一種適用于脈動(dòng)熱管的多次沸騰排氣法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱管制造領(lǐng)域，特別涉及一種適用于脈動(dòng)熱管的多次沸騰排氣法。
【背景技術(shù)】
[0002]真空度和充液率是影響熱管性能的重要因素。其中，真空度越高，管內(nèi)可凝性氣體就越少，熱管的傳熱性能和等溫性能就越好【胡忠海等，真空度對(duì)微熱管性能影響的實(shí)驗(yàn)研宄，現(xiàn)代制造工程，2013】。真空度的實(shí)現(xiàn)方式主要有兩種:抽真空充液法和充液后沸騰排氣法。抽真空充液法依賴于真空機(jī)，真空機(jī)的性能直接影響熱管的真空度。充液后沸騰排氣法是使液體工質(zhì)沸騰產(chǎn)生的蒸汽把管內(nèi)空氣排出，但是難以精確控制液體工質(zhì)的量。文獻(xiàn)【陸龍生等，微熱管的灌注抽真空制造技術(shù)，機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2009】結(jié)合兩種方式提出充液抽真空法，即先充液后抽真空，然后通過加熱使液體工質(zhì)蒸發(fā)作為二次排氣，獲得更高的真空度。
[0003]然而，傳統(tǒng)的沸騰排氣法和充液抽真空法方法均不適用于脈動(dòng)熱管，適用于脈動(dòng)熱管的真空度實(shí)現(xiàn)方式只有抽真空后充液的方式，然而這種方式嚴(yán)重依賴于真空機(jī)，而且真空度達(dá)不到具有二次排氣的充液抽真空法。因?yàn)槊}動(dòng)熱管由毛細(xì)管構(gòu)成，具有多個(gè)回路形成閉環(huán)，抽真空充液后液體工質(zhì)及其蒸汽間斷地分布在管內(nèi)，而不是氣液分層，一旦再抽真空將會(huì)把液體工質(zhì)、蒸汽全部抽出，同樣也無法通過沸騰排氣而保留液體工質(zhì)，因此無法進(jìn)行二次排氣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對(duì)常規(guī)抽真空充液法真空度不夠高的問題，擺脫對(duì)真空機(jī)的依賴，結(jié)合脈動(dòng)熱管氣液間斷分布的特性，提出一種簡(jiǎn)單高效的排氣充液方法，即多次沸騰排出全部液體和空氣，管內(nèi)蒸汽高真空度后精確充液，并提供容積校核功能。
[0005]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種適用于脈動(dòng)熱管的多次沸騰排氣法，所述脈動(dòng)熱管的首、尾端通過三通接頭形成回路，所述三通接頭的另一接口依次連接充液排氣口、閥門和帶刻度的貯液器，包括步驟:
(1)一次排氣:豎放脈動(dòng)熱管，充液排氣口在上，打開閥門，加熱脈動(dòng)熱管使部分空氣排出管內(nèi)，接著冷卻脈動(dòng)熱管，IC液器內(nèi)的液體工質(zhì)被吸入脈動(dòng)熱管內(nèi)部并填充部分空間；
或者，
采用抽真空后充液法使部分空氣排出脈動(dòng)熱管內(nèi)并吸入部分液體工質(zhì)；
(2)二次排氣:快速加熱脈動(dòng)熱管直至液體工質(zhì)沸騰，蒸汽充滿脈動(dòng)熱管I內(nèi)部并把液體工質(zhì)和空氣排出，經(jīng)過閥門進(jìn)入貯液器；
(3)冷卻脈動(dòng)熱管，蒸汽冷凝液化，管內(nèi)實(shí)現(xiàn)高真空度并產(chǎn)生抽吸力，液體工質(zhì)被吸入至脈動(dòng)熱管內(nèi)部并接近充滿；
(4)三次排氣:快速加熱脈動(dòng)熱管直至液體工質(zhì)沸騰，使管內(nèi)液體工質(zhì)和微量殘余空氣全部排出，關(guān)閉閥門，若未知所述脈動(dòng)熱管的實(shí)際容積則轉(zhuǎn)至步驟(5)，若已知所述脈動(dòng)熱管的實(shí)際容積則跳至步驟(8);
