CN1854670A - 热管真空封口方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热管真空封口方法和装置。这种热管封口方法和装置，包括真空发生系统、待封装的热管及其定位夹紧系统、充液系统，其特征在于，待封装的热管由定位夹紧系统固定，待封装的热管预留封口孔，封口孔被真空腔包容，真空腔由真空容器与待封装热管依靠真空静密封结构形成，真空容器设置抽真空的接口和充液的接口，在真空腔内完成抽真空和充液过程后，夹持系统夹持封口堵头至于封口孔处，由摩擦焊接系统或超声波焊接系统完成待封装的热管预留封口孔与封口堵头的封焊。其优点在于热管封装时无需毛细管，操作简便；封口焊接时的输入热量大幅度减少；热管预留封口及相应封口堵头，结构简单，容易加工，节省金属材料。

Description

热管真空封口方法和装置

技术领域

本发明涉及一种热管真空封口方法和装置，确切地说是利用中间传热介质或中间传热体的热交换设备的封口方法和装置。

背景技术

《热管技术及其工程应用》(ISBN 7-5025-2752-4/TQ.1212)描述了几种目前常用的热管真空封口方法和装置。其方法都是对待封装的热管的预留封口通过毛细管抽真空，达到工艺要求的真空度后注入工作介质，并即刻将毛细管压扁封口，然后再进行焊接。对于采用非金属工作介质的热管焊接过程产生的热量易使非金属工作介质超过其分解温度，产生不凝性气体，甚至使热管报废。生产率低，热管封装质量无法保证，同时其端部的封装形式不仅浪费材料，而且对热管的使用也有一定的影响。

发明内容

本发明的目的是克服现有热管真空封口技术的不足，提供一种生产率高、节省封口金属材料且对工作介质影响小的热管真空封口方法和装置。

一种热管真空封口方法，完成抽真空和充液过程后进行热管的封装，待封装的热管预留封口孔，封口孔被真空腔包容，真空腔由真空容器与待封装热管依靠真空静密封结构形成，真空容器设置抽真空的接口和充液的接口，在真空腔内完成抽真空和充液过程，并应用摩擦焊或超声波焊将封口堵头焊接到预留封口孔上，并形成密闭焊缝。

所述的一种热管真空封口方法，其中所述的封口堵头可以是圆柱体、圆锥体、T字形回转体、自由端小于被夹持端且母线平滑过渡的回转体中的一种。

所述的一种热管真空封口方法，预留封口孔可以是圆柱孔、圆锥孔、沉孔中的一种。

一种热管真空封口装置，包括真空发生系统、待封装的热管及其定位夹紧系统、充液系统，待封装的热管由定位夹紧系统固定，待封装的热管预留封口孔，封口孔被真空腔包容，真空腔由真空容器与待封装热管依靠真空静密封结构形成，真空容器设置抽真空的接口和充液的接口，在真空腔内完成抽真空和充液过程后，夹持系统夹持封口堵头至于封口孔处，由摩擦焊接系统或超声波焊接系统完成待封装的热管预留封口孔与封口堵头的封焊。

所述的一种热管真空封口装置，其中所述真空发生系统，属公知技术，可以采用机械泵或高真空油扩散泵抽气机组，如2X或2XZ系列双级旋片式真空泵或JK系列高真空油扩散泵抽气机组。

所述的一种热管真空封口装置，其中所述充液系统，属公知技术，最简单的充液系统由充液计量装置，如充液计量管和真空阀组成，在达到工艺要求的真空度后，打开真空阀完成充液。

所述的一种热管真空封口装置，其中所述真空腔可以是部分或全部容纳摩擦焊接系统或超声波焊接系统的密闭容器。

所述的一种热管真空封口装置，其中所述真空容器的内腔截面积大于与待封装的热管形成静密封结构的通道截面积。

所述的一种热管真空封口装置，其中所述真空静密封结构安装密封圈的密封槽设置在真空容器的密封面或待封装热管的密封面；真空静密封结构采用刀口密封或斜楔密封的，产生密封的刀口设置在真空容器的密封面上。

其中所述真空静密封结构，属公知技术，可以合理地选用采用O型密封圈、矩形型密封圈的密封结构和超高真空刀口密封中的任一种或其组合。

所述的一种热管真空封口装置，其中所述充液系统，充液时充液管移动至出口对准热管预留封口孔，工作介质通过充液管流入待封装的热管，完成充液。

所述的一种热管真空封口装置，其中所述的摩擦焊接系统，属公知技术，可以采用连续摩擦焊、惯性摩擦焊、混合型旋转摩擦焊和相对空位摩擦焊中的任一种。

所述的一种热管真空封口装置，其中所述超声波焊接系统，属公知技术，由超声波发生器、换能器、传振杆、聚能器、耦合杆、上声极组成。

所述的一种热管真空封口装置，其中所述真空腔可以伸入由真空动密封结构密封的传递摩擦焊接系统焊接动力的旋转轴；旋转轴与真空容器可以作相对直线运动，可以固定真空容器，旋转轴作直线运动或者固定旋转轴，真空容器作直线运动。

