絕熱型壓緊固定裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種絕熱型壓緊固定裝置，包括彈簧，彈簧壓緊銷和壓緊銷固定架，其中：彈簧壓緊銷安裝在壓緊銷固定架中；彈簧設置在彈簧壓緊銷和被制冷件或被加熱件之間，且彈簧通過壓緊銷被壓緊在被制冷件或被加熱件上。本實用新型克服了現有技術中的不足，具有傳導熱阻大、消除壓力空間不平衡、避免熱脹冷縮造成的壓力大幅變化及實施簡便等優點。
【專利說明】
絕熱型壓緊固定裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及儀器技術領域，具體來講是一種絕熱型壓緊固定裝置。
【背景技術】
[0002]生產生活中有大量制冷或加熱的場景。本實用新型描述中，制冷和加熱完全等效，為描述簡潔及便于閱讀起見，以下均以“制冷”代替“制冷或加熱”。凡是采用熱傳導方式來實現固體被制冷件和固體冷源的熱傳遞的固定方式，都需要使被制冷或加熱的部分緊緊接觸冷源或熱源。因為如果被制冷件和冷源之間有空隙，通常其間會充滿空氣，而空氣是熱的不良導體，會阻礙熱傳遞。如果在真空環境下，空隙會造成熱傳導無法達成，更需要排除空隙、緊密貼合。
[0003]固體和固體間的緊密貼合通常有三種方式:1、粘接;2、焊接;3、壓緊。粘接方式結構簡單，但不便于拆卸，僅適用于部分冷源和被制冷件，通常是熱的不良導體的粘結層如果過厚則熱阻過大，且粘結劑有一定的耐溫范圍限制。焊接方式熱阻最小，連接牢固，但操作復雜，要求專用設備，限于表面材質僅適用于部分冷源和被制冷件。壓緊方式熱阻適中，無需專用設備，無耐溫范圍限制，幾乎適用所有冷源和被制冷件，故使用最為廣泛。
[0004]壓緊的通常實現方法是在被制冷件上穿孔，螺栓通過此孔，旋緊到冷源后面的框架/底座上的螺孔里。此方法的主要不足在于:I)通過螺栓連接被制冷件和框架/底座，熱量會通過螺栓傳導，傳導熱阻較小。不利于維持被制冷件的低溫。較好的連接方法應該盡量減少其向框架/底座的(負)熱量散失，即加大被制冷件與其他部件的熱阻。尤其當冷源的熱搬運功率不高、制冷的另一面溫度較高的情況下(例如珀爾貼/半導體制冷)，熱隔絕尤其重要。2)螺栓的壓緊力不易精確控制，太輕則可能留有空隙，太重則可能壓碎冷源或被冷卻件，且各個螺栓很難做到壓力均衡，可能在冷源或被冷卻件上造成應力，日久易損壞。3)溫度變化時各連接件膨脹或收縮，可能增大壓力，有損壞零件的風險;或減小壓力，造成接觸松弛、熱導不暢。4)各個螺栓壓力不均衡可能造成被壓件傾斜，因而在冷源和被冷卻件之間形成楔形空隙，增大熱阻。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型提出了一種絕熱型壓緊固定裝置的方案，克服了現有技術中的不足，具有傳導熱阻大、消除壓力空間不平衡、避免熱脹冷縮造成的壓力大幅變化及實施簡便等優點。
[0006]首先，本實用新型壓緊固定裝置使用了彈簧(包括但不限于圓柱/圓錐螺旋狀、渦卷、板彈簧)，由于其結構特點，連接被冷卻件和固定壁的是一段細且長的桿/絲/片，即熱傳導途徑長、截面積小。根據熱傳導基本公式
