專利名稱：一種太陽(yáng)能用管狀熱管的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽(yáng)能熱管，特別涉及一種太陽(yáng)能用管狀熱管的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
熱管是一種具有極高導(dǎo)熱性能的傳熱元件，它通過(guò)在全封閉真空管內(nèi)工質(zhì)的蒸發(fā) 與凝結(jié)來(lái)傳遞熱量，具有極高的導(dǎo)熱性、良好的等溫性、冷熱兩側(cè)的傳熱面積可任意改變、 可遠(yuǎn)距離傳熱、可控制溫度等一系列優(yōu)點(diǎn)。目前，太陽(yáng)能熱管集熱領(lǐng)域多采用管狀熱管。所述的管狀熱管是指長(zhǎng)度 1. 3m-2. 2m，直徑Φ 8mm或Φ 10mm，壁厚0. 7mm-lmm的熱管。太陽(yáng)能用管狀熱管的生產(chǎn)工藝， 主要包括清洗、排氣、工質(zhì)充裝及焊接密封這幾個(gè)步驟。在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問(wèn)題由于而太陽(yáng)能用管狀熱管在用真空排氣法生產(chǎn)過(guò)程中，不可避免的產(chǎn)生未排盡的 空氣、生成的氫氣等不凝性氣體，從而影響產(chǎn)品的等溫性能和傳熱功率，嚴(yán)重者甚至造成太 陽(yáng)能用管狀熱管失效，存在產(chǎn)品等溫性能差的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中熱管普遍存在不凝性氣體，導(dǎo)致的產(chǎn)品等溫性能差的缺陷， 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種太陽(yáng)能用管狀熱管的生產(chǎn)方法，通過(guò)二次排氣工藝能夠有效排除 生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的不凝氣體。所述技術(shù)方案如下—種太陽(yáng)能用管狀熱管的生產(chǎn)方法，所述方法按照如下步驟進(jìn)行步驟100，將直管材一端預(yù)留出排氣段，將所述直管材另一端作為蒸發(fā)段并做封閉 處理，形成一端開(kāi)口一端封閉的熱管外殼；步驟200，清洗并烘干所述熱管外殼；步驟300，對(duì)所述熱管外殼進(jìn)行真空排氣、工質(zhì)填充及冷焊密封，制作成熱管；
步驟400，對(duì)所述熱管進(jìn)行二次排氣及焊接密封，具體包括，步驟401，將冷焊密封后所述熱管的預(yù)留排氣端朝上，熱管的另一端加熱，利用工 質(zhì)液體在高溫狀態(tài)下產(chǎn)生的工質(zhì)蒸汽壓力，將所述熱管內(nèi)原有的不凝性氣體排至所述熱管 上端預(yù)留排氣段處；步驟402，將所述預(yù)留排氣段下端夾緊并保持密封狀態(tài)，再將所述預(yù)留排氣段中包 含著全部不凝氣體的管段去除；步驟403，將所述預(yù)留排氣段的剪切口處進(jìn)行焊接密封，焊接結(jié)束后，去掉所述預(yù) 留排氣段下端的夾持。進(jìn)一步地，為了消除焊接點(diǎn)的應(yīng)力，去除熱管管材表面及近表面的氣體，所述步驟 300真空排氣、工質(zhì)填充及冷焊密封之前，還包括一個(gè)使所述熱管高溫退火除氣的步驟，該 步驟是在真空環(huán)境下進(jìn)行的，通過(guò)該高溫退火除氣步驟可有效控制及解決后期使用過(guò)程中 不凝性氣體的析出。
具體地，為了達(dá)到增加生產(chǎn)工藝的合理性，所述步驟401中，對(duì)所述熱管另一端加 熱，是將所述熱管總長(zhǎng)度的1/3 1/2進(jìn)行加熱。具體地，所述步驟401中，對(duì)所述熱管另一端加熱的溫度在120°C 180°C之間。具體地，所述預(yù)留排氣段的長(zhǎng)度為65mm 95mm。具體地，所述步驟100中的管材加工，具體包括，步驟101，將直管材一端進(jìn)行縮口處理，形成預(yù)留排氣段；步驟102，準(zhǔn)備蒸發(fā)段管材，將直徑大于所述直管材的管材進(jìn)行縮口處理，形成變 徑頭，將變徑頭的大端封閉，形成一端開(kāi)口、一端封閉的蒸發(fā)段管材，其中，變徑頭小端的直 徑與所述直管材直徑相等；步驟103，清洗所述含預(yù)留排氣段的管材及所述蒸發(fā)段管材，并烘干；步驟104，將所述含有預(yù)留排氣段管材的大端與所述蒸發(fā)段管材的縮口端對(duì)接，然 后焊接，形成完整的熱管外殼。