Устройство для охлаждения радиоэлектронной аппаратуры Советский патент 1991 года по МПК H01L23/46 

Изобретение относится к устройствам жидкостного охлаждения блоков радиоэлектронного оборудования и может использоваться для охлаждения как одного, так и нескольких блоков.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства для охлаждения радиоэлектронной аппаратуры.

На фиг, 1 изображен вариант гидравлической схемы устройства для охлаждения радиоэлектронной аппаратуры, в котором количество выходных каналов п равно 6; на фиг. 2 - продоль- ное сечение распределителя; на фиг. 3 - поперечное сечение распределителя по рабочей полости.

Устройство содержит замкнутый контур, заполненный жидкостью, в качестве которой используется охлаждающая жидкость антифриз, и включающий насос 1, линию 2 нагнетания, емкость 3 для жидкости, датчик 4 температуры жидкости на входе, расходомер 5, распределитель 6, шесть вентилей 7, шесть манометров 8, двенадцать самозапира- гющихся (при разъединении) клапанов разъема 9, линию 10 слива, манометр 11 контура, датчик 12 температуры жидкости на выходе, жидкостной теплооб- - менник 13.

Распределитель 6 имеет цилиндрический корпус 14 (фиг. 2), внутри которого соосно с ним и с возможностью углового перемещения расположен клапан 15, который также выполнен в виде цилиндрического стакана, торец которого прижат к плоскости крышки 16,

о

СП

со со

неподвижно прикрепленной к корпусу 14 (винтами, которые на фиг. 2 не показаны) , в результате чего между дном клапана 15 и дном корпуса 14 образована входная полость 17, заполненная жидкостью и сообщающаяся через входной штуцер 18 и расходомер 5 с линией 2 нагнетания, а через сквозные отверстия 19 (фиг. 2, 3) в выступе 20 (Лиг. 3) клапана 15 с одним из шести выходных штуцеров 21 (например, первым) . Между внутренней поверхностью крыы.л 16 и дном клапана 15 образо13304

центра 27), при этом отверстие 19 выступа 20 соединяет входную полость 17 с выходным штуцером 21 с центром 27, к которому подключен проверяемый объект охлаждения. Далее включается насос 1 и закрываются все шесть вентилей 7, кроме вентиля в канапе проверяемого объекта. По расходомеру 5 вентилем 7 устанавливается расход жидкости, рассчитанный для данного объекта охлаждения. Включают объект в работу и доводят его до полной нагрузки, тепло, выделяемое работающим

10

Изобретение относится к радиоэлектронике. Устройство для охлаждения радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) содержит соединенные между соГюй с образованием замкнутого контура насос 1, линию 2 нагнетания, емкость 3, датчики 4, 12 температуры, расходомер 5. Распределитель 6 потока хладагента имеет цилиндрический корпус с входным штуцером 18 и п выходными штуцерами 21, размещенными на фланце крышки по окружности, клапан в виде цилиндрического стакана со сквозным отверстием на его внутреннем выступе, установленный в цилиндрическом корпусе распределителя 6 с образованием входной и рабочей полостей. Устройство позволяет обеспечить охлаждение одновременно для нескольких объектов РЭА и измерить параметры конкретных независимых объектов охлаждения. 3 ил, (Л

вана рабочая полость 22, которая со- $ объектом, отнимается циркулирующей общается с пятью выходными штуцерами 21 (с второго по шестой), а также через входной штуцер 23 с линией 2 нагнетания (фиг. 1). Клапан 15 (фиг. 2) прижат к плоской внутренней поверхности крышки 16 пружиной 24 и связан с ручкой 25 поворота осью 26 Крышка 16 выполнена в виде плоского

20

жидкостью,

В случае повышения или понижения температуры в линии 2 нагнетания, фиксируемого датчиком 4, увеличиваю или уменьшают расход жидкости венти лем 7, доводя температуру до расчет ной величины, а расходомером 5 заме ряют фактическую величину расхода, включая при этом теплообменник в ра боту При этом манометром 8 контрол руют давление жидкости, поступающей в объект охлаждения, не допуская пр вышения давления расчетно-допустимо величины для данного объекта охлаждения. Регулировку давления осущест вляют тем же самым вентилем. Когда в контуре при циркуляции жидкости наступит установившийся режим, т.е. показания приборов будут постоянны, в паспорт объекта записываются уточ ненные данные; температура входа по датчику 4, расход по показанию расходомера 5, давление по манометру 8 и тепловая мощность объекта, вычис- пенная по известной формуле с учето показания датчика 12, Па этом уточ - пение паспортных данных для первого объекта охлаждения заканчивается, объект отключается от работы, вентиль 7 этого объекта полностью закр вается, а ручка 25 распределителя 6 переключается в положение, соответствующее проверке второго объекта, т.е. отверстие 19 выступа 20 клапан 15 соединит входную полость 17 и входной штуцер 18 корпуса 14 с выходным штуцером фланца крышки 16, центр которого соответствует положе нию 28. Дальнейшие операции и их no следовательность такие же, как и дл

диска, в центре которого расположена хвостовая часть крышки 16.

