Приспособление для сборки термоэлектрических модулей

 

ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ СБОРКИ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МОДУЛЕЙ, содержащее снабженный каркасом корпус, в стенках которого выполнены прорези с установленными в них двумя группами направляющих пластин, и прижииное устройство, отличающеес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и увеличения выхода годных изделий путем устранения возможностей замыкания термоэлементов в модуле, каждая направляющая пластина первой группы, кроме ограничивающих по периметру модуль, выполнена в виде двух раздвижных гребенок, зубья которых направлены в противоположные стороны, а в пазах расположены направляющие пластины второй группы, причем обе группы направляющих пластин по скользящей посадке установлены в прорезях , выполненных по всей высоте стенок корпуса.

„„SU „„1038985. COe3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК уды Н 01 L 35/34

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

OIlHGAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ . ::

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3425063/18-25 (22) 19.04.82 (46) 30.08.83. Бюл. N 32 (72) И. И. Головко, А. П. Мельник, С. Н. Пархоменко и Ю. С. Цыганюк (71) Черновицкий ордена Трудового

Красного Знамени. государственный университет (53) 621.562.2(088.8) (56 ) 1. Авторское свидетельство CCCP

N,199223 кл, Н 01 1. 35/34, 1966, 2. Патент США и 3.223.406, кл; 269-153, опублик, 1965, 3. Авторское свидетельство СССР и 546047, кл. Н 01 L 35134, 1977 (прототип ) ..(54) (57) ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ СБОРКИ

ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МОДУЛЕЙ, содержащее снабженный каркасом корпус, .в стенках которого выполнены прорези с установленными в них двумя группа"

"-ми направляющих пластин, и прижимное устройство, о т л и ч à ю щ е ес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и увеличения выхода годных иэделий путем устранения воэможностей замыкания термоэлементов в модуле, каждая направляющая пластина первой группы, кроме ограничивающих по периметру модуль, выполнена в виде двух раздвижных гребенок, зубья которых направ" лены в противоположные стороны, а в пазах расположены направляющие пластины второй группы, причем обе группы направляющих пластин по скользящей посадке установлены в прорезях, выполненных по всей высоте стенок корпуса.

Ф 1038

Изобретение относится к термоэлект.ричеству»: а более конкретно к устройствам для изготовления термоэлектрических модулей, используемых в тер-„ моэлектрических генераторах, хододиль" у никах и других приборах.

Известно приспособление.для сборки термоэлектрических модулей, содержащее корпус, выполненный в виде рамки с намотанной на нее крест-нак- 10 рест нитью, образующей сетку с ячейка. ми. Для крепления концов нити и пере вода намотки в перпендикулярное нап-; равление в рамке имеются штыри. При сборке модуля полуэлементы вставляют" $5 ся в ячейки двухслойной сетки так, чтобы верхний слой фиксировал один конец полуэлемента модуля, а нижнийдругой конец. При этом величина ячеек выбирается в зависимости от попе- 20 речного сечения полуэлементов, а толщина нити - в зависимости от заданных зазоров между ними Г 1 ).

Недостатком данного приспособления является то, что оно не имеет прижи- д мов для параллельной установки теплопереходов и ограничителей высоты модуля. В таком приспособлении можно собрать только блок полуэлементов„ что значительно затрудняет сборку, снижает точность и качество модулей.

Известно также приспособление для сборки модулей, содержащее корпус с отверстием по форме модуля, в стенках которого выполнены прорези с установленными в них направляющими пластинами, с одной стороны которых имеется ограничитель. Такое приспособление предназначено для сборки моду40 лей с коммутационными пластинами без теплопереходов и снабжено крышкой, в которую вмонтировано большое количество прижимов для закрепления коммутационных пластин, соединяю45 щих полуэлементы модуля 2 1.

К недостаткам указанного приспо-.: е собпения относится сложность конструкц:.)и, низкая точность сборки, обусловленная, в частности, тем, что при наличии отдельных прижимов для каждого термоэлемента невозможно точно . выдержать одинаковую высоту всех термоэлементов. Кроме того, конструкция корпуса и направляющих пластин данного приспособления не позволяет собирать в нем модули разных габаритов и формы.

