一种水下密封舱体活塞换热装置的制作方法

本发明涉及水下电子元器件的散热，尤其是一种水下密封舱体活塞换热装置。

背景技术：

水下密封舱体是一种在水下环境使用，内部集成有大量电子器件的舱体结构，其广泛应用于水下工程设备、水下监控、海底观测网络、水下机器人(如rov—无人遥控潜水器、auv—无缆水下机器人)及国防等诸多领域。由于内部电子器件众多，当功率较大时发热问题也非常严重，这一问题严重降低了内部电子器件的寿命，从而也对整台设备的可靠性产生影响。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提出了一种水下密封舱体活塞换热装置，其通过热交换的方式解决了密封舱体内电子元器件的散热问题，结构简单，操作方便，保证了水下密封舱体内电子元器件的正常工作。

本发明的技术方案是：一种水下密封舱体活塞换热装置，其中，包括散热腔、密封水银腔、水银加热管、cpu散热管和电磁阀，换热装置通过水银加热管、cpu散热管、电磁阀和水泵与cpu热交换；

所述散热腔内设有径向密封的活塞，活塞将散热腔分为左、右两个散热腔室，左散热腔的环形外侧缠绕有第一组cpu散热管，右散热腔的环形外侧缠绕有第二组cpu散热管，左散热腔设有进/出水口ⅰ，进/出水口ⅰ与舱体端盖上的孔连通，右散热腔设有出/进水口ⅱ，出/进水口ⅱ与舱体端盖上的孔连通；

所述散热腔呈t型，密封水银腔设置在散热腔中部的凹槽内，密封水银腔包括左侧密封水银腔和右侧密封水银腔，左侧密封水银腔和右侧密封水银腔分别设置在活塞的两侧，活塞的中部连接连接有轴向的推杆，推杆的两端分别设置在左侧密封水银腔和右侧水银腔内，左侧密封水银腔的左端面、右侧密封水银腔的右端面分别设置行程开关，左侧密封水银腔的环形外侧面缠绕有第一组水银加热管，右侧密封水银腔的环形外侧面缠绕有第二组水银加热管；

所述第一组水银加热管和第一组cpu散热管之间呈并联设置，第二组水银加热管和第二组cpu散热管之间呈并联设置，第一组水银加热管和第一组cpu散热管同时与电磁阀的第一出水口连通，第二组水银加热管和第二组cpu散热管同时与电磁阀的第二出水口连通，电磁阀的进水口与水泵的出水口连通，电磁阀线圈与左侧密封水银腔、右侧密封水银腔的行程开关电连接。

本发明的有益效果：该装置结构简单，安装方便，能够保持水下密封舱体内的温度保持恒定，防止舱体内电子元器件的温度过高而影响其正常工作，保证整个水下密封舱体的正常工作。

附图说明

图1是本发明的俯视结构示意图；

图2是图1的c-c向视图；

图3是本发明的工作原理示意图。

图中：1cpu；2水泵；3散热腔；4密封水银腔；5活塞；6行程开关；7进/出水口ⅰ；8出/进水口ⅱ；9第一组水银加热管；10第一组cpu散热管；11第二组水银加热管；12第二组cpu散热管；16二位二通电磁阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1和图2所示，本发明所述的水下密封舱体活塞换热装置设置在舱体的端部，本实施例中，水下密封舱体内设有cpu1等电子元器件和水泵2，在水泵2的作用下，实现了海水在舱体内的循环流动，海水在循环流动过程中，对cpu1起到了冷却作用。水下密封舱体一侧的端盖上沿圆周方向间隔设置数个孔，通过该孔将海水引入密封舱体内，或者将密封舱体内的水排出。

