一種平板式多通道熱管的工質蒸汽灌注裝置及方法
【專利摘要】本發明公開了一種平板式多通道熱管的工質蒸汽灌注裝置及方法，所述裝置包括圓筒形蒸發器、真空泵、密封快速接口、加熱器、低溫水箱、第一電磁閥、第二電磁閥及三通接口。本發明通過對工質加熱，在平板式多通道熱管末端冷卻，讓易揮發的工質通過在低真空度及高溫的條件下以蒸汽的形式進入到平板式多通道熱管的每個通道內，并在平板式多通道熱管末端冷凝成液體形態，從而解決了傳統多通道熱管工質灌注方法中存在所采用的易揮發的工質在真空狀態下難以多通道均勻灌注的問題，保證了每個溝槽的灌注量相等，提高了多通道熱管的性能。
【專利說明】一種平板式多通道熱管的工質蒸汽灌注裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及傳熱及換熱用的熱管，特別是涉及了一種平板式多通道熱管的工質蒸汽灌注裝置及方法。
【背景技術】
[0002]熱管被稱為熱的“超導體”，由于其利用內部工質的相變潛熱進行熱管傳遞，導熱率為同種金屬材料的幾十到上百倍，在傳熱換熱領域(如太陽能光熱板、大功率LED或高熱流密度半導體元件散熱、航天航空)上具有極大的應用價值。
[0003]熱管的工質灌注工藝會對熱管性能的優劣產生極大的影響。傳統的銅-水熱管采用先灌工質后抽真空，再進行二次除氣的工藝制造。而鋁熱管由于存在兼容性的問題，只能采用丙酮或氨水等易揮發的液體作為工質。若對鋁熱管采用先灌后抽的工藝制造，容易把工質全部抽干，因此必須采用先抽真空后灌注工質的工藝制造鋁熱管。
[0004]平板式多通道熱管是一種新型的平板熱管，由若干的微熱管并列而成，每根熱管相互獨立，借助加強筋隔開，具有輕薄承壓，導熱系數高的特點。制造這種熱管時面臨真空狀態下多通道灌注的問題，并且要求每個通道的灌注量相等。目前市場上尚未開發出真空狀態下的多通道移液器。
【發明內容】
[0005]本發明針對平板式多通道熱管在工質灌注工藝上面臨的真空狀態下多通道均勻灌注的問題，提出一種平板式多通道熱管的工質蒸汽灌注裝置及方法，采用蒸汽灌注的原理，通過把工質端加熱，熱管端冷卻，讓易揮發的工質通過蒸發冷凝的方式進入到每個溝槽內，保證了每個溝槽的工質灌注量相等。
[0006]本發明一方面提供了一種平板式多通道熱管的工質蒸汽灌注裝置，包括圓筒形蒸發器、真空泵、密封快速接口、加熱器、低溫水箱、第一電磁閥、第二電磁閥及三通接口，所述蒸發器、真空泵和密封快速接口三者通過管道經由三通接口互相連接，所述蒸發器與三通接口之間設置有第二電磁閥，所述真空泵與三通接口之間設置有第一電磁閥，所述加熱器位于蒸發器下方。
[0007]進一步地，所述蒸發器內壁上設置有溝槽微結構，用于強化工質汽化。
[0008]進一步地，所述蒸發器內還設置有超聲波發生器，用于通過超聲波的作用下，進一步地強化工質汽化。
[0009]本發明另一方面提供了一種平板式多通道熱管的工質蒸汽灌注方法，包括步驟:
(I)將待抽真空的平板式多通道熱管的開口端與密封快速接口連接，另一端插入到低溫水箱中，所述低溫水箱內冷卻液的溫度保持在4°c?10°C，平板式多通道熱管浸沒在低溫水箱內冷卻液的深度為10cnT30Cm，若深度低于10cm，將導致冷卻液對平板式多通道熱管的冷卻功率不足，工質蒸汽的冷卻時間偏長；若深度高于30cm，將導致冷卻液對平板式多通道熱管的冷卻功率過大，減緩工質的蒸發速度； (2)打開第一電磁閥，關閉第二電磁閥，將平板式多通道熱管與真空泵連通，啟動真空泵對平板式多通道熱管內的微熱管陣列進行抽真空，同時開啟超聲波發生器和加熱器對蒸發器內的工質進行加熱及強化汽化；
(3)當平板式多通道熱管內的微熱管陣列達到預定的真空度后，關閉第一電磁閥，打開第二電磁閥，打開工質口，向平板式多通道熱管內灌注工質；
(4)根據平板式多通道熱管所需的工質灌注量灌注預定的時間后，采用冷焊鉗對平板式多通道熱管開口端進行密封封口，取下平板式多通道熱管后即得到各個通道灌注有均勻工質量的多通道熱管。
[0010]進一步地，所述工質為丙酮或氨水。
[0011]所述加熱器置于蒸發器的下方，且具有自動節能的特性，當加熱器把工質溫度提升后，其功率會逐漸降低，只有額定功率的90%，80%或更少。
[0012]所述的平板式多通道熱管的工質蒸汽灌注裝置的各器件之間連接用的管道的材料可為硅膠、不銹鋼或者鋁等金屬。
