可旋转倾角的脉动热管可视化和测试平台的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种可旋转倾角的脉动热管可视化和测试平台，其包括：支架，用于提供支撑；转角机构，倾角可旋转地设置于所述支架上；实验台，固定于所述转交机构上；脉动热管，固定于所述实验台上，且为透明材质；冷却箱，包括用于输入和输出冷却工质的入口和出口，所述脉动热管的冷却段密封地伸入所述冷却箱内部；所述冷却箱的部分侧面为透明材质，以便于观察所述脉动热管冷却段的运行情况。本实用新型可以实现宽范围内任意倾斜角度的简单、快速调节，提供整个脉动热管的全可视化观测，满足新型脉动热管检测和评估的需求。
【专利说明】可旋转倾角的脉动热管可视化和测试平台
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及脉动热管【技术领域】，特别涉及一种可旋转倾角的脉动热管可视化和测试平台。
【背景技术】
[0002]脉动热管是一种新型、高效传热热管，相比传统热管，其具有很多独特的优点无毛细芯，结构简单，成本低；管径小、体积小，易于控温元件的小型化；管内分布的薄液膜的换热系数很大，可以实现高热流密度传热。大量实验结果表明，脉动热管的整体平均热阻可以低至0.5-1.ΟΚ/ff左右，体积小但传送的热流量却能达到90W，在当量体积相同时，其所传输的热流密度可以比传统热管大几倍甚至到一个数量级。脉动热管被视为解决微小空间高热流密度的散热方案中一种很有希望和前途的传热元件。
[0003]为了更好地认识脉动热管的运行机制和传热过程，可视化实验是首选。通过实验可以掌握不同工况下脉动热管管内流体的流型及其变化特点，有利于加深对脉动热管传热和流动性能的直观认识，便于结合温度、压力等测量参数分析其机理。同时可视化实验也为脉动热管工作过程的动态演示提供了基础。目前的可视化实验主要是在脉动热管绝热段的局部平直管道处进行，可供观察的范围和特征不全，另一方面旋转机构比较复杂，提供的倾斜角度范围较小，因此开展整个玻璃脉动热管的可视化实验和测试具有更为重要的研究意义。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种可旋转倾角的脉动热管可视化和测试平台，以克服目前脉动热管的可供观察范围和特征不全的问题。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下:
[0006]一种可旋转倾角的脉动热管可视化和测试平台，其包括:支架，用于提供支撑；转角机构，倾角可旋转地设置于所述支架上；实验台，固定于所述转交机构上；脉动热管，固定于所述实验台上，且为透明材质；冷却箱，包括用于输入和输出冷却工质的入口和出口，所述脉动热管的冷却段密封地伸入所述冷却箱内部；所述冷却箱的部分侧面为透明材质，以便于观察所述脉动热管冷却段的运行情况。
[0007]在上述平台的一种优选实施方式中，所述转角机构包括旋转板；所述旋转板竖直设置，且设有一第一旋转孔和多个第一定位孔，所述第一定位孔呈弧形地分布于所述第一旋转孔的一侧；所述支架上设有一第二旋转孔和一第二定位孔，所述第二定位孔位于所述第二旋转孔的一侧；一旋转轴穿过所述第一旋转孔和第二旋转孔以使所述旋转板实现倾角可旋转地设置，一定位轴穿过所述第一定位孔之一和所述第二定位孔以使所述旋转板处于稳定状态。
[0008]在上述平台的一种优选实施方式中，多个所述第一定位孔呈半圆形地分布于所述第一旋转孔的下侧，所述第二定位孔位于所述第二旋转孔的正下方，以使所述旋转板实现从正90度到负90度宽范围内任意角度的设定。
[0009]在上述平台的一种优选实施方式中，所述转角机构还包括承载板，所述承载板固定于所述旋转板的上部，所述实验台固定于所述承载板上表面。
[0010]在上述平台的一种优选实施方式中，所述承载板的上表面设有多个用于布置线路的深槽。
[0011]在上述平台的一种优选实施方式中，所述承载板的周围设有多个螺孔和螺栓，所述螺栓从所述螺孔穿过并向上抵顶所述实验台，以调节实验台的水平度。
[0012]在上述平台的一种优选实施方式中，所述冷却箱呈长方体形，所述脉动热管的冷却段从所述冷却箱的一侧面伸入，所述冷却箱的上盖为透明材质。
[0013]在上述平台的一种优选实施方式中，所述实验台上设有用于固定摄像机的摄像机安放装置。
