可变导热管混合工质的简易充注装置
技术领域
本实用新型涉及热管技术领域，特别涉及热管工质充注技术领域，具体是指一种可变导热管混合工质的简易充注装置。
背景技术
普通热管的工作温度是由热源和热汇的条件确定的，因此改变热负荷或蒸发段的温度将引起热管工作温度的改变。对于普通热管，其热导率很高，但接近一个常量。然而在某些应用场合，需要冷凝段(或者蒸发段)的温度随着热负荷的变化而保持不变，这对于导热率接近常量的普通热管是无法满足的，因而便产生了可变导热管。
无反馈控制的可变导热管，最为简单的是在普通热管上加储气室，储气室和普通热管由吸液芯连接。可变导热管内充入一种传热工质和另一种不凝性气体工质。
本实用新型主要针对以氨为传热工质的可变导热管，可变导热管内的另一种工质为不凝性气体(一般为氮气、氩气等)。一般常规的充注做法是先用常规方法充一种气体工质，再创造低温环境，使两种工质都液化成液体状态，再充另一种工质(充第二种气体工质时需要保持两者都是低温液体状态)，这样才能准确控制充入的量。此充注方法需要创造极低的温度条件(一般要低于-40℃)，一般实验室或厂房不具备该条件。
因此，需要提供一种可变导热管混合工质的简易充注装置，其能够在常规设备条件下实现可变导热管液氨和不凝性气体的混合工质准确充注，使得混合工质准确充注易于实现。
实用新型内容
为了克服上述现有技术中的缺点，本实用新型的一个目的在于提供一种可变导热管混合工质的简易充注装置，其能够在常规设备条件下实现可变导热管液氨和不凝性气体的混合工质准确充注，使得混合工质准确充注易于实现，适于大规模推广应用。
本实用新型的另一个目的在于提供一种可变导热管混合工质的简易充注装置，其设计巧妙，结构简洁，制造简便，成本低，适于大规模推广应用。
为达到以上目的，本实用新型提供一种可变导热管混合工质的简易充注装置，其特点是，包括氨气储存容器、减压阀、充注管路、管路加热器、单向止回阀和压力表，所述氨气储存容器管路连接所述充注管路的一端，所述充注管路的另一端用于连接待充注可变导热管，所述减压阀设置在所述的充注管路的一端，所述单向止回阀设置在所述充注管路中用于将所述氨气储存容器中的氨气从所述的充注管路的一端单向流动至所述的充注管路的另一端，所述管路加热器设置在所述充注管路外用于加热所述充注管路，所述压力表设置在所述充注管路的中部或者所述的充注管路的另一端。
较佳地，所述的可变导热管混合工质的简易充注装置还包括容器接头，所述氨气储存容器通过所述容器接头管路连接所述的充注管路的一端。
更佳地，所述氨气储存容器是氨气储存钢瓶，所述容器接头是钢瓶接头。
较佳地，所述的可变导热管混合工质的简易充注装置还包括热管连接头，所述热管连接头设置在所述的充注管路的另一端，所述的充注管路的另一端通过所述热管连接头用于间接连接所述待充注可变导热管。
较佳地，所述的可变导热管混合工质的简易充注装置还包括第一开断截止阀、第二开断截止阀、第三开断截止阀和排气旁路，所述第一开断截止阀设置在所述的充注管路的一端，所述第二开断截止阀设置在所述的充注管路的另一端，所述压力表位于所述第一开断截止阀和所述第二开断截止阀之间，所述排气旁路管路连接所述的充注管路的中部，所述第三开断截止阀设置在所述排气旁路中。
较佳地，所述管路加热器是管路电加热器。
本实用新型的有益效果主要在于：
