一种液体定向运输的冷却流道结构制造技术

本实用新型专利技术公开的一种液体定向运输的冷却流道结构，所述冷却流道结构包括具有定向运输的微结构，所述具有定向运输的微结构包括基体、微沟槽结构、若干凸起；所述微沟槽结构在基体表面沿着液滴运输方向排布；所述凸起位于所述微沟槽结构中，相邻凸起相互层叠。本实用新型专利技术不同于传统的光滑的电机冷却流道，可以防止冷却油在油泵停机后发生逆流；定向运输流道定向运输冷却介质，可以有效减少冷却油使用流量及进口压力，大大降低成本，产生更好的经济效益。益。益。

【技术实现步骤摘要】
一种液体定向运输的冷却流道结构


[0001]本技术属于油冷电机研究领域及仿生微结构和精密微细制造领域，具体涉及一种液体定向运输的冷却流道结构。

技术介绍

[0002]液体定向输运是指在没有外界能量输入的情况下，液体依靠自身的表面张力、拉普拉斯压力等实现无动力液体连续搬运。当液体滴加在固体表面时，由于液体四周受到相同的作用力，所以呈现扩散或者钉扎状态。当液体表面张力小于固体的表面能时，液体在固体表面表现出四周铺展的状态；如果液体的表面张力大于固体表面能时，液体会稳定的停在固体表面，也就是说液体在固体表面运动时可能会受滞后效应的影响，使得液体钉扎在固体表面停止不前。为了减小滞后效应，需借助外力给予固体表面一个刺激来打破液体原有的平衡，于是响应性材料越来越多的被用于构筑智能表面来实现液体在固体表面运动的可控性。
[0003]在光照、重力、热、电场以及机械拉伸作用下，液体在固体表面可以实现定向输运。此外，随着研究的深入，科学家们将表面设计为具有一定的结构梯度，利用拉普拉斯压力作用来实现液体定向运动。总之，通过表面张力梯度和拉普拉斯压力梯度，实现了方向可控的液体输运(高香玉.液体在微结构表面的定向润湿行为研究[D].北京化工大学,2017.)。不仅可用于可控微流体、药物输送、新能源和农业的无动力灌溉等领域，而且可实现无动力自润滑，在众多机械工程
具有广泛应用前景。
[0004]目前，具有液体定向输运功能的表面多通过表面化学改性，构建具有梯度润湿性的表面来实现。2007年，韩艳春等人在疏水的蜡质基底或者低密度聚乙烯基底表面镶嵌上具有形状梯度的亲水云母。并且通过改变该区域的图案形状发现具有形状梯度的表面能够更好地实现液体运动，甚至将结构倾斜时水滴可以沿着该区域向上爬升。2018年，廖广兰等人，利用楔形基本单元具有梯度结构，使流体在流道上产生拉普拉斯压力差，自发驱动流体在流道上定向运输，并且沿着连续性的分形结构运输收集，但没有说明此结构的加工方法。2019年，段中凤等人，设计了具有凹陷结构的锥形纤维，利用锥形结构梯度产生的拉普拉斯压力和凹陷结构产生的毛细力的协同作用，实现液体的超快速定向输运。
[0005]表面改性加工存在着：加工成本高，表面改性剂污染环境，改性后表面环境耐力差等功能方面的问题；以及改性材料多为纤维材料，金属材料改性难度大，机加工方法鲜有用在定向运输结构改性，不能大批量加工生产等问题。