[0014]在上述平台的一种优选实施方式中，伸入所述脉动热管的所述冷却箱的侧面包括两块相同的密封板，两块所述密封板对称布置并夹紧，两块所述密封板的相邻边设有弧形槽，所述脉动热管从所述弧形槽处穿过；在所述脉动热管和所述弧形槽之间设有橡胶垫，在所述脉动热管和所述弧形槽的连接处还涂覆有玻璃胶。
[0015]在上述平台的一种优选实施方式中，所述脉动热管的加热段缠绕有电热丝。
[0016]通过采用实验台的倾角可调节设计、冷却箱和脉动热管的透明化设计等技术手段，本实用新型可以实现宽范围内任意倾斜角度的简单、快速调节，提供整个脉动热管的全可视化观测，满足新型脉动热管检测和评估的需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型实施例的整体结构示意图；
[0018]图2为本实用新型实施例的转角机构的结构示意图；
[0019]图3为本实用新型实施例的冷却箱的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步详细说明。
[0021]如图1所示，本实施例主要包括底座1、支架2、转角机构3、实验台4、冷却箱5、脉动热管6、摄像机安放装置7等。
[0022]具体而言，支架2用于为其上端的实验装置提供支撑，其下端通过焊接等方式垂直固定在底座I上。转角机构3的倾角可旋转地架设于支架2的上端。实验台4固定于转角机构3上方。冷却箱5固定于实验台4上表面。脉动热管6通过支柱固定在实验台4上，摄像机安放装置7通过焊接的方式固定在实验台4上。
[0023]为了宽范围、多特征的观察脉动热管6的运行，脉动热管6为透明材质制成，例如透明玻璃等。如图3，冷却箱5上设有用于输入和输出诸如水、乙醇等冷却工质的入口 14和出口 15。脉动热管6的冷却段密封地伸入冷却箱6内部。冷却箱6的部分侧面为透明材质，以便于观察脉动热管6冷却段的运行情况。优选地，冷却箱6的上盖16为透明材质，例如透明的玻璃。
[0024]为了能够简单、快捷的调整转角机构3的倾角，以及方便固定实验台4，如图2，转角机构3包括旋转板33和承载板34。其中，旋转板33竖直设置，其上设有一第一旋转孔8和多个第一定位孔9，第一定位孔9呈弧形地分布于第一旋转孔8的一侧。如图1，支架2的上端设有一第二旋转孔21和一第二定位孔22，第二定位孔22位于第二旋转孔21的一侦U。旋转轴31 (例如一螺栓)穿过第一旋转孔8和第二旋转孔21，定位轴32穿过第一定位孔9之一和第二定位孔22，使得旋转板33处于稳定状态。转角机构3的旋转板33通过作为旋转轴31的一螺栓穿过其第一旋转孔8与支架2实现铰接，从而转角机构3可以绕螺栓旋转。使用直径小的作为定位轴32的圆柱销穿过第一定位孔9和支架2上对应的第二定位孔22，实现了转角机构3在某一个倾斜角度下的固定。
[0025]为了能够使旋转板33实现从正90度到负90度宽范围内任意角度的设定，多个第一定位孔9呈半圆形地分布于第一旋转孔8的下侧，第二定位孔22位于第二旋转孔21的正下方。
[0026]转角机构3的承载板34固定于旋转板33的上部，实验台4固定于承载板34的上表面。具体而言，实验台4固定于承载板34，是通过螺栓穿过承载板34上的四个螺纹孔10和实验台4上对应的通孔来实现。承载板34上还设计了四个水平度调节孔(螺孔)11，通过竖直向上的螺钉穿过该调节孔11抵顶实验台4下表面来调节保证实验台4的水平度。此夕卜，承载板34上的方形的深槽12可以用于布置本实施例的各种线路。
[0027]如图1和图3所示，冷却箱5呈长方体形，脉动热管6的冷却段从冷却箱5的前侧面伸入。冷却箱5通过螺钉穿过其位置孔13与实验台4实现连接。冷却箱5的作用是对脉动热管6的冷却段进行冷却，低温工质如水、乙醇等从冷却箱5的入口 14流进，带走脉动热管6排放的热量，从冷却箱5的出口 15流出，经制冷机组处理后，又从冷却箱5的入口14以相同温度流进，如此循环。冷却箱5的上盖板16采用玻璃制成，可以观测水箱中脉动热管6冷却段的运行情况。冷却箱5与脉动热管6的连接则采用两块相同的密封板17对称布置并夹紧。密封板17通过螺纹孔18固定在冷却箱5上，密封板17上留有凹的弧形槽19，脉动热管6的毛细管从这些弧形槽19处穿过，在毛细玻璃管与弧形槽19间垫上软的橡胶垫，然后通过两块密封板17上的螺纹孔20进行锁紧，保证没有缝隙。为了增强密封性，在两块密封板17与脉动热管6固定后，还可以在连接处涂上一层玻璃胶进行彻底的密封保护。
