一種適用于脈動熱管的多次沸騰排氣法
【技術領域】
[0001]本發明涉及熱管制造領域，特別涉及一種適用于脈動熱管的多次沸騰排氣法。
【背景技術】
[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，真空度對微熱管性能影響的實驗研宄，現代制造工程，2013】。真空度的實現方式主要有兩種: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，真空機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沸騰產生的蒸汽把管內空氣排出，但是難以精確控制液體工質的量。文獻【陸龍生等，微熱管的灌注抽真空制造技術，機械工程學報，2009】結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蒸發作為二次排氣，獲得更高的真空度。
[0003]然而，傳統的沸騰排氣法和充液抽真空法方法均不適用于脈動熱管，適用于脈動熱管的真空度實現方式只有抽真空后充液的方式，然而這種方式嚴重依賴于真空機，而且真空度達不到具有二次排氣的充液抽真空法。因為脈動熱管由毛細管構成，具有多個回路形成閉環，抽真空充液后液體工質及其蒸汽間斷地分布在管內，而不是氣液分層，一旦再抽真空將會把液體工質、蒸汽全部抽出，同樣也無法通過沸騰排氣而保留液體工質，因此無法進行二次排氣。

【發明內容】

[0004]本發明針對常規抽真空充液法真空度不夠高的問題，擺脫對真空機的依賴，結合脈動熱管氣液間斷分布的特性，提出一種簡單高效的排氣充液方法，即多次沸騰排出全部液體和空氣，管內蒸汽高真空度后精確充液，并提供容積校核功能。
[0005]本發明采用以下技術方案實現:
一種適用于脈動熱管的多次沸騰排氣法，所述脈動熱管的首、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:豎放脈動熱管，充液排氣口在上，打開閥門，加熱脈動熱管使部分空氣排出管內，接著冷卻脈動熱管，IC液器內的液體工質被吸入脈動熱管內部并填充部分空間；
或者，
采用抽真空后充液法使部分空氣排出脈動熱管內并吸入部分液體工質；
(2)二次排氣:快速加熱脈動熱管直至液體工質沸騰，蒸汽充滿脈動熱管I內部并把液體工質和空氣排出，經過閥門進入貯液器；
(3)冷卻脈動熱管，蒸汽冷凝液化，管內實現高真空度并產生抽吸力，液體工質被吸入至脈動熱管內部并接近充滿；
(4)三次排氣:快速加熱脈動熱管直至液體工質沸騰，使管內液體工質和微量殘余空氣全部排出，關閉閥門，若未知所述脈動熱管的實際容積則轉至步驟(5)，若已知所述脈動熱管的實際容積則跳至步驟(8);
(5)記錄貯液器的示數；
(6)冷卻脈動熱管，打開閥門，液體工質被吸入脈動熱管內部并充滿，記錄貯液器的示數，測得所述脈動熱管I的實際容積；
(7)快速加熱脈動熱管直至液體工質沸騰，液體工質全部進入貯液器后關閉閥門；
(8)打開閥門進行充液，使脈動熱管達到要求的充液率后關閉閥門；
(9)密封充液排氣口，然后撤除閥門和貯液器。
[0006]進一步地，所述充液排氣口密封方式為永久式密封并且加固，或為可用于實現增加或減少脈動熱管充液率的可恢復式密封。
[0007]進一步地，當需要減少脈動熱管充液率時，還包括步驟:
(10)打開充液排氣口的可恢復式密封處，使充液排氣口重新連接閥門和貯液器；
(11)加熱脈動熱管，將液體工質部分排出后使脈動熱管達到所需的充液率，或將液體工質全部排出后重新注入相應數量的液體工質使脈動熱管達到所需的充液率；
(12)密封充液排氣口。
[0008]與現有技術相比本發明的有益效果在于:
(1)成本低，本發明只需簡單的加熱裝置或常用的抽氣機，免去昂貴的設備投資；
(2)效果好，本發明理論上可排出所有不凝性氣體；
(3)可控精度高，本發明提供容積校核功能，根據倒灌入貯液器中液體工質的量計算脈動熱管的容積，并可精確控制充液率；
(4)適應性強，本發明所使用的裝置的簡單性決定了其適應性，不論是工業規模化生產還是實驗室制備均可使用。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發明的整體結構示意圖。
[0010]圖中:1-熱管；2-充液排氣口 ；3-閥門；4-貯液器；5-三通接頭。
【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖和具體實施例對本發明的發明目的作進一步詳細地描述，實施例不能在此一一贅述，但本發明的實施方式并不因此限定于以下實施例。
[0012]如圖1所示，一種適用于脈動熱管的多次沸騰排氣法，所述脈動熱管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，脈動熱管I可包括多個回路，圖1中只畫出其中一個回路，不表示只有唯一一個回路。包括步驟:
(O 一次排氣:豎放脈動熱管I，充液排氣口 2在上，打開閥門3，加熱脈動熱管I使部分空氣排出管內，接著冷卻脈動熱管1，貯液器4內的液體工質被吸入脈動熱管I內部并填充部分空間；
或者，
采用抽真空后充液法使部分空氣排出脈動熱管I內并吸入部分液體工質；(2)二次排氣:快速加熱脈動熱管I直至液體工質沸騰，蒸汽充滿脈動熱管I內部并把液體工質和空氣排出，經過閥門3進入貯液器4 ;
(3)冷卻脈動熱管I，蒸汽冷凝液化，管內實現高真空度并產生抽吸力，液體工質被吸入至脈動熱管I內部并接近充滿；