其中所述真空动密封结构，属公知技术，可以合理地选用O型真空用密封圈、J型真空用密封圈、JO型真空用密封圈、骨架型真空用密封圈、液态金属密封装置、磁流体密封装置中的任一种或其组合。

所述的一种热管真空封口装置，摩擦焊接系统的摩擦压力及顶锻压力可以由旋转轴施加或由待封装的热管及其定位夹紧系统施加。

所述的一种热管真空封口装置，其中所述的封口堵头的夹持系统可以选用卡盘、夹头中的一种。

所述的一种热管真空封口装置，其中所述超声波焊接系统的封口堵头的夹持系统可以选用动力卡盘、动力夹头其中的一种；选用的动力卡盘、动力夹头中心加工一通孔，上声级能够通过该通孔完成封口堵头和封口孔的焊接。

本发明的有益效果是：热管封装时无需毛细管，热管由真空室内的夹具系统定位夹紧后，对真空静密封结构施加一定压力即可按工艺要求抽真空封装，自动化程度高，降低了劳动强度，提高了生产率；由于采用了摩擦焊接系统或超声波焊接系统使封口焊接时的输入热量大幅度减少，使热管的工作介质少产生甚至不产生不凝性气体，热管的封装品质有所提高；热管预留封口及相应封口堵头，结构简单，容易加工，节省金属材料。

附图说明

图1是第一个实施例的示意图；图2是第二个实施例的示意图；图3是第三个实施例的示意图；图4是第四个实施例的示意图；

其中1为摩擦焊接系统；2为轴；3为充液的接口；4为封口堵头的夹持系统；5为密封槽；6为待封装的热管及其定位夹紧系统；7为待封装的热管预留封口孔；8为密封刀口；9为封口堵头；10为真空容器；11为抽真空的接口；12为超声波焊接系统的上声级；13为超声波焊接系统。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

一种热管真空封口方法，完成抽真空和充液过程后进行热管的封装，待封装的热管6预留封口孔7，封口孔7被真空腔包容，真空腔由真空容器10与待封装热管6依靠真空静密封结构形成，真空容器10设置抽真空的接口11和充液的接口3，在真空腔内完成抽真空和充液过程，并应用摩擦焊或超声波焊将封口堵头9焊接到预留封口孔7上，并形成密闭焊缝。

所述的一种热管真空封口方法，其中所述的封口堵头9可以是圆柱体、圆锥体、T字形回转体、自由端小于被夹持端且母线平滑过渡的回转体中的一种。

所述的一种热管真空封口方法，预留封口孔7可以是圆柱孔、圆锥孔、沉孔中的一种。

一种热管真空封口装置，包括真空发生系统、待封装的热管及其定位夹紧系统6、充液系统，待封装的热管6由定位夹紧系统固定，待封装的热管6预留封口孔7，封口孔7被真空腔包容，真空腔由真空容器10与待封装热管6依靠真空静密封结构形成，真空容器10设置抽真空的接口11和充液的接口3，在真空腔内完成抽真空和充液过程后，夹持系统夹4持封口堵头9至于封口孔7处，由摩擦焊接系统1或超声波焊接系统13完成待封装的热管6预留封口孔7与封口堵头9的封焊。

所述的一种热管真空封口装置，其中所述真空容器10的内腔截面积大于与待封装的热管6形成静密封结构的通道截面积。

所述的一种热管真空封口装置，其中所述真空静密封结构安装密封圈的密封槽5设置在真空容器10的密封面或待封装热管6的密封面；真空静密封结构采用刀口密封或斜楔密封的，产生密封的刀口8设置在真空容器10的密封面上。

所述的一种热管真空封口装置，其中所述充液系统，充液时充液管移动至液管出口对准热管6预留封口孔7，工作介质通过充液管流入待封装的热管6，完成充液。

所述的一种热管真空封口装置，其中所述真空腔可以伸入由真空动密封结构密封的传递摩擦焊接系统1焊接动力的旋转轴2；旋转轴2与真空容器10可以作相对直线运动，可以固定真空容器10，旋转轴2作直线运动或者固定旋转轴2，真空容器作直线运动10。

所述的一种热管真空封口装置，摩擦焊接系统1的摩擦压力及顶锻压力可以由旋转轴2施加或由待封装的热管及其定位夹紧系统6施加。

所述的一种热管真空封口装置，其中所述的封口堵头9的夹持系统4可以选用卡盘、夹头中的一种。

所述的一种热管真空封口装置，其中所述超声波焊接系统13的封口堵头9的夹持系统4可以选用动力卡盘、动力夹头其中的一种；选用的动力卡盘、动力夹头中心加工一通孔，上声级12能够通过该通孔完成封口堵头9和封口孔7的焊接。

