CN114659395B - 一种均温板充注系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种均温板充注系统及控制方法，包括工质储存罐，所述工质储存罐的顶端设有灌装管，工质储存罐的侧壁上设有加热器；工质储存罐侧壁的上下两端通过连接管和三通接头与增压泵连接，增压泵出口端通过三通接头和连接管与真空泵连接，且动态称重装置的称重面均设有第二加热器，储液罐的顶端和底端均连接有连接管；动态称重装置的称重面上均设有均温板，均温板内充注腔的进口和出口分别连接有充注管和排气管；均温板之间通过串接输送管依次首尾相连；均温板外侧位于对应其充注管和排气管的位置处分别设有自动封口装置和自动裁剪封口装置，本发明具有经济型好，均温板的均温性能好，使用寿命长，充注效率高等优点。

Description

一种均温板充注系统及控制方法

技术领域

本发明涉及均温板充注技术领域，具体为一种均温板充注系统及控制方法。

背景技术

随着微电子技术的迅速发展，电子器件特征尺寸不断减小，芯片的集成度、封装密度以及工作频率不断提高，这些都使芯片的热流密度迅速升高。电子设备工作时产生的废热和温度控制等问题亟需更加有效地得到解决，而均温板高的热导率和良好的均温性的等特点，成为解决高热流密度电子散热问题非常有效的手段之一，现有的均温板充注技术主要是使用真空泵、分子泵等联合使用，对产品抽真空到0.01Pa以下，然后依靠真空压差将工质充注到均温板产品内部，同时现有的均温板充注需通过人工进行操作控制均温板内液态工质的充注量，一边加热相变工质由液态工质变为气态工质排到大气环境，然后再去称重观察是否到达目标充注量，但是存在装置中分子泵造价很高，经济性差；单纯依靠真空度形成的压力差很难将均温板腔体充满液态工质，均温板腔体中会残存很多不凝气体，从而影响均温板的均温性能和寿命；人工成本高，充注效率低，均温板内液态工质目标充注量的精度低，若大批量充注时，系统空间很大，真空泵和分子泵很难将整个系统抽到要求的真空度，因此很难实现均温板产品的批量充注等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种均温板充注系统及控制方法，结构简单，充注成本低，经济型好，消除均温板充注管路中的不凝气体，均温板充注后的腔体内不含不凝气体，均温板的均温性能好，使用寿命长，通过动态称重装置对充注时的均温板进行动态称重，人工成本低，充注效率高，均温板内液态工质目标充注量的精度高，可以同时对多个均温板进行充注，可以实现均温板批量充注加工，充注效率高，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种均温板充注系统，包括工质储存罐、增压泵、真空泵、储液罐、动态称重装置和控制器，所述工质储存罐的顶端设有灌装管，且该灌装管上设有灌装电磁阀，工质储存罐的侧壁上设有第一光电液位计和第一加热器；增压泵的进口端和出口端通过连接管分别连接有第一三通接头和第二三通接头，且第一三通结构的另外两个接口分别连接有输气管和输液管，输气管和输液管分别与工质储存罐外壁的上端和下端连接，且输气管和输液管上分别连接有第一电磁阀和第二电磁阀，第二三通接头的另外两个接口分别连接有真空泵和连通管，且真空泵抽气口端的连接管上设有第三电磁阀；所述动态称重装置为多个且依次水平排列，且动态称重装置的称重面均设有第二加热器，储液罐位于最末端动态称重装置的上方，且储液罐的侧壁上设有第二光电液位计；储液罐的顶端和底端均连接有连接管，且储液罐顶端连接管道沿其路径依次设有真空度传感器、第四电磁阀和单向阀，单向阀与大气环境连通；动态称重装置的称重面上均设有均温板，均温板内充注腔的进口和出口分别连接有充注管和排气管；均温板之间通过串接输送管依次首尾相连，位于始端的均温板通过其充注管与连通管连接，位于末端的均温板通过其排气管与储液罐底端的连接管连接；均温板外侧位于对应其充注管和排气管的位置处分别设有自动封口装置和自动裁剪封口装置；

上述均温板充注系统的充注方法如下：

S1、打开放气电磁阀和灌装电磁阀，关闭第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀，然后向工质储存罐内灌装相变工质，当第一光电液位计检测到工质液位将信号传递给控制器，控制器接收到第一光电液位计的信号之后发出指令，关闭灌装电磁阀和放气电磁阀；

S2、安装均温板，控制器控制启动动态称重装置记录产品初始重量,并设定目标充注量；

S3、开启第一加热器，当工质储存罐内中的压力高于表压0.13MPa时，打开第一电磁阀和第四电磁阀，保持5-10min；

S4、关闭第一电磁阀，同时开启第三电磁阀，启动真空泵对系统进行抽真空；当真空度传感器检测到真空度低于1Pa时，控制器控制真空泵停止工作，并关闭第三电磁阀、第四电磁阀；

