经常性的维护保养及更换，进而影响分子涡轮泵的使用性能，提高了企业的人工成本及易损件设备的更换成本。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种真空水冷散热系统，本实用新型对分子涡轮泵的散热效果较好，水冷散热环境能够避免积灰及减缓易损件的磨损，设备运行静谧，延长了设备的使用寿命，降低了企业的投入成本。

其技术方案如下：

真空水冷散热系统，包括制冷系统、温控系统及分子涡轮泵，所述制冷系统包括冷却装置、循环液箱、管路装置及泵体，所述冷却装置与循环液箱连接，所述循环液箱及泵体均与管路装置连接，所述泵体设置于循环液箱的内部；所述温控系统包括控制板及传感器，所述控制板与制冷系统电性连接，所述控制板与传感器电性连接，所述传感器与分子涡轮泵电性连接。

所述管路装置包括有第一管路、第二管路及第三管路，所述第二管路的一端与第一管路连接，第二管路的另一端与第三管路连接，所述第一管路、第二管路、第三管路与循环液箱形成制冷回路，第二管路设置于所述分子涡轮泵的内部。

所述第二管路为冷凝管路，所述冷凝管路呈蜿蜒状排列分布在分子涡轮泵的内部。

所述循环液箱设有液体、出液口及进液口，所述液体位于循环液箱的内部，出液口与所述泵体连接，出液口还与所述第一管路连接，所述进液口与第三管路连接，所述泵体浸没于液体中。

所述控制板包括有温度检测器，所述温度检测器与冷却装置电性连接，所述温度检测器与循环液箱电性连接。

还包括有用于报警故障的警报装置，所述警报装置与控制板电性连接。

真空水冷散热方法，包括如下步骤：

真空水冷散热系统通电启动，控制板预先设置循环液箱的常规温度参数及极限温度参数；控制板预先设置冷却装置及分子涡轮泵的极限温度参数；

温度检测器实时检测循环液箱内部的温度，并转化为第一温度信息；

温度检测器实时检测冷却装置内部的温度，并转化为第二温度信息；

传感器实时检测分子涡轮泵内部的温度及流经第二管路的液体流量，并转化为相应的第三温度信息及流量信息，将第三温度信息及流量信息输送至控制板；

控制板对第一温度信息、第二温度信息、第三温度信息及流量信息进行数据分析。

真空水冷散热方法，数据分析的步骤如下：

当检测到的第一温度信息高于循环液箱的常规温度参数时，冷却开始，冷却装置对循环液箱进行冷却工作；

当冷却装置将循环液箱内的温度冷却至低于预设的温度参数时，冷却暂停，冷却装置暂时停止对循环液箱的冷却工作；

当满足第一温度信息高于循环液箱的极限温度参数、第二温度信息高于冷却装置的极限温度参数、第三温度信息高于分子涡轮泵的极限温度参数、流量信息出现波动异常中的任意一项及一项以上时，控制板发送警报信号至警报装置，警报装置收到警报信号后作出报警反应。

真空水冷散热方法，当检测到的第一温度信息高于循环液箱的常规温度参数但低于极限温度参数时，冷却装置对循环液箱进行冷却工作，该冷却工作的散热步骤如下：

泵体将循环液箱内部的液体从出液口处泵出，并使冷却后的液体流至第一管路，再通过第一管路流至第二管路，第二管路的液体由于温度差的原理吸收分子涡轮泵内部的温度，使分子涡轮泵内部的温度下降，第二管路的液体温度上升，温度上升后的液体流入第三管路，再由第三管路通过进液口流入循环液箱，冷却装置继续对温度上升后的液体进行常规的冷却工作。

