[發(fā)明專(zhuān)利]一種制備堿金屬高溫?zé)峁艿臒o(wú)氧化分裝裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210378002.5
• 申請(qǐng)日: 2012-09-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102878840A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曲偉;艾邦成;俞繼軍;薛志虎
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)航天空氣動(dòng)力技術(shù)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): F28D15/02
• 分類(lèi)號(hào): F28D15/02
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專(zhuān)利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種制備堿金屬高溫?zé)峁艿难b置及方法，屬于熱管技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

熱管是一種高性能的傳熱元件，是靠?jī)?nèi)部工作介質(zhì)(工質(zhì))的蒸發(fā)、凝結(jié)和回流而將熱量不斷從熱源傳向熱匯的裝置。熱管具有高傳熱能力、高等溫性和變熱流密度能力等特點(diǎn)。

高溫?zé)峁芤话阒腹ぷ鳒囟却笥?00℃的熱管，多采用堿金屬作為工質(zhì)，例如鉀、鈉、鋰等。堿金屬工質(zhì)在常溫下是固態(tài)，弱氧環(huán)境也容易氧化；另外不同的堿金屬的熔點(diǎn)各不相同，例如堿金屬的熔點(diǎn)，鉀在64℃，鈉在98℃，鋰在181℃，因此分裝時(shí)需不同的溫度控制。

堿金屬的分裝過(guò)程應(yīng)該保證：充裝前熱管具有足夠高的真空度；能夠控制充入工質(zhì)的量；充入的工質(zhì)具有較高的純度，即達(dá)到高純工質(zhì)的無(wú)氧化要求等。以前的堿金屬分裝方法如下：

(1)金屬鈉的蒸餾充裝工藝，例如，文獻(xiàn)“馬同澤，侯增祺，吳文銧，《熱管》，科學(xué)出版社，ISBN7-03-002011-1，1991，277-282”中介紹了蒸餾充鈉方法。這種蒸餾工藝方法，控制堿金屬的過(guò)程變化是，從固態(tài)→液態(tài)→氣態(tài)→液態(tài)→固態(tài)，過(guò)程復(fù)雜，耗時(shí)間長(zhǎng)，后處理麻煩，不易精確定量。

(2)固態(tài)堿金屬工質(zhì)的定量充裝設(shè)備與充裝方法(專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?00910091897.2，曲偉、虞斌)。這種方法采用過(guò)濾工藝，控制堿金屬的過(guò)程變化是，從固態(tài)→液態(tài)→固態(tài)，與(1)方法相比，過(guò)程簡(jiǎn)單，但由于所連接熱管的排氣要通過(guò)工質(zhì)，真空阻力大，真空度不易達(dá)到。另外，真空手套筒屬于開(kāi)式惰性氣體保護(hù)，分裝過(guò)程中仍有少部分堿金屬氧化，影響了熱管的最終性能。

(3)小型高溫?zé)峁芄虘B(tài)堿金屬工質(zhì)的精確充裝設(shè)備與充裝方法(曲偉，段顏軍，2010申請(qǐng)專(zhuān)利)。與(2)方法相比，采用旁路結(jié)構(gòu)，加熱裝置設(shè)計(jì)成外圍加熱器，可拆卸。由于采用外圍覆著加熱，接觸間隙導(dǎo)致的熱阻影響了控溫，影響了充裝的穩(wěn)定性；另外，開(kāi)放式真空手套筒的惰性氣體保護(hù)，分裝過(guò)程中仍有少部分堿金屬氧化，也影響了熱管的最終性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了提出一種制備堿金屬高溫?zé)峁艿臒o(wú)氧化分裝裝置及方法。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明的一種制備堿金屬高溫?zé)峁艿难b置，該裝置包括高溫?zé)峁?、高溫存?chǔ)罐、手套操作箱、超高真空分子泵機(jī)組、管路和閥門(mén)；手套操作箱包括排氣總管；

其中，管路包括主進(jìn)氣管、支路抽氣旁路、進(jìn)氣旁路和出氣旁路；

閥門(mén)包括第一超真空密封閥、第二超高真空密封閥、第三超高真空密封閥、第四超真空密封閥、第五進(jìn)氣閥門(mén)、第六進(jìn)氣閥門(mén)和第七排氣閥門(mén)；

主進(jìn)氣管通過(guò)第六進(jìn)氣閥門(mén)與出氣旁路相連通；

主進(jìn)氣管通過(guò)第一超真空密封閥、第五進(jìn)氣閥門(mén)與進(jìn)氣旁路相連通；

主進(jìn)氣管通過(guò)第一超真空密封閥、第四超真空密封閥與手套操作箱、高溫存儲(chǔ)罐相連通；

主進(jìn)氣管通過(guò)第一超真空密封閥、第二超高真空密封閥與支路抽氣旁路相連通；

主進(jìn)氣管通過(guò)第一超真空密封閥、第二超高真空密封閥、第三超高真空密封閥與超高真空分子泵機(jī)組相連通；

排氣總管通過(guò)第七排氣閥門(mén)與超高真空分子泵機(jī)組相連通；

高溫存儲(chǔ)罐通過(guò)手套操作箱底端的進(jìn)出口與手套操作箱進(jìn)行連通；

高溫?zé)峁芘c高溫存儲(chǔ)罐相連通，并通過(guò)法蘭固定密封連接。

手套操作箱的正前方有兩個(gè)手套口、手套操作箱的兩側(cè)有排氣總管；手套操作箱通過(guò)法蘭固定在操作臺(tái)上；法蘭上有螺栓孔；手套操作箱里面有天平位置、工質(zhì)罐接口、殘?jiān)藿涌?、密封法蘭、在手套操作箱底面中間靠后的位置有一進(jìn)出口；在手套操作箱底面靠左的位置為天平位置、在手套操作箱底面靠前的位置左右分布著工質(zhì)罐接口、殘?jiān)藿涌?；在手套操作箱的后面?nèi)壁上有照明裝置；在手套操作箱的里面四周有排氣引管，在手套操作箱內(nèi)的氣體通過(guò)排氣引管兩端的排氣孔進(jìn)入到排氣總管；手套操作箱的頂端有一個(gè)透明端蓋；透明端蓋與手套操作箱通過(guò)端蓋密封孔進(jìn)行密封和固定；

高溫存儲(chǔ)罐通過(guò)進(jìn)出口與手套操作箱進(jìn)行連通，高溫存儲(chǔ)罐與手套操作箱是通過(guò)密封法蘭來(lái)實(shí)現(xiàn)；