一种自动补液的封闭式热管换热器的制作方法

1.本发明属于热管换热器领域，特别涉及一种自动补液的封闭式热管换热器。


背景技术：

2.换热器，是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器在化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有重要地位。封闭式热管换热器是一种常见的换热器。申请公布号cn104776739a的中国专利发明公开了一种热管换热器，所述热管换热器包括一体式的热管，所述热管包括一密封式的管体，所述管体内充注有液态工作液，所述管体包括沿外部流体流动方向前后布置的蒸发段和冷凝段，位于所述蒸发段的液态工作液能够通过所述管体吸收热量被蒸发成为气态工作液，进入所述冷凝段的气态工作液能够通过所述管体释放热量重新被冷凝为液态工作液。
3.封闭式热管换热器在遇到大强度的热流时，内部的工质会全部汽化成气态，在冷凝段不会凝结成液态回流到蒸发段，从而出现热管换热器干烧的情况，此时会导致热管换热器的导热效率急剧下降，会使整个散热系统处于热积累的状态，导致散热系统崩溃，从而导致整个系统不能正常工作。另外，封闭式热管换热器的工作角度会严重影响导热效率，在热管换热器的冷凝段在下，蒸发段在上时，其导热效率也会大大降低。


技术实现要素：

4.本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种自动补液的封闭式热管换热器，可以在热管受到大强度热冲击时，通过排出气态冷却液工质，同时补充液态冷却液工质的方式防止热管干烧，使热管持续处于良好的工作状态，其导热效率不会下降；并且解决了热管的工作角度对热管传热效率的影响，使热管无论处于何种工作角度，都能通过补液的方式维持其设计的导热效率。
5.本发明采用的技术方案是：一种自动补液的封闭式热管换热器，包括储液罐、输出管路、电磁阀、热管、压力气嘴和温度开关，所述储液罐通过输出管路与热管的一端连通，所述热管的另一端设置有压力气嘴，所述输出管路上设置有电磁阀，所述热管上设置有温度开关，所述温度开关与电磁阀连接，所述储液罐和热管内设置有工作介质。
6.进一步的，所述热管达到所述温度开关的设定温度时，所述温度开关控制所述电磁阀打开。
7.进一步的，所述电磁阀为常闭型电磁阀，所述温度开关为常开型温度开关。
8.进一步的，供电线缆正极通过所述温度开关后接到电磁阀的正极，电磁阀的负极接在供电线缆负极上。
9.进一步的，所述热管在长度方向上依次分为蒸发段、传输段和冷凝段，所述输出管路与所述蒸发段连通，所述压力气嘴和温度开关设置在所述冷凝段上。
10.进一步的，所述蒸发段安装在热源处，所述冷凝段安装在散热器上。
11.进一步的，所述储液罐包括罐体、密封隔板、充液口、输出口和充气口，所述罐体内
设置有与其滑动连接的密封隔板，所述密封隔板将所述罐体内的空间分隔成压力舱和储液舱，所述压力舱与充气口连接，所述储液舱与充液口、输出口连接，所述输出口与输出管路连接。
12.进一步的，所述压力舱内设置有压缩空气，所述储液舱内设置有所述工作介质。
13.进一步的，所述压缩空气的压力值高于压力气嘴的排气压力值，所述压缩空气用于推动密封隔板，使储液舱中的工作介质进入热管中。
14.进一步的，所述热管为一个或者串联和/或并联连接的多个。
15.与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：
16.1.本发明可通过调节压力气嘴的开合力度来调整热管内部的压力，调节热管的传热效率，彻底解决了热管换热器工作的蒸发极限带来的在高热流密度下传热效率降低甚至失效的问题。
17.2.本发明在任何放置角度下，都可以解决蒸发极限带来的传热效率降低甚至失效的问题，不受安装角度限制。
18.3.本发明的温度开关可根据热管内工作介质的不同，选取不同的触发温度，同一种介质也可选择不同的触发温度来调节补液的多少。
19.4.本发明控制回路简单，能耗低，稳定性高、可靠性高，且加工成本低。
20.5.本发明通过器件选型，可灵活调节尺寸大小及换热能力。本发明可以做成只采用一根热管的微型系统，也可以做成多根热管串并联的较大型系统。
