CN109341392A - 一种壳芯分离式多孔吸液芯平行流铝热管及其制造方法 - Google Patents

一种壳芯分离式多孔吸液芯平行流铝热管及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种壳芯分离式多孔吸液芯平行流铝热管，包括两端冷焊封口的铝平板空心管壳、设置在所述铝平板空心管壳内腔中的多孔吸液芯、填充在所述铝平板空心管壳内的液态工质，所述多孔吸液芯呈板状且两端与所述铝平板空心管壳的封口处焊接固定，所述铝平板空心管壳内壁设置有限制所述多孔吸液芯相对位置的纵向阵列加强筋。本发明还公开了一种壳芯分离式多孔吸液芯平行流铝热管的制造方法。本发明将多孔吸液芯与管壳分离出来单独制作，通过简单工艺进行结合，避免一体式加工的复杂工艺且拓宽了多孔吸液芯材料和形状等参数的选择，强化了热管的毛细作用，提高了铝热管的导热效果。

Description

一种壳芯分离式多孔吸液芯平行流铝热管及其制造方法
技术领域
本发明涉及散热冷却领域，具体是指一种平行流铝热管，依靠热管内部液气相变传热达到散热冷却效果。
背景技术
平行流铝热管是具有超导热性能的导热元件，是高效率与低成本的完美结合。铝平板热管具有众多优点，重量轻，同等体积重量仅为铜的1/3；厚度薄，最薄可达1mm；面积大，尤其适合大面积导热、散热；外形广，可适应各种复杂形状；导热快，等效导热系数高，温差小，均温性能好，无局部高温热点；承压大，承压能力是传统圆形热管10倍以上，机械强度高。尽管优点众多，但因铝材本身易氧化不易焊接的特点，使得制作具有多孔状毛细吸液芯的铝平板热管具有较高难度，因而导致铝热管抗重力性能差，应用范围小。目前虽有一些方式用于制作具有多孔吸液芯的铝平板热管，但工艺复杂，很难实现大规模量产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种壳芯分离式多孔吸液芯平行流铝热管，同时提供一种该铝热管的简单制作方法，为大规模量产、拓展铝平板热管的应用范围提供参考。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种壳芯分离式多孔吸液芯平行流铝热管，包括两端冷焊封口的铝平板空心管壳、设置在所述铝平板空心管壳内腔中的多孔吸液芯、填充在所述铝平板空心管壳内的液态工质，所述多孔吸液芯呈板状且两端与所述铝平板空心管壳的封口处焊接固定，所述铝平板空心管壳内壁设置有限制所述多孔吸液芯相对位置的纵向阵列加强筋。
进一步地，所述纵向阵列加强筋设置在所述的铝平板空心管壳内壁上表面，内壁下表面为光滑表面，所述多孔吸液芯位于所述纵向阵列加强筋和内壁下表面之间。
进一步地，所述的多孔吸液芯上表面与纵向阵列加强筋下表面之间设置有一定间隙。
进一步地，所述的多孔吸液芯上表面与纵向阵列加强筋下表面之间的间隙为0.1～0.15mm。
进一步地，所述的多孔吸液芯的左右侧面与铝平板空心管壳内壁的左右侧面之间设置有一定间隙。
进一步地，所述的多孔吸液芯的左右侧面与铝平板空心管壳内壁的左右侧面之间的间隙为1～2mm。
进一步地，所述铝平板空心管壳两端的冷焊部位的长度为10～15mm，宽度与所述铝平板空心管壳的宽度一致，厚度为(1/3～1/2)*h，其中，h=2b+s，b为所述铝平板空心管壳的厚度，s为多孔吸液芯的厚度。
一种如所述壳芯分离式多孔吸液芯平行流铝热管的制造方法，包括步骤：
1)切割一段具有所述纵向阵列加强筋的铝材作为铝平板空心管壳并清洗；
2)根据铝平板空心管壳形状、长度、宽度、壁厚及内部纵向阵列加强筋下表面与内壁间厚度方向距离确定多孔吸液芯的形状与尺寸；
3)将所述多孔吸液芯从铝平板空心管壳一端沿其内壁光滑面推进，直至多孔吸液芯抵达或超出铝平板空心管壳另一端端面处，此时应保证多孔吸液芯长度方向两个端面均位于铝平板空心管壳两端面外或与两端面重合；
4)对所述多孔吸液芯和铝平板空心管壳一端进行冷焊封口，使所述多孔吸液芯与铝平板空心管壳结合在一起；
5)对所述铝平板空心管壳抽真空并灌注液态工质；
6)对所述多孔吸液芯和铝平板空心管壳另一端进行冷焊封口，完成密封。