本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果是相比現(xiàn)有技術(shù)缺少不凝氣體二 次排氣工藝過(guò)程，本發(fā)明實(shí)施例所述太陽(yáng)能用管狀熱管的生產(chǎn)方法，通過(guò)在熱管中增加預(yù) 留排氣段，并在生產(chǎn)的最終環(huán)節(jié)增加二次排氣工藝，經(jīng)過(guò)該生產(chǎn)方法制作出的熱管，等溫性 能和傳熱功率都有顯著提高，實(shí)驗(yàn)證明等溫性能可達(dá)到< rc，極大程度的提高了產(chǎn)品的質(zhì) 量；另外，該生產(chǎn)方法設(shè)計(jì)原理簡(jiǎn)單，設(shè)備投入少，且易于操作，適合生產(chǎn)線批量生產(chǎn)。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例中提供的熱管外殼的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例中提供的生產(chǎn)方法中所述的熱管的加熱過(guò)程示意圖；圖3是圖2中A的局部放大圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例中提供的生產(chǎn)方法中所述熱管的二次排氣焊接密封過(guò)程示 意圖。圖中1熱管，2預(yù)留排氣段，3恒溫加熱系統(tǒng)，4溫度傳感器，5加熱組件，6壓扁密 封機(jī)構(gòu)，7剪切機(jī)構(gòu)，8熱管頂端測(cè)溫傳感器，9氬弧焊焊槍，10不凝性氣體，11蒸汽，12冷凝 回流工質(zhì)。B預(yù)留排氣段，C蒸發(fā)段。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方 式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。一種太陽(yáng)能用管狀熱管的生產(chǎn)方法，所述方法按照如下步驟進(jìn)行，步驟100，將直管材一端預(yù)留出排氣段2，將所述直管材另一端作為蒸發(fā)段并做封 閉處理，形成一端開(kāi)口一端封閉的熱管外殼。具體實(shí)施時(shí)，可采用縮口工藝加工。本發(fā)明所述太陽(yáng)能用管狀熱管的生產(chǎn)方法，具 體按照如下步驟進(jìn)行。本實(shí)施例以變徑銅-水重力熱管為例，加以說(shuō)明。如本例圖1所示， 采用如下步驟加工所述步驟100中的管材工，具體包括，步驟101，將銅制的直管材一端進(jìn)行縮口處理，形成預(yù)留排氣段B，長(zhǎng)度在65-95mm,本例中采用B為85mm。其中，預(yù)留排氣段B采用縮口工藝，可保證不凝氣體的快速 凝聚，利于排氣的實(shí)施；步驟102，準(zhǔn)備蒸發(fā)段管材(銅制)，將直徑大于所述直管材的管材進(jìn)行縮口處理， 形成變徑頭，將變徑頭的大端封閉，形成一端開(kāi)口、一端封閉的蒸發(fā)段管材C，采用變徑頭結(jié) 構(gòu)有利于增加受熱面積，提高熱效能，利于排氣。其中，變徑頭小端的直徑與所述直管材直 徑相等。蒸發(fā)段管材C的長(zhǎng)度一般在58mm-90mm，本例中取80mm，直徑大于直銅管的直徑， 下部經(jīng)圓頭密封為半球型，上部也經(jīng)縮口使其內(nèi)徑縮小，能與含預(yù)留排氣段管段中的直銅 管部分對(duì)接。步驟103，清洗所述含預(yù)留排氣段的管材及所述蒸發(fā)段管材，并烘干，具體分別 經(jīng)過(guò)超聲波清洗除油、超聲波清洗拋光、表面鈍化及純水沖洗，并烘干所述管材的內(nèi)、外表步驟104，將所述含有預(yù)留排氣段管材的大端與所述蒸發(fā)段管材的縮口端對(duì)接，然 后焊接，形成完整的熱管外殼(如圖1所示)。步驟200，清洗并烘干所述熱管外殼。