Радиоэлектронное устройство Советский патент 1992 года по МПК H05K7/20 

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к охлаждению радиоэлектронной аппаратуры смесью холодного воздуха и воды.

Цель изобретения - повышение эффективности охлаждения и экономичности конструкции путем снижения расхода сжатого газа.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 - узел I на фиг.1.

Радиоэлектронное устройство содержит блоки РЭА, смонтированные в герметичных корпусах 1 и 2, жидкостные охладители 3 и 4 и вихревой генератор 5 холода, радиоэлектронные блоки (не показаны) на фигурах смонтированы в корпусах

Iи 2, например, на испарительных участках тепловых труб 6, конденсационные участки которых омываются охлаждающей водой. Вход вихревого генератора 5 соединен с источником сжатого воздуха, например с магистралью 7, через клапан 8. Его патрубок 9 холодного воздуха через раздающий трубопровод 10 соединен с жидкостными охладителями 3, сепаратор 11 для отделения воздуха от воды смонтирован между охладителями 3 и 4, смонтирован на охладителе 4, соединен с ним патрубком 12, а с охладителем 3 - трубопроводом 13 через отстойник 14 с двумя выходными патрубками, нижний из которых введен в сепаратор

I1в средней его его высоте зоне тангенциально и под острым углом к горизонту, а верхний соединяет верхние зоны отстойника 14 и сепаратора 11. Между нижним вход- ным отверстием сепаратора 11 и патрубком 12 установлена сетка 15 для отделения ледяных элементов, выполненная в виде конуса, направленного вершиной вверх. В схему охлаждения устройства, рассчитанную для работы при достаточно низкой температуре охлаждающей жидкости (до 70°С и ниже), отстойник 14 может не вводиться. Воздушная полость 16 сепаратора 11 соединена трубопроводом 17 с пассивным соплом эжектора 18, смонтированного между сепаратором 11 и вихревым генератором 5. Активное сопло эжектора 18 трубопроводом 19 соединено с патрубком 20 горячего воздуха вихревого генератора 5.

На входе в охладители 3 вмонтированы блоки 21 для формирования ледяных элементов, представляющие собой корпус 22 с осевым каналом в виде трубы Вентури. Его входной патрубок 23 соединен с трубопроводом 10 и расположен вне корпуса охладителя 3. В корпусе 22 выполнены отверстия 24, соединяющие его наружную поверхность с зауженным сечением указанного осевого канала. Отверстия 24 и выходной

патрубок 25 трубы Вентури расположены внутри охладителя 3 в охлаждающей жидкости. Охладитель 4 трубопроводом 26 через рубашку 27 охлаждения патрубка 20 и кла5 пан 28 соединен с магистралью 29 слива.

Вентиль 30 предназначен для регулирования количества горячего воздуха, отбираемого их вихревого генератора 5 холода для обеспечения работы эжектора 18, вентилем

0 31 регулируют подачу охлаждающей воды в систему охлаждения.

Радиоэлектронное устройство работает следующим образом.

Охлаждающая вода с температурой 55 25°С поступает через вентиль 31 в жидкостные охладители 3 и омывает наружную поверхность корпуса 1, а также конденсационные участки тепловых труб 6. Через вентиль 8 в вихревой генератор 5 холода

0 поступает сжатый воздух с температурой

-20-30°С. В генераторе 5 происходит его

температурное разделение на горячий с

температурой +(110-115)°С и холодный с

температурой минус (5-10)°С потоки. Через

5 патрубок 9 и раздающий трубопровод 10 холодный воздух поступает к входному патрубку 23 устройства 21 для формирования ледяных элементов, при этом в отверстиях 24 корпуса 22 создается разрежение и про0 исходит засасывание воды из охладителей 3 в осевой канал корпуса 22. При движении воды и холодного воздуха по каналу корпуса происходит ее замерзание с образованием ледяных шариков 32. Поток холодного воз5 духа выносит их в охладители 3 и смешиваясь с поступающим туда же потоком охлаждающей воды турбулизирует его. Шарики льда имеют плотность близкую к плотности воды и равную 920 кг/м3 при

40 давлении 0,098 МПа при температуре 0°С. Контактируя с поверхностями охладителей 3, в т.ч. с внешними поверхностями корпуса 1 и тепловых труб 6 ледяные шарики 32 за счет трения и ударов очищают их от имею45 щихся отложений, а турбулизированный поток водовоздушной смеси охлаждает эти поверхности и, уменьшая толщину пограничного слоя на них, резко интенсифицирует этот процесс. Этот поток выносит удаляемые отло50 жения и остатки ледяных элементов в отстойник 14. При этом образование продуктов коррозии в системе охлаждения практически исключается.