进一步地，步骤2)中，所述多孔吸液芯的厚度比纵向阵列加强筋下表面与铝平板空心管壳内壁间厚度方向的距离小0.1～0.15mm，所述多孔吸液芯的长度大于等于铝平板空心管壳长度。
进一步地，冷焊封口时，所述铝平板空心管壳两端冷焊部位的长度为10～15mm，厚度为(1/3～1/2)*h，其中，h=2b+s，b为所述铝平板空心管壳的厚度，s为多孔吸液芯的厚度。
相比现有技术，本发明的有益效果是：
1.将多孔吸液芯与管壳分离出来单独制作，通过简单工艺进行结合，避免一体式加工的复杂工艺，且拓宽了多孔吸液芯的材料和形状等参数的选择。
2.除了管壳与多孔毛细吸液芯的制作需高温外，整套制造工艺均在低温条件下进行，大幅减弱了对制造环境条件的要求，降低了成本。
3.对多孔毛细吸液芯与管壳的紧密接触是依靠冷焊密封作用与纵向阵列加强筋限位作用完成，避免了钎焊与熔焊等复杂的结合方式。
4.所述铝热管内部多孔毛细吸液芯结构上表面与左右侧面分别距纵向阵列加强筋的下表面与管壳内壁侧面较小距离，此距离足够小为铝平板热管提供了额外的毛细力，强化了导热效果。
附图说明
图1是本发明的壳芯分离式多孔吸液芯平行流铝热管的立体图；
图2是本发明的壳芯分离式多孔吸液芯平行流铝热管的横截面图；
图3是第一次冷焊前管壳与多孔吸液芯的布置图；
图中：1. 铝平板空心管壳；2.多孔吸液芯；3. 冷焊部位；4.纵向阵列加强筋；5.工质蒸汽腔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。
参见图1、图2和图3，一种壳芯分离式多孔吸液芯平行流铝热管，包括两端冷焊封口的铝平板空心管壳1、设置在所述铝平板空心管壳1内腔中的多孔吸液芯2、填充在所述铝平板空心管壳1内的液态工质，所述多孔吸液芯2 材质可根据工质与管壳材质确定，本实施例材质为紫铜，由紫铜粉烧结而成，其形状呈板状且两端与所述铝平板空心管壳1的封口处焊接固定，所述铝平板空心管壳1内壁设置有限制所述多孔吸液芯2相对位置的纵向阵列加强筋4。
所述纵向阵列加强筋4设置在所述的铝平板空心管壳1内壁上表面，内壁下表面为光滑表面，铝平板空心管壳1的材质为1系工业纯铝，可通过铝挤工艺制作而成。所述多孔吸液芯2位于所述纵向阵列加强筋4和内壁下表面之间，所述纵向阵列加强筋4之间形成工质蒸汽腔5。
所述的多孔吸液芯2上表面与纵向阵列加强筋4下表面之间设置有0.1～0.15mm间隙，提供毛细力作用。
所述的多孔吸液芯2的左右侧面与铝平板空心管壳1内壁的左右侧面之间设置有1～2mm间隙，以便将多孔吸液芯顺利放置于管壳内部，同时与所述的多孔吸液芯2上表面与纵向阵列加强筋4下表面之间的间隙共同提供毛细力作用。
所述铝平板空心管壳1两端的冷焊部位3 呈压扁状，其长度为10～15mm，宽度与所述铝平板空心管壳1的宽度一致，厚度为(1/3～1/2)*h，其中，h=2b+s， b为所述铝平板空心管壳1的厚度，s为多孔吸液芯2的厚度。
本实施例提供的热管内部液体工质在热管温度较高的加热段受热蒸发为气体，在温度较低的冷凝段冷凝为液体，并通过所述的多孔吸液芯2上表面与纵向阵列加强筋4下表面之间的微小间隙、所述的多孔吸液芯2的左右侧面与铝平板空心管壳1内壁的左右侧面之间的微小间隙共同提供毛细力作用，使工质由冷凝段回流至加热段，实现循环工作。
上述实施例提供的壳芯分离式多孔吸液芯平行流铝热管制造方法，包括步骤：
1)切割一段具有所述纵向阵列加强筋4的铝材作为铝平板空心管壳1并清洗；
2)根据铝平板空心管壳1形状、长度、宽度、壁厚及内部纵向阵列加强筋4下表面与内壁间厚度方向距离确定多孔吸液芯的形状与尺寸，其中，所述多孔吸液芯2的厚度比纵向阵列加强筋4下表面与铝平板空心管壳1内壁间厚度方向的距离小0.1～0.15mm，所述多孔吸液芯2的长度大于等于铝平板空心管壳1长度；
3)将所述多孔吸液芯2从铝平板空心管壳1一端沿其内壁光滑面推进，直至多孔吸液芯2抵达或超出铝平板空心管壳1另一端端面处，此时应保证多孔吸液芯2长度方向两个端面均位于铝平板空心管壳1两端面外，两端超出的距离一般各取1～2mm，以保证冷焊密封质量；