(5)記錄貯液器的示數(shù)；
(6)冷卻脈動(dòng)熱管，打開閥門，液體工質(zhì)被吸入脈動(dòng)熱管內(nèi)部并充滿，記錄貯液器的示數(shù)，測(cè)得所述脈動(dòng)熱管I的實(shí)際容積；
(7)快速加熱脈動(dòng)熱管直至液體工質(zhì)沸騰，液體工質(zhì)全部進(jìn)入貯液器后關(guān)閉閥門；
(8)打開閥門進(jìn)行充液，使脈動(dòng)熱管達(dá)到要求的充液率后關(guān)閉閥門；
(9)密封充液排氣口，然后撤除閥門和貯液器。
[0006]進(jìn)一步地，所述充液排氣口密封方式為永久式密封并且加固，或?yàn)榭捎糜趯?shí)現(xiàn)增加或減少脈動(dòng)熱管充液率的可恢復(fù)式密封。
[0007]進(jìn)一步地，當(dāng)需要減少脈動(dòng)熱管充液率時(shí)，還包括步驟:
(10)打開充液排氣口的可恢復(fù)式密封處，使充液排氣口重新連接閥門和貯液器；
(11)加熱脈動(dòng)熱管，將液體工質(zhì)部分排出后使脈動(dòng)熱管達(dá)到所需的充液率，或?qū)⒁后w工質(zhì)全部排出后重新注入相應(yīng)數(shù)量的液體工質(zhì)使脈動(dòng)熱管達(dá)到所需的充液率；
(12)密封充液排氣口。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果在于:
(1)成本低，本發(fā)明只需簡(jiǎn)單的加熱裝置或常用的抽氣機(jī)，免去昂貴的設(shè)備投資；
(2)效果好，本發(fā)明理論上可排出所有不凝性氣體；
(3)可控精度高，本發(fā)明提供容積校核功能，根據(jù)倒灌入貯液器中液體工質(zhì)的量計(jì)算脈動(dòng)熱管的容積，并可精確控制充液率；
(4)適應(yīng)性強(qiáng)，本發(fā)明所使用的裝置的簡(jiǎn)單性決定了其適應(yīng)性，不論是工業(yè)規(guī)模化生產(chǎn)還是實(shí)驗(yàn)室制備均可使用。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖中:1-熱管；2-充液排氣口 ；3-閥門；4-貯液器；5-三通接頭。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的發(fā)明目的作進(jìn)一步詳細(xì)地描述，實(shí)施例不能在此一一贅述，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不因此限定于以下實(shí)施例。
[0012]如圖1所示，一種適用于脈動(dòng)熱管的多次沸騰排氣法，所述脈動(dòng)熱管I的首、尾端通過三通接頭5形成回路，所述三通接頭5的另一接口依次連接充液排氣口 2、閥門3和帶刻度的貯液器4，脈動(dòng)熱管I可包括多個(gè)回路，圖1中只畫出其中一個(gè)回路，不表示只有唯一一個(gè)回路。包括步驟:
(O 一次排氣:豎放脈動(dòng)熱管I，充液排氣口 2在上，打開閥門3，加熱脈動(dòng)熱管I使部分空氣排出管內(nèi)，接著冷卻脈動(dòng)熱管1，貯液器4內(nèi)的液體工質(zhì)被吸入脈動(dòng)熱管I內(nèi)部并填充部分空間；
或者，
采用抽真空后充液法使部分空氣排出脈動(dòng)熱管I內(nèi)并吸入部分液體工質(zhì)；(2)二次排氣:快速加熱脈動(dòng)熱管I直至液體工質(zhì)沸騰，蒸汽充滿脈動(dòng)熱管I內(nèi)部并把液體工質(zhì)和空氣排出，經(jīng)過閥門3進(jìn)入貯液器4 ;