[0013]與現有技術相比，本發明的有益效果是:本發明通過對工質加熱，在平板式多通道熱管末端冷卻，讓易揮發的工質通過在低真空度及高溫的條件下以蒸汽的形式進入到平板式多通道熱管的每個通道內，并在平板式多通道熱管末端冷凝成液體形態，從而解決了傳統多通道熱管工質灌注方法中存在所采用的易揮發的工質在真空狀態下難以多通道均勻灌注的問題，保證了每個溝槽的灌注量相等，提高了多通道熱管的性能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明用于平板式多通道熱管的工質蒸汽灌注裝置示意圖。
[0015]圖2為本發明的蒸發器立體結構示意圖。
[0016]圖中:1_平板式多通道熱管；2-密封快速接口 ；3_第一電磁閥；4_真空泵；5-蒸發器；6-加熱器；7-第二電磁閥；8-三通接口 ；9_低溫水箱；21-超聲波發生器。
【具體實施方式】
[0017]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。
[0018]實施例一
如圖1所示，一種平板式多通道熱管的工質蒸汽灌注裝置，包括圓筒形蒸發器5、真空泵4、密封快速接口 2、加熱器6、低溫水箱9、第一電磁閥3、第二電磁閥7及三通接口 8，所述蒸發器5、真空泵4和密封快速接口 2三者通過管道經由三通接口 8互相連接，所述蒸發器5與三通接口 8之間設置有第二電磁閥7，所述真空泵4與三通接口 8之間設置有第一電磁閥3，所述加熱器6位于蒸發器5下方，加熱器6置于蒸發器的下方，且具有自動節能的特性，當加熱器8把工質溫度提升后，其功率會逐漸降低，只有額定功率的90%，80%或更少。
[0019]如圖2所示，所述蒸發器5內壁上設置有溝槽微結構，用于強化工質汽化，同時，所述蒸發器5內還設置有超聲波發生器21，用于通過超聲波的作用下，進一步地強化工質汽化。
[0020]考慮到與所采用的工質的相容性，所述的平板式多通道熱管的工質蒸汽灌注裝置的各器件之間連接用的管道的材料可為硅膠、不銹鋼或者鋁等金屬。
[0021]實施例二
一種采用上述平板式多通道熱管的工質蒸汽灌注裝置進行工質蒸汽灌注的方法，包括步驟:
(1)將待抽真空的平板式多通道熱管I的開口端與密封快速接口2連接，另一端插入到低溫水箱9中，所述低溫水箱9內冷卻液的溫度為4°C，平板式多通道熱管I浸沒在低溫水箱9內冷卻液的深度為10 cm ；
(2)打開第一電磁閥3，關閉第二電磁閥7，將平板式多通道熱管I與真空泵4連通，啟動真空泵4對平板式多通道熱管I內的微熱管陣列進行抽真空，同時開啟超聲波發生器21和加熱器8對蒸發器5內的工質進行加熱及強化汽化，所述工質為丙酮；
(3)當平板式多通道熱管I內的微熱管陣列達到預定的真空度后，關閉第一電磁閥3，打開第二電磁閥7，打開工質口，向平板式多通道熱管I內灌注工質；
(4)根據平板式多通道熱管I所需的工質灌注量灌注預定的時間后，采用冷焊鉗對平板式多通道熱管I開口端進行密封封口，取下平板式多通道熱管I后即得到各個通道灌注有均勻工質量的多通道熱管；
本實施例通過對丙酮加熱，在平板式多通道熱管I末端冷卻，讓易揮發的丙酮通過在低真空度及高溫的條件下以蒸汽的形式進入到平板式多通道熱管I的每個通道內，并在平板式多通道熱管I末端冷凝成液體形態，從而解決了傳統多通道熱管工質灌注方法中存在所采用的易揮發的工質在真空狀態下難以多通道均勻灌注的問題，保證了每個溝槽的灌注量相等，提高了多通道熱管的性能。
[0022]實施例三
一種采用上述平板式多通道熱管的工質蒸汽灌注裝置進行工質蒸汽灌注的方法，包括步驟:
(1)將待抽真空的平板式多通道熱管I的開口端與密封快速接口2連接，另一端插入到低溫水箱9中，所述低溫水箱9內冷卻液的溫度為5°C，平板式多通道熱管I浸沒在低溫水箱9內冷卻液的深度為20cm ；
(2)打開第一電磁閥3，關閉第二電磁閥7，將平板式多通道熱管I與真空泵4連通，啟動真空泵4對平板式多通道熱管I內的微熱管陣列進行抽真空，同時開啟超聲波發生器21和加熱器8對蒸發器5內的工質進行加熱及強化汽化，所述工質為丙酮；
(3)當平板式多通道熱管I內的微熱管陣列達到預定的真空度后，關閉第一電磁閥3，打開第二電磁閥7，打開工質口，向平板式多通道熱管I內灌注工質；
