用于矿井变频器散热系统中的水冷板的制作方法

1.本实用新型属于散热冷却结构设计技术领域，具体涉及一种用于矿井变频器散热系统中的水冷板。


背景技术：

2.目前，用于矿井变频器散热系统中的水冷板，多数由铝材通过真空钎焊的方式制作而成。由于铝材内含有镁成份，镁是可燃性物质，因此，发生爆炸事故时，铝材不能完全起到阻燃的作用。所以，如何设计一种新的水冷板，是目前急需解决的事情。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种用于矿井变频器散热系统中的水冷板，可有效解决上述问题。
4.本实用新型采用的技术方案如下：
5.本实用新型提供一种用于矿井变频器散热系统中的水冷板，包括：钢主体板(1)、铜冷却板(2)、钢盖板(3)、进水接头(4)和出水接头(5)；
6.所述钢主体板(1)的正面开设多个安装槽(1a)，每个所述安装槽(1a)均开设进水口(1b)和出水口(1c)；每个所述安装槽(1a)均密封固定安装一个所述铜冷却板(2)；其中，所述铜冷却板(2)的背面开设u形流道(2b)；所述u形流道(2b)的一端与所述进水口(1b)连通；所述u形流道(2b)的另一端与所述出水口(1c)连通；
7.对于相邻的两个安装槽(1a)，前一个安装槽的出水口(1c)与后一个安装槽的进水口之间，通过所述钢主体板(1)背面的蓄水槽(1d)连通；所述蓄水槽(1d)通过密封焊接的所述钢盖板(3)实现密封；
8.在所述钢主体板(1)背面分别焊接所述进水接头(4)和出水接头(5)；其中，所述进水接头(4)与位于首部的安装槽(1a)的进水口(1b)连通；所述出水接头(5)与位于尾部的安装槽(1a)的出水口(1c)连通。
9.优选的，所述铜冷却板(2)开设密封槽(2a)；所述密封槽(2a)嵌入密封圈，进而实现所述铜冷却板(2)和所述安装槽(1a)之间的密封。
10.优选的，所述铜冷却板(2)的四周开设螺栓安装孔(2c)，所述铜冷却板(2)通过穿过所述螺栓安装孔(2c)的螺栓，实现与所述安装槽(1a)的固定。
11.优选的，所述安装槽(1a)的开设数量为三个。
12.本实用新型提供的用于矿井变频器散热系统中的水冷板具有以下优点：
13.通过采用钢材和铜材的组装设计，取代了铝材，实现了完全防爆的功能，另外，铜材的散热性能优于铝材，又提高了水冷板的散热性能，同时，由于钢材价格相对便宜，氩弧焊比真空钎焊成本低，从整体上降低了加工成本。
附图说明
14.图1为本实用新型提供的用于矿井变频器散热系统中的水冷板的正面整体结构示意图；
15.图2为本实用新型提供的用于矿井变频器散热系统中的水冷板的背面整体结构示意图；
16.图3为本实用新型提供的钢主体板开设的安装槽的示意图；
17.图4为本实用新型提供的铜冷却板的正面整体结构示意图；
18.图5为本实用新型提供的铜冷却板的背面整体结构示意图；
19.图6为本实用新型提供的钢主体板的背面整体结构示意图；
20.图7为本实用新型提供的钢盖板的结构示意图；
21.图8为本实用新型提供的进出水接头的结构示意图。
具体实施方式
22.为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
23.本实用新型提供的用于矿井变频器散热系统中的水冷板，通过采用钢材和铜材的组装设计，取代了铝材，实现了完全防爆的功能，另外，铜材的散热性能优于铝材，又提高了水冷板的散热性能，同时，由于钢材价格相对便宜，氩弧焊比真空钎焊成本低，从整体上降低了加工成本。
24.具体的，本技术中，采用的铜冷却板冷却性能好，满足水冷板的散热性能。采用的钢主体板原材料便宜，又不含可燃性元素，满足成本低、阻燃的性能。流道对称单一，3个铜冷却板和2个钢盖板外形统一，加工简单，安装方便不易出错。
25.参考图1和图2，本实用新型提供的用于矿井变频器散热系统中的水冷板，包括：钢主体板1、铜冷却板2、钢盖板3、进水接头4和出水接头5；
