[實用新型]一種中低溫區(qū)環(huán)路熱管的工質(zhì)充裝裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120069733.2
• 申請日: 2011-03-16
• 公開（公告）號: CN202024077U
• 公開（公告）日: 2011-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉成志;楊帆;董德平
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所
• 主分類號: F17C5/00
• 分類號: F17C5/00;F17C13/02;F17C13/04;F17C1/00
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 郭英

技術(shù)領(lǐng)域

本專利涉及一種熱管工質(zhì)充裝裝置，具體涉及一種工作溫區(qū)在100-200K之間的環(huán)路熱管的工質(zhì)充裝裝置。

背景技術(shù)

常見的環(huán)路熱管充裝工質(zhì)的方法有2種：常溫充裝和低溫充裝。常溫充裝適用于常溫環(huán)路熱管和常溫下工質(zhì)飽和壓力比較高的低溫環(huán)路熱管。而低溫充裝主要用于低溫環(huán)路熱管，它是通過一邊冷卻已經(jīng)進入管體內(nèi)的工質(zhì)氣體、一邊再充入新的工質(zhì)氣體，直到充入的工質(zhì)量達到我們預(yù)先計算的要求，低溫充裝往往需要多次反復(fù)地往熱管內(nèi)充入工質(zhì)。

一般工作在100-200K溫區(qū)內(nèi)的工質(zhì)，其常溫下的飽和蒸汽壓都比較低，如300K時，丙烯飽和蒸汽壓為1.2118MPa.乙烷飽和蒸汽壓為4.3565MPa.在這種情況下，采用常溫充裝，往往充入的工質(zhì)氣體量達不到我們設(shè)計的要求。而采用低溫充裝則需要時刻地控制充入工質(zhì)量，而且反復(fù)多次充裝往往會帶來比較大的誤差。

發(fā)明內(nèi)容

本專利的目的是提供一種中低溫區(qū)環(huán)路熱管工質(zhì)的充裝裝置。它解決了常溫充裝帶來的充裝工質(zhì)量不足和低溫充裝帶來的反復(fù)多次充裝的問題，利用這種方法，可一次性地充入所需的工質(zhì)量。

該裝置主要由一個存在氣液兩相工質(zhì)的倒置鋼瓶，四個閥門，一段透明的石英玻璃管和一套真空機組組成。第一閥門2采用能控制工質(zhì)流量及流速的計量閥，第二閥門4、第三閥門5和第四閥門6均采用耐壓高、漏率低的針閥，自制的石英玻璃管3要求長1000mm、內(nèi)徑為6mm、外徑為25mm，保證常溫下耐壓＞5MPa，并且管壁上需均勻地刻有標(biāo)度，真空機組7采用的是高真空分子泵排氣機組。具體連接方式為：鋼瓶出口處通過一轉(zhuǎn)接頭與外徑3mm的不銹鋼管連接，不銹鋼管的另一端連接到第一閥門2，第一閥門出口處再接一段不銹鋼管路，該段管路連接到石英玻璃管3一端的不銹鋼可伐接頭上(可伐接頭在石英玻璃管兩端并與其焊接在一起)，石英玻璃管另一端可伐接頭通過一段不銹鋼管路與第二閥門4相連，第二閥門出口處連到一個三通，一路通過第三閥門5連到真空機組7，另一路通過第四閥門6連到環(huán)路熱管8。

熱管工質(zhì)充裝步驟如下：首先，打開第一閥門2、第二閥門4、第三閥門5和第四閥門6，通過真空機組7對整個充裝管路抽真空，當(dāng)真空度達到10-2帕后，關(guān)閉真空機組和所有閥門。然后，打開鋼瓶瓶閥和第一閥門2，鋼瓶內(nèi)的液體將在其上方氣體飽和蒸汽壓力的推動下，進入到第一閥門2中，通過第一閥門2控制工質(zhì)液體的流量和流速，并同時觀測已經(jīng)進入到石英玻璃管3中的工質(zhì)液體量，當(dāng)玻璃管中的液體量達到我們計算所需后，關(guān)閉第一閥門2和鋼瓶瓶閥。最后，打開第二閥門4和第四閥門6，玻璃管內(nèi)的液體將在重力輔助下進入熱管管體內(nèi)循環(huán)流動。

