储热式行波管制造技术

一种储热式行波管，采用全封闭式散热器结构，其内部的多翼状翘片隔离的空腔内灌装相变材料，下平面与导热底板紧密贴合，外侧布有散热片，中间圆柱状腔体内安装收集极组件。本发明专利技术利用散热器内部灌装的相变材料吸收大部分热量，有效解决了在空间尺寸限制特别严格的特殊要求条件下工作的行波管的散热问题，从而使储热式行波管能用于新型飞机的机载雷达，并且还可作为微波系统的末级功率放大在其他国防领域以及医疗、生物工程等领域得到广泛应用。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种储热式行波管，属于微波电真空
行波管作为微波系统的末级功率放大，广泛应用于雷达、电子对抗和通讯等国防重点工程。高温工作性能是行波管的重要性能指标，也是直接影响其质量和可靠性的关键指标之一。“行波管现状与发展”(王斌等，《电子产品可靠性与环境试验》，1998年第2期P45-49)分析了我国现有行波管应用情况和存在问题，提出了开展行波管散热技术的攻关是至关重要的。目前，国内外有关行波管散热系统的具体方案主要有液体冷却、强制风冷等。如“大功率发射机行波管冷却系统热设计”(《电子侦察干扰》1997年第2期)中介绍的强迫液冷方式，采用冷板作为行波管的安装底板，又作为行波管的散热器。行波管的热量传至冷板，再由冷板传给流动的冷却液为一次冷却，而由冷板流出的被加热了的液体流经热交换器，由风机的强迫风冷，将液体的热量带走为二次冷却。在这些传统散热方式中，无论是风冷、液冷或其他方式，一般都要有相应的热交换器、风机等系统，所占体积相当庞大。而对于某些特殊场合，如，机载等空间尺寸严格限制的情况下，这些传统的冷却方式难以满足要求，必须寻找一种更有效的新的散热技术。本专利技术的目的在于针对现有技术的上述不足，提供一种新的储热式行波管，使散热器体积小，散热效率更高，能适应空间尺寸限制特别严格的工作场合的要求。为实现这样的目的，本专利技术的技术方案中采用了全封闭散热器，并采用灌注相变材料的工艺，将一种在发生相变时吸热的相变材料灌入其中，以吸收行波管工作时收集极产生的大量热量，使整管的输出功率和增益无明显跌落。本专利技术包括全封闭式散热器、波导管及输入端和引出端，全封闭散热器采用铝质材料，由上、下两部分组成，上散热器为全封闭式，内部为多翼状翘片隔离的空腔，用以灌装相变材料，下散热器的下平面与导热底板紧密贴合，外侧和上散热器一样布有众多的散热片，在上、下散热器形成的中间圆柱状腔体内安装收集极组件。收集极在行波管工作过程中产生大量热量，直接传递给上、下散热器。合理地设计散热器，可使收集极热量一部分由上散热器内腔中的相变材料吸收，一部分则通过下散热器传递给导热底板散热，从而使收集极温度保持在行波管正常工作所允许的范围内。收集极一大部分热量是被相变材料吸收的，因而选用合适的相变材料是至关重要的。本专利技术选用的相变材料是G型相变材料，是一种熔点为73℃的高分子材料，其主要技术指标如下熔点73℃ 沸点＞170℃熔化焓 57卡／克 固→液转变时体膨胀系数 -13％比热20℃ Cp=0．3692卡／克度50℃ Cp=0．4086卡／克度80℃ Cp=0．4853卡／克度使用寿命＞1000次安全性无毒、无腐蚀性 酸碱性PH值为中性耐低温性-200℃不发生任何化学变化和相变。因本专利技术采用的相变材料是粉状结晶物，故须加热转变为液相后才能注入上散热器的空腔内。全封闭散热器的外部预留两个M5的小螺孔，相变材料是通过这两个小螺孔注入的。本专利技术采用的灌注相变材料的工艺为1、称取与上散热器空腔体积相应重量的粉状相变材料，盛于烧杯中，再置于电热烘箱内的搪瓷盘上。2、将散热器平放在搪瓷盘上，两个螺孔均朝上。3、接通电热烘箱电源，逐渐升温，使散热器加热温度控制在120℃±5℃。烧杯内相变材料的温度逐步升高，当高于其相变温度时，渐渐熔化转变为液相。在大部分相变材料转变为液相后，即可缓缓由散热器外部预留的两螺孔注入其内腔。