一种平板式多通道热管的工质蒸汽灌注装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种平板式多通道热管的工质蒸汽灌注装置及方法，所述装置包括圆筒形蒸发器、真空泵、密封快速接口、加热器、低温水箱、第一电磁阀、第二电磁阀及三通接口。本发明通过对工质加热，在平板式多通道热管末端冷却，让易挥发的工质通过在低真空度及高温的条件下以蒸汽的形式进入到平板式多通道热管的每个通道内，并在平板式多通道热管末端冷凝成液体形态，从而解决了传统多通道热管工质灌注方法中存在所采用的易挥发的工质在真空状态下难以多通道均匀灌注的问题，保证了每个沟槽的灌注量相等，提高了多通道热管的性能。
【专利说明】一种平板式多通道热管的工质蒸汽灌注装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及传热及换热用的热管，特别是涉及了一种平板式多通道热管的工质蒸汽灌注装置及方法。
【背景技术】
[0002]热管被称为热的“超导体”，由于其利用内部工质的相变潜热进行热管传递，导热率为同种金属材料的几十到上百倍，在传热换热领域(如太阳能光热板、大功率LED或高热流密度半导体元件散热、航天航空)上具有极大的应用价值。
[0003]热管的工质灌注工艺会对热管性能的优劣产生极大的影响。传统的铜-水热管采用先灌工质后抽真空，再进行二次除气的工艺制造。而铝热管由于存在兼容性的问题，只能采用丙酮或氨水等易挥发的液体作为工质。若对铝热管采用先灌后抽的工艺制造，容易把工质全部抽干，因此必须采用先抽真空后灌注工质的工艺制造铝热管。
[0004]平板式多通道热管是一种新型的平板热管，由若干的微热管并列而成，每根热管相互独立，借助加强筋隔开，具有轻薄承压，导热系数高的特点。制造这种热管时面临真空状态下多通道灌注的问题，并且要求每个通道的灌注量相等。目前市场上尚未开发出真空状态下的多通道移液器。
【发明内容】
[0005]本发明针对平板式多通道热管在工质灌注工艺上面临的真空状态下多通道均匀灌注的问题，提出一种平板式多通道热管的工质蒸汽灌注装置及方法，采用蒸汽灌注的原理，通过把工质端加热，热管端冷却，让易挥发的工质通过蒸发冷凝的方式进入到每个沟槽内，保证了每个沟槽的工质灌注量相等。
[0006]本发明一方面提供了一种平板式多通道热管的工质蒸汽灌注装置，包括圆筒形蒸发器、真空泵、密封快速接口、加热器、低温水箱、第一电磁阀、第二电磁阀及三通接口，所述蒸发器、真空泵和密封快速接口三者通过管道经由三通接口互相连接，所述蒸发器与三通接口之间设置有第二电磁阀，所述真空泵与三通接口之间设置有第一电磁阀，所述加热器位于蒸发器下方。
[0007]进一步地，所述蒸发器内壁上设置有沟槽微结构，用于强化工质汽化。
[0008]进一步地，所述蒸发器内还设置有超声波发生器，用于通过超声波的作用下，进一步地强化工质汽化。
[0009]本发明另一方面提供了一种平板式多通道热管的工质蒸汽灌注方法，包括步骤:
(I)将待抽真空的平板式多通道热管的开口端与密封快速接口连接，另一端插入到低温水箱中，所述低温水箱内冷却液的温度保持在4°c?10°C，平板式多通道热管浸没在低温水箱内冷却液的深度为10cnT30Cm，若深度低于10cm，将导致冷却液对平板式多通道热管的冷却功率不足，工质蒸汽的冷却时间偏长；若深度高于30cm，将导致冷却液对平板式多通道热管的冷却功率过大，减缓工质的蒸发速度； (2)打开第一电磁阀，关闭第二电磁阀，将平板式多通道热管与真空泵连通，启动真空泵对平板式多通道热管内的微热管阵列进行抽真空，同时开启超声波发生器和加热器对蒸发器内的工质进行加热及强化汽化；
(3)当平板式多通道热管内的微热管阵列达到预定的真空度后，关闭第一电磁阀，打开第二电磁阀，打开工质口，向平板式多通道热管内灌注工质；
(4)根据平板式多通道热管所需的工质灌注量灌注预定的时间后，采用冷焊钳对平板式多通道热管开口端进行密封封口，取下平板式多通道热管后即得到各个通道灌注有均匀工质量的多通道热管。
[0010]进一步地，所述工质为丙酮或氨水。
[0011]所述加热器置于蒸发器的下方，且具有自动节能的特性，当加热器把工质温度提升后，其功率会逐渐降低，只有额定功率的90%，80%或更少。
