CN103759442B - 太阳能防冻真空热管及其热排法制作工艺 - Google Patents

太阳能防冻真空热管及其热排法制作工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种太阳能防冻真空热管及其热排法制作工艺；所述的太阳能防冻真空热管，包括真空热管本体，所述真空热管本体中的工作介质为CaCl2。制作上述太阳能防冻真空热管的热排法制作工艺，包括排气步骤，该排气步骤具体为：采用热排法对预充有CaCl2溶液的铜管进行排气处理，以获得防冻真空热管。由此可知：由于本发明采用CaCl2作为真空热管的工作介质，因此，使得该真空热管具有防冻性能，经防冻试验验证，所获得的热管可以在-20℃±2℃时，不发生膨胀或者胀裂现象。

Description

太阳能防冻真空热管及其热排法制作工艺
技术领域
本发明涉及一种太阳能防冻真空热管及其热排法制作工艺；属于太阳能热管制作领域。
背景技术
太阳能热管的使用遍布全球各地，许多客户所处的地理位置纬度很高，这就要求热管具有优秀的抗冻性能。
现阶段制作的防冻热管是在其中添加铜粉并且在热管尾部增加不锈钢套来防止热管在低温时发生膨胀甚至冻裂。之前制备研发防冻热管使用的是普通冰柜进行试验和验证，由于冰柜体积有限，热管不能全部放置在冰柜中，热管的上半部分在试验时是暴露在普通环境温度之中，下半部分的热管在冰柜中并没有发生膨胀或者冻裂。在-20℃±2℃温度下，对现阶段制作的防冻热管进行抗冻试验，发现循环3-4次就出现了膨胀现象，说明现阶段使用不锈钢套制作的防冻热管存在着性能缺陷，在高纬度或者低温地区使用很有可能失效。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种太阳能防冻真空热管，该太阳能防冻真空热管可以在温度为-20℃±2℃时，不发生膨胀或者胀裂现象。
为实现以上的技术目的，本发明将采取以下的技术方案：
一种太阳能防冻真空热管，包括真空热管本体，所述真空热管本体中的工作介质为CaCl2。
本发明的另一技术目的是提供一种制作上述太阳能防冻真空热管的热排法制作工艺，包括排气步骤，该排气步骤具体为：采用热排法对预充有CaCl2溶液的铜管进行排气处理，以获得防冻真空热管。
所述的排气步骤包括依次进行的第一步排气、第二步排气；其中，第一步排气是在170℃~210℃区间内至少分三次完成，每次排气的温度呈递增趋势。
所述第一步排气在铜管两端封闭后，分别在180℃、190℃、200℃时进行3次排气，且前述3次排气总量控制在1.5±0.5 ml；所述的第二步排气，在铜管达到180℃后进行排气，排气量为0.2-0.7ml。
第一步排气、第二步排气之间还具有老化步骤，所述的老化步骤具体为：将经过第一步排气的铜管在200-240℃温度下加热36-48小时后冷却即可。
所述的排气步骤在排气炉中进行，而老化步骤则在老化炉中进行。
根据以上的技术方案，本发明将达到如下的有益效果：
由于本发明采用CaCl2作为真空热管的工作介质，因此，使得该真空热管具有防冻性能，经防冻试验验证，所获得的热管可以在-20℃±2℃时，不发生膨胀或者胀裂现象。
另外，本发明所述的热管在排气过程中采用了适宜的温度和相应的排气步骤，进一步巩固了热管的防冻性能；改善防冻热管制作的成品合格率。
具体实施方式
   以下将结合各实施例详细地说明本发明的技术方案。但是本发明的保护范围不能认为仅局限于下述具体实施例。对于所述技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的基本前提下，还可以作出若干简单推演或者等同替换，这些等同替换方案仍然将被视为本发明的保护范围之列。
