一种压力过载保护的相变储热板的制作方法

本实用新型属于机载电子设备热管理领域，涉及一种压力过载保护的相变储热板。

背景技术：

相变储热板是一种将相变材料密封到壳体内形成的热管理装置，在工程应用中壳体表面与发热电子元件接触。利用相变材料(pcm)发生相变时温度几乎不变而能吸收(或放出)大量热量这一特性，来对电子元件实施热管理。对于很多紧凑或远端安装的机载电子设备来说，受空间和安装环境条件的限制无法使用风冷或液冷等热管理方式，仅靠自然散热又无法满足散热需求，这时相变储热板就是一种非常有效的热管理装置。

采用pcm作为储热介质，其在熔点附近熔化时发生从固态到液态的转变，pcm密度降低，体积发生较为明显的膨胀，壳体将承受内部填充pcm的内压力。在pcm处于液态时采用真空灌装可以克服pcm吸热膨胀的问题，但是pcm变为固态时，体积收缩，壳体在内部产生一定的负压，壳体将承受外部大气压的压力。这两种情况都会引起壳体的变形，对相变储热板的密封和可靠性产生了不利影响，会降低储热板的寿命，甚至导致pcm泄露，引起电子设备的故障。

技术实现要素：

为了克服相变储热板在pcm储、放热过程中体积膨胀、收缩带来的不利影响，本实用新型提供一种压力过载保护的相变储热板，可以解决此问题，使相变储热板内的压力或真空度限定到壳体强度允许的范围内，提高了其可靠性和使用寿命，同时避免了pcm泄露导致引起电子设备发生故障的问题。

本实用新型的具体技术方案如下：

本实用新型提供了一种压力过载保护的相变储热板，包括相变储热壳体，相变材料，活塞，套筒，弹簧，密封圈和阀体；

相变储热壳体上具有向内凹陷的筒状接口通道，该筒状接口通道内侧端部具有一个环状凸起，外侧端部具有一个环形凹槽；

相变材料填充在相变储热壳体内除筒状接口通道外的全部空间(具体的是相变材料是在处于固态时充满相变储热壳体内除筒状接口通道外的全部空间)；

阀体同轴安装于筒状接口通道内，阀体包括依次连接的支杆，中盖，基体以及端盖；

端盖位于环形凹槽内，且与所述环形凹槽固定连接；

密封圈卡装于密封圈安装槽上，密封圈将基体与活塞之间，以及基体与端盖之间分为上腔室和下腔室；

中盖和端盖上均设置有至少一个通气孔；

活塞是一个回转体结构，位于筒状接口通道内，活塞一侧端面与所述环状凸起接触，另一侧端面与所述套筒一端连接，套筒的另一端同轴套接在支杆上；由于活塞受到相变储热壳体内外的压力变化，可在筒状接口通道中沿轴线滑动，并与筒状接口通道壁面存在挤压应力，对相变储热壳体内的相变材料有密封作用；

弹簧套装于支杆上，弹簧一端与套接在支杆上套筒的一端端面连接，另一端与所述中盖连接。

进一步地，为了使套筒在筒状接口通道内沿轴向顺利滑动，套筒外壁与筒状接口通道内壁之间为间隙配合，套筒内壁与支杆外壁之间也为间隙配合。

进一步地，上述中盖与筒状接口通道之间为间隙配合。

进一步地，为了确保气密性，上述端盖与所述环形凹槽之间通过焊接的方式固定。

进一步地，上述相变储热壳体由金属材料制成，活塞为橡胶材料制成。

进一步地，上述中盖、端盖上的通气孔数量均为2个，且均沿圆周方向均布。

进一步地，上述密封圈为o型密封圈。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的一种压力过载保护的相变储热板，能够在相变储热板工作时将其承受的压力控制在安全压力以内。当相变材料(pcm)吸热熔化体积增大时，可以限制其内部的正压力；当相变材料(pcm)放热凝固时，可以限制其内部的负压力。本实用新型提高了相变储热板的可靠性和使用寿命，能有效避免结构形变或相变材料(pcm)泄露引发的产品故障。

附图说明

图1为具体实施结构的剖面示意图；

图2为相变储热板壳体的剖视图；

图3为阀体的剖视图。

附图标记如下：

1-相变储热板壳体、11-筒状接口通道、111-环状凸起、112-密封圈安装槽、113-环形凹槽；

2-相变材料(pcm)；

3-活塞；

4-套筒；

5-弹簧；

6-密封圈；

7-阀体、71-支杆、72-中盖、73-基体、74-端盖、75-通气孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型提供的一种压力过载保护的相变储热板的具体实施结构组成，如图1所示，其由相变储热板壳体1，相变材料2，活塞3，套筒4，弹簧5，密封圈6和阀体7组成。

如图2所示,相变储热壳体1具有向内凹陷的回转体筒状接口通道11，该筒状接口内侧端部具有一个环状凸起111，筒状接口通道靠近外侧端部的内壁上开设有密封圈安装槽112，外侧端部具有一个环形凹槽113；

相变材料2处于固态时填充在相变储热壳体1内除筒状接口通道11外的全部空间；

阀体7为一个金属回转体，同轴安装于筒状接口通道11内，依次由支杆71，中盖72，基体73，端盖74四个结构特征构成，端盖位于环形凹槽113内，且与所述环形凹槽113固定连接(本实施例中为了确保气密封，此处选择焊接的固定方式)；基体73、中盖、端盖以及筒状接口通道之间构成一个环形空腔；密封圈6卡装在密封圈安装槽112上，密封圈6将基体73与活塞3之间，以及基体73与端盖74之间分为上腔室和下腔室；本实施例中密封圈为o型密封圈；

中盖72和端盖74上分别有至少一个通气孔75(本实施例中中盖、端盖上的气孔数量均为2个，且均沿圆周方向均布)，密封圈6在承受3mpa以上气压时会发生变形与筒状接口通道11脱离，导致上、下腔室导通，通过端盖上的气孔向外排出部分空气，使得相变储热板内部压力在安全压力以内。

如图3所示。假定相变储热板壳体的所能承受的安全压力≤3mpa。

活塞3由橡胶制成，具有回转体结构，紧贴环形凸起111，与筒状接口通道11同轴，在筒状接口通道11中由于相变储热壳体内外压力变化可以沿轴线滑动，并与筒状接口通道11壁面存在挤压应力，对相变储热壳体内的相变材料2有密封作用；

套筒4为中空筒状回转体，由金属制成，同样与筒状接口通道11同轴，一端紧贴活塞3，另一端套在阀体7的支杆71上，套筒4外壁与筒状接口通道11之间为间隙配合，套筒4内壁与支杆71之间也为间隙配合；弹簧5套在支杆上，弹簧5一端与套筒4套装在支杆71处一端端面连接，另一端与中盖72连接，中盖72与筒状接口通道11为间隙配合；

由于相变材料2处于固态时占满了除筒状接口通道11外相变储热壳体内的全部空间，相变储热壳体1内部的相变材料吸热熔化，体积增大时，推动活塞3向外运动，活塞3带动套筒4压缩弹簧5，同时使得活塞3与密封圈6之间的密闭空间压缩，当压力增大到3mpa以上时，密封圈6与筒状接口通道11脱离，通过端盖上的通气孔向外排出部分空气，从而使得相变储热板内部压力在安全压力以内。当相变材料2放热由液态变为固态时，体积收缩，相变储热壳体1及上述密闭空间出现负压，当负压增大到3mpa以上时，在外部大气压作用下，密封圈6与基体73同样脱离，吸入部分气体，从而使得相变储热板内部负压也在安全压力以内。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。