真空水冷散热方法，所述极限温度参数的温度高于常规温度参数的温度。

需要说明的是：

1、上述极限温度参数的数值范围为45摄氏度至55摄氏度左右；上述常规温度参数的竖直范围为18摄氏度至25摄氏度左右。

2、上述分子涡轮泵的数量为一个、两个、三个等甚至更多。

下面对本实用新型的优点或原理进行说明：

真空水冷散热系统，冷却装置对循环液箱进行冷却工作，通过流经管路装置的液体与分子涡轮泵的温度差，液体吸收分子涡轮泵工作过程中产生的热量，使分子涡轮泵内部的温度维持在一定的温度范围内，进而起到良好的散热作用，由于水冷散热与风冷散热的工作原理不同，水冷散热不需大型设备便能制冷并吸收热量，进而减少设备占地面积，真空水冷散热系统的散热工作较为静谧，该水冷散热的工作环境能够避免积灰及减缓易损件的磨损程度，降低了后期的设备维护保养费用，延长设备的使用寿命，进而降低企业的投入成本；

温控系统的控制板能够预设常规温度参数、极限温度参数，传感器能够检测分子涡轮泵的温度及管路装置的运行状态，以便于清楚地了解真空水冷散热系统各项运行状态，能够及时发现真空水冷散热系统的异常及故障。

附图说明

图1是本实用新型实施例真空水冷散热系统的通讯连接框图；

图2是本实用新型实施例真空水冷散热系统的设备连接框图；

图3是本实用新型实施例真空水冷散热方法的流程框图；

图4是本实用新型实施例对第二温度参数、第三温度参数及流量信息进行数据分析并判断的流程框图；

图5是本实用新型实施例冷凝管路排列分布在分子涡轮泵内部的结构简图；

附图标记说明：

10、冷却装置，20、循环液箱，31、第一管路，32、第二管路，33、第三管路，40、泵体，50、控制板，51、温度检测器，60、传感器，70、分子涡轮泵，80、警报装置。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例进行详细说明。

如图1、图2所示，真空水冷散热系统，包括制冷系统、温控系统及分子涡轮泵，制冷系统包括冷却装置、循环液箱、管路装置及泵体，冷却装置与循环液箱连接，循环液箱及泵体均与管路装置连接，泵体设置于循环液箱的内部；温控系统包括控制板及传感器，控制板与制冷系统电性连接，控制板与传感器电性连接，传感器与分子涡轮泵电性连接。

其中，循环液箱设有液体、出液口及进液口，所述液体位于循环液箱的内部，出液口与所述泵体连接，出液口还与所述第一管路连接，所述进液口与第三管路连接，所述泵体浸没于液体中，所述分子涡轮泵的数量为两个。

其中，管路装置包括有第一管路、第二管路及第三管路，所述第二管路的一端与第一管路连接，第二管路的另一端与第三管路连接，所述第一管路、第二管路、第三管路与循环液箱形成制冷回路，第二管路设置于所述分子涡轮泵的内部；

请参阅图5，其中，第二管路为冷凝管路，所述冷凝管路呈蜿蜒状排列分布在分子涡轮泵的内部。

其中，控制板包括有温度检测器，所述温度检测器与冷却装置电性连接，所述温度检测器与循环液箱电性连接；真空水冷散热系统还包括有用于报警故障的警报装置，所述警报装置与控制板电性连接。

请参阅图3、图4，真空水冷散热方法，包括如下步骤：真空水冷散热系统通电启动，控制板预先设置循环液箱的常规温度参数及极限温度参数；控制板预先设置冷却装置及分子涡轮泵的极限温度参数；温度检测器实时检测循环液箱内部的温度，并转化为第一温度信息；温度检测器实时检测冷却装置内部的温度，并转化为第二温度信息；传感器实时检测分子涡轮泵内部的温度及流经第二管路的液体流量，并转化为相应的第三温度信息及流量信息，将第三温度信息及流量信息输送至控制板；控制板对第一温度信息、第二温度信息、第三温度信息及流量信息进行数据分析；极限温度参数的温度高于常规温度参数的温度。

