一种基于3D打印技术的压力传感器小型化油冷结构制造技术

本申请涉及机械领域，具体涉及一种基于3D打印技术的压力传感器小型化油冷结构。油冷结构包括壳体和油冷板，油冷板上两侧分别设有油冷通道，壳体的传感器接口面设有若干个机械接口，传感器接口面对侧为电气接口面，油冷板通过螺钉与壳体固定连接，所述油冷板为3D打印得出，油冷板内部设有环形冷却的流道。冷却液的流道进、出口焊接在油冷板对应的油冷通道上。采用在传感器底板上设计燃油流道，用系统上的燃油泵给传感器流通燃油，将发动机传感器上的高温通过燃油传递出去，从而保护传感器内部元器件、结构件等。采用多路传感器集成在一起，采用一个油冷管进行冷却降温，提高了效率，同时减小了体积。减小了体积。减小了体积。

【技术实现步骤摘要】
一种基于3D打印技术的压力传感器小型化油冷结构


[0001]本申请涉及机械领域，具体涉及一种基于3D打印技术的压力传感器小型化油冷结构。

技术介绍

[0002]飞行器的发动机在工作时，会产生高温，约为(500～600)℃，传统的传感器无法满足发动机工作要求,需要对传感器进行特殊处理，但是让传感器中所有器件、零组件承受(500～600)℃高温几乎是不可能实现的，因此必须从隔热保护或者降温保护等方面进行考虑，传统的方案是单个传感器采用隔热层包裹，但是需要单个传感器进行包覆，再进行组合，包覆层厚度根据最高温度进行选择，组装完成后，若最高温度变大，包覆层无法进行直接替换，必须将传感器拆下后进行调整。
[0003]本方案另辟蹊径，采用高集成一体化油冷的方式进行降温保护。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的：设计出一种有效的耐高温、高集成、一体化、小型化油冷结构，以满足发动机高温工作的恶劣条件。
[0005]技术方案
[0006]一种基于3D打印技术的压力传感器小型化油冷结构，油冷结构包括壳体和油冷板，油冷板上两侧分别设有油冷通道，壳体的传感器接口面设有若干个机械接口，传感器接口面对侧为电气接口面，油冷板通过螺钉与壳体固定连接，所述油冷板为3D打印得出，油冷板内部设有环形冷却的流道。冷却液的流道进、出口焊接在油冷板对应的油冷通道上。
[0007]所述油冷板厚度为5mm。
[0008]所述流道直径为φ3。
[0009]产品的热源位于油冷板下方。
[0010]所述油冷板由钛合金构成。
[0011]所述冷却液的流道进、出口的位置高度高于油冷板高度。
[0012]所述环形冷却的流道具体为四路。
[0013]所述流道应尽量布满整个油冷板冷却降温区域。
[0014]所述油冷板设有与发动机固定连接用的安装耳。
[0015]所述机械接口数量具体为9个。
[0016]技术效果
[0017]第一方面，本申请提供一种新型的传感器耐高温解决方案。
[0018]传统的方案是单个传感器采用隔热层包裹，但是需要单个传感器进行包覆，再进行组合，包覆层厚度根据最高温度进行选择，组装完成后，若最高温度变大，包覆层无法进行直接替换，必须将传感器拆下后进行调整。
[0019]本方案中，采用在传感器底板上设计燃油流道，用系统上的燃油泵给传感器流通
燃油，将发动机传感器上的高温通过燃油传递出去，从而保护传感器内部元器件、结构件等。
[0020]第二方面，传统的传感器高温方案采用单个进行包覆，包覆厚度一旦确定，无法直接进行更换，必须拆下传感器进行更改，本方案采用多路传感器集成在一起，采用一个油冷管进行冷却降温，提高了效率，同时减小了体积。
[0021]第三方面，提出了传感器新的成型工艺，传统传感器零组件成型方案为机械加工，油冷管采用机械加工后，采用堵头进行焊接堵塞，本方案将3D打印技术应用于传感器制造中，油冷板采用钛合金一体化3D打印成型。
[0022]传统的机械加工方案，但很难实现复杂结构的加工，采用机械加工后焊接的方式很难满足强度要求，因此采用3D打印一体成型技术进行制作，但3D打印后又很难保证外观及尺寸，因此，在3D打印时保留余力，打印完成后进行机械加工。综上，本方案是采用增材智能制造与传统的机械加工相结合的成型方法。
[0023]第四方面，油冷板的结构设计采用三路油路同时递进的方案，三路流道距离一致，弯道大致等距，因此，三路流速相似，不会造成流速不均。