На диске крышки 16 выполнено шесть выходных штуцеров 21, центры которых 27-32 (фиг, 3) размещены на одной окружности 33 с центром на оси клапана 15. В хвостовой части крышки 16 расположен входной штуцер 23. В хвостовой части крышки 16 предусмотрено предохранительное устройство для случая, когда давление жидкости в контуре превысит допустимую величину. Это устройство расположено в хвостовой части крышки 16 и состоит из шарика 34 с пружиной 35, предназначенного для запирания отверстия 36, которое связано с входным штуцером 23 Шарик 34 закрывает отверстие 36 с помощью пружины 35, которая оттариро- вана на расчетное давление в контуре, в хвостовой части крышки 16 выполнен выходной штуцер 37 „

Устройство работает следующим образом,

В режиме уточнения расчетных данных объектов охлаждения к выходным штуцерам 21, заканчивающимся разъ

мами 9, подсоединяются шесть объеков охлаждения, данные которых по асходу жидкости, давлению и теплоой мощности известны из расчета. учкой 25 поворота через ось 26 ус50

В случае повыш температуры в лин фиксируемого датч или уменьшают рас лем 7, доводя тем ной величины, а р ряют фактическую включая при этом боту При этом ма руют давление жид в объект охлажден вышения давления величины для данн дения. Регулировк вляют тем же самы в контуре при цир наступит установи показания приборо в паспорт объекта ненные данные; те датчику 4, расход ходомера 5, давле и тепловая мощнос пенная по известн показания датчика пение паспортных объекта охлаждени объект отключаетс тиль 7 этого объе вается, а ручка 2 переключается в п ствующее проверке т.е. отверстие 19 15 соединит входн входной штуцер 18 ходным штуцером ф центр которого со нию 28. Дальнейши следовательность

анавливают клапан 15 Б фиксированное 55 первого объекта.

положение, соответствующее проверяемому объекту охлаждения (например первому, что соответствует положению.

$ объектом, отнимается циркулирующей

0

0

5

0

5

0

жидкостью,

В случае повышения или понижения температуры в линии 2 нагнетания, фиксируемого датчиком 4, увеличивают или уменьшают расход жидкости вентилем 7, доводя температуру до расчетной величины, а расходомером 5 замеряют фактическую величину расхода, включая при этом теплообменник в работу При этом манометром 8 контролируют давление жидкости, поступающей в объект охлаждения, не допуская превышения давления расчетно-допустимой величины для данного объекта охлаждения. Регулировку давления осуществляют тем же самым вентилем. Когда в контуре при циркуляции жидкости наступит установившийся режим, т.е. показания приборов будут постоянны, в паспорт объекта записываются уточненные данные; температура входа по датчику 4, расход по показанию расходомера 5, давление по манометру 8 и тепловая мощность объекта, вычис- пенная по известной формуле с учетом показания датчика 12, Па этом уточ - пение паспортных данных для первого объекта охлаждения заканчивается, объект отключается от работы, вентиль 7 этого объекта полностью закрывается, а ручка 25 распределителя 6 переключается в положение, соответствующее проверке второго объекта, т.е. отверстие 19 выступа 20 клапана 15 соединит входную полость 17 и входной штуцер 18 корпуса 14 с выходным штуцером фланца крышки 16, центр которого соответствует положению 28. Дальнейшие операции и их nor следовательность такие же, как и для

В режиме охлаждения объектов с известными паспортными данными устройство работает следующим образом

Вначале по известным данным каждого объекта по расходу жидкости определяют количество одновременно подклю- чаемых в устройство объектов охдаж- дения исходя из того, чтобы суммарный расход жидкости объектов охлаждения не превышал производительности насоса 1. Ввод в работу объектов охлаждения производится поочередно. Сначала к выходным штуцерам 21, за- канчива огимся разъемами 9, подсоединяется рассчитанное количество объектов охлаждения. Ручкой 25 поворота через ось 26 устанавливают клапан 15 в фиксир.ованное положение, соответствующее включаемому (например, первому) объекту. При этом в распределителе 6 отверстие 19 выступа 20 клапана 15 соединит входную полость 17 и входной штуцер 18 корпуса 14 со штуцером 21, центр которого соответствует положению 28. Включается насос 1, открывается вентиль 7 выходного штуцера 21 для первого объекта охлаждения. В результате часть жидкости из линии 2 нагнетания, проходящая через расходомер 5, т.е. контрольный поток, поступает через входной штуцер 18 распределителя 6 в его входную полость 17 и далее через отверстие 19 клапана 15 в выходной итуцер 21, далее через вентиль 7 и разъем 9 в первый объект охлаждения. По расходомеру 5 вентилем 7 первого выходного штуцера 21 устанавливается требуемый-для первого объекта охлаждения расход жидкости, потом включается в работу объект охлаждения (первый) на полную нагрузку. Включается жидкостной теплообменник 13. Когда в контуре при циркуляции жидкости наступит установившийся режим, фиксируются данные: температура входа по датчику 4, расход по показанию расходомера 5, давление по манометру 8 и тепловая мощность объекта вычисленная по известной формуле с учетом показания датчика 12 Регулировка температуры жидкости на входе к объекту охлаждения и выходе от объекта осуществляется теплообменником t3. Расход и давление жидкости регулируются вентилем 7.

