一种适用于脉动热管的多次沸腾排气法
【技术领域】
[0001]本发明涉及热管制造领域，特别涉及一种适用于脉动热管的多次沸腾排气法。
【背景技术】
[0002]真空度和充液率是影响热管性能的重要因素。其中，真空度越高，管内可凝性气体就越少，热管的传热性能和等温性能就越好【胡忠海等，真空度对微热管性能影响的实验研宄，现代制造工程，2013】。真空度的实现方式主要有两种:抽真空充液法和充液后沸腾排气法。抽真空充液法依赖于真空机，真空机的性能直接影响热管的真空度。充液后沸腾排气法是使液体工质沸腾产生的蒸汽把管内空气排出，但是难以精确控制液体工质的量。文献【陆龙生等，微热管的灌注抽真空制造技术，机械工程学报，2009】结合两种方式提出充液抽真空法，即先充液后抽真空，然后通过加热使液体工质蒸发作为二次排气，获得更高的真空度。
[0003]然而，传统的沸腾排气法和充液抽真空法方法均不适用于脉动热管，适用于脉动热管的真空度实现方式只有抽真空后充液的方式，然而这种方式严重依赖于真空机，而且真空度达不到具有二次排气的充液抽真空法。因为脉动热管由毛细管构成，具有多个回路形成闭环，抽真空充液后液体工质及其蒸汽间断地分布在管内，而不是气液分层，一旦再抽真空将会把液体工质、蒸汽全部抽出，同样也无法通过沸腾排气而保留液体工质，因此无法进行二次排气。
【发明内容】
[0004]本发明针对常规抽真空充液法真空度不够高的问题，摆脱对真空机的依赖，结合脉动热管气液间断分布的特性，提出一种简单高效的排气充液方法，即多次沸腾排出全部液体和空气，管内蒸汽高真空度后精确充液，并提供容积校核功能。
[0005]本发明采用以下技术方案实现:
一种适用于脉动热管的多次沸腾排气法，所述脉动热管的首、尾端通过三通接头形成回路，所述三通接头的另一接口依次连接充液排气口、阀门和带刻度的贮液器，包括步骤:
(1)一次排气:竖放脉动热管，充液排气口在上，打开阀门，加热脉动热管使部分空气排出管内，接着冷却脉动热管，IC液器内的液体工质被吸入脉动热管内部并填充部分空间；
或者，
采用抽真空后充液法使部分空气排出脉动热管内并吸入部分液体工质；
(2)二次排气:快速加热脉动热管直至液体工质沸腾，蒸汽充满脉动热管I内部并把液体工质和空气排出，经过阀门进入贮液器；
(3)冷却脉动热管，蒸汽冷凝液化，管内实现高真空度并产生抽吸力，液体工质被吸入至脉动热管内部并接近充满；
(4)三次排气:快速加热脉动热管直至液体工质沸腾，使管内液体工质和微量残余空气全部排出，关闭阀门，若未知所述脉动热管的实际容积则转至步骤(5)，若已知所述脉动热管的实际容积则跳至步骤(8);
(5)记录贮液器的示数；
(6)冷却脉动热管，打开阀门，液体工质被吸入脉动热管内部并充满，记录贮液器的示数，测得所述脉动热管I的实际容积；
(7)快速加热脉动热管直至液体工质沸腾，液体工质全部进入贮液器后关闭阀门；
(8)打开阀门进行充液，使脉动热管达到要求的充液率后关闭阀门；
(9)密封充液排气口，然后撤除阀门和贮液器。
[0006]进一步地，所述充液排气口密封方式为永久式密封并且加固，或为可用于实现增加或减少脉动热管充液率的可恢复式密封。
[0007]进一步地，当需要减少脉动热管充液率时，还包括步骤:
(10)打开充液排气口的可恢复式密封处，使充液排气口重新连接阀门和贮液器；
(11)加热脉动热管，将液体工质部分排出后使脉动热管达到所需的充液率，或将液体工质全部排出后重新注入相应数量的液体工质使脉动热管达到所需的充液率；
(12)密封充液排气口。
[0008]与现有技术相比本发明的有益效果在于:
(1)成本低，本发明只需简单的加热装置或常用的抽气机，免去昂贵的设备投资；
(2)效果好，本发明理论上可排出所有不凝性气体；
(3)可控精度高，本发明提供容积校核功能，根据倒灌入贮液器中液体工质的量计算脉动热管的容积，并可精确控制充液率；
(4)适应性强，本发明所使用的装置的简单性决定了其适应性，不论是工业规模化生产还是实验室制备均可使用。
【附图说明】
[0009]图1是本发明的整体结构示意图。
[0010]图中:1-热管；2-充液排气口 ；3-阀门；4-贮液器；5-三通接头。
【具体实施方式】
[0011]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。
[0012]如图1所示，一种适用于脉动热管的多次沸腾排气法，所述脉动热管I的首、尾端通过三通接头5形成回路，所述三通接头5的另一接口依次连接充液排气口 2、阀门3和带刻度的贮液器4，脉动热管I可包括多个回路，图1中只画出其中一个回路，不表示只有唯一一个回路。包括步骤:
(O 一次排气:竖放脉动热管I，充液排气口 2在上，打开阀门3，加热脉动热管I使部分空气排出管内，接着冷却脉动热管1，贮液器4内的液体工质被吸入脉动热管I内部并填充部分空间；
或者，
采用抽真空后充液法使部分空气排出脉动热管I内并吸入部分液体工质；(2)二次排气:快速加热脉动热管I直至液体工质沸腾，蒸汽充满脉动热管I内部并把液体工质和空气排出，经过阀门3进入贮液器4 ;