待相变材料完全熔化并灌完后切断烘箱电源，稍待冷却后，将散热器从烘箱中取出，趁热态时用螺帽、密封垫圈封闭两螺孔，然后用风冷或自然冷却散热器，相变材料逐渐凝固成结晶状。至此，灌注工艺结束。以下结合附图对本专利技术的技术方案作进一步详细描述。附图说明图1为本专利技术整体结构及散热器安装部位示意图。如图所示，本专利技术包括全封闭式散热器1、波导管2，散热器1安装在波导管2的一侧，行波管的另一头布置有输入端3及引出端4。图2为本专利技术的全封闭式散热器结构示意图。如图所示，全封闭式散热器由上、下两部分组成，上散热器为全封闭式，内部为多翼状翘片5隔离的空腔，空腔内灌装相变材料6，下散热器的下平面与导热底板8紧密贴合，散热器外侧布有众多的散热片9，在上、下散热器形成的中间圆柱状腔体内安装收集极组件7。收集极组件7在行波管工作过程中产生大量热量，直接传递给上、下散热器。其中一部分热量由上散热器内腔中的相变材料6吸收，一部分则通过下散热器传递给导热底板8散热，从而使收集极温度保持在行波管正常工作所允许的范围内。本专利技术采用了全封闭式散热器结构，利用散热器内部灌装的相变材料吸收大部分热量，有效解决了在空间尺寸限制特别严格的特殊要求条件下工作的行波管的散热问题，从而使储热式行波管能用于新型飞机的机载雷达，并且还可作为微波系统的末级功率放大在其他国防领域以及医疗、生物工程等领域得到广泛应用。权利要求1.一种储热式行波管，包括散热器(1)、波导管(2)及输入端(3)和引出端(4)，其特征在于采用全封闭式散热器结构，散热器(1)由上、下两部分组成，上散热器为全封闭式，内部为多翼状翘片(5)隔离的空腔，空腔内灌装相变材料(6)，下散热器的下平面与导热底板(8)紧密贴合，散热器外侧布有散热片(9)，在上、下散热器形成的中间圆柱状腔体内安装收集极组件(7)。2.如权利要求1所说的储热式行波管，其特征在于所说的相变材料(6)采用熔点为73℃的G型高分子相变材料。3.如权利要求1所说的储热式行波管散热器(1)中相变材料的灌装工艺，其特征在于取粉状相变材料称量，盛于烧杯中，再置于电热烘箱内的搪瓷盘上，将散热器平放在搪瓷盘上，两个预留螺孔均朝上；接通电热烘箱电源，逐渐升温，使散热器加热温度控制在120℃±5℃，将转变为液相的相变材料缓缓由散热器外部预留的两螺孔注入其内腔，灌完后切断烘箱电源，稍待冷却后，将散热器从烘箱中取出，趁热态时用螺帽、密封垫圈封闭两螺孔，然后冷却散热器使相变材料逐渐凝固成结晶状。全文摘要一种储热式行波管,采用全封闭式散热器结构,其内部的多翼状翘片隔离的空腔内灌装相变材料,下平面与导热底板紧密贴合,外侧布有散热片,中间圆柱状腔体内安装收集极组件。本专利技术利用散热器内部灌装的相变材料吸收大部分热量,有效解决了在空间尺寸限制特别严格的特殊要求条件下工作的行波管的散热问题,从而使储热式行波管能用于新型飞机的机载雷达,并且还可作为微波系统的末级功率放大在其他国防领域以及医疗、生物工程等领域得到广泛应用。文档编号H01J25/00GK1290955SQ0012588公开日2001年4月11日 申请日期2000年10月31日 优先权日2000年10月31日专利技术者徐公炜, 陆炜清, 黄保麟, 王静娟, 严国英 申请人:上海交通大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种储热式行波管，包括散热器（１）、波导管（２）及输入端（３）和引出端（４），其特征在于采用全封闭式散热器结构，散热器（１）由上、下两部分组成，上散热器为全封闭式，内部为多翼状翘片（５）隔离的空腔，空腔内灌装相变材料（６），下散热器的下平面与导热底板（８）紧密贴合，散热器外侧布有散热片（９），在上、下散热器形成的中间圆柱状腔体内安装收集极组件（７）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐公炜，陆炜清，黄保麟，王静娟，严国英，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]