專利名稱：一種熱管一體化制備裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種熱管一體化制備裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明涉及一種熱管一體化制備裝置，尤其是常溫下，可對各種規(guī)格熱管，進(jìn)行抽真空、充工質(zhì)、封口等一體化制備。屬于熱管制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
[0002]在眾多的傳熱與案件中，熱管是人們所知的最有效的傳熱元件之一，它可將大量熱量通過其很小的截面積遠(yuǎn)距離地傳輸而無需外加動力。70年代以來，熱管技術(shù)飛速發(fā)展，各國的科研機(jī)構(gòu)、高等院校、公司及廠礦開展了多方面的開發(fā)、應(yīng)用研究，國際間、地區(qū)及各國自身的熱管技術(shù)交流活動日益頻繁。[0003]隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，中央處理器等電子元件處理能力日益加強(qiáng)，產(chǎn)生的熱量與之俱增，散熱片結(jié)合風(fēng)扇的散熱模組已逐漸無法滿足散熱需求，尤其是筆記本電腦而言，目前熱管是一個被廣泛適用于傳熱用的重要元件。熱管可視為是一個具有高熱傳導(dǎo)的被動傳熱元件，由于內(nèi)部的兩相流熱傳機(jī)制，使得熱管的傳熱能力是同樣尺寸銅金屬的數(shù)百倍以上。利用熱管作為熱傳遞物時，具有反映迅速及熱阻小的優(yōu)點。因此可配合熱管或其衍生產(chǎn)品的使用發(fā)展出各型高性能散熱模組，適合解決目前各式電子產(chǎn)品因性能提升所衍生的散熱問題。[0004]熱管管殼主要包括碳鋼、鋁及鋁合金、銅及銅合金。對于碳鋼熱管的密封收口主要通過高溫加熱下，旋壓收口并進(jìn)行電焊封焊，設(shè)備以及加工工藝已經(jīng)趨于成熟，但碳鋼熱管具有高耗能、傳熱效率低等不足之處，發(fā)展接近停滯。[0005]而對于銅、鋁合金等非碳鋼類材質(zhì)的熱管，因其具有極低的熱阻和良好的傳熱特性，可制成高效換熱裝置，高效回收中低溫余熱，逐漸為市場所青睞。[0006]一般中低溫?zé)峁懿馁|(zhì)主要以銅質(zhì)和鋁質(zhì)為主，市場上銅-水熱管應(yīng)用較為廣泛。雖然銅-水熱管具有良好的傳熱性能，能夠滿足中低溫?zé)醾鬏旑I(lǐng)域的需求，但是針對國內(nèi)外銅價格的居高不下，其制備成本也制約了銅-水熱管的發(fā)展空間。[0007]熱管的抽真空、填充傳熱介質(zhì)，也是熱管制備過程中比較關(guān)鍵的工藝，其中應(yīng)用廣泛的是沸騰排氣法，但這種方法僅僅適用于銅-水、鋼-水熱管等以水為介質(zhì)的熱管規(guī)格制備，銅質(zhì)熱管工質(zhì)為水，采用沸騰法即可解決充液和抽真空兩個關(guān)鍵技術(shù)難題，通過旋壓摩擦焊接工藝進(jìn)行封口。而對于丙酮、甲醇等有機(jī)物高效傳熱介質(zhì)類熱管，運用此方法不僅浪費介質(zhì)，提高生產(chǎn)成本，也容易污染大氣，既不環(huán)保也不安全。[0008]單就丙酮工質(zhì)類熱管的制備，采用一種液氮冷卻法，即一端封口的熱管充裝丙酮介質(zhì)以后，放在液氮冷卻至固體狀態(tài)，再對其抽真空，最后壓焊完成熱管制備。此種方法，工序繁多，且要伴隨消耗液氮，成本極高，并不能積極推廣應(yīng)用。[0009]鋁及鋁合金材料，雖然熱導(dǎo)率稍遜于銅質(zhì)材料，但其原材料豐富、儲量大、價格低廉等，隨著熱傳輸散熱領(lǐng)域研究的不算深入，日益成為替代銅質(zhì)熱管的最佳選擇。