本发明所述的太阳能防冻真空热管的热排法制作工艺，其中，热排法制作热管的原理是通过加热管体，使加入热管的介质汽化，通过体积膨胀，将热管中原有的空气排出，立即封闭，使热管内部达到一定的真空度。这样可以保证热管中没有残留空气，提高热管的工作效率。
一般地，随着温度的升高，排气的速率增加，但是过快的速率会导致加入介质的大量蒸发，虽然提高了制作热管的工作效率，但是降低了热管成品的合格率、同时降低了热管本身的工作效率和使用寿命。在较低温度（120-170℃范围内）排气时，虽然制作热管的合格率可以得到保证，制作的成品的防冻性能基本能够满足在-20℃~20℃循环20次不发生破坏膨胀；而随着排气温度的升高，抗冻循环次数一般会得到相应提高。因此，现有的抗冻热管的生产技术，使得生产实践中，存在热管成品合格率和热管抗冻性能的矛盾；即：为提高产品的合格率，工厂不得不放弃生产抗冻热管的想法。
本发明即是针对这样的现有事实，不仅将常规热排管法中所用的介质改变为CaCl2，还在温度范围介于170℃~210℃区间内，按照温度递增的方式进行分步排气，所制备的热管在-20℃~20℃循环150次以上还没有出现破坏膨胀现象，具有极优的防冻性能；具体为：本发明将经过预处理的预充有CaCl2溶液的铜管经过下述的排气、老化处理，即可得到本发明所述的防冻热管，所述的排气步骤包括依次进行的第一步排气、第二步排气，老化步骤处于第一步排气、第二步排气之间；其中，第一步排气过程是在170℃~210℃区间内至少分三步完成，每步排气的温度呈递增趋势。
实施例
1.      用缩管机将铜管未焊接端进行缩管处理，缩管后的管外径为4-4.5mm。
2.      将5-5.5 ml CaCl2溶液注入缩管后的铜管中后备用；
3.      第一步排气：将加好CaCl2溶液的铜管放入排气炉中，加热至95℃左右时封闭热管管口。之后分别在180℃、190℃、200℃时进行3次排气，排气总量控制在1.5±0.5 ml,最后用封口钳将管口夹死，再用碳弧焊封口。
4.      老化、锯痕：一排后的热管送老化炉中（200-240℃）加热36-48小时后，取出冷却，根据热管规格对长度的要求，在热管尾部合适处锯一个圆环（确保不漏气），送第二次排气。
5.        第二步排气：将有锯痕的热管放入排气炉中，用封口钳在锯痕处将热管夹死，在达到180℃后用工具将锯口处切断，排气0.2-0.7ml，再用氩弧焊封口。
上述的热管经过表面处理后，即可得到成品；依次经下述的性能测试：启动性能测试、传热功率测试、抗冻试验，满足条件的即为合格成品。

Claims (4)

1.一种太阳能防冻真空热管的热排法制作工艺，包括排气步骤，其特征在于，该排气步骤具体为：采用热排法对预充有 CaCl2溶液的铜管进行排气处理，以获得防冻真空热管；所述的排气步骤包括依次进行的第一步排气、第二步排气 ；其中，第一步排气是在 170℃ ~210℃区间内至少分三次完成，每次排气的温度呈递增趋势。
2.根据权利要求 1所述太阳能防冻真空热管的热排法制作工艺，其特征在于，所述第一步排气在铜管两端封闭后，分别在 180℃、190℃、200℃时进行 3 次排气，且前述 3 次排气总量控制在 1.5±0.5 ml ；所述的第二步排气，在铜管达到 180℃后进行排气，排气量为0.2-0.7ml。
3.根据权利要求 2 所述太阳能防冻真空热管的热排法制作工艺，其特征在于，第一步排气、第二步排气之间还具有老化步骤，所述的老化步骤具体为 ：将经过第一步排气的铜管在200-240℃温度下加热 36-48 小时后冷却即可。
4.根据权利要求 3所述太阳能防冻真空热管的热排法制作工艺，其特征在于，所述的排气步骤在排气炉中进行，而老化步骤则在老化炉中进行。
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