(3)冷却脉动热管I，蒸汽冷凝液化，管内实现高真空度并产生抽吸力，液体工质被吸入至脉动热管I内部并接近充满；
(4)三次排气:快速加热脉动热管I直至液体工质沸腾，使管内液体工质和微量残余空气全部排出，关闭阀门3，若未知所述脉动热管I的实际容积则转至步骤(5)，若已知所述脉动热管I的实际容积则跳至步骤(8);
(5)记录贮液器4的示数；
(6)冷却脉动热管1，打开阀门3，液体工质被吸入脉动热管I内部并充满，记录贮液器4的示数，测得所述脉动热管I的实际容积；
(7)快速加热脉动热管I直至液体工质沸腾，液体工质全部进入贮液器4后关闭阀门
3；
(8)打开阀门3进行充液，使脉动热管I达到要求的充液率后关闭阀门3;
(9)密封充液排气口2，然后撤除阀门3和贮液器4。
[0013]作为优化，在一个实施例中，所述充液排气口 2密封方式为永久式密封并且加固，或为可用于实现增加或减少脉动热管I充液率的可恢复式密封，所述可恢复式密封是指所述充液排气口 2的密封处无需破坏性处理即可恢复到密封前的状态。
[0014]作为优化，在另一个实施例中，当需要减少脉动热管I充液率时，还包括步骤:
(10)打开充液排气口2的可恢复式密封处，使充液排气口 2重新连接阀门3和贮液器
4；
(11)加热脉动热管I，将液体工质部分排出后使脉动热管I达到所需的充液率，或将液体工质全部排出后重新注入相应数量的液体工质使脉动热管I达到所需的充液率；
(12)密封充液排气口2。
[0015]作为优化，充液口密封方式还可以是其他可恢复的方式，如夹紧密封，弯曲密封、柔性堵头密封等，便于实现充液率的增加和减少。
[0016]本实施例为需要减少脉动热管I内充液率时提供了快速高效的解决方案，减少重复性劳动，降低脉动热管I的生产制造成本。
[0017]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。
【主权项】
1.一种适用于脉动热管的多次沸腾排气法，其特征在于，所述脉动热管(I)的首、尾端通过三通接头(5)形成回路，所述三通接头(5)的另一接口依次连接充液排气口(2)、阀门(3)和带刻度的贮液器(4)，包括步骤: (1)一次排气:竖放脉动热管(I)，充液排气口(2)在上，打开阀门(3)，加热脉动热管(I)使部分空气排出管内，接着冷却脉动热管(1)，贮液器(4)内的液体工质被吸入脉动热管(I)内部并填充部分空间； 或者， 采用抽真空后充液法使部分空气排出脉动热管(I)内并吸入部分液体工质； (2)二次排气:快速加热脉动热管(I)直至液体工质沸腾，蒸汽充满脉动热管(I)内部并把液体工质和空气排出，经过阀门(3)进入贮液器(4); (3)冷却脉动热管(I)，蒸汽冷凝液化，管内实现高真空度并产生抽吸力，液体工质被吸入至脉动热管(I)内部并接近充满； (4)三次排气:快速加热脉动热管(I)直至液体工质沸腾，使管内液体工质和微量残余空气全部排出，关闭阀门(3)，若未知所述脉动热管(I)的实际容积则转至步骤(5)，若已知所述脉动热管(I)的实际容积则跳至步骤(8); (5)记录贮液器⑷的示数； (6)冷却脉动热管(I)，打开阀门(3)，液体工质被吸入脉动热管(I)内部并充满，记录贮液器(4)的示数，测得所述脉动热管(I)的实际容积； (7)快速加热脉动热管(I)直至液体工质沸腾，液体工质全部进入贮液器(4)后关闭阀门⑶； (8)打开阀门(3)进行充液，使脉动热管(I)达到要求的充液率后关闭阀门(3); (9)密封充液排气口(2)，然后撤除阀门(3)和贮液器(4)。
2.根据权利要求1所述一种适用于脉动热管的多次沸腾排气法，其特征在于:所述充液排气口(2)密封方式为永久式密封并且加固，或为可用于实现增加或减少脉动热管(I)充液率的可恢复式密封。
3.根据权利要求2所述一种适用于脉动热管的多次沸腾排气法，其特征在于，当需要减少脉动热管(I)充液率时，还包括步骤: (10)打开充液排气口(2)的可恢复式密封处，使充液排气口(2)重新连接阀门(3)和贮液器⑷； (11)加热脉动热管(I)，将液体工质部分排出后使脉动热管(I)达到所需的充液率，或将液体工质全部排出后重新注入相应数量的液体工质使脉动热管(I)达到所需的充液率； (12)密封充液排气口(2) ο
【专利摘要】本发明公开了一种适用于脉动热管的多次沸腾排气法，本发明通过多次沸腾排出全部液体和空气获得高真空度后精确充液，即加热脉动热管使管内空气一部分从充液排气口排出，然后冷却脉动热管使管内空气冷凝并吸入部分液体工质，再加热脉动热管液体工质至沸腾，使液体工质倒灌入盛满工质的贮液器上，管内充满液体工质的蒸汽。通过贮液器校核管内容积后，重新把一定量的液体工质注入脉动热管内部，精确控制脉动热管的充液率。本发明无需昂贵设备而达到高真空度，提供容积校核功能精确控制充液率，大大降低生产制造成本、提高真空度和控制精度。
【IPC分类】F28D15-02
【公开号】CN104748595
【申请号】CN201510109570
【发明人】汤勇, 何永泰, 陆龙生, 刘彬
【申请人】华南理工大学
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年3月13日