[0024]第五方面，油冷板的材质选择为钛合金，打印完成后，采用热处理提高其强度，采用机械加工保证尺寸。
[0025]传统的方案为机械加工，但很难实现复杂结构的加工，采用机械加工后焊接的方式很难满足强度要求，因此采用3D打印一体成型技术进行制作，但3D打印后又很难保证外观及尺寸，因此，在3D打印时保留余力，打印完成后进行机械加工。综上，本方案是采用增材智能制造与传统的机械加工相结合的成型方法。在成型材料上，选用了钛合金粉末，其轻量化、高强度、易增材制造的特点非常适合传感器的轻量化、小型化的需求。
附图说明
[0026]图1为压力传感器小型化油冷结构结构示意图；
[0027]图2为压力传感器小型化油冷结构背视图；
[0028]图3为传感器高集成效果图；
[0029]图4油冷板结构效果图；
[0030]图5流道剖视图。
具体实施方式
[0031]下面我们结合附图1
‑
5对本专利技术做出进一步的说明：
[0032]一种基于3D打印技术的压力传感器小型化油冷结构，油冷结构包括壳体和油冷板，油冷板上两侧分别设有油冷通道，壳体的传感器接口面设有若干个机械接口，传感器接口面对侧为电气接口面，油冷板通过螺钉与壳体固定连接，所述油冷板为3D打印得出，油冷板内部设有环形冷却的流道。冷却液的流道进、出口焊接在油冷板对应的油冷通道上。
[0033]所述油冷板厚度为5mm。产品的热源位于油冷板下方，因此在产品热源方向，因尽量布满冷却流道，系统油泵采用的是φ3管路，冷却流道直径因此也必须是φ3，否则会造成油路流速过慢或者流道无法充满。考虑到φ3流道的强度问题，同时节约空间，轻量化设计，油冷板为增材制造一体化成型，厚度设计为5mm可以满足要求。
[0034]所述流道直径为φ3。产品的热源位于油冷板下方，因此在产品热源方向，因尽量布满冷却流道，系统油泵采用的是φ3管路，冷却流道直径因此也必须是φ3，否则会造成油路流速过慢或者流道无法充满。考虑到φ3流道的强度问题，同时节约空间，轻量化设计，油冷板为增材制造一体化成型，厚度设计为5mm可以满足要求。
[0035]所述油冷板由钛合金构成。轻量化设计，最大程度减重；同时考虑强度问题，易成型，在铝合金、钛合金、不锈钢中优选钛合金。钛合金易于3D打印，在强度上优化铝合金，在重量上，优于不锈钢。兼有轻量化、高强度的优点。
[0036]所述冷却液的流道进、出口的位置高度高于油冷板高度。此设计主要为了避让，油冷板下方为结构禁区，此设计主要为了便于安装，不会和下方系统上的结构干涉。
[0037]所述环形冷却的流道具体为四路。主要考虑为了仿真设计。
[0038]冷却流道需要考虑以下几点：a)流道最短，便于热量及时转移；b)流道最大限度布满整个热源面；c)流量上考虑；d)多流道设计时要考虑每个流道中流速要基本相同。
[0039]综合以上几点设计要点，设计4个流道，每个流道在流程上相近，流程阻力相近，通过仿真分析，4个流道在压力差、流速上基本相同，不会造成流道流速的差异，可以使油冷板各处带走的热量均衡。
[0040]所述流道应尽量布满整个油冷板冷却降温区域。最大程度带走热源传递到产品上的热量。
[0041]所述油冷板设有与发动机固定连接用的安装耳。用于安装。
[0042]所述机械接口数量具体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于3D打印技术的压力传感器小型化油冷结构，其特征在于，油冷结构包括壳体和油冷板，油冷板上两侧分别设有油冷通道，壳体的传感器接口面设有若干个机械接口，传感器接口面对侧为电气接口面，油冷板通过螺钉与壳体固定连接，所述油冷板为3D打印得出，油冷板内部设有环形冷却的流道；冷却液的流道进、出口焊接在油冷板对应的油冷通道上。2.根据权利要求1所述的一种基于3D打印技术的压力传感器小型化油冷结构，其特征在于，所述油冷板厚度为5mm。3.根据权利要求1所述的一种基于3D打印技术的压力传感器小型化油冷结构，其特征在于，所述流道直径为φ3。4.根据权利要求1所述的一种基于3D打印技术的压力传感器小型化油冷结构，其特征在于，产品的热源位于油冷板下方。5.根据权利要求1所述的一种基于3D打印技术...

【专利技术属性】
技术研发人员：李华培，杜言，付德琴，
申请(专利权)人：武汉航空仪表有限责任公司，
类型：发明
国别省市：