S5、打开第二电磁阀，启动增压泵进行产品充注，当储液罐中第二光电液位计检测到液位时将信号反馈至控制器，控制器先关闭第二电磁阀，再控制增压泵停止工作；

S6、启动自动封口装置对均温板上充注管上的第一端口进行物理挤压封口脱离充注管路，同时自动裁剪封口装置剪断均温板上排气管上的第二端口，脱离充注管路；

S7、启动动态称重装置上的第二加热器对均温板进行加热，工质受热由液态相变为气体并由第二端口排出到大气环境，由于此过程中均温板腔体中始终处于正压状态，大气中的不凝气体无法进入均温板腔体中，即此过程可以保证均温板腔体内无不凝气体，当动态称重装置检测到目标重量时，将信号反馈至控制器，控制器控制自动裁剪封口装置对均温板排气管上的第三端口进行物理挤压封口，充注完成。

进一步的，所述工质储存罐的顶端连接有放气管，且该放气管上设有放气电磁阀。

进一步的，所述工质储存罐连接有压力传感器和温度传感器。

进一步的，所述均温板充注管位于自动封口装置封口的位置处为第一端口，所述均温板排气管位于自动裁剪封口装置裁剪和封口的位置处为第二端口和第三端口，且第二端口位于第三端口的上方。

进一步的，所述均温板上充注管和排气管末端连接的连接管和串接输送管上均设有连接口，且均温板上的充注管和排气管末端均和与其对应的连接口连接。

进一步的，所述储液罐的水平高度应比均温板充注时的水平高度高200mm以上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本均温板充注系统及控制方法，结构简单，充注成本低，经济型好，消除均温板充注管路中的不凝气体，均温板充注后的腔体内不含不凝气体，均温板的均温性能好，使用寿命长；通过动态称重装置对充注时的均温板进行动态称重，人工成本低，充注效率高，均温板内液态工质目标充注量的精度高；可以同时对多个均温板进行充注，可以实现均温板批量充注加工，进一步提高充注效率高。

附图说明

图1为本发明均温板充注系统示意图；

图2为本发明均温板充注方法流程图。

图中：1灌装电磁阀、2放气电磁阀、3压力传感器、4温度传感器、5第一光电液位计、6第一加热器、7工质储存罐、8第一电磁阀、9第二电磁阀、10第一三通接头、11增压泵、12第三电磁阀、13第二三通接头、14真空泵、15第四电磁阀、16真空度传感器、17单向阀、18储液罐、19第二光电液位计、20连接头、21自动封口装置、22自动裁剪封口装置、23均温板、24串接输送管、25动态称重装置、26控制器、27第一端口、28第二端口、29第三端口、30第二加热器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种均温板充注系统，包括工质储存罐7、增压泵11、真空泵14、储液罐18、动态称重装置25和控制器26，所述工质储存罐7的顶端设有灌装管，且该灌装管上设有灌装电磁阀1，所述工质储存罐7的顶端连接有放气管，且该放气管上设有放气电磁阀2，所述工质储存罐7连接有压力传感器3和温度传感器4，工质储存罐7的侧壁上设有第一光电液位计5和第一加热器6；增压泵11的进口端和出口端通过连接管分别连接有第一三通接头10和第二三通接头13，且第一三通结构10的另外两个接口分别连接有输气管和输液管，输气管和输液管分别与工质储存罐7外壁的上端和下端连接，且输气管和输液管上分别连接有第一电磁阀8和第二电磁阀9，第二三通接头13的另外两个接口分别连接有真空泵14和连通管，且真空泵14抽气口端的连接管上设有第三电磁阀12；所述动态称重装置25为多个且依次水平排列，且动态称重装置25的称重面均设有第二加热器30，储液罐18位于最末端动态称重装置25的上方，且储液罐18的侧壁上设有第二光电液位计19；储液罐18的顶端和底端均连接有连接管，且储液罐18顶端连接管道沿其路径依次设有真空度传感器16、第四电磁阀15和单向阀17，单向阀17与大气环境连通；动态称重装置25的称重面上均设有均温板23，均温板23内充注腔的进口和出口分别连接有充注管和排气管；均温板23之间通过串接输送管24依次首尾相连，位于始端的均温板23通过其充注管与连通管连接，位于末端的均温板23通过其排气管与储液罐18底端的连接管连接；所述均温板23上充注管和排气管末端连接的连接管和串接输送管24上均设有连接口20，且均温板23上的充注管和排气管末端均和与其对应的连接口20连接；均温板23外侧位于对应其充注管和排气管的位置处分别设有自动封口装置21和自动裁剪封口装置22，所述均温板23充注管位于自动封口装置21封口的位置处为第一端口27，所述均温板23排气管位于自动裁剪封口装置22裁剪和封口的位置处为第二端口28和第三端口29，且第二端口28位于第三端口29的上方。