1、本实用新型的可变导热管混合工质的简易充注装置包括氨气储存容器、减压阀、充注管路、管路加热器、单向止回阀和压力表，氨气储存容器管路连接充注管路的一端，充注管路的另一端用于连接待充注可变导热管，减压阀设置在充注管路的一端，单向止回阀设置在充注管路中用于将氨气储存容器中的氨气从充注管路的一端单向流动至充注管路的另一端，管路加热器设置在充注管路外用于加热充注管路，压力表设置在充注管路的中部或另一端，使用时待充注可变导热管预先充注有定量的不凝性气体，然后将充注管路的另一端连接待充注可变导热管；调节减压阀的压力至第一压力值；待压力表的压力稳定至第一压力值，关闭减压阀，开启管路加热器以将充注管路的温度加热至温度期望值，从而保证充注管路内的氨气压力为第一压力期望值；待压力表的压力降至第二压力期望值时，停止充注，根据第一压力期望值和第二压力期望值的差值以及充注管路的容积计算出充入待充注可变导热管内的氨气质量，因此，其能够在常规设备条件下实现可变导热管液氨和不凝性气体的混合工质准确充注，使得混合工质准确充注易于实现，适于大规模推广应用。
2、本实用新型的可变导热管混合工质的简易充注装置包括氨气储存容器、减压阀、充注管路、管路加热器、单向止回阀和压力表，氨气储存容器管路连接充注管路的一端，充注管路的另一端用于连接待充注可变导热管，减压阀设置在充注管路的一端，单向止回阀设置在充注管路中用于将氨气储存容器中的氨气从充注管路的一端单向流动至充注管路的另一端，管路加热器设置在充注管路外用于加热充注管路，压力表设置在充注管路的中部或另一端，因此，其设计巧妙，结构简洁，制造简便，成本低，适于大规模推广应用。
本实用新型的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明、附图和权利要求得以充分体现，并可通过所附权利要求中特地指出的手段、装置和它们的组合得以实现。
附图说明
图1是本实用新型的可变导热管混合工质的简易充注装置的一具体实施例充注待充注可变导热管的主视透视示意图。
(符号说明)
1氨气储存容器；2减压阀；3充注管路；4管路加热器；5单向止回阀；6待充注可变导热管；7热管；8连接管；9储气室；10容器接头；11热管连接头；12第一开断截止阀；13第二开断截止阀；14第三开断截止阀；15排气旁路；16压力表。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容，特举以下实施例详细说明。
请参见图1所示，在本实用新型的一具体实施例中，本实用新型的可变导热管混合工质的简易充注装置包括氨气储存容器1、减压阀2、充注管路3、管路加热器4、单向止回阀5和压力表16，所述氨气储存容器1管路连接所述充注管路3的一端，所述充注管路3的另一端用于连接待充注可变导热管6(具体是连接所述待充注可变导热管6的热管7，所述待充注可变导热管6包括热管7、连接管8和储气室9，所述储气室9通过所述连接管8连接所述热管7，所述连接管8内设置有吸液芯(图中未示出))，所述减压阀2设置在所述的充注管路3的一端，所述单向止回阀5设置在所述充注管路3中用于将所述氨气储存容器1中的氨气从所述的充注管路3的一端单向流动至所述的充注管路3的另一端，所述管路加热器4设置在所述充注管路3外用于加热所述充注管路3，所述压力表16设置在所述的充注管路3的另一端。
所述减压阀2可以控制并调节从所述氨气储存容器1出来的气体压力，所述单向止回阀5能保证所述充注管路3内的气体只能从所述的充注管路3的一端的高压处流向所述的充注管路3的另一端的低压处，从而保证了预先充注在所述待充注可变导热管6内的不凝性气体不会倒流。所述管路加热器4能根据需要加热所述充注管路3至计算需要温度，从而保证所述充注管路3内的压力稳定在计算需要压力。因为氨气的压力随温度的变化呈指数关系变化。
所述压力表16用于监测所述充注管路3内的气体压力，显然，所述压力表16也可以设置在所述充注管路3的中部，同样可以实现本实用新型的目的。
