主動(dòng)式集成熱管灌注裝置及應(yīng)用其灌注的方法
【專利摘要】一種主動(dòng)式集成熱管灌注裝置，包括相連的儲(chǔ)液部件和注液部件兩部分，其中注液部件包括熱管裝夾組件、真空組件、吹液組件及灌注針管，熱管裝夾組件包括密封氣囊(2)、充氣孔(27)、充氣空氣壓縮機(jī)(25)、充氣閥門(26)，真空組件包括真空機(jī)組(7)、注液主體(2)內(nèi)部的真空流道(5)及連接真空流道(5)和真空機(jī)組(7)的真空閥(6)，吹液組件包括吹液空氣壓縮機(jī)(22)、注液主體(2)內(nèi)的出氣孔(24)及連接吹液空氣壓縮機(jī)(22)及注液主體(2)內(nèi)的出氣孔(24)的吹液閥門(23)，注液主體(2)內(nèi)的真空流道(5)內(nèi)設(shè)置有灌注針管(4)，灌注針管(4)和注液部出液口(21)相連；真空流道(5)通過灌注針管(4)與注液部出液口(21)、熱管(1)、充氣孔(27)相連通；其中儲(chǔ)液部件包括工質(zhì)加注組件及主動(dòng)注液組件。該主動(dòng)式集成熱管灌注可以灌注大劑量的工質(zhì)，可以將注液流道內(nèi)的殘余工質(zhì)清除掉，提高灌注速度。
【專利說明】主動(dòng)式集成熱管灌注裝置及應(yīng)用其灌注的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熱管灌注裝置，尤其是一種主動(dòng)式集熱城管灌注裝置及熱管灌注方法，屬于熱能工程領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]熱管技術(shù)是在1963年美國(guó)LosAlamos國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的G.M.Grove發(fā)明的一種稱為“熱管”的傳熱元件后發(fā)展起來的，其充分利用了相變換熱和熱傳導(dǎo)原理與制冷戒指的快速傳熱性質(zhì)，通過熱管將發(fā)熱物體的熱量迅速傳遞到熱源外，其導(dǎo)熱能力超過已知的任何一種金屬的導(dǎo)熱能力。典型的熱管由管殼、吸液芯和端蓋組成，將熱管內(nèi)抽成1.3X (10-1?I(T4)Pa的負(fù)壓后充以適量的工作液體，使緊貼管內(nèi)壁的吸液芯毛細(xì)多孔材料中充滿液體后加以密封。熱管的一端為蒸發(fā)段(加熱端)，另一端為冷凝段(冷卻段)，根據(jù)應(yīng)用需要在兩端中間可布置絕熱段。當(dāng)熱管的加熱端受熱時(shí)毛細(xì)芯中的液體蒸發(fā)汽化，蒸汽在微小的壓差下流向冷凝段，蒸汽遇冷凝結(jié)成液體，液體靠多孔材料的毛細(xì)力或重力的作用流回到蒸發(fā)段。如此循環(huán)不已，熱量由熱管的一端傳至另一端。熱管是靠自身內(nèi)部工作液體相變傳熱的傳熱元件，具有很高的導(dǎo)熱性、優(yōu)良的等溫性、熱流密度可變性、熱二極管與熱開關(guān)性能等諸多優(yōu)點(diǎn)。熱管技術(shù)廣泛應(yīng)用于宇航、軍工等行業(yè)，并逐步引入到散熱器行業(yè)、太陽(yáng)能熱利用行業(yè)等，具有巨大的市場(chǎng)應(yīng)用范圍。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，熱管工質(zhì)的灌注方法主要有真空排氣法和沸騰法。沸騰法因設(shè)備、工藝簡(jiǎn)單而在低端熱管中得到廣泛使用，但存在工質(zhì)質(zhì)量控制精度低，不冷凝氣體不能完全排除，性能穩(wěn)定性差等多種問題。真空排氣法是采用真空機(jī)組將熱管腔體預(yù)抽為高真空后再進(jìn)行工質(zhì)灌注。一種微熱管充液裝置專利(專利號(hào)為03223886)提出了一種對(duì)一般直徑小于3mm的熱管進(jìn)行工質(zhì)灌注的裝置。另外，在需少量堿金屬工質(zhì)的高溫?zé)峁艿木_充裝設(shè)備和方法中提出了針對(duì)堿金屬工質(zhì)的高溫?zé)峁艿某溲b設(shè)備和方法(專利號(hào)為201110088089)。