4)对所述多孔吸液芯2和铝平板空心管壳1一端进行冷焊封口，使所述多孔吸液芯2与铝平板空心管壳1结合在一起；
5)对所述铝平板空心管壳1抽真空并灌注液态工质；
6)对所述多孔吸液芯2和铝平板空心管壳1另一端进行冷焊封口，完成密封。
上述步骤中，冷焊封口时，所述铝平板空心管壳1两端冷焊部位3的长度为10～15mm，厚度为(1/3～1/2)*h，其中，h=2b+s，b为所述铝平板空心管壳1的厚度，s为多孔吸液芯2的厚度。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种壳芯分离式多孔吸液芯平行流铝热管，包括两端冷焊封口的铝平板空心管壳(1)、设置在所述铝平板空心管壳(1)内腔中的多孔吸液芯(2)、填充在所述铝平板空心管壳(1)内的液态工质，其特征在于：所述多孔吸液芯(2)呈板状且两端与所述铝平板空心管壳(1)的封口处焊接固定，所述铝平板空心管壳(1)内壁设置有限制所述多孔吸液芯(2)相对位置的纵向阵列加强筋(4)。
2.根据权利要求1所述的壳芯分离式多孔吸液芯平行流铝热管，其特征在于：所述纵向阵列加强筋(4)设置在所述的铝平板空心管壳(1)内壁上表面，内壁下表面为光滑表面，所述多孔吸液芯(2)位于所述纵向阵列加强筋(4)和内壁下表面之间。
3.根据权利要求2所述的壳芯分离式多孔吸液芯平行流铝热管，其特征在于：所述的多孔吸液芯(2)上表面与纵向阵列加强筋(4)下表面之间设置有一定间隙。
4.根据权利要求3所述的壳芯分离式多孔吸液芯平行流铝热管，其特征在于：所述的多孔吸液芯(2)上表面与纵向阵列加强筋(4)下表面之间的间隙为0.1～0.15mm。
5.根据权利要求1所述的壳芯分离式多孔吸液芯平行流铝热管，其特征在于：所述的多孔吸液芯(2)的左右侧面与铝平板空心管壳(1)内壁的左右侧面之间设置有一定间隙。
6.根据权利要求5所述的壳芯分离式多孔吸液芯平行流铝热管，其特征在于：所述的多孔吸液芯(2)的左右侧面与铝平板空心管壳(1)内壁的左右侧面之间的间隙为1～2mm。
7.根据权利要求1所述的壳芯分离式多孔吸液芯平行流铝热管，其特征在于：所述铝平板空心管壳(1)两端的冷焊部位(3)的长度为10～15mm，宽度与所述铝平板空心管壳(1)的宽度一致，厚度为(1/3～1/2)*h，其中，h=2b+s， b为所述铝平板空心管壳(1)的厚度，s为多孔吸液芯(2)的厚度。
8.一种如权利要求1至7中任一项所述壳芯分离式多孔吸液芯平行流铝热管的制造方法，其特征在于，包括步骤：
1)切割一段具有所述纵向阵列加强筋(4)的铝材作为铝平板空心管壳(1)并清洗；
2)根据铝平板空心管壳(1)形状、长度、宽度、壁厚及内部纵向阵列加强筋(4)下表面与内壁间厚度方向距离确定多孔吸液芯的形状与尺寸；
3)将所述多孔吸液芯(2)从铝平板空心管壳(1)一端沿其内壁光滑面推进，直至多孔吸液芯(2)抵达或超出铝平板空心管壳(1)另一端端面处，此时应保证多孔吸液芯(2)长度方向两个端面均位于铝平板空心管壳(1)两端面外或与两端面重合；
4)对所述多孔吸液芯(2)和铝平板空心管壳(1)一端进行冷焊封口，使所述多孔吸液芯(2)与铝平板空心管壳(1)结合在一起；
5)对所述铝平板空心管壳(1)抽真空并灌注液态工质；
6)对所述多孔吸液芯(2)和铝平板空心管壳(1)另一端进行冷焊封口，完成密封。
9.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于，步骤2)中，所述多孔吸液芯(2)的厚度比纵向阵列加强筋(4)下表面与铝平板空心管壳(1)内壁间厚度方向的距离小0.1～0.15mm，所述多孔吸液芯(2)的长度大于等于铝平板空心管壳(1)长度。
10.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于，冷焊封口时，所述铝平板空心管壳(1)两端冷焊部位(3)的长度为10～15mm，厚度为(1/3～1/2)*h，其中，h=2b+s，b为所述铝平板空心管壳(1)的厚度，s为多孔吸液芯(2)的厚度。
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