(3)冷卻脈動(dòng)熱管I，蒸汽冷凝液化，管內(nèi)實(shí)現(xiàn)高真空度并產(chǎn)生抽吸力，液體工質(zhì)被吸入至脈動(dòng)熱管I內(nèi)部并接近充滿；
(4)三次排氣:快速加熱脈動(dòng)熱管I直至液體工質(zhì)沸騰，使管內(nèi)液體工質(zhì)和微量殘余空氣全部排出，關(guān)閉閥門3，若未知所述脈動(dòng)熱管I的實(shí)際容積則轉(zhuǎn)至步驟(5)，若已知所述脈動(dòng)熱管I的實(shí)際容積則跳至步驟(8);
(5)記錄貯液器4的示數(shù)；
(6)冷卻脈動(dòng)熱管1，打開閥門3，液體工質(zhì)被吸入脈動(dòng)熱管I內(nèi)部并充滿，記錄貯液器4的示數(shù)，測(cè)得所述脈動(dòng)熱管I的實(shí)際容積；
(7)快速加熱脈動(dòng)熱管I直至液體工質(zhì)沸騰，液體工質(zhì)全部進(jìn)入貯液器4后關(guān)閉閥門
3；
(8)打開閥門3進(jìn)行充液，使脈動(dòng)熱管I達(dá)到要求的充液率后關(guān)閉閥門3;
(9)密封充液排氣口2，然后撤除閥門3和貯液器4。
[0013]作為優(yōu)化，在一個(gè)實(shí)施例中，所述充液排氣口 2密封方式為永久式密封并且加固，或?yàn)榭捎糜趯?shí)現(xiàn)增加或減少脈動(dòng)熱管I充液率的可恢復(fù)式密封，所述可恢復(fù)式密封是指所述充液排氣口 2的密封處無需破壞性處理即可恢復(fù)到密封前的狀態(tài)。
[0014]作為優(yōu)化，在另一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)需要減少脈動(dòng)熱管I充液率時(shí)，還包括步驟:
(10)打開充液排氣口2的可恢復(fù)式密封處，使充液排氣口 2重新連接閥門3和貯液器
4；
(11)加熱脈動(dòng)熱管I，將液體工質(zhì)部分排出后使脈動(dòng)熱管I達(dá)到所需的充液率，或?qū)⒁后w工質(zhì)全部排出后重新注入相應(yīng)數(shù)量的液體工質(zhì)使脈動(dòng)熱管I達(dá)到所需的充液率；
(12)密封充液排氣口2。
[0015]作為優(yōu)化，充液口密封方式還可以是其他可恢復(fù)的方式，如夾緊密封，彎曲密封、柔性堵頭密封等，便于實(shí)現(xiàn)充液率的增加和減少。
[0016]本實(shí)施例為需要減少脈動(dòng)熱管I內(nèi)充液率時(shí)提供了快速高效的解決方案，減少重復(fù)性勞動(dòng)，降低脈動(dòng)熱管I的生產(chǎn)制造成本。
[0017]本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種適用于脈動(dòng)熱管的多次沸騰排氣法，其特征在于，所述脈動(dòng)熱管(I)的首、尾端通過三通接頭(5)形成回路，所述三通接頭(5)的另一接口依次連接充液排氣口(2)、閥門(3)和帶刻度的貯液器(4)，包括步驟: (1)一次排氣:豎放脈動(dòng)熱管(I)，充液排氣口(2)在上，打開閥門(3)，加熱脈動(dòng)熱管(I)使部分空氣排出管內(nèi)，接著冷卻脈動(dòng)熱管(1)，貯液器(4)內(nèi)的液體工質(zhì)被吸入脈動(dòng)熱管(I)內(nèi)部并填充部分空間； 或者， 