將所述熱管外殼分別經(jīng)過(guò)超聲波清洗除油、超聲波清洗拋光、表面鈍化及純水沖 洗，并烘干。當(dāng)排氣段及蒸發(fā)段均采用直管材的熱管外殼包含此步驟。當(dāng)排氣段及蒸發(fā)段均采用縮口工藝加工的熱管外殼，則無(wú)需此清洗步驟。步驟300，對(duì)所述熱管外殼進(jìn)行真空排氣、工質(zhì)填充及冷焊密封，制作出所述熱管。參見(jiàn)圖2，將所述熱管外殼中預(yù)留排氣段2與真空系統(tǒng)連接，利用真空機(jī)組對(duì)熱管 排氣，當(dāng)達(dá)到設(shè)定真空值時(shí)將所述熱管外殼與真空機(jī)組隔離，之后對(duì)所述熱管外殼進(jìn)行工 質(zhì)充裝，充裝完畢后對(duì)所述熱管中預(yù)留排氣段2的頂端進(jìn)性冷焊密封(參見(jiàn)圖2)。進(jìn)一步地，為了消除焊接點(diǎn)的應(yīng)力，去除熱管1管材表面及近表面的氣體，所述步 驟300之前還包括一個(gè)使所述熱管高溫退火除氣的步驟。該步驟是在真空環(huán)境下進(jìn)行的， 通過(guò)該高溫退火除氣步驟可有效控制及解決后期使用過(guò)程中不凝性氣體10的析出。其中， 所述高溫退火除氣的步驟中的高溫為400-500°C，本例采用450°C。具體實(shí)施時(shí)，也可以沒(méi) 有該高溫退火除氣的步驟。步驟400，對(duì)所述熱管進(jìn)行二次排氣及焊接密封。參見(jiàn)圖2、圖3及圖4，具體包括如下步驟，步驟401，參見(jiàn)圖2，將冷焊密封后所述熱管1的焊接端朝上，對(duì)熱管1另一端置 于恒溫加熱系統(tǒng)3中對(duì)熱管1加熱，為了優(yōu)化工藝的目的，具體是將所述熱管1總長(zhǎng)度的 1/3 1/2進(jìn)行加熱。本例中，所述恒溫加熱系統(tǒng)3主要包括保溫外殼、加熱組件5、溫度傳感器4、及溫 控儀表。恒溫加熱系統(tǒng)3為熱管1內(nèi)工質(zhì)的蒸發(fā)汽化提供能量，加熱溫度可根據(jù)不凝性氣體 10量調(diào)節(jié)，一般在120°C 180°C，熱管1的實(shí)際加熱溫度由熱管頂端測(cè)溫傳感器8測(cè)量。參見(jiàn)圖3，熱管1的端部受熱后，內(nèi)部工質(zhì)液體蒸發(fā)汽化產(chǎn)生工質(zhì)蒸汽11及冷凝回 流工質(zhì)12，利用在高溫狀態(tài)下產(chǎn)生的工質(zhì)蒸汽11的壓力，可將熱管1內(nèi)原有的不凝性氣體 10排至所述熱管1上端預(yù)留排氣段2處。步驟402，參見(jiàn)圖4，用壓扁密封機(jī)構(gòu)6將所述預(yù)留排氣段2的下端夾緊并保持密封狀態(tài)，再通過(guò)剪切機(jī)構(gòu)7將所述預(yù)留排氣段2中包含著全部不凝氣體的那段管段去除。如 圖4所示，本例中，最終留下15mm-20mm的排氣管(即剪切并焊接后剩余排氣管長(zhǎng)度)。步驟403，參見(jiàn)圖4，通過(guò)焊接設(shè)備將所述預(yù)留排氣段2的剪切口進(jìn)行焊接密封，本 例采用氬弧焊焊槍9焊接，焊接結(jié)束后，去掉所述所述預(yù)留排氣段2下端的夾持。本發(fā)明也可以用超聲波焊機(jī)一次性實(shí)現(xiàn)壓緊、剪斷及焊接密封，即實(shí)現(xiàn)步驟402 及 403。采用本發(fā)明所述二次排氣方法，在排除不凝性氣體提高熱管整體性能的同時(shí)，可 有效避免工質(zhì)液體的損耗，確保工質(zhì)液體的一致性。綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例所述太陽(yáng)能用管狀熱管的生產(chǎn)方法，通過(guò)在熱管中增加 預(yù)留排氣段，并在生產(chǎn)的最終環(huán)節(jié)增加二次排氣工藝，經(jīng)過(guò)該生產(chǎn)方法制作出的熱管，等溫 性能和傳熱功率都有顯著提高，實(shí)驗(yàn)證明等溫性能可達(dá)到< rc，極大程度的提高了產(chǎn)品的 質(zhì)量；另外，該生產(chǎn)方法設(shè)計(jì)原理簡(jiǎn)單，設(shè)備投入少，且易于操作，適合生產(chǎn)線批量生產(chǎn)。