附图说明
21.图1为本发明实施例的结构示意图。
22.图中：1-输出管路，2-电磁阀，3-热管，4-压力气嘴，5-温度开关，6-罐体，7-密封隔板，8-充液口，9-输出口，10-充气口，11-压力舱，12-储液舱，31-蒸发段，32-传输段，33-冷凝段。
具体实施方式
23.为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。
24.本发明的实施例提供了一种自动补液的封闭式热管换热器，如图1所示，其包括储液罐、输出管路1、电磁阀2、热管3、压力气嘴4和温度开关5。
25.所述储液罐包括罐体6、密封隔板7、充液口8、输出口9和充气口10，所述罐体6内设置有与其滑动连接的密封隔板7，所述密封隔板7将所述罐体6内的空间分隔成压力舱11和储液舱12，所述压力舱11与充气口10连接，所述储液舱12与充液口8、输出口9连接。所述压力舱11内设置有压缩空气，所述储液舱12内设置有液态的工作介质。所述密封隔板7可以在所述罐体6内滑动，继而改变压力舱11和储液舱12的体积。
26.所述热管3内设置有工作介质。热管3在长度方向上依次分为蒸发段31、传输段32和冷凝段33。所述输出口9通过输出管路1与热管3的所述蒸发段31连通。所述输出管路1上设置有电磁阀2。所述压力气嘴4和温度开关5设置在所述冷凝段33上。所述压力气嘴4设置在所述冷凝段33的末端，所述温度开关5贴在所述冷凝段33，并靠近冷凝段33的末端。
27.供电线缆正极通过所述温度开关5后接到电磁阀2的正极，电磁阀2的负极接在供电线缆负极上。所述电磁阀2为常闭型电磁阀，用于控制输出管路1的开合状态，通过温度开关5的反馈控制动作状态。所述温度开关5为常开型温度开关。所述冷凝段33的表面温度达到所述温度开关5的设定温度时，所述温度开关5控制所述电磁阀2打开，使储液舱12与热管3连通。压力舱11内的压缩空气推动密封隔板7移动，使储液舱12中的工作介质进入热管3中。所述压缩空气的压力值高于压力气嘴4的排气压力值，自然也高于热管3中工作介质的压力值。
28.本实施例中只采用了一个热管3。若采用多个热管3串联的形式，可在第一个热管3的蒸发段31连接输出管路1，最后一个热管3的冷凝段33设置压力气嘴4。若采用多个热管3并联的形式，可使罐体6通过输出管路1分别与多个热管3的蒸发段31连接，每个热管3配一个电磁阀2。
29.安装时，热管3的蒸发段31安装在热源处，冷凝段33安装在散热器上。蒸发段31与热源连接，吸热后其内部液态的工作介质汽化吸热并产生压力，通过传输段32后到达冷凝段33，在冷凝段33液化放热，通过散热器将热量散出。
30.热管3在热流密度较小的情况下使用时，压力气嘴4的顶开压力大于热管3内部蒸汽压力，气嘴处于关闭状态。热管3处于密闭状态，此时与普通热管的应用并无区别。热管3在热流密度较大的情况下使用时，压力气嘴4的顶开压力小于热管3内部蒸汽压力，压力气嘴4被顶开，内部高压蒸汽泄出，压力降低，压力气嘴4闭合。
31.温度开关5贴在冷凝段33，当冷凝段33的温度达到设定温度时，温度开关5闭合，电磁阀2电路接通，电磁阀2打开，储液罐内的高压空气推动密封隔板7将储液舱12中的工作介质通过输送管路到达热管3的蒸发段31。当冷凝段33的温度低于设定温度时，温度开关5断开，电磁阀2闭合，热管3恢复密闭状态。
32.储液罐内的工作介质不足时，可通过充液口8充入工作介质，补充工作介质。储液罐内的空气压力不足时，可通过充气口10充入空气，恢复压力。
33.以上通过实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的示例性实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。本发明的保护范围由权利要求书限定。凡利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，在本发明的实质和保护范围内，设计出类似的技术方案而达到上述技术效果的，或者对申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖保护范围之内。