但以上兩者均沒有提出針對(duì)常規(guī)熱管工質(zhì)的灌注設(shè)備和灌注方法，在灌注過程中也沒有提出并解決灌注過程中管道中殘留工質(zhì)的問題及處理。而在實(shí)際真空灌注中，如果不能很好的處理掉灌注過程中管道中殘留的工質(zhì)，則會(huì)嚴(yán)重影響熱管的灌注速度和灌注質(zhì)量。且上述裝置過于復(fù)雜，集成化程度較低?；谏鲜鲈?，本發(fā)明提出了主動(dòng)式集成熱管灌注裝置及熱管灌注方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出了一種主動(dòng)式集成熱管灌注裝置，并以此裝置為基礎(chǔ)，提出了對(duì)熱管的灌注方法。
[0005]本發(fā)明的目的是通過采用集成式熱管灌注裝置，解決現(xiàn)有技術(shù)中熱管工質(zhì)灌注過程中設(shè)備復(fù)雜，操控難度大等諸多問題，同時(shí)，在灌注過程中設(shè)置了主動(dòng)式灌注方式，使灌注速度更快，精度更高，適合大工質(zhì)量熱管工質(zhì)的灌注。為了解決灌注過程中裝置管道中工質(zhì)殘留的問題，設(shè)計(jì)了殘留工質(zhì)吹氣清除裝置，徹底解決工質(zhì)灌注過程殘留工質(zhì)影響熱管加工速度和加工質(zhì)量的問題。
[0006]本發(fā)明提出的主動(dòng)式集成熱管灌注裝置主要包括相連的儲(chǔ)液部件和注液部件兩部分。注液部分包括熱管裝夾組件、真空組件、吹液組件及灌注針管等部分。
[0007]熱管裝夾組件包括密封氣囊、充氣孔、充氣空氣壓縮機(jī)、充氣閥門等部件，真空組件包括真空機(jī)組、注液主體內(nèi)部的真空流道及連接真空流道和真空機(jī)組的真空閥，吹液組件包括吹液空氣壓縮機(jī)、注液主體內(nèi)的出氣孔及連接吹液空氣壓縮機(jī)及注液主體內(nèi)的出氣孔的吹液閥門，注液主體內(nèi)的真空流道內(nèi)設(shè)置有灌注針管，灌注針管和注液部出液口相連。
[0008]真空流道通過灌注針管與注液部出液口、熱管、充氣孔等相連通。
[0009]儲(chǔ)液部件包括工質(zhì)加注組件及主動(dòng)注液組件。工質(zhì)加注組件包括加注活塞、加注主體、加注氣缸、加注密封件、儲(chǔ)液器和進(jìn)液口等部分,主動(dòng)注液組件包括注液氣缸、注液密封件、注液活塞、定量室、儲(chǔ)液部出液口及組件注液主體。
[0010]儲(chǔ)液器與定量室通過進(jìn)液口相連。
[0011 ] 儲(chǔ)液部件和注液部件通過連接閥門連接。
[0012]上述系統(tǒng)除真空機(jī)組、空氣壓縮機(jī)外，其他零部件、組件均集成在一體，形成一套主動(dòng)式集成熱管灌注裝置。
[0013]根據(jù)需要可以在一臺(tái)設(shè)備上同時(shí)設(shè)置多套主動(dòng)式集成熱管灌注裝置，實(shí)現(xiàn)批量化熱管工質(zhì)灌注和加工。
[0014]使用主動(dòng)式集成熱管灌注裝置進(jìn)行灌注的方法，對(duì)熱管的灌注步驟依次如下:
[0015]關(guān)閉儲(chǔ)液部件和注液部件之間的連接閥門。
[0016]打開工質(zhì)加注組件的加注活塞，加注活塞脫離進(jìn)液口，移動(dòng)主動(dòng)注液組件的注液活塞至設(shè)定位置，儲(chǔ)液器內(nèi)的工質(zhì)在大氣壓力作用下進(jìn)入到定量室，直至定量室充滿工質(zhì)。
[0017]關(guān)閉加注組件的加注活塞，切斷儲(chǔ)液器和定量室的聯(lián)通。
[0018]將待注液的熱管插入到注液主體內(nèi)的密封氣囊內(nèi)，此時(shí)將灌注針管插入到熱管管口，打開充氣閥門，開啟充氣空氣壓縮機(jī)，通過充氣孔對(duì)密封氣囊進(jìn)行充氣，直至密封氣囊達(dá)到設(shè)定壓力，完成待注液熱管的固定裝卡。