[0012]所述的平板式多通道热管的工质蒸汽灌注装置的各器件之间连接用的管道的材料可为硅胶、不锈钢或者铝等金属。
[0013]与现有技术相比，本发明的有益效果是:本发明通过对工质加热，在平板式多通道热管末端冷却，让易挥发的工质通过在低真空度及高温的条件下以蒸汽的形式进入到平板式多通道热管的每个通道内，并在平板式多通道热管末端冷凝成液体形态，从而解决了传统多通道热管工质灌注方法中存在所采用的易挥发的工质在真空状态下难以多通道均匀灌注的问题，保证了每个沟槽的灌注量相等，提高了多通道热管的性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本发明用于平板式多通道热管的工质蒸汽灌注装置示意图。
[0015]图2为本发明的蒸发器立体结构示意图。
[0016]图中:1_平板式多通道热管；2-密封快速接口 ；3_第一电磁阀；4_真空泵；5-蒸发器；6-加热器；7-第二电磁阀；8-三通接口 ；9_低温水箱；21-超声波发生器。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和具体实施例对本发明的发明目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施例。
[0018]实施例一
如图1所示，一种平板式多通道热管的工质蒸汽灌注装置，包括圆筒形蒸发器5、真空泵4、密封快速接口 2、加热器6、低温水箱9、第一电磁阀3、第二电磁阀7及三通接口 8，所述蒸发器5、真空泵4和密封快速接口 2三者通过管道经由三通接口 8互相连接，所述蒸发器5与三通接口 8之间设置有第二电磁阀7，所述真空泵4与三通接口 8之间设置有第一电磁阀3，所述加热器6位于蒸发器5下方，加热器6置于蒸发器的下方，且具有自动节能的特性，当加热器8把工质温度提升后，其功率会逐渐降低，只有额定功率的90%，80%或更少。
[0019]如图2所示，所述蒸发器5内壁上设置有沟槽微结构，用于强化工质汽化，同时，所述蒸发器5内还设置有超声波发生器21，用于通过超声波的作用下，进一步地强化工质汽化。
[0020]考虑到与所采用的工质的相容性，所述的平板式多通道热管的工质蒸汽灌注装置的各器件之间连接用的管道的材料可为硅胶、不锈钢或者铝等金属。
[0021]实施例二
一种采用上述平板式多通道热管的工质蒸汽灌注装置进行工质蒸汽灌注的方法，包括步骤:
(1)将待抽真空的平板式多通道热管I的开口端与密封快速接口2连接，另一端插入到低温水箱9中，所述低温水箱9内冷却液的温度为4°C，平板式多通道热管I浸没在低温水箱9内冷却液的深度为10 cm ；
(2)打开第一电磁阀3，关闭第二电磁阀7，将平板式多通道热管I与真空泵4连通，启动真空泵4对平板式多通道热管I内的微热管阵列进行抽真空，同时开启超声波发生器21和加热器8对蒸发器5内的工质进行加热及强化汽化，所述工质为丙酮；
(3)当平板式多通道热管I内的微热管阵列达到预定的真空度后，关闭第一电磁阀3，打开第二电磁阀7，打开工质口，向平板式多通道热管I内灌注工质；
(4)根据平板式多通道热管I所需的工质灌注量灌注预定的时间后，采用冷焊钳对平板式多通道热管I开口端进行密封封口，取下平板式多通道热管I后即得到各个通道灌注有均匀工质量的多通道热管；
本实施例通过对丙酮加热，在平板式多通道热管I末端冷却，让易挥发的丙酮通过在低真空度及高温的条件下以蒸汽的形式进入到平板式多通道热管I的每个通道内，并在平板式多通道热管I末端冷凝成液体形态，从而解决了传统多通道热管工质灌注方法中存在所采用的易挥发的工质在真空状态下难以多通道均匀灌注的问题，保证了每个沟槽的灌注量相等，提高了多通道热管的性能。
[0022]实施例三
一种采用上述平板式多通道热管的工质蒸汽灌注装置进行工质蒸汽灌注的方法，包括步骤:
(1)将待抽真空的平板式多通道热管I的开口端与密封快速接口2连接，另一端插入到低温水箱9中，所述低温水箱9内冷却液的温度为5°C，平板式多通道热管I浸没在低温水箱9内冷却液的深度为20cm ；
(2)打开第一电磁阀3，关闭第二电磁阀7，将平板式多通道热管I与真空泵4连通，启动真空泵4对平板式多通道热管I内的微热管阵列进行抽真空，同时开启超声波发生器21和加热器8对蒸发器5内的工质进行加热及强化汽化，所述工质为丙酮；