[0007]?; = λ*(Τ1-Τ2)*Α/δ
[0008]Q是熱傳導功率，λ是導熱系數，δ是熱傳導媒介長度;Tl，Τ2是熱傳導媒介兩端溫度，A是接觸面積。
[0009]本實用新型中，僅熱傳導途徑長、截面積小的彈簧接觸被冷卻件，因此熱阻比采用螺栓固定大約提高數倍至數十倍。
[0010]其次，本實用新型無需在被冷卻件12上開孔，制作安裝方便且僅在被冷卻件12中心施壓，消除了在被冷卻件12四周施壓可能造成壓力不均衡而可能造成的被壓件傾斜，因而避免在冷源和被冷卻件之間形成楔形空隙。
[0011]再者，彈簧的剛度系數比螺栓小若干個數量級，方便精細調整施加壓力的大小。
[0012]最后，溫度變化時各連接件膨脹或收縮的位移量很容易被彈簧包容，所施加壓力幾乎不變，從而避免造成壓力過大損壞部件或壓力過小導致接觸松弛、熱導不暢。
[0013]為實現本實用新型之目的，采用以下技術方案予以實現:
[0014]—種絕熱型壓緊固定裝置，包括彈簧，彈簧壓緊銷和壓緊銷固定架，其中:
[0015]彈簧壓緊銷安裝在壓緊銷固定架中；
[0016]彈簧設置在彈簧壓緊銷和被制冷件或被加熱件之間，且彈簧通過壓緊銷施壓被壓緊在被制冷件或被加熱件上。
[0017]所述的絕熱型壓緊固定裝置，優選的:
[0018]壓緊銷固定架上設置有螺紋孔，彈簧壓緊銷外表面設置有外螺紋，彈簧壓緊銷通過該外螺紋與螺紋孔中的內螺紋配合從而安裝在壓緊銷固定架中。
[0019]所述的絕熱型壓緊固定裝置，優選的:
[0020]被制冷件或被加熱件上設置有連接部件，用以連接彈簧的一端；
[0021]彈簧壓緊銷靠近被制冷件或被加熱件的一端上設置有連接部件，用以連接彈簧的另一端。
[0022]所述的絕熱型壓緊固定裝置，優選的:
[0023]所述連接部件是凹槽或凸起。
[0024]所述的絕熱型壓緊固定裝置，優選的:
[0025]所述彈簧的一端插入到所述凹槽中；或者，
[0026]所述凸起插入到彈簧的一端。
[0027]所述的絕熱型壓緊固定裝置，優選的:
[0028]所述彈簧包括圓柱彈簧、圓錐彈簧、螺旋狀彈簧、渦卷彈簧、板彈簧。
[0029]所述的絕熱型壓緊固定裝置，優選的:
[0030]彈簧壓緊銷與被制冷件或被加熱件之間不直接接觸。
【附圖說明】
[0031 ]附圖1為本實用新型絕熱型壓緊固定裝置的整體安裝結構示意圖；
[0032]附圖2為被制冷件示意圖。
[0033]附圖3為彈簧壓緊銷示意圖。
【具體實施方式】
[0034]以下結合附圖通過實施例對本實用新型作進一步詳細說明:
[0035]如圖1所示，本實用新型絕熱型壓緊固定裝置包括彈簧13，彈簧壓緊銷14，壓緊銷固定架15。所述彈簧13由被制冷件12和彈簧壓緊銷14共同壓緊，通過調整兩者之間的距離可以調整對被制冷件12的壓力，使得被冷卻件12與冷源11能夠緊密貼合。彈簧13在滿足機械性能的前提下盡量選擇低熱導系數的材料，例如17-7PH，鉻釩彈簧鋼，硅錳彈簧鋼，各種不銹鋼等，避免高熱導材料，例如銅或鋁。本實施例中，被制冷件12在與彈簧13接觸的面上做出了容納彈簧13適當厚度的凹槽121以便固定被制冷件12和彈簧13兩者的相對位置。彈簧壓緊銷14末端則設置有插入彈簧13適當深度的凸起/銷子141，以便固定彈簧壓緊銷14和彈簧13兩者相對位置。另外，被制冷件12與彈簧壓緊銷14可根據具體實施需要選擇凹槽或凸起的結構來固定與彈簧的相對位置。如果各零件已經被良好固定，或整個裝置穩固，也可不設置凹槽或凸起。