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種太陽(yáng)能用管狀熱管的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述方法按照如下步驟進(jìn)行步驟100，將直管材一端預(yù)留出排氣段，將所述直管材另一端作為蒸發(fā)段并做封閉處理，形成一端開(kāi)口一端封閉的熱管外殼；步驟200，清洗并烘干所述熱管外殼；步驟300，對(duì)所述熱管外殼進(jìn)行真空排氣、工質(zhì)填充及冷焊密封，制作成熱管；步驟400，對(duì)所述熱管進(jìn)行二次排氣及焊接密封，具體包括，步驟401，將冷焊密封后所述熱管的預(yù)留排氣端朝上，熱管的另一端加熱，利用工質(zhì)液體在高溫狀態(tài)下產(chǎn)生的工質(zhì)蒸汽壓力，將所述熱管內(nèi)原有的不凝性氣體排至所述熱管上端預(yù)留排氣段處；步驟402，將所述預(yù)留排氣段下端夾緊并保持密封狀態(tài)，再將所述預(yù)留排氣段中包含著全部不凝氣體的管段去除；步驟403，將所述預(yù)留排氣段的剪切口處進(jìn)行焊接密封，焊接結(jié)束后，去掉所述預(yù)留排氣段下端的夾持。
2.如權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述步驟300，對(duì)所述熱管外殼進(jìn)行真 空排氣、工質(zhì)填充及冷焊密封，制作成熱管之前，還包括一個(gè)使所述熱管高溫退火除氣的步 驟，該步驟是在真空環(huán)境下進(jìn)行的。
3.如權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述步驟401中，對(duì)所述熱管另一端加 熱，是將所述熱管總長(zhǎng)度的1/3 1/2進(jìn)行加熱。
4.如權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述步驟401中，對(duì)所述熱管另一端加 熱的溫度在120°C 180°C之間。
5.如權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述預(yù)留排氣段的長(zhǎng)度為65mm 95mm0
6.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述步驟100中的管 材加工，具體包括，步驟101，將直管材一端進(jìn)行縮口處理，形成預(yù)留排氣段；步驟102，準(zhǔn)備蒸發(fā)段管材，將直徑大于所述直管材的管材進(jìn)行縮口處理，形成變徑頭， 將變徑頭的大端封閉，形成一端開(kāi)口、一端封閉的蒸發(fā)段管材，其中，變徑頭小端的直徑與 所述直管材直徑相等；步驟103，清洗所述含預(yù)留排氣段的管材及所述蒸發(fā)段管材，并烘干；步驟104，將所述含有預(yù)留排氣段管材的大端與所述蒸發(fā)段管材的縮口端對(duì)接，然后焊 接，形成完整的熱管外殼。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種太陽(yáng)能用管狀熱管的生產(chǎn)方法，屬于熱管領(lǐng)域。所述方法包括管材加工，清洗，焊接，真空排氣、工質(zhì)填充及冷焊密封，以及二次排氣、焊接密封的步驟。本發(fā)明實(shí)施例所述太陽(yáng)能用管狀熱管的生產(chǎn)方法，通過(guò)在熱管中增加預(yù)留排氣段，并在生產(chǎn)的最終環(huán)節(jié)增加二次排氣工藝，經(jīng)過(guò)該生產(chǎn)方法制作出的熱管，等溫性能和傳熱功率都有顯著提高，實(shí)驗(yàn)證明等溫性能可達(dá)到≤1℃，極大程度的提高了產(chǎn)品的質(zhì)量；另外，該生產(chǎn)方法設(shè)計(jì)原理簡(jiǎn)單，設(shè)備投入少，且易于操作，適合生產(chǎn)線批量生產(chǎn)。
文檔編號(hào)F24J2/46GK101915468SQ20101024424
公開(kāi)日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月29日
發(fā)明者和化魯, 康延濱, 李海峰 申請(qǐng)人:皇明太陽(yáng)能股份有限公司