(3)当平板式多通道热管I内的微热管阵列达到预定的真空度后，关闭第一电磁阀3，打开第二电磁阀7，打开工质口，向平板式多通道热管I内灌注工质；
(4)根据平板式多通道热管I所需的工质灌注量灌注预定的时间后，采用冷焊钳对平板式多通道热管I开口端进行密封封口，取下平板式多通道热管I后即得到各个通道灌注有均匀工质量的多通道热管。
[0023]实施例四
一种采用上述平板式多通道热管的工质蒸汽灌注装置进行工质蒸汽灌注的方法，包括步骤:
(I)将待抽真空的平板式多通道热管I的开口端与密封快速接口 2连接，另一端插入到低温水箱9中，所述低温水箱9内冷却液的温度为10°C，平板式多通道热管I浸没在低温水箱9内冷却液的深度为30cm ；
(2)打开第一电磁阀3，关闭第二电磁阀7，将平板式多通道热管I与真空泵4连通，启动真空泵4对平板式多通道热管I内的微热管阵列进行抽真空，同时开启超声波发生器21和加热器8对蒸发器5内的工质进行加热及强化汽化，所述工质为氨水；
(3)当平板式多通道热管I内的微热管阵列达到预定的真空度后，关闭第一电磁阀3，打开第二电磁阀7，打开工质口，向平板式多通道热管I内灌注工质；
(4)根据平板式多通道热管I所需的工质灌注量灌注预定的时间后，采用冷焊钳对平板式多通道热管I开口端进行密封封口，取下平板式多通道热管I后即得到各个通道灌注有均匀工质量的多通道热管。
[0024]本实施例通过对氨水加热，在平板式多通道热管I末端冷却，让易挥发的氨水通过在低真空度及高温的条件下以蒸汽的形式进入到平板式多通道热管I的每个通道内，并在平板式多通道热管I末端冷凝成液体形态，从而解决了传统多通道热管工质灌注方法中存在所采用的易挥发的工质在真空状态下难以多通道均匀灌注的问题，保证了每个沟槽的灌注量相等，提高了多通道热管的性能。
[0025]如上所述便可较好地实现本发明。
[0026]本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种平板式多通道热管的工质蒸汽灌注装置，其特征在于:包括圆筒形蒸发器(5)、真空泵(4)、密封快速接口(2)、加热器(6)、低温水箱(9)、第一电磁阀(3)、第二电磁阀(7)及三通接口(8)，所述蒸发器(5)、真空泵(4)和密封快速接口(2)三者通过管道经由三通接口(8)互相连接，所述蒸发器(5)与三通接口(8)之间设置有第二电磁阀(7)，所述真空泵(4)与三通接口(8)之间设置有第一电磁阀(3)，所述加热器(6)位于蒸发器(5)下方。
2.根据权利要求1所述的平板式多通道热管的工质蒸汽灌注装置，其特征在于:所述蒸发器(5)内壁上设置有沟槽微结构。
3.根据权利要求2所述的平板式多通道热管的工质蒸汽灌注装置，其特征在于:所述蒸发器(5)内还设置有超声波发生器(21)。
4.一种采用如权利要求1至3任一项所述的装置进行工质蒸汽灌注的方法，包括步骤: (1)将待抽真空的平板式多通道热管(I)的开口端与密封快速接口(2)连接，另一端插入到低温水箱(9)中，所述低温水箱(9)内冷却液的温度保持在4°C?10°C，平板式多通道热管(I)浸没在低温水箱(9)内冷却液的深度为10cnT30Cm ； (2)打开第一电磁阀(3)，关闭第二电磁阀(7)，将平板式多通道热管⑴与真空泵(4)连通，启动真空泵(4)对平板式多通道热管(I)内的微热管阵列进行抽真空，同时开启超声波发生器(21)和加热器(8)对蒸发器(5)内的工质进行加热及强化汽化； (3)当平板式多通道热管(I)内的微热管阵列达到预定的真空度后，关闭第一电磁阀(3)，打开第二电磁阀(7)，打开工质口，向平板式多通道热管(I)内灌注工质； (4)根据平板式多通道热管(I)所需的工质灌注量灌注预定的时间后，采用冷焊钳对平板式多通道热管(I)开口端进行密封封口，取下平板式多通道热管(I)后即得到各个通道灌注有均匀工质量的多通道热管。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于:所述工质为丙酮或氨水。
【文档编号】F28D15/02GK104006687SQ201410205089
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年5月15日 优先权日:2014年5月15日
【发明者】汤勇, 王钒旭, 陆龙生, 袁伟, 李宗涛 申请人:华南理工大学