[0036]圖1中冷源11與被制冷件12可直接接觸，也可以在二者之間設置熱界面材料，如導熱脂、導熱膠等，用于填充冷源11與被制冷件12之間的空隙，使熱量的傳導更加順暢迅速。
[0037]所述實施例中，彈簧壓緊銷14安裝在壓緊銷固定架15的螺紋孔中，也即彈簧壓緊銷14外表面設置有外螺紋，彈簧壓緊銷通過該外螺紋與螺紋孔中的內螺紋配合安裝在壓緊銷固定架上，可通過旋轉彈簧壓緊銷14改變被制冷件12和彈簧壓緊銷14之間的距離，從而調整彈簧的壓力。彈簧壓緊銷14也可通過凸輪或其他機構形式，改變被制冷件12和彈簧壓緊銷14之間的距離，從而調整彈簧的壓力。所述固定架15相對被制冷件12等為獨立裝置，固定架即被制冷件及冷源(在固定后)與之位置相對固定不動的部件，例如外殼、底座等。
[0038]通過本實用新型，彈簧壓緊銷14與被制冷件12不直接接觸，而是通過彈簧13壓緊在被制冷件12的表面上，通過這種固定方式，僅熱傳導途徑長、截面積小的彈簧接觸被冷卻件，因此熱阻比采用螺栓固定大約提高數倍至數十倍。消除了在被制冷件12四周施壓可能造成壓力不均衡而可能造成的被壓件傾斜，因而避免在冷源和被冷卻件之間形成楔形空隙。能夠便捷、精確的調整施加壓力的大小。且能夠避免造成壓力過大損壞部件或壓力過小導致接觸松弛、熱導不暢。
【主權項】
1.一種絕熱型壓緊固定裝置，包括彈簧，彈簧壓緊銷和壓緊銷固定架，其特征在于: 彈簧壓緊銷安裝在壓緊銷固定架中； 彈簧設置在彈簧壓緊銷和被制冷件或被加熱件之間，且彈簧通過壓緊銷施壓被壓緊在被制冷件或被加熱件上。2.根據權利要求1所述的絕熱型壓緊固定裝置，其特征在于: 壓緊銷固定架上設置有螺紋孔，彈簧壓緊銷外表面設置有外螺紋，彈簧壓緊銷通過該外螺紋與螺紋孔中的內螺紋配合從而安裝在壓緊銷固定架中。3.根據權利要求1所述的絕熱型壓緊固定裝置，其特征在于: 被制冷件或被加熱件上設置有連接部件，用以連接彈簧的一端； 彈簧壓緊銷靠近被制冷件或被加熱件的一端上設置有連接部件，用以連接彈簧的另一端。4.根據權利要求3所述的絕熱型壓緊固定裝置，其特征在于: 所述連接部件是凹槽或凸起。5.根據權利要求4所述的絕熱型壓緊固定裝置，其特征在于: 所述彈簧的一端插入到所述凹槽中；或者， 所述凸起插入到彈簧的一端。6.根據權利要求1所述的絕熱型壓緊固定裝置，其特征在于: 所述彈簧包括圓柱彈簧、圓錐彈簧、螺旋狀彈簧、渦卷彈簧、板彈簧。7.根據權利要求1-6之一所述的絕熱型壓緊固定裝置，其特征在于: 彈簧壓緊銷與被制冷件或被加熱件之間不直接接觸。
【文檔編號】F16B2/02GK205533576SQ201620289527
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月8日
【發明人】徐強, 官曉勝
【申請人】雪景電子科技（上海）有限公司