【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于航天散热设备，尤其涉及一种环形板翅式散热装置及其加工方法。
技术介绍
1、随着航天领域的发展，空天飞行器携带的小体积、大功率设备对配套散热装置的性能要求越来越高。
2、环形散热装置主要分为以下几种，其一，其内部流道多为c型半圆形结构对接，该种结构因对接处缺少流道，导致环向温度分布不均匀；其二，其内部流道结构为径向通流，即流道进出口占用内侧环形区域空间，无法满足对内侧环形区域整体热源均匀散热的需求。
3、因此对于实心、高长径比的圆柱形热源外表面的散热需求，其表面温度分布均匀性、进出口设置均不法实现。从而本专利技术提出了一种结构新颖的环形板翅式散热装置，能够满足新型航天设备中粒子加速器对应的实心、高长径比的圆柱形热源的散热需求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是：提供一种环形板翅式散热装置及其加工方法，用于解决新型航天设备中实心、高长径比的圆柱形热源对其配套散热装置的高热流密度、高温度分布均匀性的散热需求问题。
2、本专利技术的技术方案：
3、为了实现上述专利技术目的，根据本专利技术的第一方面，提出一种环形板翅式散热装置，包括：筒状芯体101、进出口段组件201；所述进出口段组件201设置于所述芯体101两端；所述的筒状芯体101由内向外依次包括内筒4、环形翅片5、外筒6；所述的进出口段组件201包括环形封盖1、进出口段外筒2、进出口段内筒3；所述进出口段内筒3同心套设于所述进出口段外筒2内，其一端端部通过所述环形封盖1
4、冷却介质由所述的接头7流入本散热装置内部，汇集到所述的进出口段组件201形成的集液腔中，再从集液腔流入所述的芯体101，对实心、高长径比的圆柱形热源进行散热，最后经另一侧所述的进出口段组件201形成的集液腔及所述的接头7流出。本专利技术通过所述的进出口段组件201设置换热区域进出口两侧的集液腔，能够明显降低冷却介质直接从接头进入换热区域形成的流场分布不均所导致的温度分布不均问题。
5、所述的芯体101环形散热区域中的环形翅片5设置为沿轴向呈圆周均匀分布，结合由所述的进出口段组件201形成的集液腔缓冲区域，使整个冷却介质流场分布均匀，结构合理，不存在偏流现象。
6、在一个可能的实施例中，所述环形翅片5为沿径向向外均匀辐射的波纹板。
7、优选地，所述沿径向向外均匀辐射的波纹板选用矩形锯齿式波纹板。
8、优选地，所述环形翅片5沿轴向包括多层交错设置的结构单元。
9、矩形锯齿式波纹板及多层交错式结构单元，可在不影响流场均匀性的前提下，使流体域增加扰动，增强散热效果。
10、在一个可能的实施例中，所述进出口段外筒2与所述环形封盖1连接的一端开设有台阶；所述进出口段内筒3与所述环形封盖1连接的一端也开设有台阶。所述环形封盖1分别嵌入所述进出口段外筒2、所述进出口段内筒3上的台阶，并固定连接。
11、若不设置台阶，需使用工装对所述环形封盖1、进出口段外筒2、进出口段内筒3进行轴向及径向的定位。台阶的设置，可以在装配过程中自主实现径向同心及轴向定位，增快加工效率，提高工艺性。
12、在一个可能的实施例中，所述进出口段外筒2与所述外筒6连接处沿轴向延伸有台阶，相应地所述外筒6上也开设有与其配合连接的台阶；所述进出口段内筒3与所述内筒4的连接处沿轴向延伸有台阶，相应地所述内筒4上也开设有与其配合连接的台阶。
13、优选地，所述外筒6上的台阶端部开设有斜角槽；所述内筒4上的台阶端部也开设有斜角槽。
14、所述外筒6与进出口段外筒2、内筒4与进出口段内筒3形成的钎焊平面需要保证密封性能，设置的斜角槽可使钎焊过程中焊料通过毛细作用填充斜角槽，增强钎焊质量。
15、在一个可能的实施例中，还包括接头7，所述接头7连接于所述进出口段组件201上的冷却介质的进口或出口处。
16、优选地，所述外筒6包括左半外筒601、右半外筒602；所述左半外筒601、与所述右半外筒602的连接处分别具有相互配合嵌入式台阶与突出式台阶，突出式台阶上开设有斜角槽。
17、所述的环形翅片5高度设置为略大于所述的内筒4和左半外筒601、右半外筒602间隙，形成过盈配合，使所述的芯体101在焊前装配过程中通过压紧左半外筒601、右半外筒602使环形翅片5形变，并传递至内筒4，仅需通过外部提供压紧力，便可使芯体101整体径向压紧。增加焊接成功率，提高工艺性。
18、根据本专利技术的第二方面，提出一种环形板翅式散热装置的加工方法：
19、步骤1：加工进出口段组件201；利用焊接工装，将所述的环形封盖1端部定位后，将所述的进出口段内筒3定位于所述的环形封盖1的内缘处，将所述的进出口段外筒2定位于所述环形端盖1的外缘处，并通过焊接固定；
20、优选地，所述焊接方式为电子束焊焊接；
21、步骤2：在所述的内筒4与所述进出口段组件201中的进出口段内筒3对接位置铺设焊料，并进行装配；
