本發(fā)明涉及一種水冷散熱式耐壓電子艙，屬于水下工程領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

深水潛器中的電氣設(shè)備通常需要在無水條件下工作，因此必須放置于隔水的密閉艙體內(nèi)，且艙體需具有足夠的抗壓能力，方可在外界水壓作用下保持不變形，從而保護(hù)內(nèi)部設(shè)備。為保證抗壓強(qiáng)度，水下耐壓藏殼一般采用圓柱形或球形設(shè)計(jì)，但是相比于方形艙體，其內(nèi)部曲面形狀導(dǎo)致電氣原件不便安裝和調(diào)試，且空間利用率會大幅降低。除此之外，部分電氣原件工作時的發(fā)熱量很高，密閉的耐壓藏殼和不平整的內(nèi)部曲面給散熱也帶來了困難。

現(xiàn)有的大部分水下耐壓電子艙專利和產(chǎn)品中，電氣設(shè)備都直接采用不可拆卸的方式固定于艙體內(nèi)部，為后期維護(hù)帶來了很大的麻煩。少數(shù)專利設(shè)計(jì)出了可拆卸的電子設(shè)備支架，但是其結(jié)構(gòu)形式過于復(fù)雜，裝卸過程也相對繁瑣。中國專利號ZL200610134453.9中發(fā)明的電子耐壓艙中具有活動式的電子對接架，但有效安裝面積較小，能夠搭載的設(shè)備數(shù)量有限，且未考慮到電氣元件的散熱。上述問題一直未得到有效解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種水冷散熱式耐壓電子艙，耐壓艙殼與內(nèi)部電氣設(shè)備分別為兩個獨(dú)立的系統(tǒng)，兩者之間可以完全分離，提升了裝配和調(diào)試的便利性，電氣設(shè)備安裝于獨(dú)立的散熱支架上，散熱支架可以將電氣元件的熱量傳導(dǎo)至耐壓艙壁和艙外的水中，解決了電氣設(shè)備在艙體內(nèi)的散熱問題。此外散熱支架對艙壁的支撐作用增強(qiáng)了耐壓艙殼的抗壓能力，提高了整個系統(tǒng)的可靠性。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的水冷散熱式耐壓電子艙，包括主艙體，主艙體的兩端分別設(shè)有前端蓋和后端蓋，主艙體通過前端蓋和后端蓋密封成一個腔體，在腔體內(nèi)安裝有散熱裝置，所述散熱裝置包含四個散熱片，四個散熱片通過兩端的十字伸縮支架支撐，通過十字伸縮支架安裝在腔體的內(nèi)壁上，電氣元件安裝于散熱片上。

作為優(yōu)選，所述十字伸縮支架包含四通連接器、長螺母和螺紋桿，所述四通連接器分別連接有四根連接桿，相鄰連接桿的夾角為90°，所述連接桿上設(shè)有螺紋，連接桿上的螺紋與螺紋桿上的螺紋方向相反，所述長螺母的兩端分別設(shè)有與連接桿和螺紋桿配合的螺紋，在連接桿上套有鎖緊長螺母的防松彈簧。

作為優(yōu)選，所述腔體的內(nèi)壁上設(shè)有若干個限位卡，在散熱片的兩端設(shè)有限位槽，限位槽卡入限位卡中。

作為優(yōu)選，所述前端蓋和后端蓋上均設(shè)有若干圈環(huán)形密封槽，在環(huán)形密封槽中安裝有O性密封圈，通過O型密封圈將前端蓋和后端蓋與主艙體的內(nèi)壁密封。

作為優(yōu)選，所述散熱片一面為平面，用于安裝電氣元件，另一面為圓弧面，圓弧面的半徑與腔體內(nèi)壁的半徑相同。

作為優(yōu)選，所述主艙體的兩端均設(shè)有拆卸槽。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.便于安裝電氣設(shè)備，將耐壓艙內(nèi)電氣設(shè)備集成在獨(dú)立的支架上，支架與耐壓艙殼可完全分離，大大提高了設(shè)備的裝卸和后期維護(hù)便利性。

2.解決了密閉艙室內(nèi)電氣設(shè)備的散熱問題，將電氣設(shè)備安裝于可緊密貼合耐壓艙殼內(nèi)壁的散熱片上，把電氣元件工作時產(chǎn)生的熱量直接導(dǎo)入艙外冷水中，實(shí)現(xiàn)了無限制的水冷散熱，解決了非平面密閉艙室內(nèi)電氣設(shè)備難以散熱的問題，延長了艙內(nèi)設(shè)備的可持續(xù)工作時間，提高了系統(tǒng)的可靠性。