进一步的，所述储液罐18的水平高度应比均温板23充注时的水平高度高200mm以上。

所述灌装电磁阀1、放气电磁阀2、压力传感器3、温度传感器4、第一光电液位计5、第一加热器6、第一电磁阀8、第二电磁阀9、第一三通接头10、增压泵11、第三电磁阀12、第二三通接头13、真空泵14、第四电磁阀15、真空度传感器16、第二光电液位计19、自动封口装置21、自动裁剪封口装置22、动态称重装置25和第二加热器30均与控制器26电连接；

本发明均温板充注系统工作原理：

打开放气电磁阀2和灌装电磁阀1，关闭第一电磁阀8、第二电磁阀9、第三电磁阀12、第四电磁阀15，通过灌装管向工质储存罐7内灌装相变的工质，当第一光电液位计5检测到工质液位将信号传递给控制器26，关闭灌装电磁阀1和放气电磁阀2，将均温板23安装在动态称重装置25上，将均温板23上的充注管和排气管分别与其对应的连接头20进行连接，并对均温板23的初始重量进行称重，开启第一加热器6对工质储存罐7内的相变工质进行加热，液态的工质加热后蒸发成气态工质，工质储存罐7内的压力增加，当工质储存罐内7中的压力达到压力传感器3设定的值时，打开第一电磁阀8和第四电磁阀15，保持一段时间，使充注管路充满气态的充注工质，用于排出充注管路中的不凝气体，关闭第一电磁阀8，同时打开第三电磁阀12，真空泵14对充注管路进行抽真空，当充注管路内的真空度达到真空度传感器16设定的值时，真空泵14停止工作，并关闭第三电磁阀12和第四电磁阀15，从而保证充注管路内完全排出不凝气体；打开第二电磁阀9，并启动增压泵11将工质储存罐7内的液态工质向均温板23充注，当储液罐18中第二光电液位计19检测到液位时，控制器26先关闭第二电磁阀9，再控制增压泵11停止工作，启动自动封口装置21对均温板23上充注管上的第一端口27进行物理挤压封口脱离充注管路，同时自动裁剪封口装置22剪断均温板23上排气管上的第二端口28，脱离充注管路，启动动态称重装置25上的第二加热器30对均温板23进行加热，工质受热由液态相变为气体并由第二端口28排出到大气环境，由于此过程中均温板23腔体中始终处于正压状态，大气中的不凝气体无法进入均温板23腔体中，即此过程可以保证均温板腔体内无不凝气体，当动态称重装置25检测到目标重量时，将信号反馈至控制器26，控制器26控制自动裁剪封口装置22对均温板23排气管上的第三端口29进行物理挤压封口，充注完成。

本实施例公开的均温板充注系统，结构简单，充注成本低，经济型好，消除均温板23充注管路中的不凝气体，均温板23充注后的腔体内不含不凝气体，均温板23的均温性能好，使用寿命长；通过动态称重装置25对充注时的均温板23进行动态称重，人工成本低，充注效率高，均温板23内液态工质目标充注量的精度高；可以同时对多个均温板23进行充注，可以实现均温板23批量充注加工，进一步提高充注效率高。

实施例二

请参阅图1-2，本发明还提供一种技术方案：一种均温板充注方法，包括如上述所述的均温板充注系统，包括以下步骤：

S1、打开放气电磁阀2和灌装电磁阀1，关闭第一电磁阀8、第二电磁阀9、第三电磁阀12、第四电磁阀15，然后向工质储存罐7内灌装相变工质，当第一光电液位计5检测到工质液位将信号传递给控制器26，控制器26接收到第一光电液位计5的信号之后发出指令，关闭灌装电磁阀1和放气电磁阀2；

S2、安装均温板23，控制器26控制启动动态称重装置25记录产品初始重量,并设定目标充注量；

S3、开启第一加热器6，当工质储存罐内7中的压力高于表压0.13MPa时，打开第一电磁阀8和第四电磁阀15，保持5-10min；

S4、关闭第一电磁阀8，同时开启第三电磁阀12，启动真空泵14对系统进行抽真空；当真空度传感器16检测到真空度低于1Pa时，控制器26控制真空泵14停止工作，并关闭第三电磁阀12、第四电磁阀15；

S5、打开第二电磁阀9，启动增压泵11进行产品充注，当储液罐18中第二光电液位计19检测到液位时将信号反馈至控制器26，控制器26先关闭第二电磁阀9，再控制增压泵11停止工作；

S6、启动自动封口装置21对均温板23上充注管上的第一端口27进行物理挤压封口脱离充注管路，同时自动裁剪封口装置22剪断均温板23上排气管上的第二端口28，脱离充注管路；