其工作过程如下：如图1、图2、图3采用摩擦焊接系统1的热管真空封口装置，包括真空发生系统、待封装的热管及其定位夹紧系统6、充液系统，待封装的热管6由定位夹紧系统固定，待封装的热管6预留封口孔7，施加一定的压力后由真空容器10与待封装热管6依靠真空静密封结构形成真空腔，封口孔7被真空腔包容，真空容器10设置抽真空的接口11和充液的接口3，在真空腔内完成抽真空和充液过程后，夹持系统夹4持封口堵头9至于封口孔7处，而后夹持封口堵头9的夹持系统4，受擦焊接系统1驱动高速旋转，同时封口堵头9封口孔7发生直线相对位移，距离不断缩小直至达到工艺要求的摩擦压力，封口堵头9封口孔7接触面开始摩擦加热，同时发生塑性变形，达到工艺要求的变形量或摩擦时间后，施加更大的轴向力，进行顶锻完成焊接，热管封装结束。

如图4采用超声波焊接系统13的热管真空封口装置，包括真空发生系统、待封装的热管及其定位夹紧系统6、充液系统，待封装的热管6由定位夹紧系统固定，待封装的热管6预留封口孔7，施加一定的压力后由真空容器10与待封装热管6依靠真空静密封结构形成真空腔，封口孔7被真空腔包容，真空容器10设置抽真空的接口11和充液的接口3，为保证焊接效果封口堵头9和封口孔7采用锥形配合面。在真空腔内完成抽真空和充液过程后，封口堵头9封口孔7发生直线相对位移，距离不断缩小直至封口堵头9和封口孔7的配合面发生塑性变形，此时夹持系统4松开对封口堵头9的夹持，同时上声级12与封口堵头9接触并保持一定的压力，由上声级12传递超声波焊接系统13的弹性振动能，并保持，达到焊接工艺要求的时间后完成焊接，热管封装结束。

Claims (10)

1.一种热管真空封口方法，完成抽真空和充液过程后进行热管的封装，其特征在于，待封装的热管预留封口孔，封口孔被真空腔包容，真空腔由真空容器与待封装热管依靠真空静密封结构形成，真空容器设置抽真空的接口和充液的接口，在真空腔内完成抽真空和充液过程，并应用摩擦焊或超声波焊将封口堵头焊接到预留封口孔上，并形成密闭焊缝。

2.根据权利要求1所述的一种热管真空封口方法，其特征在于，其中所述的封口堵头可以是圆柱体、圆锥体、T字形回转体、自由端小于被夹持端且母线平滑过渡的回转体中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种热管真空封口方法，其特征在于，预留封口孔可以是圆柱孔、圆锥孔、沉孔中的一种。

4.一种热管真空封口装置，包括真空发生系统、待封装的热管及其定位夹紧系统、充液系统，其特征在于，待封装的热管由定位夹紧系统固定，待封装的热管预留封口孔，封口孔被真空腔包容，真空腔由真空容器与待封装热管依靠真空静密封结构形成，真空容器设置抽真空的接口和充液的接口，在真空腔内完成抽真空和充液过程后，夹持系统夹持封口堵头至于封口孔处，由摩擦焊接系统或超声波焊接系统完成待封装的热管预留封口孔与封口堵头的封焊。

5.根据权利要求4所述的一种热管真空封口装置，其特征在于，其中所述真空容器的内腔截面积大于与待封装的热管形成静密封结构的通道截面积。

6.根据权利要求4所述的一种热管真空封口装置，其特征在于，其中所述真空静密封结构安装密封圈的密封槽设置在真空容器的密封面或待封装热管的密封面；真空静密封结构采用刀口密封或斜楔密封的，产生密封的刀口设置在真空容器的密封面上。

7.根据权利要求4所述的一种热管真空封口装置，其特征在于，其中所述真空腔可以伸入由真空动密封结构密封的传递摩擦焊接系统焊接动力的旋转轴；旋转轴与真空容器可以作相对直线运动，可以固定真空容器，旋转轴作直线运动或者固定旋转轴，真空容器作直线运动。

8.根据权利要求4所述的一种热管真空封口装置，其特征在于，摩擦焊接系统的摩擦压力及顶锻压力可以由旋转轴施加或由待封装的热管及其定位夹紧系统施加。

9.根据权利要求4所述的一种热管真空封口装置，其特征在于，其中所述的封口堵头的夹持系统可以选用卡盘、夹头中的一种。

10.根据权利要求4所述的一种热管真空封口装置，其特征在于，其中所述超声波焊接系统的封口堵头的夹持系统可以选用动力卡盘、动力夹头其中的一种；选用的动力卡盘、动力夹头中心加工一通孔，上声级能够通过该通孔完成封口堵头和封口孔的焊接。