[0019]打開真空閥，開啟真空機(jī)組，對(duì)待注液熱管進(jìn)行抽真空至設(shè)定真空度。
[0020]打開連接閥門，啟動(dòng)主動(dòng)注液組件的注液活塞，在主動(dòng)注液組件的注液活塞的推動(dòng)下，及熱管真空作用下，工質(zhì)通過灌注針管進(jìn)入到熱管內(nèi)，直至注液活塞運(yùn)動(dòng)到底部，工質(zhì)完全流出定量室。
[0021 ] 采用液壓鉗將熱管從灌注裝置上封離，關(guān)閉連接閥門，完成熱管的灌注。
[0022]對(duì)密封氣囊進(jìn)行放氣，取出留在密封氣囊內(nèi)的熱管灌注部分。
[0023]打開吹液閥門，啟動(dòng)吹液空氣壓縮機(jī)。高壓氣體通過出氣孔對(duì)注液主體內(nèi)的灌注通道及灌注針管進(jìn)行吹氣，去除流道內(nèi)的殘余工質(zhì)。
[0024]上述步驟完成熱管灌注的一次流程。
[0025]主動(dòng)式集成熱管灌注裝置及使用其進(jìn)行灌注的方法具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0026]通過主動(dòng)灌注，可以灌注大劑量的工質(zhì)，尤其是單支熱管一次性灌注30ml以上的
工質(zhì)量。
[0027]通過設(shè)置吹氣組件，可以在每次工質(zhì)灌注完成后，將注液流道內(nèi)的殘余工質(zhì)清除掉，消除殘余工質(zhì)對(duì)工藝中灌注速度的負(fù)面影響。[0028]由于系統(tǒng)集成在一起，便于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化控制，操作簡(jiǎn)單、方便，自動(dòng)化程度聞。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明的主動(dòng)式集成熱管灌注裝置系統(tǒng)圖。
[0030]圖中，I熱管、2注液主體、3密封氣囊、4灌注針管、5真空流道、6真空閥、7真空機(jī)組、8加注活塞、9加注主體、10加注氣缸、11加注密封件、12儲(chǔ)液器、13進(jìn)液口、14注液氣缸、15注液密封件、16注液活塞、17注液主體、18定量室、19儲(chǔ)液部出液口、20連接閥門、21注液部出液口、22吹液空氣壓縮機(jī)、23吹液閥門、24出氣孔、25充氣空氣壓縮機(jī)、26充氣閥門、27充氣孔。
【具體實(shí)施方式】
[0031]本發(fā)明提出的主動(dòng)式集成熱管灌注裝置包括相連的儲(chǔ)液部件和注液部件兩部分。
[0032]注液部件包括熱管裝夾組件、真空組件、吹液組件及灌注針管等部分。熱管裝夾組件包括密封氣囊3、充氣孔27、充氣空氣壓縮機(jī)25、充氣閥門26，真空組件包括真空機(jī)組7、注液主體2內(nèi)部的真空流道5及連接真空流道5和真空機(jī)組7的真空閥6，吹液組件包括吹液空氣壓縮機(jī)22、注液主體2內(nèi)的出氣孔24及連接吹液空氣壓縮機(jī)22及注液主體2內(nèi)的出氣孔24的吹液閥門23，注液主體2內(nèi)的真空流道5內(nèi)設(shè)置有灌注針管4，灌注針管4和注液部出液口 21相連。
[0033]真空流道5通過灌注針管4與注液部出液口 21、熱管1、充氣孔27等相連通。
[0034]儲(chǔ)液部件包括工質(zhì)加注組件及主動(dòng)注液組件。工質(zhì)加注組件包括加注活塞8、加注主體9、加注氣缸10、加注密封件11、儲(chǔ)液器12和進(jìn)液口 13等部分，主動(dòng)注液組件包括注液氣缸14、注液密封件15、注液活塞16、定量室18、儲(chǔ)液部出液口 19及組件注液主體17。
[0035]儲(chǔ)液器12與定量室18通過進(jìn)液口 13相連。
[0036]儲(chǔ)液部件和注液部件通過連接閥門20連接。
[0037]上述系統(tǒng)除去真空機(jī)組7、空氣壓縮機(jī)22、25外，其他零部件、組件均集成在一體，形成一套主動(dòng)式集成熱管灌注裝置。
