一種抗重力毛細泵環的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種毛細泵環，具體涉及一種抗重力毛細泵環。
【背景技術】
[0002]隨著電子技術以及航空航天技術的發展，散熱問題已經成為一項越來越急需解決的問題擺在人們面前。比如，一顆IW的LED燈珠的熱流密度已經達到lOOW/cm2，當電子芯片的熱流密度超過0.08W/cm2時，自然散熱已經無法滿足其散熱方式；熱流密度超過0.3W/cm2時，強迫對流散熱已經達到極限。又如，計算機CPU的熱流密度普通在60?lOOW/cm 2，有的甚至高達200W/cm2，電子芯片在70?80°C的基礎上，溫度每上升1°C，其可靠性就會下降5%，有三分之二以上的電子芯片均由于高溫而失效。
[0003]當前的風扇散熱、翅片散熱已經無法滿足大功率高熱流密度電子芯片的散熱要求，因此急需尋求一種新的散熱方式。毛細泵環采用相變散熱方式，液體工質吸收芯片大量熱量汽化，相變壓力迫使蒸汽沿著蒸汽聯管到達冷凝器，液化后放出熱量變成液體，在重力以及吸液芯的毛細抽吸作用下回到蒸發器的液體補償室。由于采用相變傳熱機制，其散熱能力要比當前主要的散熱方式大好幾個數量級。整個過程無需外部能源輸入，具有節能減排的優勢。同時，工作時振動小，無噪音。將蒸汽和液體分開，吸液芯只存在于蒸發器，避免了熱管的攜帶極限，進一步提升了毛細泵環的散熱能力。與熱管相比，毛細泵環的散熱能力高出了兩個數量級。
[0004]但是目前的毛細泵環存在一個固有局限一一無法在逆重力條件下工作。逆重力時，即蒸發器位于冷凝器之上時，當工質在冷凝器液化放出熱量后，液體無法克服重力的作用回到蒸發器。而在實際應用過程中，無法避免地會出現蒸發器位于冷凝器之上的工況，如空間飛行器的姿態無時無刻在變化，電腦的不同放置以及LED燈的不同安裝位置，等等。這一局限性在很大程度上限制了毛細泵環的推廣應用。因此實現毛細泵環的抗重力運行非常重要。
【發明內容】
[0005]為了克服上述現有技術存在的不足，本實用新型提供不僅具有一般毛細泵環所具有的傳熱能力大、等溫性好、流動阻力小等優點，而且具有在逆重力工況下運行的特點的一種抗重力毛細泵環。
[0006]本實用新型設有蒸發器、電磁分流閥、第一蒸汽聯管、冷凝器、閥門、單向閥、三通閥、第二蒸汽聯管和液體聯管；蒸發器通過電磁分流閥分別與第一蒸汽聯管和第二蒸汽聯管的一端連接，第一蒸汽聯管的另一端與冷凝器連接，第二蒸汽聯管的另一端依次通過三通閥、單向閥與冷凝器連接，閥門設在冷凝器的真空灌注口上，閥門用于抽真空、灌注工質并且保證內部密封；所述液體聯管一端與三通閥連接，液體聯管另一端與蒸發器的液體入口連接。
[0007]所述冷凝器設有強化冷凝結構，所述強化冷凝結構為陣列插排形式的圓柱，圓柱的直徑為3?4mm，高度為8?10_。
[0008]所述第一蒸汽聯管的內徑為5?8mm，第二蒸汽聯管的內徑為2?4mm，液體聯管的內徑為3?4mm。
[0009]所述蒸發器上設有蒸發器底板、吸液芯、液體補償室，蒸發器底板上設有蒸汽槽，吸液芯與蒸汽槽和液體補償室緊密貼合，保證熱量及工質的順利傳輸。
[0010]所述蒸汽槽可采用紫銅或鋁合金。
[0011]所述蒸汽槽的寬度和高度均為1.5?2mm。
[0012]所述吸液芯采用銅纖維燒結板或者泡沫銅吸液芯。
[0013]所述吸液芯的孔隙率為70 %?90 %。
[0014]所述液體補償室及蒸發器殼體均采用鋁合金或者紫銅。
[0015]所述液體補償室采用十字交叉的槽道結構，槽道的寬度為I?2mm，深度為4?8mm ο
[0016]以下給出本實用新型的工作原理:
[0017]逆重力條件下，毛細泵環蒸發器的底部與被散熱元器件如電子芯片緊密貼合，蒸發器里面的液體工質吸收了來自于芯片的熱量后汽化，產生的蒸汽在相變壓力的作用下通過蒸汽槽排到蒸發器的蒸汽出口。此時電磁分流閥將高溫高壓蒸汽分成兩路，其中一路流量較大，攜帶大量的熱量通過第一蒸汽聯管到達冷凝器，在強化冷凝器結構的作用下迅速放出熱量，完成熱量的傳輸。液化后的工質經過單向閥流向三通閥。另外一路流量較小，通過第二蒸汽聯管到達三通閥，利用高壓將來自冷凝器出口的液體通過液體聯管壓回蒸發器的液體補償室，而單向閥的作用使得液體不會流回冷凝器。體液補償室的工質在吸液芯的毛細抽吸作用下回到蒸發區域，重新吸收熱量，完成一個循環。工作的時候，電磁分流閥可以根據工況的不同調節兩路流量的比例，完成不同高度下的抗重力回流。同時為了防止蒸汽直接流回液體補償室，電磁閥可控制第二蒸汽管間斷開啟，將液化后的工質一段一段壓回液體補償室。為了降低液體流動阻力，在確保不逆向流動的情況下，單向閥的正向流動阻力盡可能要小。
[0018]與現有技術相比，本實用新型具有如下優點:采用相變散熱的傳熱機理，傳熱能力大。吸液芯采用銅纖維燒結板或者泡沫金屬，通孔率高，能夠提供較大毛細力的同時減小流動阻力；導熱率較大，纖維表面形貌豐富，有助于強化蒸發，提高傳熱效率。通過調節的電磁分流器的流量以及閉合，將冷凝器的液化工質源源不斷地輸送會液體補償室，還可以適應不同高度的抗重力工況運行。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型實施例的整體剖視示意圖。
[0020]圖2為本實用新型實施例的蒸發器剖視示意圖。
[0021]圖3為本實用新型實施例的蒸汽槽結構示意圖。
[0022]圖4為本實用新型實施例的冷凝器剖視示意圖。
【具體實施方式】
[0023]以下通過【具體實施方式】結合附圖對本實用新型的技術方案做進一步說明和描述，但本實用新型不僅限于本實施例。
[0024]實施例1
[0025]如圖1、圖2、圖3、圖4所示，本實用新型實施例設有蒸發器1、電磁分流閥2、第一蒸汽聯管3、冷凝器4、閥門5、單向閥6、三通閥7、第二蒸汽聯管8和液體聯管9 ;所述蒸發器I設有蒸發器底板1-1、蒸發器蒸汽出口 1-2、吸液芯1-3、液體補償