但是卻面臨著充液情況下，難以對其鋁質(zhì)熱管進(jìn)行有效封口等技術(shù)難題。[0010]鋁熱管對制備工藝要求是非常高的。尤其是封口工藝的要求更加嚴(yán)密。尤其是封口工藝的要求更加嚴(yán)密。目前已有多種封口方法，其中一種方法是通過冷焊鉗將充液熱管夾斷密封，這種封口方法比較脆弱，經(jīng)不住碰撞沖擊，當(dāng)管內(nèi)工作壓力稍大時，管口可能被沖破。作為冷焊鉗，在封口時并不絕對可靠，特別是在手工夾斷情況下，在夾斷瞬間，稍微有抖動，就會造成封口缺陷而是熱管報廢。[0011]本實用新型則針對這一技術(shù)瓶頸，提出一種實現(xiàn)抽真空、充工質(zhì)、封口一體化接口裝置，切實可行。本發(fā)明接口裝置體積小，易生產(chǎn)，安裝靈活，操作簡單，利用本裝置生產(chǎn)熱管，無需壓合、焊接等工序，提高熱管生產(chǎn)效率和成品率，自動化程度高，因此具有巨大的經(jīng)濟(jì)與社會效益。發(fā)明內(nèi)容[0012]本實用新型涉及一種熱管一體化制備裝置，方法簡單易行，裝置體積小，易生產(chǎn)，安裝靈活，操作簡單，可對各種規(guī)格熱管，進(jìn)行抽真空、充工質(zhì)、封口等一體化制備。利用本裝置生產(chǎn)熱管，無需壓合、焊接等工序，提高熱管生產(chǎn)效率和成品率。本發(fā)明的熱管一體化制備裝置:包括抽真空和充工質(zhì)裝置及旋壓封頭4，旋壓封頭4的下端為倒錐型，錐內(nèi)壁附著有摩擦層5，抽真空和充工質(zhì)裝置嵌入旋壓封頭4內(nèi)部并穿過倒錐型摩擦層5頂部，旋壓封頭的下端連接熱管6未密封的端頭；抽真空和充工質(zhì)裝置包括抽真空通道I和充工質(zhì)通道2，充工質(zhì)通道2外部環(huán)繞抽真空通道1，抽真空通道I的上端密封連通抽真空泵機(jī)組，充工質(zhì)通道2的上端密封連通充工質(zhì)機(jī)構(gòu)，抽真空和充工質(zhì)裝置的下端插入熱管6未密封的立而頭。[0013]所述抽真空和充工質(zhì)裝置的上部為直徑統(tǒng)一的管狀，下部為錐形，抽真空和充工質(zhì)裝置的上部與旋壓封頭4之間有能夠密封滑動連接的滑動結(jié)構(gòu)。[0014]所述滑動結(jié)構(gòu)可以是活塞式或滾珠式等，活塞式或滾珠式涂抹的密封材料可以是金屬、高分子、陶瓷、凡士林等密封材料。[0015]所述摩擦層是一種摩擦材料，內(nèi)嵌于旋壓封頭4內(nèi)壁，摩擦材料可以是砂、高合金、高分子材料等。[0016]本發(fā)明采用一體化裝置的操作方法如附圖所示，將熱管6未密封的端頭插入抽真空和充工質(zhì)裝置的下端，進(jìn)行旋壓封口(旋壓封口的過程可以為旋壓封頭自轉(zhuǎn)，熱管靜止；或旋壓封頭靜止，熱管自轉(zhuǎn))傳動裝置帶動使其高速旋轉(zhuǎn)，并軸向進(jìn)給，與摩擦層實現(xiàn)相對旋轉(zhuǎn)摩擦，溫度升高至熔融態(tài)，使其與抽真空和充工質(zhì)裝置密封連通，暫停旋壓，通過抽真空通道對熱管抽真空，然后通過充工質(zhì)通道在熱管內(nèi)部負(fù)壓的條件下充入工質(zhì)后，通過滑動結(jié)構(gòu)提起抽真空和充工質(zhì)裝置，使其與熱管端頭分離，再繼續(xù)對熱管進(jìn)行旋壓封口，直到熱管6的端頭被完全密封，最終實現(xiàn)焊合封口。[0017]和現(xiàn)有熱管制備技術(shù)工藝裝置相比，本發(fā)明有以下優(yōu)點或積極效果:[0018]1、實現(xiàn)了熱管充液、抽真空、封口一體化，有效解決了鋁質(zhì)-丙酮熱管的制備工藝技術(shù)難題，[0019]2、設(shè)備簡單，成本低廉，自動化程度強(qiáng)，可以進(jìn)一步極高熱管制備效率，降低生產(chǎn)成本。