Наиболее близким к предлагаемому является приспособление для сборки термоэлектрических модулей. содержащее снабженный каркасом корпус, в стенках которого выполнены прорези с установленными в них двумя группами направляющих пластин. 8 корпусе приспособления выполнено сквозное отверстие, форма которого соответствует форме и.размерам собираемого модуля,а направляющие пластины жестко фиксируются в прорезях корпуса при помощи ограничителя с одной стороны и подвижно установленного в каркасе прижимного устройства в виде струбцин с другой стороны (3 j.

Однако для сборки модуля в известНоМ приспособлении высота направляющих пластин должна быть меньше высоты залуженного полуэлемента, что создает возможность затекания припоя между коммутационными пластинами теплопереходов и создания закорачивающих перемычек между соседними термоэлементами. Это значительно снижает процент выхода годных иэделий при сборке. Кроме того, конструкция корпуса и направляющих пластин, в частности жесткая фиксация направляющих пластин в прорезях, обуславливает невозможность сборки в данном приспособлении модулей разных габаритов и формы, а также и многокаскадных модулей. !

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и увеличение выхода годных изделий путем устранения возможности замыкания термоэлементов в модуле.

Указанная цель. достигается тем, что в приспособлении для сборки термоэлектрических модулей, содер жащем снабженный каркасом корпус, в стенках которого выполнены прорези с установленными в них двумя группами направляющих пластин,и прижимное устройство, каждая направляющая пластина первой группы, кроме ограничивающих по периметру модуль, выполнена в виде двух раздвижных гребенок, зубья которых направлены в противоложные стороны, а в пазах расположены направляющие пластины второй группы, причем обе группы направляющих пластин

О по скользящей посадке установлены в прорезях, выполненных по всей высоте стенок корпуса.

3 1

При этом направляющие пластины, ограничивающие модуль по периметру, в каждой группе пластин выше остальных на 0,5- 1,5 мм.

На фиг. 1 показано предлагаемое приспособление для сборки термоэлект рических модулей, общий вид;.на фиг. 2-4 - направляющие пластины, используемые в приспособлении.

Приспособление содержит корпус

1, выполненный в виде цилиндрического стакана, в стенках которого выполйены прорези 2. Корпус установлен в каркасе .3, снабженном прижимным устройством, выполненным в виде толкателя 4, В прорезях корпуса установлены две группы направляющих пластин, которые, в свою очередь состоят из верхних и нижних направляющих пластин 5 первой группы, верхних и нижних направляющих пластин 6 второй группы и пластин 7 и 8, ограничивающих модуль по периметру, Направляющая пластина 5 первой груп пы (фиг.2 ) состоит из двух раздвижных гребенок, установленных в приспособлении так, что зубья обеих гребенок направлены в противоположные стороны. В пазах верхних и нижних гребенок первой группы соответственно расположены верхние и нижние направляющие пластины 6 второй группы, общий вид которых показан на фиг. 3. Пластины 7 и 8, ограничивающие модуль по периметру, показаны на фиг.4, причем .высота ограничивающих пластин в каждой группе на 0,5-1,5 мм больше высоты остальных направляющих пластин.

Сборка термоэлектрического модуля при помощи предлагаемого приспособления происходит следующим образом, Теплопереход модуля устанавливается на дне корпуса 1, затем в прооезях 2 корпуса располагают ниж-. ние направляющие пластины 6 второй группы,, в том числе и нижние ограничивающие пластины 8. Устанавливают нижние гребенки первой

«руппы направляющих пластин 5 и таким. образом, что в пазах гребенок размещаются нижние пластины второй группы. В образованные ячейки укладываются коммутационные пластины, прикоммутационные пластины теплоперехода отделены друг от друга направляющими пластинами, так, что невозможно затекание

038985 4 припоя между ними. Затем в прорезях корпуса над нижними гребенками соответственно устанавливают верхние гребенки. направляющих пластин 5 и 7 первой группы, а в пазах верхних гребенок располагают верхние направляющие пластины 6 второй группы, в том числе и верхние ограничивающие пластины 8. В ячейкахд образованных направляющими пластинами, размещают полуэлементы в зависимости от схемы коммутации модуля.