對于該種中低溫區(qū)環(huán)路熱管的工質(zhì)充裝方法，其特征在于：它包含有：一個存在氣液兩相工質(zhì)的倒置鋼瓶1、第一閥門2、一段透明的石英玻璃管3、第二閥門4、第三閥門5、第四閥門6和一套真空機組7。倒置鋼瓶內(nèi)的工質(zhì)液體將在其飽和蒸汽壓的推動下，流向石英玻璃管中，通過調(diào)節(jié)第一閥門以對工質(zhì)液體流量和流速進行控制，當(dāng)石英玻璃管中工質(zhì)液體達到我們計算所需，關(guān)閉第一閥門，打開第二閥門和第四閥門，石英玻璃管中的工質(zhì)液體將在重力的輔助下流入環(huán)路熱管8中。

本專利的優(yōu)點如下：

(1)、使用這種中低溫區(qū)環(huán)路熱管工質(zhì)的充裝裝置，可透過玻璃管精確控制工質(zhì)的流量，減小充裝工質(zhì)帶來的誤差。

(2)、使用這種中低溫區(qū)環(huán)路熱管工質(zhì)的充裝裝置，可避免了因為工質(zhì)常溫下飽和蒸汽壓低而造成的反復(fù)多次充氣。

(3)、使用這種中低溫區(qū)環(huán)路熱管工質(zhì)的充裝裝置，工質(zhì)液體在重力的輔助下，由玻璃管進入到環(huán)路熱管中，可在一定程度上加快環(huán)路熱管的降溫過程。

附圖說明

圖1：中低溫區(qū)環(huán)路熱管充裝裝置的總體結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖對本裝置進行詳細說明。

如圖1所示，為本裝置的總體結(jié)構(gòu)圖，包括：一個存在氣液兩相工質(zhì)的倒置鋼瓶1、第一閥門2、一段透明的石英玻璃管3、第二閥門4、第三閥門5、第四閥門6、一套真空機組7、一根環(huán)路熱管8。具體實施時，我們采用大小為40L、純度為99.99％的乙烷鋼瓶，第一閥門為在Swagelok公司購買的不銹鋼計量閥，第二閥門、第三閥門和第四閥門均為在Swagelok公司購買的不銹鋼針閥，自制的石英玻璃管要求長1000mm、內(nèi)徑為6mm、外徑為25mm，保證常溫下耐壓＞5MPa，并且管壁上需均勻地刻有標(biāo)度，真空機組7為在北京科儀科美公司購買的高真空分子泵排氣機組，環(huán)路熱管是自己加工組裝制造的。

充裝工質(zhì)前，首先檢查各閥門接頭是否能正常使用，確認無誤后，打開第一閥門、第二閥門、第三閥門和第四閥門，開啟真空機組對整個充裝管路進行抽真空，當(dāng)真空度達到10^-2帕后，關(guān)閉真空機組和所有閥門，打開鋼瓶瓶閥和第一閥門，鋼瓶內(nèi)的液體將在其上方氣體飽和蒸汽壓力的推動下，進入到第一閥門中，通過第一閥門控制工質(zhì)液體的流量和流速，并同時觀測已經(jīng)進入到石英玻璃管中的工質(zhì)液體量，當(dāng)玻璃管中的液體量達到我們計算所需后，關(guān)閉第一閥門和鋼瓶瓶閥。打開第二閥門和第四閥門，玻璃管內(nèi)的工質(zhì)液體將在重力輔助下進入熱管管體內(nèi)循環(huán)流動。