(4)根據平板式多通道熱管I所需的工質灌注量灌注預定的時間后，采用冷焊鉗對平板式多通道熱管I開口端進行密封封口，取下平板式多通道熱管I后即得到各個通道灌注有均勻工質量的多通道熱管。
[0023]實施例四
一種采用上述平板式多通道熱管的工質蒸汽灌注裝置進行工質蒸汽灌注的方法，包括步驟:
(I)將待抽真空的平板式多通道熱管I的開口端與密封快速接口 2連接，另一端插入到低溫水箱9中，所述低溫水箱9內冷卻液的溫度為10°C，平板式多通道熱管I浸沒在低溫水箱9內冷卻液的深度為30cm ；
(2)打開第一電磁閥3，關閉第二電磁閥7，將平板式多通道熱管I與真空泵4連通，啟動真空泵4對平板式多通道熱管I內的微熱管陣列進行抽真空，同時開啟超聲波發生器21和加熱器8對蒸發器5內的工質進行加熱及強化汽化，所述工質為氨水；
(3)當平板式多通道熱管I內的微熱管陣列達到預定的真空度后，關閉第一電磁閥3，打開第二電磁閥7，打開工質口，向平板式多通道熱管I內灌注工質；
(4)根據平板式多通道熱管I所需的工質灌注量灌注預定的時間后，采用冷焊鉗對平板式多通道熱管I開口端進行密封封口，取下平板式多通道熱管I后即得到各個通道灌注有均勻工質量的多通道熱管。
[0024]本實施例通過對氨水加熱，在平板式多通道熱管I末端冷卻，讓易揮發的氨水通過在低真空度及高溫的條件下以蒸汽的形式進入到平板式多通道熱管I的每個通道內，并在平板式多通道熱管I末端冷凝成液體形態，從而解決了傳統多通道熱管工質灌注方法中存在所采用的易揮發的工質在真空狀態下難以多通道均勻灌注的問題，保證了每個溝槽的灌注量相等，提高了多通道熱管的性能。
[0025]如上所述便可較好地實現本發明。
[0026]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。
【權利要求】
1.一種平板式多通道熱管的工質蒸汽灌注裝置，其特征在于:包括圓筒形蒸發器(5)、真空泵(4)、密封快速接口(2)、加熱器(6)、低溫水箱(9)、第一電磁閥(3)、第二電磁閥(7)及三通接口(8)，所述蒸發器(5)、真空泵(4)和密封快速接口(2)三者通過管道經由三通接口(8)互相連接，所述蒸發器(5)與三通接口(8)之間設置有第二電磁閥(7)，所述真空泵(4)與三通接口(8)之間設置有第一電磁閥(3)，所述加熱器(6)位于蒸發器(5)下方。
2.根據權利要求1所述的平板式多通道熱管的工質蒸汽灌注裝置，其特征在于:所述蒸發器(5)內壁上設置有溝槽微結構。
3.根據權利要求2所述的平板式多通道熱管的工質蒸汽灌注裝置，其特征在于:所述蒸發器(5)內還設置有超聲波發生器(21)。
4.一種采用如權利要求1至3任一項所述的裝置進行工質蒸汽灌注的方法，包括步驟: (1)將待抽真空的平板式多通道熱管(I)的開口端與密封快速接口(2)連接，另一端插入到低溫水箱(9)中，所述低溫水箱(9)內冷卻液的溫度保持在4°C?10°C，平板式多通道熱管(I)浸沒在低溫水箱(9)內冷卻液的深度為10cnT30Cm ； (2)打開第一電磁閥(3)，關閉第二電磁閥(7)，將平板式多通道熱管⑴與真空泵(4)連通，啟動真空泵(4)對平板式多通道熱管(I)內的微熱管陣列進行抽真空，同時開啟超聲波發生器(21)和加熱器(8)對蒸發器(5)內的工質進行加熱及強化汽化； (3)當平板式多通道熱管(I)內的微熱管陣列達到預定的真空度后，關閉第一電磁閥(3)，打開第二電磁閥(7)，打開工質口，向平板式多通道熱管(I)內灌注工質； (4)根據平板式多通道熱管(I)所需的工質灌注量灌注預定的時間后，采用冷焊鉗對平板式多通道熱管(I)開口端進行密封封口，取下平板式多通道熱管(I)后即得到各個通道灌注有均勻工質量的多通道熱管。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于:所述工質為丙酮或氨水。
【文檔編號】F28D15/02GK104006687SQ201410205089
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月15日 優先權日:2014年5月15日
【發明者】湯勇, 王釩旭, 陸龍生, 袁偉, 李宗濤 申請人:華南理工大學