[发明专利]热管工质充装台

说明书

技术领域

本发明涉及热管工质充装领域，具体涉及一种用于热管液氨抽真空及液氨充装的热管工质充装台。

背景技术

热管是一种利用工质的蒸发、凝结相变和循环流动而工作的器械。由于液体蒸发和凝结时的热阻很小，因此利用热管可以实现在小温差下传递大热量。由于热管具有传热量大、结构紧凑、无运动部件和不消耗能源等的突出特点，近几十年已成为航天器热控制的主要手段之一。

热管生产过程中的重要工序是液氨充装，其主要要求是在充装液氨前要先将热管管壳内的真空度抽到5Pa以下，再将定量的液氨（精度±0.5g）充装到热管管壳内。

目前常见的液氨充装装置的主要结构见图1，该类工质充装装置一般采用增压泵将液氨从氨瓶中压入热管，并通过流量计计量液氨的充装量。由于氨瓶放置在设备底部，导致液氨不能在重力的作用下自动流入热管，而需要额外增加价格昂贵的增压泵。由于电磁阀和流量计等精密电子元件耐氨气腐蚀能力不强，导致需要经常更换。所以，现有的工质充装装置不仅价格昂贵，还容易出现故障且维修费用高。

发明内容

为解决上述现有技术存在的缺点，本发明的目的在于提供一种热管工质充装台，以解决现有热管工质充装装置存在价格昂贵、容易出现故障且维修费用高的技术问题。

为达到上述目的，本发明提供一种热管工质充装台，包括：计量管组件、真空泵、四通接头、真空仪、液氨瓶接头、液氨加注阀、三通接头、液氨排空阀、排氨气接头、组合阀、金属波纹管和若干不锈钢管，计量管组件、氨气排空阀和排氨气接头之间通过不锈钢管依次连接；真空泵通过四通接头分别与真空仪和金属波纹管连接，组合阀与金属波纹管连接，并通过三通接头和不锈钢管分别与计量管组件和液氨加注阀连接，液氨瓶接头通过不锈钢管连接至液氨加注阀，其中，计量管组件下接头出液口中心点、三通接头右端口中心点、三通接头左端口中心点和组合阀进液口距地面垂直高度依次降低。

依照本发明较佳实施例所述的热管工质充装台，该组合阀进一步包括：第一压紧螺帽、第一压紧盖、第一圆柱形密封圈、阀体、主轴、第二压紧螺帽、第二压紧盖、第二圆柱形密封圈、手轮、连接管、第三压紧螺帽和螺纹针型阀阀芯，第一压紧螺帽、第一压紧盖和第一圆柱形密封圈依次由外到内套接至阀体的一端，第二压紧螺帽、第二压紧盖、第二圆柱形密封圈依次由外到内套接至阀体上相对应的另一端；主轴部分穿射于阀体内部，且分别与第二压紧螺帽、第二压紧盖、第二圆柱形密封圈套接连接；手轮与主轴连接，螺纹针型阀阀芯连接至阀体上部，连接管通过第三压紧螺帽连接至阀体。

依照本发明较佳实施例所述的热管工质充装台，该计量管进一步包括石英管和若干接头，接头连接至石英管的两端。

依照本发明较佳实施例所述的热管工质充装台，该的不锈钢管上包覆有隔热材料。

本发明热管工质充装台的组合阀通过紧固件安装在充装台的壳体上，且组合阀的阀体下端连接四通接头，连接管与三通接头连接。工作时，首先，通过第一压紧螺帽、第一压紧盖、第一圆柱形密封圈将热管的毛细管连接到组合阀上；之后，关闭液氨排空阀、液氨加注阀，打开螺纹针型阀阀芯、旋开手轮；启动真空泵，将热管、石英管及相应不锈钢管抽真空到5Pa以下，以去充装台内的空气；然后，旋紧螺纹针型阀阀芯和手轮，打开液氨排空阀使石英管与外界直通；打开液氨储瓶开关和液氨加注阀，加注液氨到石英管中，当液氨加注到指定量后关闭液氨加注阀；关闭氨气排空阀，待石英管中的液面稳定后记录刻度值。再旋松手轮，启动真空泵对热管抽真空，真空仪的示数达到5×10^-2Pa以下后需继续抽真空，10分钟后旋紧手轮停止对热管抽真空；旋开螺纹针型阀阀芯向热管中充装液氨，注意控制充装速度，保证不锈钢管内蒸发的氨气充分泄出。待充装量满足要求后旋紧螺纹针型阀阀芯；最后，一人拿住热管，另一人用冷焊钳钳断毛细管，旋松手轮抽真空，以排除组合阀内的残留的少量液氨。待真空仪的示数达到常压后将旋紧手轮，并卸下毛细管料头，完成充装。

本发明设计计量管组件下接头出液口中心点、三通接头右端口中心点、三通接头左端口中心点和组合阀进液口距地面垂直高度依次降低，使液氨在重力作用下自动流入热管中，无需使用增压泵，大大节约了成本，且充装效率高。另外，本发明采用石英管和不锈钢管能够与氨气长期相容，使用寿命长，降低了维修成本。

综上所述，本发明不仅能够满足热管液氨充装要求，而且制造、维护、运行成本大幅降低，且设备稳定运行时间提高了3倍以上。与现有技术相比，本发明具有以下优点：