S7、启动动态称重装置25上的第二加热器30对均温板23进行加热，工质受热由液态相变为气体并由第二端口28排出到大气环境，当动态称重装置25检测到目标重量时，将信号反馈至控制器26，控制器26控制自动裁剪封口装置22对均温板23排气管上的第三端口29进行物理挤压封口，充注完成。

本实施例公开的均温板充注方法，同时对多个均温板23进行充注，实现均温板23批量充注加工，均温板23充注效率高，充注成本低，经济性好，消除均温板23充注管路中的不凝气体，均温板23充注后的腔体内不含不凝气体，均温板23的均温性能好，使用寿命长。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种均温板充注系统，其特征在于：包括工质储存罐、增压泵、真空泵、储液罐、动态称重装置和控制器，所述工质储存罐的顶端设有灌装管，且该灌装管上设有灌装电磁阀，工质储存罐的侧壁上设有第一光电液位计和第一加热器；增压泵的进口端和出口端通过连接管分别连接有第一三通接头和第二三通接头，且第一三通结构的另外两个接口分别连接有输气管和输液管，输气管和输液管分别与工质储存罐外壁的上端和下端连接，且输气管和输液管上分别连接有第一电磁阀和第二电磁阀，第二三通接头的另外两个接口分别连接有真空泵和连通管，且真空泵抽气口端的连接管上设有第三电磁阀；所述动态称重装置为多个且依次水平排列，且动态称重装置的称重面均设有第二加热器，储液罐位于最末端动态称重装置的上方，且储液罐的侧壁上设有第二光电液位计；储液罐的顶端和底端均连接有连接管，且储液罐顶端连接管道沿其路径依次设有真空度传感器、第四电磁阀和单向阀，单向阀与大气环境连通；动态称重装置的称重面上均设有均温板，均温板内充注腔的进口和出口分别连接有充注管和排气管；均温板之间通过串接输送管依次首尾相连，位于始端的均温板通过其充注管与连通管连接，位于末端的均温板通过其排气管与储液罐底端的连接管连接；均温板外侧位于对应其充注管和排气管的位置处分别设有自动封口装置和自动裁剪封口装置；

上述均温板充注系统的充注方法如下：

S1、打开放气电磁阀和灌装电磁阀，关闭第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀，然后向工质储存罐内灌装相变工质，当第一光电液位计检测到工质液位将信号传递给控制器，控制器接收到第一光电液位计的信号之后发出指令，关闭灌装电磁阀和放气电磁阀；

S2、安装均温板，控制器控制启动动态称重装置记录产品初始重量,并设定目标充注量；

S3、开启第一加热器，当工质储存罐内中的压力高于表压0.13MPa时，打开第一电磁阀和第四电磁阀，保持5-10min；

S4、关闭第一电磁阀，同时开启第三电磁阀，启动真空泵对系统进行抽真空；当真空度传感器检测到真空度低于1Pa时，控制器控制真空泵停止工作，并关闭第三电磁阀、第四电磁阀；

S5、打开第二电磁阀，启动增压泵进行产品充注，当储液罐中第二光电液位计检测到液位时将信号反馈至控制器，控制器先关闭第二电磁阀，再控制增压泵停止工作；

S6、启动自动封口装置对均温板上充注管上的第一端口进行物理挤压封口脱离充注管路，同时自动裁剪封口装置剪断均温板上排气管上的第二端口，脱离充注管路；

S7、启动动态称重装置上的第二加热器对均温板进行加热，工质受热由液态相变为气体并由第二端口排出到大气环境，由于此过程中均温板腔体中始终处于正压状态，大气中的不凝气体无法进入均温板腔体中，即此过程可以保证均温板腔体内无不凝气体，当动态称重装置检测到目标重量时，将信号反馈至控制器，控制器控制自动裁剪封口装置对均温板排气管上的第三端口进行物理挤压封口，充注完成。

2.根据权利要求1所述的一种均温板充注系统，其特征在于：所述工质储存罐的顶端连接有放气管，且该放气管上设有放气电磁阀。

3.根据权利要求1所述的一种均温板充注系统，其特征在于：所述工质储存罐连接有压力传感器和温度传感器。

4.根据权利要求1所述的一种均温板充注系统，其特征在于：所述均温板充注管位于自动封口装置封口的位置处为第一端口，所述均温板排气管位于自动裁剪封口装置裁剪和封口的位置处为第二端口和第三端口，且第二端口位于第三端口的上方。

5.根据权利要求1所述的一种均温板充注系统，其特征在于：所述均温板上充注管和排气管末端连接的连接管和串接输送管上均设有连接口，且均温板上的充注管和排气管末端均和与其对应的连接口连接。

6.根据权利要求1所述的一种均温板充注系统，其特征在于：所述储液罐的水平高度应比均温板充注时的水平高度高200mm以上。

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