[0020]3、不再需要對工質(zhì)進(jìn)行加熱沸騰，無需二次耗能。且鋁材替代銅材，節(jié)能降耗，將成為未來熱傳輸領(lǐng)域發(fā)展趨勢，引領(lǐng)行業(yè)的發(fā)展提供借鑒。[0021]4、此接口裝置不僅適用于丙酮、甲醇等有機(jī)熔工質(zhì)的充裝與熱管封口，也同樣適用于其他工質(zhì)以及不同材質(zhì)熱管制備。[0022]5、使用本接口裝置，在完封口的同時，可以在無限長的熱管管殼上連續(xù)作業(yè)，實現(xiàn)熱管的連續(xù)和自動化生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率。[0023]6、可適用于不同類型工質(zhì)、不同類型管材的一體化制備，工質(zhì)可以使液態(tài)，也可是粉末狀固態(tài)，均可以通過針狀充液管，充裝計量精確，且可以精確送入有效熱管內(nèi)部，而不會造成熱管壓合部位殘留以及污染。[0024]7、運用此裝置對管材端進(jìn)行摩擦旋壓封口，是屬于半固態(tài)熔融焊接，封口處也不會發(fā)生金屬局部回彈裂紋，性能高于冷壓焊，且成本較完全熔融焊低，也不會造成熱管端部傳熱盲區(qū)，增加單根熱管有效傳熱長度。


[0025]圖1為本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)示意圖；[0026]圖2為本發(fā)明熱管一端未封口之前的結(jié)構(gòu)示意圖；[0027]圖3為本發(fā)明熱管被封口后的結(jié)構(gòu)示意圖。[0028]圖中各標(biāo)號含義:1-抽真空通道，2-充工質(zhì)通道，3-滑動結(jié)構(gòu)，4-旋壓封頭，5-摩擦層，6-熱管。
具體實施方式
[0029]
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步的描述，但本實用新型不限于以下所述范圍。[0030]實施例1:熱管管殼材料為招系D97,充裝工質(zhì)為丙酮。如附圖所示，制備裝置為包括抽真空和充工質(zhì)裝置及旋壓封頭4，旋壓封頭4的下端為倒錐型，錐內(nèi)壁附著有摩擦層5，抽真空和充工質(zhì)裝置嵌入旋壓封頭4內(nèi)部并穿過倒錐型摩擦層5頂部，旋壓封頭的下端連接熱管6未密封的端頭；抽真空和充工質(zhì)裝置包括抽真空通道I和充工質(zhì)通道2，充工質(zhì)通道2外部環(huán)繞抽真空通道I，抽真空通道I的上端密封連通抽真空泵機(jī)組，充工質(zhì)通道2的上端密封連通充工質(zhì)機(jī)構(gòu)，抽真空和充工質(zhì)裝置的下端插入熱管6未密封的端頭。抽真空和充工質(zhì)裝置的上部為直徑統(tǒng)一的管狀，下部為錐形，抽真空和充工質(zhì)裝置的上部與旋壓封頭4之間有能夠密封滑動連接的滑動結(jié)構(gòu)?；瑒咏Y(jié)構(gòu)可以是活塞式。將熱管6未密封的端頭插入抽真空和充工質(zhì)裝置的下端，進(jìn)行旋壓封口傳動裝置帶動使其高速旋轉(zhuǎn)，并軸向進(jìn)給，與摩擦層實現(xiàn)相對旋轉(zhuǎn)摩擦，溫度升高至熔融態(tài)，使其與抽真空和充工質(zhì)裝置密封連通，暫停旋壓，通過抽真空通道對熱管抽真空，然后通過充工質(zhì)通道在熱管內(nèi)部負(fù)壓的條件下充入工質(zhì)后，通過滑動結(jié)構(gòu)提起抽真空和充工質(zhì)裝置，使其與熱管端頭分離，再繼續(xù)對熱管進(jìn)行旋壓封口，直到熱管6的端頭被完全密封，最終實現(xiàn)焊合封口。最終所得鋁-丙酮熱管，用于低溫余熱以及建筑節(jié)能等換熱領(lǐng)域。[0031]實施例2:熱管管殼材料為鋁系D97，充裝工質(zhì)為固體粉末萘。