一种卫星用复合式相变平板热管制造技术

本发明专利技术提供了一种卫星用复合式相变平板热管，包括：盖板、均温板、相变板、第一毛细芯、第二毛细芯、液体工质和相变材料；所述盖板下侧固定连接所述均温板，所述盖板与所述均温之间形成第一密封室腔，所述均温板下侧固定连接所述相变板，所述均温板和所述相变板之间形成第二密封室腔，所述第一密封室腔上侧安装所述第一毛细芯，所述第一密封室腔下侧安装所述第二毛细芯，所述第一密封室腔内添加液体工质，所述第二密封室腔内添加相变材料。将均温层和相变层焊接为一体，降低了装置厚度，同时利用高热导率的轻质金属肋片做为强化结构，增强了壳体的力学强度和承压能力，同时增加了石蜡相变材料的导热系数，有效减轻了热控装置重量。

【技术实现步骤摘要】
一种卫星用复合式相变平板热管
本专利技术涉及热管理
，具体地，涉及一种卫星用复合式相变平板热管。
技术介绍
随着航天技术的发展，航天器上搭载的许多大功率电子和光学类单机采用模块化设计。单机内部分布有多个电子/光学元器件，这类器件往往具有短时周期性工作且工作温区较窄的特点。如果自身的热量无法及时有效地排散，将会使器件的温度急剧升高。过高的温度会使器件性能下降，更严重的是导致器件的故障率升高，使其稳定性和可靠性下降，从而影响整个单机的性能和寿命。而器件之间的温差也容易形成较大的热应力，降低器件的工作性能及可靠性，甚至造成单机整体性能的下降。因此需要解决阵列式多热源的散热和温度均匀性需求，将多个器件产生的热量及时有效地排出，避免器件和单机温度过高，保证各个器件的温度一致性。为解决这一需求，需要航天热控分系统采取相应的措施对短时窄温区工作的多热源单机进行散热和温度控制，以保证器件的可靠性及其性能。要解决多热源的温度均匀性问题，需要采用均温设计，采用平板热管的结构，运用汽-液相变和泡沫结构的毛细作用力，实现热量的快速传递，将多热源的热量及时有效地传递至相变层。为提高热源的温度均匀性，且满足空间微重力环境下的应用需求，均温层的设计需要考虑毛细芯的设计，泡沫结构的毛细芯需要提高足够的毛细作用力，以满足微重力环境下的液体快速传递，避免局部过热。此外，为解决短时工作载荷的热量存储，需要使用相变材料进行储能，起到削峰作用。但是常温使用的石蜡类相变材料导热系数极低，影响其储能速率且温差较大。为提高相变材料的热导率，需进行强化导热结构设计，用高热导率的金属微肋片阵列提高其等效热导率，满足热量快速存储的需求。将均温技术和相变储能技术结合起来，设计复合式的相变储能平板热管，可以在保证温度均匀性的同时，将多热源的热量及时快速的储存起来，从而保证器件和单机的温度稳定。表1相关专利文献检索情况
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种卫星用复合式相变平板热管。根据本专利技术提供的一种卫星用复合式相变平板热管，包括：盖板、均温板、相变板、第一毛细芯、第二毛细芯、液体工质和相变材料；所述盖板下侧固定连接所述均温板，所述盖板与所述均温之间形成第一密封室腔，所述均温板下侧固定连接所述相变板，所述均温板和所述相变板之间形成第二密封室腔，所述第一密封室腔上侧安装所述第一毛细芯，所述第一密封室腔下侧安装所述第二毛细芯，所述第一密封室腔内添加液体工质，所述第二密封室腔内添加相变材料。优选地，所述均温板上侧中部设置第一方形凹槽，所述第一方形凹槽内安装支撑肋片，所述支撑肋片呈阵列排布。优选地，所述第一毛细芯和所述第二毛细芯设置避位孔，所述避位孔与所述支撑肋片位置对应。优选地，所述相变板上侧中部设置第二方形凹槽，所述第二方形凹槽内安装强化肋片，所述强化肋片呈阵列排布。优选地，所述均温板上安装热源器件，所述盖板四周设置安装孔。优选地，所述盖板与所述均温板采用分子扩散焊焊接，所述均温板和所述相变板采用分子扩散焊焊接，所述第一毛细芯与所述盖板下侧采用分子扩散焊焊接，所述第二毛细芯与所述一方形凹槽采用分子扩散焊焊接。优选地，所述均温板左侧前端设置第一充注口，所述第一充注口连通所述第一密封室腔。优选地，所述相变板左侧前端设置第二充注口，所述第二充注口连通所述第二密封室腔。优选地，所述第一毛细芯和第二毛细芯采用泡沫镍材料，所述盖板、所述均温板、所述相变板、所述支撑肋片和所述强化肋片采用高导热系数的轻质金属。优选地，所述液体工质包括液氮，所述相变材料包括石蜡类。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1、将均温层和相变层焊接为一体，降低了装置厚度，同时利用高热导率的轻质金属肋片做为强化结构，增强了壳体的力学强度和承压能力，同时增加了石蜡相变材料的导热系数，有效减轻了热控装置重量。2、对于短时工作有温度均匀性要求的多个器件的，在器件工作时，通过均温层将热量传递给相变层，均温层可保证温度均匀性，而相变材料吸收短时大热量，维持温度稳定性。