请参阅图4，数据分析的步骤如下：当检测到的第一温度信息高于循环液箱的常规温度参数时，冷却开始，冷却装置对循环液箱进行冷却工作；当冷却装置将循环液箱内的温度冷却至低于预设的温度参数时，冷却暂停，冷却装置暂时停止对循环液箱的冷却工作；当满足第一温度信息高于循环液箱的极限温度参数、第二温度信息高于冷却装置的极限温度参数、第三温度信息高于分子涡轮泵的极限温度参数、流量信息出现波动异常中的任意一项及一项以上时，控制板发送警报信号至警报装置，警报装置收到警报信号后作出报警反应。

当检测到的第一温度信息高于循环液箱的常规温度参数但低于极限温度参数时，冷却装置对循环液箱进行冷却工作，该冷却工作的散热步骤如下：泵体将循环液箱内部的液体从出液口处泵出，并使冷却后的液体流至第一管路，再通过第一管路流至第二管路，第二管路的液体由于温度差的原理吸收分子涡轮泵内部的温度，使分子涡轮泵内部的温度下降，第二管路的液体温度上升，温度上升后的液体流入第三管路，再由第三管路通过进液口流入循环液箱，冷却装置继续对温度上升后的液体进行常规的冷却工作。

本实用新型实施例具有如下优点：

1、真空水冷散热系统，冷却装置对循环液箱进行冷却工作，通过流经管路装置的液体与分子涡轮泵的温度差，液体吸收分子涡轮泵工作过程中产生的热量，使分子涡轮泵内部的温度维持在一定的温度范围内，进而起到良好的散热作用，由于水冷散热与风冷散热的工作原理不同，水冷散热不需大型设备便能制冷并吸收热量，进而减少设备占地面积，真空水冷散热系统的散热工作较为静谧，该水冷散热的工作环境能够避免积灰及减缓易损件的磨损程度，降低了后期的设备维护保养费用，延长设备的使用寿命，进而降低企业的投入成本；

温控系统的控制板能够预设常规温度参数、极限温度参数，传感器能够检测分子涡轮泵的温度及管路装置的运行状态，以便于清楚地了解真空水冷散热系统各项运行状态，能够及时发现真空水冷散热系统的异常及故障。

2、第一管路、第二管路、第三管路与循环液箱形成制冷回路，冷却后的液体从循环液箱泵出至第一管路，通过第一管路流至第二管路，由于第二管路设置于分子涡轮泵的内部，流经第二管路的液体吸收分子涡轮泵的热量，使分子涡轮泵内部的温度维持在一定的温度范围内，热量吸收后的液体再从第二管路流如第三管路，再由第三管路通过进液口流入循环液箱，如此不断循环，防止分子涡轮泵不会因内部温度太高而停止工作，确保了质谱仪的开机率，进一步延长了设备的维护保养周期。

3、冷凝管路呈蜿蜒状排列分布在分子涡轮泵的内部，以便于增加分子涡轮泵内部热量吸收的面积，使流经冷凝管路的液体充分吸收热量，进一步提高热量的吸收效率。

4、液体从循环液箱的出液口泵出，流经第一管路、第二管路及第三管路，再由进液口流入循环液箱，并循环不断地吸收分子涡轮泵的热量，进而达到散热作用。

5、温度检测器能够实时检测冷却装置及循环液箱的温度，实时监测真空水冷散热系统的运行状态，能够及时发现真空水冷散热系统潜在的异常隐患及故障，并及时进行维护，进一步降低后期设备维护的投入成本。

6、当警报装置作出的报警反应包括但不限于声音播报及警报灯闪烁，使操作人员及时对真空水冷散热系统的故障作出相应的保养措施。

以上仅为本实用新型的具体实施例，并不以此限定本实用新型的保护范围；在不违反本实用新型构思的基础上所作的任何替换与改进，均属本实用新型的保护范围。