3.進(jìn)一步提高散熱效率，散熱支架的伸縮功能可以在一定范圍內(nèi)調(diào)整散熱片之間的距離，改變散熱支架的整體直徑，增強(qiáng)了電氣設(shè)備和耐壓艙體之間裝卸時的靈活性，并可通過預(yù)緊力使散熱片緊密貼合于艙壁，提高散熱效率，并實(shí)現(xiàn)了支架系統(tǒng)的徑向定位。

4.艙體內(nèi)部預(yù)留的限位卡配合散熱支架的伸縮功能可以便捷地實(shí)現(xiàn)獨(dú)立支架系統(tǒng)在艙體內(nèi)部的軸向和切向定位，避免了使用螺栓等繁瑣的固定方式。

5.提高空間利用率，在原本難以利用的弧形空間內(nèi)填充了散熱片，大幅提高了耐壓艙內(nèi)的空間利用率。

6.增強(qiáng)了耐壓艙體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，內(nèi)部散熱支架對耐壓艙殼提供了一定的支撐作用，降低艙殼在深水高壓下的變形率，增強(qiáng)了耐壓艙殼的抗壓能力，提高了整個系統(tǒng)的安全性。

7.防松性能好，每套十字伸縮支架中安裝的四枚防松彈簧可以增強(qiáng)螺紋自鎖能力，防止耐壓艙體在水下運(yùn)動過程中造成的螺紋連接松動而導(dǎo)致電氣元件受損，進(jìn)一步提高了可靠性。

8.密封性能可靠，主艙體和每枚端蓋間采用兩道O型圈作為密封材料，進(jìn)一步保證了其在水下的密封性能。

9.便于裝卸，主艙體兩端面分別留有兩道拆卸槽，方便插入撬桿，改善了徑向密封結(jié)構(gòu)件難以拆卸的問題。

附圖說明

圖1是本發(fā)明中耐壓電子艙的外部三維視圖。

圖2是本發(fā)明中前端蓋的三維視圖。

圖3是耐壓電子艙的內(nèi)部剖視圖。

圖4是圖3中Ⅰ部分的局部放大圖。

圖5是散熱片的三維視圖。

圖6是散熱支架系統(tǒng)的三維視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。

如圖1至圖6所示，本發(fā)明中的耐壓艙殼包括一只圓筒型的主艙體1，一枚圓柱形前端蓋5和一枚圓柱形后端蓋9。所述主艙體1兩端留有法蘭，法蘭端面上開有八個關(guān)于軸線中心對稱的螺紋孔3，法蘭端面上另外開有兩道關(guān)于軸線中心對稱的拆卸槽4。

如圖2所示，所述前端蓋5為二階圓柱結(jié)構(gòu)，外圓柱端面開有八個和主艙體1上對應(yīng)的圓形定位孔8，內(nèi)圓柱端面開有若干用于安裝水密電纜接插件的接插孔7，內(nèi)圓柱側(cè)面開有兩道環(huán)形密封槽6，用于安裝O型密封圈10。

下面說明主艙體1與前端蓋5和后端蓋9的裝配方式。分別將四枚O型密封圈10從前端蓋5和后端蓋9的內(nèi)圓柱側(cè)面裝入密封槽6；將前端蓋5和后端蓋9的內(nèi)圓柱面對準(zhǔn)主艙體1的內(nèi)部，確保兩端的八個螺紋孔位置一一對應(yīng)，即可將前端蓋5和后端蓋9向內(nèi)推入；參照圖4，確保所有O型密封圈10被推入主艙體1內(nèi)部后，將八枚螺絲沿主艙體1的軸線方向擰入每端的定位孔8和螺紋孔3內(nèi)，即可把主艙體1與前端蓋5和后端蓋9安裝在一起。該安裝方式可以確保主艙體1和端蓋之間沒有軸向或切向滑動。安裝完畢后O型密封圈在主艙體1內(nèi)壁面的擠壓作用下產(chǎn)生彈性變形，即可防止外部液體進(jìn)入，實(shí)現(xiàn)水密功能。該設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是在水壓作用下主艙體1與前端蓋5和后端蓋9的結(jié)合會更緊密，理論上水深越大，O型圈的密封性能越好。