Так как залуженные полуэлементы, установленные в ячейках, несколько выше направляющих пластин, то для того, чтобы обеспечить фиксацию полу" элементов и коммутационных пластин верхнего теплоперехода в своих ячейках, верхние гребенки первой группы направляющих пластин 5 и

7 поднимаются в прорезах 2 корпуса вместе с установленными в их пазах верхними направляющими пластинами

6 и 8 второй группы на нужную высоту и закрепляются в этом положении, например, подпружиниванием или при помощи прокладки между верхни" ми гребенками полоски припоя, которым залужены полуэлементы модуля.

После этого над полуэлементами модуля аналогично нижнему устанавливают верхний теплопереход, причем все пластины 7 и 8 ограничива35 ют оба теплоперехода и все крайние полуэлементы модуля по периметру.

Предлагаемое приспособление наряду со сборкой однокаскадных модулей позволяет производить сбор40 ку многокаскадных модулей разных габаритов и с различными параметрами.

При необходимости изготовления многокаскадного модуля над сборкой первого каскада при помощи до45 полнительного набора направляющих пластин аналогичным образом устанавливаются полуэлементы и теплопереходы второго, третьего каскадов и т.д.

После этого корпус приспособления с собранным модулем размещают в каркасе 3, устанавливают над ним толкатель 4 и помещают все приспособление в печь. При достижении 5 температуры плавления припоя под давлением толкателя производится коммутация составных элементов модуля.

При этом коммутационные пластины

1038985 .4 гребенок и 0,7.мм. Высота ограничи. вающих пластин первой группы 1,50,8 мм, а второй 0,7-0,8 мм.

Аналогичным образом изготавлива ют еще несколько наборов направляющих пластин других размеров для сборки в приспособления модулей разных габаритов и сборки многокаскадных модулей. Каркас приспособ10 ления выполняют из нержавеющей стали.

По сравнению с известным предлагаемое приспособление для сборки термоэлектрическлх модулей

15 значительно проще. в изготовлении.

Это обусловлено отсутствием специальных струбцин для закрепления направляющих пластин, а также более простой формой Kophyca npuc20 пособления.

5 теплопереходов прижимаются к торцам полуэлементов и припой соединяет их, не образуя замыкающих перемы чек,между термоэлементами модуля, Таким образом, предлагаемое прис пособление позволяет быстро и качественно собирать как однокаскадные, так и многокаскадные модули, причем процент выхода годных модулей бла" годаря предлагаемой конструкции направляющих пластин значительно повышается, так как практически исключается возможность замыкания термоэлементов модуля при сбор-. ке.

Изготавливают опытный образец приспособления для сборки термоэлектрических модулей. Корпус приспособления изготавливается в виде цилиндрического стакана из дюралюминия диаметром,29, высотой 15 и толщиной стенок 1,5 мм. Изготавливают набор направляющих пластин для приспособления, выполненных из стали б5Г,причем после изготовления пластин проводят химическое оксидирование с целью покрытия их окисной пленкой и обеспечения несмачиваемости припоем при сборке модулей.

Высота каждой гребенки направляющих пластин первой группы h„= f,5 мм, глубина пазов гребенок 0,7 мм, а высота направляющих пластин второй группы соответствует глубине пазов

В предлагаемом приспособлении проводится сборка нескольких видов как однокаскадных, так и мно25 гокаскадных охлаждающих термоэлектрических модулей

При сравнении предлагаемого приспособления с известным видно, что процент выхода годных модулей 0 при сборке повышается íà 30 .Êðîме того, предлагаемое приспособление значительно проще в изготовлении

4 и обладает более широкими возможностями, чем известное.

4038985

1038985

Составитель О. Федотов

Техред И.Метелева Корректор А. Зимокосов

Редактор M. Рачкулинец филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 6236/57 Тираж 703 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,Ж-35, Раушская наб., д. 4/5