所述氨气储存容器1管路连接所述充注管路3的一端可以采用任何合适的结构，请参见图1所示，在本实用新型的一具体实施例中，所述的可变导热管混合工质的简易充注装置还包括容器接头10，所述氨气储存容器1通过所述容器接头10管路连接所述的充注管路3的一端。
所述氨气储存容器1可以是任何合适的氨气储存容器，所述容器接头10可以是任何合适的容器接头，在本实用新型的一具体实施例中，所述氨气储存容器1是氨气储存钢瓶，所述容器接头10是钢瓶接头。
所述充注管路3的另一端用于连接待充注可变导热管6可以采用任何合适的结构，请参见图1所示，在本实用新型的一具体实施例中，所述的可变导热管混合工质的简易充注装置还包括热管连接头11，所述热管连接头11设置在所述的充注管路3的另一端，所述的充注管路3的另一端通过所述热管连接头11用于间接连接所述待充注可变导热管6。
为了便于所述充注管路3排气以及控制充注进程，请参见图1所示，在本实用新型的一具体实施例中，所述的可变导热管混合工质的简易充注装置还包括第一开断截止阀12、第二开断截止阀13、第三开断截止阀14和排气旁路15，所述第一开断截止阀12设置在所述的充注管路3的一端，所述第二开断截止阀13设置在所述的充注管路3的另一端，所述压力表16位于所述第一开断截止阀12和所述第二开断截止阀13之间，所述排气旁路15管路连接所述的充注管路3的中部，所述第三开断截止阀14设置在所述排气旁路15中。
所述第三开断截止阀14用来排空所述充注管路3内的空气，优选带有高压保护而自动泄压功能，用来保护所述充注管路3不超压。
所述管路加热器4可以是任何合适的管路加热器，在本实用新型的一具体实施例中，所述管路加热器4是管路电加热器。
采用上述的可变导热管混合工质的简易充注装置进行的可变导热管混合工质的简易充注方法包括以下步骤：
(1)将所述的充注管路3的另一端连接所述待充注可变导热管6(具体是连接所述待充注可变导热管6的热管7)，所述待充注可变导热管6预先充注有定量的不凝性气体；
(2)调节所述减压阀2的压力至第一压力值；
(3)待所述压力表16的压力稳定至所述第一压力值，关闭所述减压阀2，开启所述管路加热器4以将所述充注管路3的温度加热至温度期望值(即上述计算需要温度)，从而保证所述充注管路3内的氨气压力为第一压力期望值(即上述计算需要压力)；
需要保证所述充注管路3内的气体压力大于所述待充注可变导热管6内的不凝性气体的压力。而且充注时保证了稳定压力、稳定体积的氨气，就能保证充注的氨气质量。
(4)待所述的压力表16的压力降至第二压力期望值时，停止充注，根据所述第一压力期望值和所述第二压力期望值的差值以及所述充注管路3的容积计算出充入所述待充注可变导热管6内的氨气质量。
根据理想气体状态方程PV＝mRT/M，其中P为气体压强；V为气体体积即所述充注管路3的容积；M为气体的摩尔质量；T为体系温度；R是气体常量(比例常数)。△m为充装理论需求质量，第二压力期望值根据需要的充装质量计算得出P2＝(P1VM/RT1-△m)RT2/(MV)。
通过对所述待充注可变导热管6充注氨气前后进行称重，得到实际充装质量，和充装理论需求质量对比得到实际误差，经实际多次充注结果表明，误差可控制在±0.1g。
在所述步骤(1)中，将所述的充注管路3的另一端连接所述待充注可变导热管6可以采用任何合适的结构，在所述的可变导热管混合工质的简易充注装置还包括热管连接头11的情况下，在所述步骤(1)中，将所述热管连接头11连接所述待充注可变导热管6，从而所述的充注管路3的另一端通过所述热管连接头11间接连接所述待充注可变导热管6。