如圖3、圖5和圖6所示，耐壓艙內(nèi)部的散熱支架系統(tǒng)包含兩套十字伸縮支架連接的四枚散熱片11，所述散熱片11的一面為平面，可用于固定電氣元件19，所述平面兩端分別開有左旋螺紋孔12，散熱片11的另一面為圓弧面，該弧面的半徑與所述主艙體1的內(nèi)壁面半徑相同，可以保證二者緊密貼合；散熱片11兩端開有限位槽13，用于配合主艙體1內(nèi)壁的限位卡2，可實(shí)現(xiàn)散熱支架系統(tǒng)在艙體內(nèi)的切向和軸向固定。所述十字伸縮支架包括一枚四通連接器14、四枚防松彈簧16、四枚連接桿、四枚正反螺紋長螺母17和四枚左旋螺紋桿18，連接桿為右旋螺紋桿15。四通連接器14的四個通道都具有右旋內(nèi)螺紋，用于連接四枚右旋螺紋桿15；正反螺紋長螺母17內(nèi)一半為左旋內(nèi)螺紋，另一半為右旋內(nèi)螺紋，上述螺紋可以與右旋螺紋桿15和左螺紋桿17相互配合。

下面說明所述散熱支架系統(tǒng)的裝配方式。在所述四通連接器14內(nèi)注入螺紋膠后旋入所述右旋螺紋桿15，將其完全固定。并將右旋螺紋桿15套上防松彈簧16。在所述左旋螺紋孔12內(nèi)注入螺紋膠后旋入左旋螺紋桿18，將二者完全固定。在所述散熱片11上將所有電氣元件19安裝完畢后，將所述正反螺紋長螺母17置于右旋螺紋桿15和左旋螺紋桿18的自由端之間，同時逆時針旋轉(zhuǎn)兩端正反螺紋長螺母17，即可令右旋螺紋桿15和左旋螺紋桿18同時進(jìn)入；若同時順時針旋轉(zhuǎn)兩端正反螺紋長螺母17，即可令右旋螺紋桿15和左旋螺紋桿18同時退出，實(shí)現(xiàn)了四塊散熱片11的徑向伸縮功能。

下面說明所述散熱支架系統(tǒng)和主艙體1的裝配方式。所述散熱支架系統(tǒng)與電氣元件19裝配完畢后，逆時針旋轉(zhuǎn)所有正反螺紋長螺母17，令四塊散熱片11收縮，至散熱支架系統(tǒng)的直徑達(dá)到最??；將整套散熱支架系統(tǒng)置入所述主艙體1中，保證散熱片11兩端的限位槽13與主艙體1內(nèi)壁面上的限位卡2處于配合位置，順時針旋轉(zhuǎn)所有正反螺紋長螺母17，令四塊散熱片11伸張，至所有散熱片11的圓弧面與主艙體1的內(nèi)壁面緊密貼合，同時所有限位卡2都在限位槽13內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對整套散熱系統(tǒng)的軸向和切向固定。同時防松彈簧16可以使正反螺紋長螺母17與右旋螺紋桿15和左旋螺紋桿18之間始終達(dá)到自鎖條件，避免因耐壓艙體的劇烈運(yùn)動導(dǎo)致螺紋連接松動，保證了徑向固定效果。因?yàn)榉浪蓮椈?6頂住長螺母17，可以將長螺母17自鎖。散熱支架系統(tǒng)和主艙體1裝配完畢后，需要對電氣設(shè)備和安裝于端蓋上的水密接插件進(jìn)行接線，隨后即可按上文所述對主艙體1與前端蓋5和后端蓋9進(jìn)行裝配。

下面說明本發(fā)明耐壓電子艙的拆卸方式。將所述前端蓋5和后端蓋9端面上的16枚固定螺絲卸下，使耐壓艙體垂直放置于平面上，用兩枚撬板插入主艙體1端面的拆卸槽4中，同時向外撬動，即可將端蓋從主艙體1中取出，另一枚端蓋同理。將電氣設(shè)備和水密接插件之間的接線頭斷開，逆時針旋轉(zhuǎn)所有正反螺紋長螺母17，令四塊散熱片11收縮，至散熱支架系統(tǒng)的直徑達(dá)到最小，限位卡2與限位槽13即可自動分離，將散熱支架系統(tǒng)從主艙體1中抽出即可。

本發(fā)明中所述電氣元件19與散熱片11的平面可以緊密貼合，散熱片11的弧面與主艙體1的內(nèi)壁面也可緊密貼合，實(shí)現(xiàn)了熱量從電氣元件19-散熱片11-主艙體1-外部冷水的傳導(dǎo)過程。該水冷散熱方式效率極高，可以有效避免電氣原件因高溫?fù)p壞，使耐壓電子艙能夠在深水環(huán)境中長時間穩(wěn)定工作。特別是在主艙體內(nèi)，在主艙體空間有限的條件下，可以很方便你的拆卸電氣元件17，而且散熱片11的散熱面積大。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。