技术实现思路

[0006]针对于现有技术中存在的不足，本技术的目的是：提供一种油冷电机用冷却流道液体运输微结构。
[0007]本技术至少通过如下技术方案之一实现。
[0008]一种液体定向运输的冷却流道结构，包括具有定向运输的微结构，所述具有定向
运输的微结构包括基体、微沟槽结构、若干凸起；所述微沟槽结构在基体表面沿着液滴运输方向排布；所述若干凸起位于所述微沟槽结构中，相邻凸起相互层叠。
[0009]优选的，所述微沟槽结构为微沟槽阵列结构，所述微沟槽阵列结构平行于液滴定向运输方向。
[0010]优选的，所述微沟槽阵列结构深度为50～150μm，每个沟槽宽度为100～950μm，各沟槽之间的间距为100～1000μm。
[0011]优选的，每个沟槽底部均匀分布有若干凸起。
[0012]优选的，凸起为倾斜柱状，构成层叠结构。
[0013]优选的，每个凸起的截面为鸭嘴形，形成鸭嘴状凸起。
[0014]优选的，所述鸭嘴状凸起截面圆弧半径为10～500μm。
[0015]优选的，鸭嘴状凸起与沟槽壁面夹角为0～30
°
。
[0016]优选的，鸭嘴形凸起间距为30～150μm。
[0017]优选的，每个凸起的倾角为10～90
°
，高度为50～400μm，宽度为80～900μm。
[0018]一种所述的液体定向运输的冷却流道结构加工方法，包括以下步骤：
[0019]步骤一、选定成型表面，对表面进行打磨；
[0020]步骤二、使用印压成型压头在成型表面的基体上印压成型微沟槽结构和沟槽底部的凸起；
[0021]步骤三、使用犁切挤压刀具切断沟槽底部凸起与沟槽侧壁的连接，将凸起修整为鸭嘴状倾斜凸起。
[0022]优选的，打磨后的表面平面度要低于0.01mm；印压成型压力为1～50Mpa；犁切挤压过程为单向切削，回程刀具不与工件接触，切削速度为1～300mm/s。
[0023]优选的，所述基体材料包括铜。
[0024]相比现有技术，本技术具有的有益效果是：
[0025](1)印压成型加工，可以快速、高效、大面积的加工出高质量、形状规则整齐的微结构，且具有较高的形状精度；
[0026](2)鸭嘴装凸起的倾斜角度以及其与沟槽壁面的夹角共同提供液体定向运输的动力，液体运输速度快；
[0027](3)与其他表面改性加工方式比，具有更高的环境耐力和更低的加工成本；
[0028](4)本技术不同于传统的光滑的电机冷却流道，可以防止冷却油在油泵停机后发生逆流；
[0029](5)定向运输流道定向运输冷却介质，可以有效减少冷却油使用流量及进口压力，大大降低成本，产生更好的经济效益。
附图说明
[0030]图1是本实施例定向运输的微结构示意图；
[0031]图2是本实施例定向运输的微结构的结构示意图；
[0032]图3是本实施例定向运输的微结构的几何结构及剖面示意图；
[0033]图4是本实施例印压成型加工过程示意图；
[0034]图5是本实施例犁切挤压加工过程示意图；
[0035]其中，1为冷却流道入水口，2为冷却流道，3为冷却流道出水口，4为基体，5为微沟槽阵列，6为鸭嘴状凸起，7为印压成型压头，8为印压成型后的片基体，9为犁切挤压刀具。
具体实施方式
[0036]为更好理解本技术，下面结合附图和实施例对本技术做进一步的说明，但是本技术要求保护的范围并不局限于所述实施例表示的范围。其他的任何未背离本技术的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本技术的保护范围之内。
[0037]本部分将详细描述本技术的具体实施例，本技术之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本技术的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本技术保护范围的限制。
[0038]在本技术的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0039]在本技术的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液体定向运输的冷却流道结构，包括具有定向运输的微结构，其特征在于：所述具有定向运输的微结构包括基体、微沟槽结构、若干凸起；所述微沟槽结构在基体表面沿着液滴运输方向排布；所述若干凸起位于所述微沟槽结构中，相邻凸起相互层叠。2.根据权利要求1所述的一种液体定向运输的冷却流道结构，其特征在于：所述微沟槽结构为微沟槽阵列结构，所述微沟槽阵列结构平行于液滴定向运输方向。3.根据权利要求2所述的一种液体定向运输的冷却流道结构，其特征在于：所述微沟槽阵列结构深度为50～150μm，每个沟槽宽度为100～950μm，各沟槽之间的间距为100～1000μm。4.根据权利要求3所述的一种液体定向运输的冷却流道结构，其特征在于：每个沟槽底部均匀分布有若干凸起。5.根据权利要求4所述的一种液体定向运输的冷却流道...

【专利技术属性】
技术研发人员：董柳杰，万珍平，段家超，何子聪，曾繁铿，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：