如附圖所示，制備裝置為包括抽真空和充工質(zhì)裝置及旋壓封頭4，旋壓封頭4的下端為倒錐型，錐內(nèi)壁附著有摩擦層5，抽真空和充工質(zhì)裝置嵌入旋壓封頭4內(nèi)部并穿過倒錐型摩擦層5頂部，旋壓封頭的下端連接熱管6未密封的端頭；抽真空和充工質(zhì)裝置包括抽真空通道I和充工質(zhì)通道2，充工質(zhì)通道2外部環(huán)繞抽真空通道I，抽真空通道I的上端密封連通抽真空泵機(jī)組，充工質(zhì)通道2的上端密封連通充工質(zhì)機(jī)構(gòu)，抽真空和充工質(zhì)裝置的下端插入熱管6未密封的端頭。抽真空和充工質(zhì)裝置的上部為直徑統(tǒng)一的管狀，下部為錐形，抽真空和充工質(zhì)裝置的上部與旋壓封頭4之間有能夠密封滑動連接的滑動結(jié)構(gòu)?；瑒咏Y(jié)構(gòu)可以是滾珠式。將熱管6未密封的端頭插入抽真空和充工質(zhì)裝置的下端，進(jìn)行旋壓封口傳動裝置帶動使其高速旋轉(zhuǎn)，并軸向進(jìn)給，與摩擦層實現(xiàn)相對旋轉(zhuǎn)摩擦，溫度升高至熔融態(tài)，使其與抽真空和充工質(zhì)裝置密封連通，暫停旋壓，通過抽真空通道對熱管抽真空，然后通過充工質(zhì)通道在熱管內(nèi)部負(fù)壓的條件下充入工質(zhì)后，通過滑動結(jié)構(gòu)提起抽真空和充工質(zhì)裝置，使其與熱管端頭分離，再繼續(xù)對熱管進(jìn)行旋壓封口，直到熱管6的端頭被完全密封，最終實現(xiàn)焊合封口。最終所得鋁-萘熱管，應(yīng)用于高溫傳熱領(lǐng)域。[0032]實施例3:熱管管殼材料為鋁系D97，充裝工質(zhì)為甲醇。如附圖所示，制備裝置為包括抽真空和充工質(zhì)裝置及旋壓封頭4，旋壓封頭4的下端為倒錐型，錐內(nèi)壁附著有摩擦層5，抽真空和充工質(zhì)裝置嵌入旋壓封頭4內(nèi)部并穿過倒錐型摩擦層5頂部，旋壓封頭的下端連接熱管6未密封的端頭；抽真空和充工質(zhì)裝置包括抽真空通道I和充工質(zhì)通道2，充工質(zhì)通道2外部環(huán)繞抽真空通道I，抽真空通道I的上端密封連通抽真空泵機(jī)組，充工質(zhì)通道2的上端密封連通充工質(zhì)機(jī)構(gòu)，抽真空和充工質(zhì)裝置的下端插入熱管6未密封的端頭。抽真空和充工質(zhì)裝置的上部為直徑統(tǒng)一的管狀，下部為錐形，抽真空和充工質(zhì)裝置的上部與旋壓封頭4之間有能夠密封滑動連接的滑動結(jié)構(gòu)?；瑒咏Y(jié)構(gòu)可以是滾珠式。將熱管6未密封的端頭插入抽真空和充工質(zhì)裝置的下端，進(jìn)行旋壓封口傳動裝置帶動使其高速旋轉(zhuǎn)，并軸向進(jìn)給，與摩擦層實現(xiàn)相對旋轉(zhuǎn)摩擦，溫度升高至熔融態(tài)，使其與抽真空和充工質(zhì)裝置密封連通，暫停旋壓，通過抽真空通道對熱管抽真空，然后通過充工質(zhì)通道在熱管內(nèi)部負(fù)壓的條件下充入工質(zhì)后，通過滑動結(jié)構(gòu)提起抽真空和充工質(zhì)裝置，使其與熱管端頭分離，再繼續(xù)對熱管進(jìn)行旋壓封口，直到熱管6的端頭被完全密封，最終實現(xiàn)焊合封口。最終所得鋁-甲醇熱管，應(yīng)用于中低溫傳熱領(lǐng)域。[0033]實施例4:熱管管殼材料為銅合金，充裝工質(zhì)為水。如附圖所示，制備裝置為包括抽真空和充工質(zhì)裝置及旋壓封頭4，旋壓封頭4的下端為倒錐型，錐內(nèi)壁附著有摩擦層5，抽真空和充工質(zhì)裝置嵌入旋壓封頭4內(nèi)部并穿過倒錐型摩擦層5頂部，旋壓封頭的下端連接熱管6未密封的端頭；抽真空和充工質(zhì)裝置包括抽真空通道I和充工質(zhì)通道2，充工質(zhì)通道2外部環(huán)繞抽真空通道I，抽真空通道I的上端密封連通抽真空泵機(jī)組，充工質(zhì)通道2的上端密封連通充工質(zhì)機(jī)構(gòu)，抽真空和充工質(zhì)裝置的下端插入熱管6未密封的端頭。