В случае увеличения давления в линии 2 нагнетания жидкость из входного штуцера 23 распределителя 6 давит на шарик 3.4, пружину 35, которая оттарирована на расчетное давление,

5

0

5

сжимает ее и открывает отверстие 36. 5Кидкость поступает через штуцер 37 в сливную линию и в емкость 3 для слива.

Далее ручку 25 поворота поворачивают на фиксированное положение, соответствующее второму объекту охлаждения, т.е. отверстие 19 выступа 20 клапана 15 соединит входную полость 17 и входной штуцер 18 с выходным штуцером 21, центр которого соответствует положению 29. Первый объект продолжает работать. Открывается вентиль 7 выходного штуцера 21 для второго объекта охлаждения. В результате часть жидкости из линии 2 нагнетания, проходящая через расходомер 5, поступает через входной штуцер 18 распределителя 6 в его входную полость 17 и далее через отверстие 19 клапана 15 в выходной штуцер 21, через вентиль 7 и разъем 9 во второй объект охлаждения, По расходомеру Ь вентилем 7 второго выходного штуцера 21 устанавливается требуемый для второго объекта охлаждения расход жидкости. При этом следует проконтролировать изменение давления в выходном штуцере 21 распределителя 6 для первого объекта, это изменение связано с перераспределением потока жидкости при включении второго объекта. Если давление жидкости, поступающей

5 в первый объект, отличается от ранее установленного, то вентилем 7 для этого объекта устанавливают требуемый- расход с покощью расходомера 5. Далее ручку 25 распределителя 6 переключают

0 в положение, соответствующее второму объекту. Включается в работу второй объект. Когда в контуре при циркуляции жидкости наступит установившийся режим, по показанию датчика 4 с по5 мощью теплообменника 13 устанавливается температура в линии 2 нагнетания, равная минимально допустимой из требуемых температур на входе подключенных объектов охлаждения. Увеличение температуры жидкости на выходе после включения второго объекта фиксируется датчиком 12 и по известной формуле высчитывается суммарная тепловая мощность для двух объектов и для второго объекта и сравнивается с расчетной тепловой мощностью второго объекта. В случае превышения тепловой мощностью второго объекта максимально допустимой величины для

0

5

0

него, делается вывод о наличии неисправности во втором объекте, его отключают от системы.Если тепловая мощность не превышает допустимой величины, делается вывод о нормальном режиме охлаждения второго объекта. Объекты охлаждения при этом (первый и второй) продолжают работать. Последовательность операций регулировки режимов охлаждения для каждого вновь подключаемого объекта аналогична последовательности операций, описанной для второго объекта охлаждения. Устройство позволяет увеличить функцио- нальные возможности, выражаюсьеся в возможности подключения нескольких объектов охлаждения, регулировки расхода жидкости для каждого объекта и изменения параметров конкретных независимых объектов охлаждения. , Устройство для охлаждения радиоэлектронной аппаратуры позволяет i обеспечить требуемый режим охлаждения одновременно для нескольких объ- ектов в соответствии с их паспортными данными, произвести .уточнение паспортных данных поочередно для каждого Объекта охлаждения.

Формула изобретения

Устройство для охлаждения радиоэлектронной аппаратуры, содержащее соединенные между собой с образованием замкнутого контура линию нагнетания с насосом, датчиком температуры жидкости, включенным на выходе насоса, с разъемами для подключения

5

0

0

5

объектов охлаждения, сливную линию с теплообменником и емкость для жидкости, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено рас- ходомепом, регулировочными вентилями и распределителем потока хладагента, выполненным в виде цилиндрического корпуса с входным штуцером, крышки с п выходными штуцерами, размещенными на ее фланце по окружности, и с входным и выходным штуцерами на ее хвостовой части, и клапана, выполненного в виде цилиндрического стакана со сквозным отверстием на его внутреннем выступе, который установлен в цилиндрическом корпусе с образованием между его дном и дном корпуса входной полости, а между его дном и фланцем крышки - рабочей полости, сообщающейся с (п-1)-выходным штуцером на фланце крышки, и с возможностью его сквозного отверстия с каждым из выходных штуцеров фланца крышки, при этом расходомер и распределитель потока хладагента включены в линию нагнетания, вход расходомера соединен с выходом насоса, а его выход - с входным штуцером корпуса распределителя, выход насоса соединен также с входным штуцером хвостовой части крышки, выходные штуцеры фланца крышки распределителя соединены через регулировочные вентили с разъемами для подключения объектов охлаждения, а выходной штуцер хвостовой части крышки соединен с линией слива.

4

t

СЪ

Ј

15

&л.3