[0038]根據(jù)需要可以在一臺(tái)設(shè)備上同時(shí)設(shè)置多套主動(dòng)式集成熱管灌注裝置。
[0039]使用主動(dòng)式集成熱管灌注裝置進(jìn)行灌注的方法，對(duì)熱管的灌注步驟依次如下:
[0040]關(guān)閉儲(chǔ)液部件和注液部件之間的連接閥門20。
[0041]打開工質(zhì)加注組件的加注活塞8，加注活塞8脫離進(jìn)液口 13，移動(dòng)主動(dòng)注液組件的注液活塞16至設(shè)定位置，儲(chǔ)液器12內(nèi)的工質(zhì)在大氣壓力作用下進(jìn)入到定量室18，直至定量室18充滿工質(zhì)。
[0042]關(guān)閉加注組件的加注活塞8，切斷儲(chǔ)液器12和定量室18的聯(lián)通。
[0043]將待注液的熱管I插入到注液主體2內(nèi)的密封氣囊3內(nèi)，此時(shí)將灌注針管4插入到熱管I管口，打開充氣閥門26，開啟充氣空氣壓縮機(jī)25，通過充氣孔27對(duì)密封氣囊3進(jìn)行充氣，直至密封氣囊3達(dá)到設(shè)定壓力，完成待注液熱管I的固定裝卡。
[0044]打開真空閥6，開啟真空機(jī)組7，對(duì)待注液熱管I進(jìn)行抽真空至設(shè)定真空度。
[0045]打開連接閥門20，啟動(dòng)主動(dòng)注液組件的注液活塞16，在主動(dòng)注液組件的注液活塞16的推動(dòng)下，及熱管I真空作用下，工質(zhì)通過灌注針管4進(jìn)入到熱管I內(nèi)，直至注液活塞16運(yùn)動(dòng)到底部，工質(zhì)完全流出定量室18。
[0046]采用液壓鉗將熱管I從灌注裝置上封離，關(guān)閉連接閥門20，完成熱管I的灌注。
[0047]對(duì)密封氣囊3進(jìn)行放氣，取出留在密封氣囊3內(nèi)的熱管I灌注部分。
[0048]打開吹液閥門23，啟動(dòng)吹液空氣壓縮機(jī)22。高壓氣體通過出氣孔24對(duì)注液主體2內(nèi)的灌注通道及灌注針管4進(jìn)行吹氣，去除流道內(nèi)的殘余工質(zhì)。
[0049]上述步驟完成熱管灌注的一次流程。
[0050]以上結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示意性描述，該描述沒有限制性，附圖所示的也只是一個(gè)實(shí)施例而已。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在本發(fā)明方案的技術(shù)啟示下，他人也可能作出與本發(fā)明相似的或等效的設(shè)計(jì)。需要指出的是，只要不脫離本發(fā)明的設(shè)計(jì)宗旨，所有顯而易見的改變和相似或等效設(shè)計(jì)，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種主動(dòng)式集成熱管灌注裝置，包括相連的儲(chǔ)液部件和注液部件兩部分，其中注液部件包括熱管裝夾組件、真空組件、吹液組件及灌注針管，熱管裝夾組件包括密封氣囊(3)、充氣孔(27)、充氣空氣壓縮機(jī)(25)、充氣閥門(26)，真空組件包括真空機(jī)組(7)、注液主體(2)內(nèi)部的真空流道(5)及連接真空流道(5)和真空機(jī)組(7)的真空閥(6)，吹液組件包括吹液空氣壓縮機(jī)(22)、注液主體(2)內(nèi)的出氣孔(24)及連接吹液空氣壓縮機(jī)(22)及注液主體⑵內(nèi)的出氣孔(24)的吹液閥門(23)，注液主體⑵內(nèi)的真空流道(5)內(nèi)設(shè)置有灌注針管(4)，灌注針管(4)和注液部出液口(21)相連；真空流道(5)通過灌注針管(4)與注液部出液口(21)、熱管(I)、充氣孔(27)相連通；其中儲(chǔ)液部件包括工質(zhì)加注組件及主動(dòng)注液組件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動(dòng)式集成熱管灌注裝置，其特征在于，所述的工質(zhì)加注組件包括加注活塞(8)、加注主體(9)、加注氣缸(10)、加注密封件(11)、儲(chǔ)液器(12)和進(jìn)液口(13);所述的主動(dòng)注液組件包括注液氣缸(14)、注液密封件(15)、注液活塞(16)、定量室(18)、儲(chǔ)液部出液口 (19)及注液主體(17)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的主動(dòng)式集成熱管灌注裝置，其特征在于，所述的儲(chǔ)液器(12)與定量室(18)通過進(jìn)液口(13)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動(dòng)式集成熱管灌注裝置，其特征在于，所述的儲(chǔ)液部件和注液部件兩部分通過連接閥門(20)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動(dòng)式集成熱管灌注裝置，其特征在于，除去真空機(jī)組(7)、空氣壓縮機(jī)(22、25)外，其余部件、組件均集成在一體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5之一所述的主動(dòng)式集成熱管灌注裝置，其特征在于，多套所述的主動(dòng)式集成熱管灌注裝置組合在一臺(tái)設(shè)備上。
7.使用權(quán)利要求1-5之一所述的主動(dòng)式集成熱管灌注裝置進(jìn)行灌注的方法，對(duì)熱管的灌注步驟依次如下: 關(guān)閉儲(chǔ)液部件和注液部件之間的連接閥門(20)； 打開工質(zhì)加注組件的 加注活塞(8)，加注活塞(8)脫離進(jìn)液口(13)，移動(dòng)主動(dòng)注液組件的注液活塞(16)至設(shè)定位置，儲(chǔ)液器(12)內(nèi)的工質(zhì)在大氣壓力作用下進(jìn)入到定量室(18)，直至定量室(18)充滿工質(zhì)； 關(guān)閉加注組件的加注活塞(8)，切斷儲(chǔ)液器(12)和定量室(18)的聯(lián)通；將待注液的熱管(I)插入到注液主體(2)內(nèi)的密封氣囊(3)內(nèi)，此時(shí)將灌注針管(4)插入到熱管(I)管口，打開充氣閥門(26)，開啟充氣空氣壓縮機(jī)(25)，通過充氣孔(27)對(duì)密封氣囊(3)進(jìn)行充氣，直至密封氣囊(3)達(dá)到設(shè)定壓力，完成待注液熱管(I)的固定裝卡；打開真空閥(6)，開啟真空機(jī)組(7)，對(duì)待注液熱管(I)進(jìn)行抽真空至設(shè)定真空度；打開連接閥門(20)，啟動(dòng)主動(dòng)注液組件的注液活塞(16)，在主動(dòng)注液組件的注液活塞(16)的推動(dòng)下，及熱管(I)真空作用下，工質(zhì)通過灌注針管(4)進(jìn)入到熱管(I)內(nèi)，直至注液活塞(16)運(yùn)動(dòng)到底部，工質(zhì)完全流出定量室(18)； 采用液壓鉗將熱管(I)從灌注裝置上封離，關(guān)閉連接閥門(20)，完成熱管(I)的灌注； 對(duì)密封氣囊(3)進(jìn)行放氣，取出留在密封氣囊(3)內(nèi)的熱管(I)灌注部分； 打開吹液閥門(23)，啟動(dòng)吹液空氣壓縮機(jī)(22)，高壓氣體通過出氣孔(24)對(duì)注液主體(2)內(nèi)的灌注通道及灌注針管(4)進(jìn)行吹氣，去除流道內(nèi)的殘余工質(zhì)。上述 步驟完成熱管灌注的一次流程。
【文檔編號(hào)】F28D15/02GK103968693SQ201410213082
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月21日
【發(fā)明者】張波, 李程 申請(qǐng)人:海康創(chuàng)業(yè)(北京)科技有限公司, 李程