水下密封舱体活塞换热装置包括散热腔3、密封水银腔4、水银加热管和cpu散热管，散热腔3内设有沿径向设置的活塞5，活塞5在散热腔3内可滑动，并且将散热腔3分为左、右两个散热腔室，左散热腔的环形外侧缠绕有第一组cpu散热管10，右散热腔的环形外侧缠绕有第二组cpu散热管12。左散热腔设有进/出水口ⅰ7，进/出水口ⅰ7与端盖上的孔通过连接管连通，对应的右散热腔设有出/进水口ⅱ8，出/进水口ⅱ8与端盖上的孔通过连接管连通。当左散热腔上的进/出水口ⅰ7为进水口时，右散热腔的出/进水口ⅱ8为出水口；当左散热腔上的进/出水口ⅰ7为出水口时，右散热腔的出/进水口ⅱ8为进水口。

散热腔3呈t型，密封水银腔4设置在散热腔3中部的凹槽内，密封水银腔4包括左侧密封水银腔和右侧密封水银腔，左侧密封水银腔和右侧密封水银腔分别设置在活塞的两侧，活塞5的中部连接连接有轴向的推杆，推杆的两端分别设置在左侧密封水银腔和右侧水银腔内，同时左侧密封水银腔的左端面、右侧密封水银腔的右端面分别设置行程开关6。左侧密封水银腔的环形外侧面缠绕有第一组水银加热管9，右侧密封水银腔的环形外侧面缠绕有第二组水银加热管11。

第一组水银加热管9和第一组cpu散热管10之间呈并联设置，第二组水银加热管11和第二组cpu散热管12之间呈并联设置，第一组水银加热管9和第一组cpu散热管10同时与电磁阀16的第一出水口连通，第二组水银加热管11和第二组cpu散热管12同时与电磁阀16的第二出水口连通，电磁阀16的进水口与水泵2的出水口连通。电磁阀16与左侧密封水银腔、右侧密封水银腔的行程开关6电连接。

在cpu1和活塞式散热装置之间通过数根循环水管连接，通过水泵实现水在水管内的循环流动。循环水管由第一组水银加热管9、第一组cpu散热管10、第二组水银加热管11和第二组cpu散热管12组成。cpu1工作产生的热量对循环水管内的水进行加热，热水循环至活塞式散热装置时，通过在活塞式换热装置处的热交换进行降温，降温后的水进入再次流动至cpu1处带走热量，对cpu进行降温。

活塞式散热装置的工作原理如图3所示，首先，在电磁阀16的控制下，第一组水银加热管9和第一组cpu散热管10内通入热水，左侧密封水银腔内的水银吸收第一组水银加热管9内热水的热量，进行热交换，左侧密封水银腔内的水银温度升高，第一组水银加热管9内液体的温度降低；同时左散热腔内的液体吸收第一组cpu散热管10内的热水的热量，进行热交换，左散热腔内的液体温度升高，第一组cpu散热管10内的液体的温度降低。左侧密封水银腔内的水银温度升高的同时，水银的体积会发生膨胀，从而推动左侧密封水银腔内推杆向右运动，由于推杆和活塞5固定连接，因此活塞5也会向右运动，运动过程中，海水从进/出水口ⅰ7进入左散热腔内，而右散热腔内的液体从出/进水口ⅱ8排出。当推杆向右运动至其接触到左侧密封水银腔内的行程开关时，电磁阀16动作，停止向第一组水银加热管9和第一组cpu散热管10内通入热水，向第二组水银加热管11和第二组cpu散热管12内通入热水，第二组水银加热管11与右侧密封水银腔内的水银进行热交换，第二组cpu散热管12与左散热腔内的液体进行热交换，使第二组水银加热管11和第二组cpu散热管12内的液体温度降低的同时，右侧密封水银腔内的水银升温，水银的体积发生膨胀，从而推动右侧密封水银腔内推杆向左运动，使活塞5也向左运动，运动过程中，海水从出/进水口ⅱ8进入右散热腔内，使右散热腔内的温度降低，而左散热腔内的液体从进/出水口ⅰ7排出。在接下来的循环过程中，cpu1产生的热量通过在活塞式散热装置内的热交换而不断排出；同时，海水不断的从左散热器、右散热器内排入和排出，使散热过程中散热器内的温度保持恒定。