抽真空和充工質(zhì)裝置的上部為直徑統(tǒng)一的管狀，下部為錐形，抽真空和充工質(zhì)裝置的上部與旋壓封頭4之間有能夠密封滑動連接的滑動結(jié)構(gòu)?；瑒咏Y(jié)構(gòu)可以是滾珠式。將熱管6未密封的端頭插入抽真空和充工質(zhì)裝置的下端，進(jìn)行旋壓封口傳動裝置帶動使其高速旋轉(zhuǎn)，并軸向進(jìn)給，與摩擦層實現(xiàn)相對旋轉(zhuǎn)摩擦，溫度升高至熔融態(tài)，使其與抽真空和充工質(zhì)裝置密封連通，暫停旋壓，通過抽真空通道對熱管抽真空，然后通過充工質(zhì)通道在熱管內(nèi)部負(fù)壓的條件下充入工質(zhì)后，通過滑動結(jié)構(gòu)提起抽真空和充工質(zhì)裝置，使其與熱管端頭分離，再繼續(xù)對熱管進(jìn)行旋壓封口，直到熱管6的端頭被完全密封，最終實現(xiàn)焊合封口。最終所得銅-水熱管，應(yīng)用于中低溫傳熱領(lǐng)域。
權(quán)利要求1.一種熱管一體化制備裝置，其特征在于:結(jié)構(gòu)包括抽真空和充工質(zhì)裝置及旋壓封頭(4)，旋壓封頭(4)的下端為倒錐型，錐內(nèi)壁附著有摩擦層(5)，抽真空和充工質(zhì)裝置嵌入旋壓封頭(4)內(nèi)部并穿過倒錐型摩擦層(5)頂部，旋壓封頭的下端連接熱管(6)未密封的端頭；抽真空和充工質(zhì)裝置包括抽真空通道(I)和充工質(zhì)通道(2)，充工質(zhì)通道(2)外部環(huán)繞抽真空通道(1)，抽真空通道(I)的上端密封連通抽真空泵機(jī)組，充工質(zhì)通道(2)的上端密封連通充工質(zhì)機(jī)構(gòu)，抽真空和充工質(zhì)裝置的下端插入熱管(6 )未密封的端頭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管一體化制備裝置，其特征在于:所述抽真空和充工質(zhì)裝置的上部為直徑統(tǒng)一的管狀，下部為錐形，抽真空和充工質(zhì)裝置的上部與旋壓封頭(4)之間有能夠密封滑動連接的滑動結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱管一體化制備裝置，其特征在于:所述滑動結(jié)構(gòu)是活塞式或滾珠式。
專利摘要本實用新型涉及一種熱管一體化制備裝置，屬于熱管制備技術(shù)領(lǐng)域裝置包括抽真空和充工質(zhì)裝置及旋壓封頭，旋壓封頭的下端為倒錐型，錐內(nèi)壁附著有摩擦層，抽真空和充工質(zhì)裝置嵌入旋壓封頭內(nèi)部并穿過倒錐型摩擦層頂部，旋壓封頭的下端連接熱管未密封的端頭；抽真空和充工質(zhì)裝置包括抽真空通道和充工質(zhì)通道，充工質(zhì)通道外部環(huán)繞抽真空通道，抽真空通道的上端密封連通抽真空泵機(jī)組，充工質(zhì)通道的上端密封連通充工質(zhì)機(jī)構(gòu)，抽真空和充工質(zhì)裝置的下端插入熱管未密封的端頭。本裝置能夠?qū)崿F(xiàn)熱管充液、抽真空、封口一體化，設(shè)備簡單，成本低廉，自動化程度強(qiáng)，可以進(jìn)一步極高熱管制備效率，降低生產(chǎn)成本。
文檔編號F28D15/02GK203053285SQ20122065612
公開日2013年7月10日 申請日期2012年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月4日
發(fā)明者鐘毅, 高黑兵, 高鵬 申請人:昆明理工大學(xué)