(4)三次排氣:快速加熱脈動熱管I直至液體工質沸騰，使管內液體工質和微量殘余空氣全部排出，關閉閥門3，若未知所述脈動熱管I的實際容積則轉至步驟(5)，若已知所述脈動熱管I的實際容積則跳至步驟(8);
(5)記錄貯液器4的示數；
(6)冷卻脈動熱管1，打開閥門3，液體工質被吸入脈動熱管I內部并充滿，記錄貯液器4的示數，測得所述脈動熱管I的實際容積；
(7)快速加熱脈動熱管I直至液體工質沸騰，液體工質全部進入貯液器4后關閉閥門
3；
(8)打開閥門3進行充液，使脈動熱管I達到要求的充液率后關閉閥門3;
(9)密封充液排氣口2，然后撤除閥門3和貯液器4。
[0013]作為優化，在一個實施例中，所述充液排氣口 2密封方式為永久式密封并且加固，或為可用于實現增加或減少脈動熱管I充液率的可恢復式密封，所述可恢復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到密封前的狀態。
[0014]作為優化，在另一個實施例中，當需要減少脈動熱管I充液率時，還包括步驟:
(10)打開充液排氣口2的可恢復式密封處，使充液排氣口 2重新連接閥門3和貯液器
4；
(11)加熱脈動熱管I，將液體工質部分排出后使脈動熱管I達到所需的充液率，或將液體工質全部排出后重新注入相應數量的液體工質使脈動熱管I達到所需的充液率；
(12)密封充液排氣口2。
[0015]作為優化，充液口密封方式還可以是其他可恢復的方式，如夾緊密封，彎曲密封、柔性堵頭密封等，便于實現充液率的增加和減少。
[0016]本實施例為需要減少脈動熱管I內充液率時提供了快速高效的解決方案，減少重復性勞動，降低脈動熱管I的生產制造成本。
[0017]本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非是對本發明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明權利要求的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種適用于脈動熱管的多次沸騰排氣法，其特征在于，所述脈動熱管(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:豎放脈動熱管(I)，充液排氣口(2)在上，打開閥門(3)，加熱脈動熱管(I)使部分空氣排出管內，接著冷卻脈動熱管(1)，貯液器(4)內的液體工質被吸入脈動熱管(I)內部并填充部分空間； 或者， 采用抽真空后充液法使部分空氣排出脈動熱管(I)內并吸入部分液體工質； (2)二次排氣:快速加熱脈動熱管(I)直至液體工質沸騰，蒸汽充滿脈動熱管(I)內部并把液體工質和空氣排出，經過閥門(3)進入貯液器(4); (3)冷卻脈動熱管(I)，蒸汽冷凝液化，管內實現高真空度并產生抽吸力，液體工質被吸入至脈動熱管(I)內部并接近充滿； (4)三次排氣:快速加熱脈動熱管(I)直至液體工質沸騰，使管內液體工質和微量殘余空氣全部排出，關閉閥門(3)，若未知所述脈動熱管(I)的實際容積則轉至步驟(5)，若已知所述脈動熱管(I)的實際容積則跳至步驟(8); (5)記錄貯液器⑷的示數； (6)冷卻脈動熱管(I)，打開閥門(3)，液體工質被吸入脈動熱管(I)內部并充滿，記錄貯液器(4)的示數，測得所述脈動熱管(I)的實際容積； (7)快速加熱脈動熱管(I)直至液體工質沸騰，液體工質全部進入貯液器(4)后關閉閥門⑶； (8)打開閥門(3)進行充液，使脈動熱管(I)達到要求的充液率后關閉閥門(3); (9)密封充液排氣口(2)，然后撤除閥門(3)和貯液器(4)。
2.根據權利要求1所述一種適用于脈動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，或為可用于實現增加或減少脈動熱管(I)充液率的可恢復式密封。
3.根據權利要求2所述一種適用于脈動熱管的多次沸騰排氣法，其特征在于，當需要減少脈動熱管(I)充液率時，還包括步驟: (10)打開充液排氣口(2)的可恢復式密封處，使充液排氣口(2)重新連接閥門(3)和貯液器⑷； (11)加熱脈動熱管(I)，將液體工質部分排出后使脈動熱管(I)達到所需的充液率，或將液體工質全部排出后重新注入相應數量的液體工質使脈動熱管(I)達到所需的充液率； (12)密封充液排氣口(2) ο
【專利摘要】本發明公開了一種適用于脈動熱管的多次沸騰排氣法，本發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，即加熱脈動熱管使管內空氣一部分從充液排氣口排出，然后冷卻脈動熱管使管內空氣冷凝并吸入部分液體工質，再加熱脈動熱管液體工質至沸騰，使液體工質倒灌入盛滿工質的貯液器上，管內充滿液體工質的蒸汽。通過貯液器校核管內容積后，重新把一定量的液體工質注入脈動熱管內部，精確控制脈動熱管的充液率。本發明無需昂貴設備而達到高真空度，提供容積校核功能精確控制充液率，大大降低生產制造成本、提高真空度和控制精度。
【IPC分類】F28D15-02
【公開號】CN104748595
【申請號】CN201510109570
【發明人】湯勇, 何永泰, 陸龍生, 劉彬
【申請人】華南理工大學
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年3月13日