[0028]为了实时记录实验过程，实验台4上设有用于固定摄像机的摄像机安放装置7。另夕卜，在本实施例中，脉动热管6的加热段缠绕有电热丝(未示出)，以实现对脉动热管6的加热。
[0029]应用本实施例进行实验的工作过程如下:
[0030]搭建好平台。将平台的各个部件，包括:底座1、支架2、转角机构3、实验台4、冷却箱5、脉动热管6、摄像机安放装置7等，按照图1所示进行连接和装配。装配完毕后，检测密封性、实用性和可靠性。
[0031 ] 在摄像机安放装置7处装上高精度摄像机，将冷却箱5接入循环冷却工质，将电路实现物理连接和调试。
[0032]通过将定位轴34插入不同的第一定位孔9而调节实验台4的倾斜角度，打开总电源开关，接通电热丝电源，开启采集测试系统和摄像机，完成一组测试。
[0033]改变实验台4的倾斜角度，重复上一步骤，实现不同倾斜角度下脉动热管6的可视化观测和性能测试。
[0034]综上，本实用新型采用的转角机构调节原理简单，使用螺栓贯通转角机构与支架，转角机构可以绕螺栓旋转，使用直径小的圆柱销贯通转角机构与支架的另一点，实现了任意倾斜角的设定。冷却箱的上盖板和整个脉动热管采用透明玻璃作为材料，通过特殊的密封措施的运用，实现了脉动热管的全可视化测试的需求。通过使用证明，本实用新型具有结构简单、调节快速、运行可靠与实用的优点，满足了未来新型脉动热管检测和评估的需求。
[0035]由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含ο
【权利要求】
1.一种可旋转倾角的脉动热管可视化和测试平台，其特征在于，包括: 支架，用于提供支撑； 转角机构，倾角可旋转地设置于所述支架上； 实验台，固定于所述转交机构上； 脉动热管，固定于所述实验台上，且为透明材质； 冷却箱，包括用于输入和输出冷却工质的入口和出口，所述脉动热管的冷却段密封地伸入所述冷却箱内部； 所述冷却箱的部分侧面为透明材质，以便于观察所述脉动热管冷却段的运行情况。
2.根据权利要求1所述的平台，其特征在于，所述转角机构包括旋转板； 所述旋转板竖直设置，且设有一第一旋转孔和多个第一定位孔，所述第一定位孔呈弧形地分布于所述第一旋转孔的一侧； 所述支架上设有一第二旋转孔和一第二定位孔，所述第二定位孔位于所述第二旋转孔的一侧； 一旋转轴穿过所述第一旋转孔和第二旋转孔以使所述旋转板实现倾角可旋转地设置，一定位轴穿过所述第一定位孔之一和所述第二定位孔以使所述旋转板处于稳定状态。
3.根据权利要求2所述的平台，其特征在于，多个所述第一定位孔呈半圆形地分布于所述第一旋转孔的下侧，所述第二定位孔位于所述第二旋转孔的正下方，以使所述旋转板实现从正90度到负90度宽范围内任意角度的设定。
4.根据权利要求2所述的平台，其特征在于，所述转角机构还包括承载板，所述承载板固定于所述旋转板的上部，所述实验台固定于所述承载板上表面。
5.根据权利要求4所述的平台，其特征在于，所述承载板的上表面设有多个用于布置线路的深槽。
6.根据权利要求4所述的平台，其特征在于，所述承载板的周围设有多个螺孔和螺栓，所述螺栓从所述螺孔穿过并向上抵顶所述实验台，以调节实验台的水平度。
7.根据权利要求1所述的平台，其特征在于，所述冷却箱呈长方体形，所述脉动热管的冷却段从所述冷却箱的一侧面伸入，所述冷却箱的上盖为透明材质。
8.根据权利要求1所述的平台，其特征在于，所述实验台上设有用于固定摄像机的摄像机安放装置。
9.根据权利要求7所述的平台，其特征在于，伸入所述脉动热管的所述冷却箱的侧面包括两块相同的密封板，两块所述密封板对称布置并夹紧，两块所述密封板的相邻边设有弧形槽，所述脉动热管从所述弧形槽处穿过； 在所述脉动热管和所述弧形槽之间设有橡胶垫，在所述脉动热管和所述弧形槽的连接处还涂覆有玻璃胶。
10.根据权利要求1所述的平台，其特征在于，所述脉动热管的加热段缠绕有电热丝。
【文档编号】G01N25/20GK203630064SQ201320817887
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年12月11日 优先权日:2013年12月11日
【发明者】薛志虎, 曲伟, 谢铭慧, 陈思员, 李炜 申请人:中国航天空气动力技术研究院