26.参考图3，钢主体板1的正面开设多个安装槽1a，在附图中，共开设3个安装槽1a，每个安装槽1a均开设进水口1b和出水口1c；每个安装槽1a均密封固定安装一个铜冷却板2；具体安装方式可以为：铜冷却板2开设密封槽2a；密封槽2a嵌入密封圈，进而实现铜冷却板2和安装槽1a之间的密封。参考图4，铜冷却板2的四周开设螺栓安装孔2c，铜冷却板2通过穿过螺栓安装孔2c的螺栓，实现与安装槽1a的固定。
27.其中，参考图5，铜冷却板2的背面开设u形流道2b；u形流道2b的一端与进水口1b连通；u形流道2b的另一端与出水口1c连通；
28.参考图6和图7，对于相邻的两个安装槽1a，前一个安装槽的出水口1c与后一个安装槽的进水口之间，通过钢主体板1背面的蓄水槽1d连通；蓄水槽1d通过密封焊接的钢盖板3实现密封；
29.参考图8，在钢主体板1背面分别焊接进水接头4和出水接头5；其中，进水接头4与位于首部的安装槽1a的进水口1b连通；出水接头5与位于尾部的安装槽1a的出水口1c连通。实际应用中，进水接头4和出水接头5采用钢接头。
30.铜冷却板2背面设计u形流道2b，通过在钢主体板1背面开蓄水槽1d，采用钢盖板3
通过氩弧焊工艺将蓄水槽封住，再通过氩弧焊将进水接头4和出水接头5焊在流道的进水口和出水口，组装之后，就组成整个水冷板结构。
31.下面以配置三块铜冷却板2为例，介绍一个具体实施例：
32.在钢主体板1的正面，设计用于放置铜冷却板2的安装槽1a，安装槽1a的尺寸、深度保持一致。
33.在钢主体板1的每个安装槽1a内，均开设进水口1b和出水口1c；在钢主体板1的背面，设计从一个铜冷却板2对应的散热区域到另一个散热区域的蓄水槽，其中，进水口1b和出水口1c对称布置，各个安装槽1a的进出水位置布置一致。
34.在铜冷却板2上，设计出u形流道2b，三个散热区域的u形流道2b完全相同，以确保三块铜冷却板2的规格相同，以便于统一物料，方便后续组装操作。
35.在铜冷却板2上设计出密封槽2a，密封槽2a和密封圈相配合，以达到密封的作用。在密封槽2a的外圈设计螺栓安装孔2c，例如，为m6螺栓安装孔。密封圈根据压缩比和相关国标，设计出合适的厚度，以达到1mpa的密封作用。
36.2个钢盖板3采用统一的外形，设计坡口，通过氩弧焊与钢主体板1连接。在钢主体板1上设计出台阶，与2个钢接头定位，并进行角焊缝的氩弧焊。最后采用12.9级圆头内六角三组合螺钉，将3个密封圈、3个铜冷却板2与钢主体板1组装在一起，组成整体水冷板。
37.其中：铜冷却板2由导热性比较好的铜板加工而成，铜表面与igbt的发热面通过导热硅脂安装，将igbt散发的热量带走。密封圈由耐高温、耐酸碱腐蚀的epdm三元乙丙橡胶制作而成，在水冷板中起到密封作用。
38.钢主体板1、钢盖板3、进水接头4和出水接头5，采用45#钢或q235钢加工而成，此材料成本低、无可燃元素，是防爆防燃的理想材料。
39.本实用新型提供的用于矿井变频器散热系统中的水冷板，其实际使用方法为：
40.将igbt安装在铜冷却板上，将进出水安装两个钢接头。igbt散发的热量，通过铜冷却板传递到内腔的冷却液中，通过冷却液的恒温流动，将热量带走，从而将igbt的温度控制在一定范围内，保证igbt的正常工作。
41.其中，当采用三块铜冷却板时，三块铜冷却板实际为串联方式，冷却液从进水接头4流入后，通过第一块铜冷却板2的u形流道，再经第一个安装槽的出水口后，经第一个钢盖板内的蓄水槽，再从第二个安装槽的进水口流入到第二块铜冷却板2的u形流道，如此顺序流动，最终经第三铜冷却板2后，从出水接头5流出。
42.该产品具有以下优点：
43.1)通过采用钢材和铜材的组装设计，取代了铝材，实现了完全防爆的功能，另外，铜材的散热性能优于铝材，又提高了水冷板的散热性能，同时，由于钢材价格相对便宜，氩弧焊比真空钎焊成本低，从整体上降低了加工成本。
44.2)三个铜冷却板设计成同样的流道，物料统一，减少加工和后期装配的多样性；
45.3)组装简单。
46.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。