[发明专利]内部带有滑块的用于驱动液体金属的电磁泵

说明书

技术领域

本发明涉及一种电磁泵，特别涉及一种内部带有滑块的用于驱动液体金属运动 的电磁泵，可用于在不增加液体金属用量的前提下显著提升电磁泵的驱动力。

背景技术

近年来，随着高端计算机芯片、光电器件技术的飞速发展，热障问题日趋严重， 已成为制约芯片技术进一步发展的瓶颈。迄今，常用的散热方式主要包括：风冷、 水冷及热管散热三种。其中，常规风冷已经很难满足高性能光电设备的散热需求， 水冷及热管散热在一定程度上还可以满足当前的散热负荷。但水冷的缺点在于水的 热导率低、易挥发、沸点低；热管散热的缺点在于过大的热负荷会导致热管失效， 从而导致芯片过热。

为此，专利(刘静，周一欣，一种芯片散热用散热装置，授权号：02257291.0) 提出了以低熔点金属或其合金作为冷却流动工质的计算机芯片散热方法。这是在计 算机热管理领域中首次引入的新观念。由于液体金属具有远高于水、空气及许多非 金属介质的热导率(如室温附近处于液态的镓导热率约为水的60倍，高出空气1000 多倍)，且具有流动性，因而可实现快速高效的热量输运能力，这相对于已有的散热 方式而言是一个实质性的拓展。这种低熔点液体金属以远高于传统流动工质的热传 输能力，最大限度地解决了高密度能流的散热难题。特别是，由于采用了液体金属， 散热器可作得很小且易于通过功耗较低的电磁泵驱动，由此可实现整体集成化的微 型散热器。

液体金属散热技术的提出，突破了已有的强化散热观念，以远高于传统流动工 质(如空气、水、有机溶液或更多功能流体)的热传输能力，最大限度地解决了超 高热流密度芯片的散热难题。在这种方法中，流体速度越高，则输运热量的能力越 强。众所周知，在驱动金属液体流动的电磁泵中，电磁场施加到液体金属上的驱动 力F可表示为F＝BIL(其中，B为永磁体产生的磁场，I为泵腔中流过液体金属的电流 大小，L为泵腔内液体金属流道的宽度)；由此公式可以看出，要提升电磁场对金属 流体的驱动力，除了采用尽可能强的永磁体外，需要增大电流，但电流的增大会给 电源设计带来较大困难，也增加了能耗。因此，若能扩大泵腔流道内的金属流体宽 度即L的大小，则可在低磁场、小电流情况下达到较大的驱动力。但是，增加液体 金属流道宽度，无疑会增加液体金属的用量，而熔点在室温附近的金属一般较为昂 贵，从而使得散热器的总体制作造价较高。

考虑到上述因素，本发明提供一种内部带有金属滑块的用于驱动液体金属的电 磁泵，可在不增加液体金属用量的前提下提升电磁泵的驱动力。其原理在于在泵腔 内采用常见价格较低的金属或表面涂覆有金属膜的非金属滑块代替部分液体金属， 从而降低成本；而这种金属滑块可与周围流过的液体金属一起充当电磁场的驱动对 象，由此可通过金属滑块的引入大大扩充L，从而在不增加液体金属用量的情况下提 升对金属流体的驱动能力。

发明内容

本发明目的在于：提供一种内部带有滑块的用于驱动液体金属的电磁泵，可在 不增加液体金属用量的前提下提升电磁泵的驱动力。

本发明的技术方案如下：

本发明提供的内部带有滑块的用于驱动液体金属的电磁泵，其特征在于，其包 括：

一泵体；

所述泵体内部设中空流道；所述中空流道一侧相对的壁面上分别设有与外界相通 的流道入口和流道出口；所述中空流道另一侧相对的壁面上分别嵌装片状电极；所 述中空流道内装有液体金属；

一装于所述中空流道内的滑块；

分别嵌装于所述泵体上表面和下表面上的片状磁体，所述片状磁体与所述 中空流道相垂向对应；

所述片状磁体大平面与所述片状电极的大平面相互垂直；和

一装于泵体表面上的带有外界电源的控制电路模块；

所述片状电极输入端与控制电路模块的控制电路相连。

所述泵体外表面套装一导环形，所述导环形的轴向方向与所述流道入口及流道 出口的轴向方向平行。

所述中空流道为直管形、渐缩管形、渐扩管形或其结合管形；其宽度为1mm- 50cm，沿液体金属流动方向的长度为1mm-100cm；深度为1mm-50cm；所述滑块 2尺寸小于所述中空流道的尺寸。

滑块为金属滑块或为表面涂覆金属层的非金属滑块。

所述金属滑块为铜或不锈钢材质的金属滑块；所述非金属滑块为塑料或聚合物材 质的滑块；所述非金属滑块表面涂覆的金属层为铜或不锈钢金属层。