技术特征：
1.一种自动补液的封闭式热管换热器，其特征在于，包括储液罐、输出管路、电磁阀、热管、压力气嘴和温度开关，所述储液罐通过输出管路与热管的一端连通，所述热管的另一端设置有压力气嘴，所述输出管路上设置有电磁阀，所述热管上设置有温度开关，所述温度开关与电磁阀连接，所述储液罐和热管内设置有工作介质。2.如权利要求1所述的自动补液的封闭式热管换热器，其特征在于，所述热管达到所述温度开关的设定温度时，所述温度开关控制所述电磁阀打开。3.如权利要求1或2所述的自动补液的封闭式热管换热器，其特征在于，所述电磁阀为常闭型电磁阀，所述温度开关为常开型温度开关。4.如权利要求3所述的自动补液的封闭式热管换热器，其特征在于，供电线缆正极通过所述温度开关后接到电磁阀的正极，电磁阀的负极接在供电线缆负极上。5.如权利要求1所述的自动补液的封闭式热管换热器，其特征在于，所述热管在长度方向上依次分为蒸发段、传输段和冷凝段，所述输出管路与所述蒸发段连通，所述压力气嘴和温度开关设置在所述冷凝段上。6.如权利要求5所述的自动补液的封闭式热管换热器，其特征在于，所述蒸发段安装在热源处，所述冷凝段安装在散热器上。7.如权利要求1所述的自动补液的封闭式热管换热器，其特征在于，所述储液罐包括罐体、密封隔板、充液口、输出口和充气口，所述罐体内设置有与其滑动连接的密封隔板，所述密封隔板将所述罐体内的空间分隔成压力舱和储液舱，所述压力舱与充气口连接，所述储液舱与充液口、输出口连接，所述输出口与输出管路连接。8.如权利要求7所述的自动补液的封闭式热管换热器，其特征在于，所述压力舱内设置有压缩空气，所述储液舱内设置有所述工作介质。9.如权利要求7所述的自动补液的封闭式热管换热器，其特征在于，所述压缩空气的压力值高于压力气嘴的排气压力值，所述压缩空气用于推动密封隔板，使储液舱中的工作介质进入热管中。10.如权利要求1所述的自动补液的封闭式热管换热器，其特征在于，所述热管为一个或者串联和/或并联连接的多个。

技术总结
本发明提供了一种自动补液的封闭式热管换热器，属于热管换热器领域，包括储液罐、输出管路、电磁阀、热管、压力气嘴和温度开关，所述储液罐通过输出管路与热管的一端连通，所述热管的另一端设置有压力气嘴，所述输出管路上设置有电磁阀，所述热管上设置有温度开关，所述温度开关与电磁阀连接，所述储液罐和热管内设置有工作介质。本发明可以在热管受到大强度热冲击时，通过排出气态冷却液工质，同时补充液态冷却液工质的方式防止热管干烧，使热管持续处于良好的工作状态，其导热效率不会下降；并且解决了热管的工作角度对热管传热效率的影响，使热管无论处于何种工作角度，都能通过补液的方式维持其设计的导热效率。液的方式维持其设计的导热效率。液的方式维持其设计的导热效率。


技术研发人员：乔迁 邓明发 赵虎 李磊 张辉 谢兰强
受保护的技术使用者：北京东方锐镭科技有限公司
技术研发日：2023.05.05
技术公布日：2023/8/6