一种径向旋转热管的抽真空充液装置及方法与流程

allin2025-11-08  38


本发明涉及热管加工,具体涉及一种径向旋转热管的抽真空充液装置及方法。


背景技术:

1、径向旋转热管是近年来显现出广泛应用场景和工业潜力的一种热管。径向旋转热管在旋转状态下工作,具有高效导热性、良好均温性,并且结构简单,多应用在燃气轮机和航空发动机的涡轮盘、压气机盘、叶片,高速电机转子,高速电主轴,机械刹车盘等旋转部件的冷却设计中。

2、与传统热管不同,径向旋转热管的尺寸较小,因此在热管制备时充装的工质总量较小,对于充注工质量的精确控制要求较高;此外,径向旋转热管依靠热管旋转产生的离心力驱动在冷凝段凝结的液态工质回流到蒸发段,因此径向旋转热管一般不包含毛细吸液芯,管壳内壁面光滑,因此现有热管加工流程中常用的热排空法不适用于径向旋转热管;最后,现有热管充液流程中可能会因为管路密封性等原因掺入少量不凝气体,由于径向旋转热管尺寸较小,微量的不凝气体对于径向旋转热管传热性能的影响更加明显,因此需要在热管充液流程中尽可能排除不凝气体的影响。


技术实现思路

1、鉴于上述问题,本发明提供了一种径向旋转热管的抽真空充液装置及方法,解决了现有技术中径向旋转热管充装不够精确、充装过程中存在不凝气体残留的技术问题。

2、一方面,本发明提供了一种径向旋转热管的抽真空充液装置,包括:真空泵1,真空干燥管2,压力计3,第一截止阀4、三通5,滴定管6,第一微调阀7、充液计量管8,第二微调阀9、第二截止阀10、热管充液管11,径向旋转热管13,加热块14,直流电源15,热电偶12;

3、所述真空泵1经过顺序连接的真空干燥管2和第一截止阀4与三通5的第一接口51连接,所述压力计3设于真空干燥管2和第一截止阀4之间;

4、所述滴定管6经过第一微调阀7与充液计量管8的入口连接,充液计量管8的出口经过第二微调阀9与三通5的第二接口52连接;

5、所述热管充液管11的入口端111经过第二截止阀10与三通5的第三接口53连接,所述热管充液管11的出口端112与径向旋转热管13连接;

6、所述径向旋转热管13的壁面上安装有热电偶测点12;所述径向旋转热管13固定在加热块14上,加热块14由直流电源15供电。

7、优选地,所述控制滴定管6距地面的安装高度高于充液计量管8,充液计量管8距地面的安装高度高于热管充液管11。

8、优选地,径向旋转热管尺寸13的外径≤12mm,内径≤6mm,长度≤100mm。

9、优选地,所述径向旋转热管13的工质为水、丙酮、甲醇、乙醇、r123、r134a、fc-72或氨中的一种或多种的组合。

10、优选地,所述径向旋转热管13的管壳内壁面光滑,不包含毛细吸液芯。

11、一方面,本发明提供了一种基于所述径向旋转热管的抽真空充液装置的抽真空充液方法,其特征在于:包括如下步骤:

12、步骤s1、关闭第一截止阀4和第二截止阀10,向滴定管6中充注工质;

13、步骤s2、略微打开第一微调阀7,使少量工质在重力作用下流入充液计量管8并且完全排除滴定管6到第一微调阀7之前管路中的不凝气体;

14、步骤s3、关闭第一微调阀7,打开第一截止阀4、第二截止阀10和第二微调阀9,打开真空泵1,对充液管路抽真空,直至压力计3显示管路内部绝对压力小于1×10-4pa;

15、步骤s4、关闭第一截止阀4、第二截止阀10和第二微调阀9,略微打开第一微调阀7,使工质在重力和负压作用下缓慢流入充液计量管8,当充液计量管8内液面刻度为v1时关闭第一微调阀7;

16、步骤s5、打开第二截止阀10,略微打开第二微调阀9使工质在重力和负压作用下缓慢流入径向旋转热管13,当充液计量管8内液面刻度为v2时关闭第二微调阀9,向径向旋转热管13内充液体积为v2-v1;

17、步骤s6、关闭第二截止阀10,将热管充液管11与第二截止阀10连接的热管充液管入口端111钳断,用氩弧焊将热管充液管11初次封口;

18、步骤s7、打开直流电源15,通过加热块14加热径向旋转热管13,使得热电偶12的测得温度不低于温度阈值t并且维持时间t以上,工质在所述温度t时对应的径向旋转热管13内部正压力为p,径向旋转热管13内部的工质循环将管路中可能残留的部分不凝气体顶至热管充液管11中;

19、步骤s8、将热管充液管11与径向旋转热管13连接的热管充液管出口端112钳断,在热电偶12测得温度不低于t时用氩弧焊将热管充液管11二次封口,完成热管充液。

20、优选地,充液体积v2-v1的取值范围不超过所述径向旋转热管13蒸发段体积的100%。

21、优选地,所述温度阈值t是所述工质在饱和压力为0.4mpa时对应的饱和温度,所述径向旋转热管13在所述温度阈值t时内部正压力p为0.3mpa,所述维持时间t为30min。

22、与现有技术相比,本发明至少具有如下有益效果:

23、(1)本发明提供的装置结构简单,成本经济,通过开关阀门的有限步骤操作即可实现抽真空及充液过程。

24、(2)本发明提供的装置能够精确控制充注入径向旋转热管的工质的量。

25、(3)本发明提供的装置能够排出充入工质后的径向旋转热管腔体内部可能残留的不凝气体对热管传热性能的影响,提高热管传热效率。



技术特征:

1.一种径向旋转热管的抽真空充液装置,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的径向旋转热管的抽真空充液装置,其特征在于:

3.根据权利要求2所述的径向旋转热管的抽真空充液装置,其特征在于:

4.根据权利要求3所述的径向旋转热管的抽真空充液装置,其特征在于:

5.根据权利要求4所述的径向旋转热管的抽真空充液装置,其特征在于:

6.一种根据权利要求1-5中任一项所述的径向旋转热管的抽真空充液装置的抽真空充液方法,其特征在于:包括如下步骤:

7.根据权利要求6所述的径向旋转热管的抽真空充液装置的抽真空充液方法,其特征在于:

8.根据权利要求7所述的径向旋转热管的抽真空充液装置的抽真空充液方法,其特征在于:


技术总结
本发明涉及热管加工技术领域,具体涉及一种径向旋转热管的抽真空充液装置及方法,所述装置包括:真空泵经过顺序连接的真空干燥管,压力计,第一截止阀与三通的第一接口连接;所述滴定管经过第一微调阀与充液计量管的入口连接,充液计量管的出口经过第二微调阀与三通的第二接口连接;所述热管充液管的入口端经过第二截止阀与三通的第三接口连接,所述热管充液管的出口端与径向旋转热管连接;所述径向旋转热管的壁面上安装有热电偶测点;所述径向旋转热管固定在加热块上,加热块由直流电源供电;本发明能够完成径向旋转热管的精确充装,充装过程简便,排除不凝气体残留。

技术研发人员:李果,丁水汀,张国华,张雨辰,黄世玉,唐宇航
受保护的技术使用者:天目山实验室
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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