此复合式相变平板热管既可以维持单机温度稳定且均匀，又能大大减少主动热控系统规模，实现无源被动热控。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为一种卫星用复合式相变平板热管结构示意图；图2为一种卫星用复合式相变平板热管俯视图；图3为一种卫星用复合式相变平板热管主视图；图4为一种卫星用复合式相变平板热管温板内部结构图；图5为一种卫星用复合式相变平板热管相变板内部结构图；图6为一种卫星用复合式相变平板热管毛细芯内部结构图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。如图1至图3所示，一种卫星用复合式相变平板热管，包括：盖板1、均温板2、相变板3、第一毛细芯4、第二毛细芯9、液体工质和相变材料；盖板1下侧固定连接均温板2，盖板1与均温板2之间形成第一密封室腔，均温板2下侧固定连接相变板3，均温板2和相变板3之间形成第二密封室腔，第一密封室腔上侧安装第一毛细芯4，第一密封室腔下侧安装第二毛细芯9，第一密封室腔内添加液体工质，第二密封室腔内添加相变材料。如图4至图6所示，均温板2上侧中部设置第一方形凹槽，第一方形凹槽内安装支撑肋片6，支撑肋片6呈阵列排布。第一毛细芯4和第二毛细芯9设置避位孔，避位孔与支撑肋片位置对应。相变板3上侧中部设置第二方形凹槽，第二方形凹槽内安装强化肋片7，强化肋片7呈阵列排布。具体地，均温板2由高热导率的轻质金属基板和支撑肋片6阵列构成，支撑肋片6矩阵用于强化力学性能，均温板2内部上壁面焊接盖板1，构成液体工质充注腔体。相变板3由高热导率的轻质金属基板和强化肋片7阵列构成，强化肋片7阵列用于强化导热，相变板3与均温板2基板焊接为一体，构成相变材料充注腔体。第一毛细芯4和第二毛细芯9由泡沫镍材料构成，孔位与支撑肋片6位置一一对应，分别焊接在盖板1和均温板2内壁面，泡沫材料间隙可供液态工质流动。均温层部分由盖板1、均温板2、支撑肋片6、第一毛细芯4、第二毛细芯9及液体工质构成；相变层部分由均温板2底面、相变板3、强化肋片7及相变工质构成，均温层和相变层在充注后分别封装。热源器件安装在均温板2上，热量通过均温板2传递至相变板3。通过饱和液体工质的汽液相变、第一毛细芯4和第二毛细芯9的毛细作用力实现热量的快速传递。相变板3内的相变材料吸收热量后融化，将热量存储起来。强化肋片7设计为大小相同的方形柱状结构，等间距阵列分布在金属基板上，并通过分子扩散焊与相变板3顶面焊接为一体。肋片阵列一方面可以强本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种卫星用复合式相变平板热管，其特征在于，包括：盖板(1)、均温板(2)、相变板(3)、第一毛细芯(4)、第二毛细芯(9)、液体工质和相变材料；/n所述盖板(1)下侧固定连接所述均温板(2)，所述盖板(1)与所述均温板(2)之间形成第一密封室腔，所述均温板(2)下侧固定连接所述相变板(3)，所述均温板(2)和所述相变板(3)之间形成第二密封室腔，所述第一密封室腔上侧安装所述第一毛细芯(4)，所述第一密封室腔下侧安装所述第二毛细芯(9)，所述第一密封室腔内添加液体工质，所述第二密封室腔内添加相变材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种卫星用复合式相变平板热管，其特征在于，包括：盖板(1)、均温板(2)、相变板(3)、第一毛细芯(4)、第二毛细芯(9)、液体工质和相变材料；
所述盖板(1)下侧固定连接所述均温板(2)，所述盖板(1)与所述均温板(2)之间形成第一密封室腔，所述均温板(2)下侧固定连接所述相变板(3)，所述均温板(2)和所述相变板(3)之间形成第二密封室腔，所述第一密封室腔上侧安装所述第一毛细芯(4)，所述第一密封室腔下侧安装所述第二毛细芯(9)，所述第一密封室腔内添加液体工质，所述第二密封室腔内添加相变材料。


2.根据权利要求1所述一种卫星用复合式相变平板热管，其特征在于：所述均温板(2)上侧中部设置第一方形凹槽，所述第一方形凹槽内安装支撑肋片(6)，所述支撑肋片(6)呈阵列排布。


3.根据权利要求2所述一种卫星用复合式相变平板热管，其特征在于：所述第一毛细芯(4)和所述第二毛细芯(9)设置避位孔，所述避位孔与所述支撑肋片(6)位置对应。


4.根据权利要求2所述一种卫星用复合式相变平板热管，其特征在于：所述相变板(3)上侧中部设置第二方形凹槽，所述第二方形凹槽内安装强化肋片(7)，所述强化肋片(7)呈阵列排布。


5.根据权利要求1所述一种卫星用复...

【专利技术属性】
技术研发人员：董丽宁，雷智博，阮世庭，曹建光，刘冈云，张济民，陈钢，王江，
申请(专利权)人：上海卫星工程研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31