为了排出所述充注管路3中的原有空气，在所述的可变导热管混合工质的简易充注装置还包括第一开断截止阀12、第二开断截止阀13、第三开断截止阀14和排气旁路15的情况下，
在所述步骤(1)和所述步骤(2)之间，所述的可变导热管混合工质的简易充注方法还包括以下步骤：(11)关闭所述第一开断截止阀12、所述第二开断截止阀13和所述第三开断截止阀14；
在所述步骤(2)和所述步骤(3)之间，所述的可变导热管混合工质的简易充注方法还包括以下步骤：(12)打开所述第一开断截止阀12，保持所述减压阀2稳定；(13)打开所述第三开断截止阀14以将所述充注管路3内的空气排尽，再关闭所述第三开断截止阀14；
在所述步骤(3)和所述步骤(4)之间，所述的可变导热管混合工质的简易充注方法还包括以下步骤：(14)打开所述第二开断截止阀13；此时因为有所述单向止回阀5，所以预先充注在所述待充注可变导热管6内的不凝性气体不会流出，所述充注管路3内的氨气会单向流入所述待充注可变导热管6内。
在所述步骤(4)中，所述停止充注通过关闭所述第二开断截止阀13实现。
在所述步骤(13)中，所述第三开断截止阀14打开的时间可以根据需要确定，更佳地，在所述步骤(13)中，所述第三开断截止阀14打开的时间为30秒～60秒。例如，在所述步骤(13)中，所述第三开断截止阀14打开的时间为45秒。
在所述步骤(1)中，所述待充注可变导热管6预先充注有定量的不凝性气体可以采用任何合适的设备进行，例如，在所述步骤(1)中，所述待充注可变导热管6通过常规充注设备预先充注有所述不凝性气体。所述常规充注设备例如可以是青岛绿环工业设备有限公司的FC型冷媒加注机，北京美德锐科技的MDR型冷媒冲注机等。
在所述步骤(1)中，所述不凝性气体可以是任何合适的不凝性气体，较佳地，在所述步骤(1)中，所述不凝性气体是氮气或氩气。例如，所述不凝性气体是氮气。
在所述步骤(2)中，所述第一压力值可以根据需要确定，通常所述第一压力值略高于外部环境温度下对应的氨的饱和蒸汽压力，例如，在所述步骤(2)中，所述第一压力值为1MPa。
在所述步骤(3)中，所述温度期望值可以根据需要确定，通常可以先计算所述第一压力值+1MPa的压力，根据该压力下氨的饱和蒸气压，查询氨的饱和温度，所述温度期望值略高于此饱和温度，较佳地，在所述步骤(3)中，所述温度期望值是30℃～60℃。例如，在所述步骤(3)中，所述温度期望值是45℃。
本实用新型利用氨的物理特性(压力随温度升高而迅速变大的特点)，结合减压阀、单向止回阀、压力表等部件，在常规设备条件下实现可变导热管液氨和不凝性气体的混合工质准确充注。与现有技术相比，本实用新型主要具有以下优点：
1、可变导热管的氨气和不凝性气体混合气体工质定量准确充注时不需要创造极低的温度环境就能实现。
2、本实用新型的充注装置和充注方法简单，充注精度高(充注精度为±0.1g)。
3、本实用新型的充注装置采用常规的部件，制造成本低廉，易于操作。
还可以将上述减压阀、管路加热器、开断截止阀、压力表等通过自动化控制技术有机整合成自动控制系统，结合芯片计算，转化成人机界面。可直接输入要充注氨气质量，实现自动化一键控制。
综上，本实用新型的可变导热管混合工质的简易充注装置能够在常规设备条件下实现可变导热管液氨和不凝性气体的混合工质准确充注，使得混合工质准确充注易于实现，设计巧妙，结构简洁，制造简便，成本低，适于大规模推广应用。
由此可见，本实用新型的目的已经完整并有效的予以实现。本实用新型的功能及结构原理已在实施例中予以展示和说明，在不背离所述原理下，实施方式可作任意修改。所以，本实用新型包括了基于权利要求精神及权利要求范围的所有变形实施方式。