采用抽真空后充液法使部分空氣排出脈動(dòng)熱管(I)內(nèi)并吸入部分液體工質(zhì)； (2)二次排氣:快速加熱脈動(dòng)熱管(I)直至液體工質(zhì)沸騰，蒸汽充滿脈動(dòng)熱管(I)內(nèi)部并把液體工質(zhì)和空氣排出，經(jīng)過閥門(3)進(jìn)入貯液器(4); (3)冷卻脈動(dòng)熱管(I)，蒸汽冷凝液化，管內(nèi)實(shí)現(xiàn)高真空度并產(chǎn)生抽吸力，液體工質(zhì)被吸入至脈動(dòng)熱管(I)內(nèi)部并接近充滿； (4)三次排氣:快速加熱脈動(dòng)熱管(I)直至液體工質(zhì)沸騰，使管內(nèi)液體工質(zhì)和微量殘余空氣全部排出，關(guān)閉閥門(3)，若未知所述脈動(dòng)熱管(I)的實(shí)際容積則轉(zhuǎn)至步驟(5)，若已知所述脈動(dòng)熱管(I)的實(shí)際容積則跳至步驟(8); (5)記錄貯液器⑷的示數(shù)； (6)冷卻脈動(dòng)熱管(I)，打開閥門(3)，液體工質(zhì)被吸入脈動(dòng)熱管(I)內(nèi)部并充滿，記錄貯液器(4)的示數(shù)，測(cè)得所述脈動(dòng)熱管(I)的實(shí)際容積； (7)快速加熱脈動(dòng)熱管(I)直至液體工質(zhì)沸騰，液體工質(zhì)全部進(jìn)入貯液器(4)后關(guān)閉閥門⑶； (8)打開閥門(3)進(jìn)行充液，使脈動(dòng)熱管(I)達(dá)到要求的充液率后關(guān)閉閥門(3); (9)密封充液排氣口(2)，然后撤除閥門(3)和貯液器(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種適用于脈動(dòng)熱管的多次沸騰排氣法，其特征在于:所述充液排氣口(2)密封方式為永久式密封并且加固，或?yàn)榭捎糜趯?shí)現(xiàn)增加或減少脈動(dòng)熱管(I)充液率的可恢復(fù)式密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種適用于脈動(dòng)熱管的多次沸騰排氣法，其特征在于，當(dāng)需要減少脈動(dòng)熱管(I)充液率時(shí)，還包括步驟: (10)打開充液排氣口(2)的可恢復(fù)式密封處，使充液排氣口(2)重新連接閥門(3)和貯液器⑷； (11)加熱脈動(dòng)熱管(I)，將液體工質(zhì)部分排出后使脈動(dòng)熱管(I)達(dá)到所需的充液率，或?qū)⒁后w工質(zhì)全部排出后重新注入相應(yīng)數(shù)量的液體工質(zhì)使脈動(dòng)熱管(I)達(dá)到所需的充液率； (12)密封充液排氣口(2) ο
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適用于脈動(dòng)熱管的多次沸騰排氣法，本發(fā)明通過多次沸騰排出全部液體和空氣獲得高真空度后精確充液，即加熱脈動(dòng)熱管使管內(nèi)空氣一部分從充液排氣口排出，然后冷卻脈動(dòng)熱管使管內(nèi)空氣冷凝并吸入部分液體工質(zhì)，再加熱脈動(dòng)熱管液體工質(zhì)至沸騰，使液體工質(zhì)倒灌入盛滿工質(zhì)的貯液器上，管內(nèi)充滿液體工質(zhì)的蒸汽。通過貯液器校核管內(nèi)容積后，重新把一定量的液體工質(zhì)注入脈動(dòng)熱管內(nèi)部，精確控制脈動(dòng)熱管的充液率。本發(fā)明無需昂貴設(shè)備而達(dá)到高真空度，提供容積校核功能精確控制充液率，大大降低生產(chǎn)制造成本、提高真空度和控制精度。
【IPC分類】F28D15-02
【公開號(hào)】CN104748595
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510109570
【發(fā)明人】湯勇, 何永泰, 陸龍生, 劉彬
【申請(qǐng)人】華南理工大學(xué)
【公開日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2015年3月13日