22、步骤3：在所述内筒4表面铺设焊料，将所述环形翅片5套装于所述的内筒4外侧；
23、步骤4：在所述环形翅片5外侧铺设焊料，进一步套设所述外筒6后，进行真空钎焊焊接。
24、在一个可能的实施例中，所述的接头7进行熔焊焊接。
25、本专利技术的有益效果是：
26、1、由于本散热装置为环形结构，因此可对实心、高长径比的圆柱形结构热源进行散热。
27、2、由于本散热装置采用径向向外均匀辐射波纹板结构，其换热效率相较传统槽道式结构有显著提升，可满足高热流密度要求。
28、3、由于本散热装置进出口段组件、散热工作区域均呈圆周排布，故本专利技术流场分布均匀，设计结构合理，不存在偏流现象。
29、4、由于本散热装置设计为环形结构，满足空天飞行器对其配套散热装置集成于高速粒子加速装置对应的实心、高长径比的圆柱形热源外侧的需求。
30、5、本散热装置主体结的构焊接模式为一体钎焊焊接，整体工艺性优秀。
31、6、本散热装置芯体焊接时环形翅片与内筒、外筒采用过盈配合，钎焊焊接质量可靠，工艺性优秀。
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1.一种环形板翅式散热装置，其特征在于，包括：筒状芯体(101)、进出口段组件(201)；所述进出口段组件(201)设置于所述芯体(101)两端；所述的筒状芯体(101)由内向外依次包括内筒(4)、环形翅片(5)、外筒(6)；所述的进出口段组件(201)包括环形封盖(1)、进出口段外筒(2)、进出口段内筒(3)；所述进出口段内筒(3)同心套设于所述进出口段外筒(2)内，其一端端部通过所述环形封盖(1)固定；所述进出口段外筒(2)上设置有冷却介质的进口或出口。
2.根据权利要求1所述的一种环形板翅式散热装置，其特征在于，所述环形翅片(5)为沿径向向外均匀辐射的波纹板。
3.根据权利要求2所述的一种环形板翅式散热装置，其特征在于，所述沿径向向外均匀辐射的波纹板选用矩形锯齿式波纹板。
4.根据权利要求2或3任意一项所述的一种环形板翅式散热装置，其特征在于，所述环形翅片(5)沿轴向包括多层交错设置的结构单元。
5.根据权利要求1所述的一种环形板翅式散热装置，其特征在于，所述进出口段外筒(2)与所述环形封盖(1)连接的一端开设有台阶、所述进出
6.根据权利要求1所述的一种环形板翅式散热装置，其特征在于，所述进出口段外筒(2)与所述外筒(6)连接处沿轴向延伸有台阶，相应地所述外筒(6)上也开设有与其配合连接的台阶；所述进出口段内筒(3)与所述内筒(4)的连接处沿轴向延伸有台阶，相应地所述内筒(4)上也开设有与其配合连接的台阶。
7.根据权利要求5或6任意一项所述的一种环形板翅式散热装置，其特征在于，所述外筒(6)上的台阶端部开设有斜角槽；所述内筒(4)上的台阶端部也开设有斜角槽。
8.根据权利要求1所述的一种环形板翅式散热装置，其特征在于，所述外筒(6)包括左半外筒(601)、右半外筒(602)；所述左半外筒(601)、与所述右半外筒(602)的连接处分别具有相互配合嵌入式台阶与突出式台阶，突出式台阶上开设有斜角槽。
9.一种环形板翅式散热装置的加工方法，采用上述权利要求1-8任意一项所述的一种环形板翅式散热装置，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种环形板翅式散热装置，其特征在于，包括：筒状芯体(101)、进出口段组件(201)；所述进出口段组件(201)设置于所述芯体(101)两端；所述的筒状芯体(101)由内向外依次包括内筒(4)、环形翅片(5)、外筒(6)；所述的进出口段组件(201)包括环形封盖(1)、进出口段外筒(2)、进出口段内筒(3)；所述进出口段内筒(3)同心套设于所述进出口段外筒(2)内，其一端端部通过所述环形封盖(1)固定；所述进出口段外筒(2)上设置有冷却介质的进口或出口。
2.根据权利要求1所述的一种环形板翅式散热装置，其特征在于，所述环形翅片(5)为沿径向向外均匀辐射的波纹板。
3.根据权利要求2所述的一种环形板翅式散热装置，其特征在于，所述沿径向向外均匀辐射的波纹板选用矩形锯齿式波纹板。
4.根据权利要求2或3任意一项所述的一种环形板翅式散热装置，其特征在于，所述环形翅片(5)沿轴向包括多层交错设置的结构单元。
5.根据权利要求1所述的一种环形板翅式散热装置，其特征在于，所述进出口段外筒(2)与所述环形封盖(1)连接的一端开设有台阶、所述进出口...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁家骏，毛永，吴舸，沈杰，闫兆允，杨栋，魏豪，翟学阳，冬壮，
申请(专利权)人：新乡航空工业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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