В отстойнике 14 частицы отложений

55 оседают на дне, а ледяные элементы, плотность которых меньше плотности воды, плавают на ее поверхности и вместе с ней поступают в сепаратор 11 через тангенциально введенный нижний патрубок. При этом вода, а вместе с ней и ледяные элементы, приобретают направленное вниз вращательное движение. Воздух выделяется из потока, поднимается вверх и собирается в воздушной полости 16 сепаратора.Ледя-- ные элементы 32, соударяясь с сеткой 15, возвращаются в среднюю часть сепаратора 11, а вода, несколько охладившаяся от контакта С ледяными элементами в отстойнике 14 и сепараторе 11, поступает в охладитель 4 для охлаждения корпуса 2. Из охладителя 4 по трубопроводу 26 вода поступает в рубашку 27 и охлаждает патрубок 20 горячего воздуха вихревого генератора 5 холода. Через клапан 28 вода из рубашки 27 удаляется в магистраль 29 слива. Охлаждение патруб- ка 20 генератора холода позволяет направлять до 80% воздуха, поступившего в генератор 5 холода, в устройства 21 для формирования ледян ых элементов.

Остальной воздух, количество которого устанавливается вентилем 30, направляется в активное сопло эжектора 18. При его прохождении через эжекто р в его пассивном сопле создается разрежение, которое по трубопроводу 17 передается в воздушную полость сепаратора 11 и в верхнюю часть отстойника 14 и вакуумирует их. Вакуумиро- ваниеи этих полостей интенсифицирует выделение воздуха изводовоздушного потока. Отделенный воздух через эжектор 18 удаля- ется в атмосферу. Выходящая из системы охлаждения вода пригодна Для повторного использования.

Формулаизобретения

1. Радиоэлектронное устройство, содержащее блоки радоэлектронной аппаратуры, размещенные в герметичных корпусах,

жидкостные охладители, на которых установлены указанные герметичные корпуса с блоками радиоэлектронной аппаратуры, источник сжато го воздуха, вихревой генератор холода, вход которого соединен с источником сжатого воздуха, а патрубок холодного воздуха которого через раздающий трубопровод - с жидкостными охладителями, и сепаратор для отделения воздуха от воды с входным отверстием и выходным патрубком, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения и экономичности конструкции путем снижения расхода сжатого воздуха, оно снабжено блоками с рабочими каналами для формирования ледяных элементов, эжектором и сеткой для отделения ледяных элементов, при этом блоки для формирования ледяных элементов расположены на входе жидкостных охладителей и соединены своими входами с раздающим трубопроводом и входом жидкостных охладителей, эжектор размещен между вихревым генератором холода и сепаратором и соединен активным соплом с патрубком горячего воздуха вихревого генератора, пассивным соплом - с воздушной полостью сепаратора, а указанная сетка для отделения ледяных элементов закреплена внутри сепаратора на уровне, расположенном по высоте сепаратора между входным отверстием и выходным патрубком указанного сепаратора.

2. Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что каждый блок для формирования ледяных элементов выполнен в виде корпуса, а его рабочий канал в виде трубы Венту- ри, причем в стенках указанного канала, в зауженной части указанной трубы Вентури, выполнены сквозные отверстия.

Изобретение относится к радиоэлектронике, а точнее к охлаждению радиоэлектронной аппаратуры смесью воды и холодного воздуха. При его использовании обеспечивается повышение эффективности использования предложенной системы охлаждения при снижении расхода сжатого газа воздуха за счет повышения коэффициента теплопередачи от чистых охлаждаемых о поверхностей с минимальным пограничным слоем жидкости на охлаждаемых поверхностях к турбулизированной водовоздушной среде и полноте использования ледяных элементов. Сущность изобретения: в радиоэлектронное устройство, содержащее жидкостные охладители 3 и 4, соединенные с корпусами 1 и 2 блоков РЭА, вихревой генератор 5 холода, вход .которого соединен с источником сжатого воздуха, а патрубок 9 холодного воздуха через раздающий трубопровод 10 - с жидкостными охладителями 3, вмонтированы блоки 21 для формирования ледяных элементов, соединенные входами с раздающим трубопроводом 10, причем между вихревым генератором 5 холодам сепаратором 11 смонтирован эжектор 18, активное сопло которого соединено с патрубком 20 горячего воздуха вихревого генерато- ра 5, а пассивное сопло - с воздушной полостью 6 сепаратора 11.1 з.п. ф-лы, 2 ил. сл с VI о сл сл о