[发明专利]环路热管系统及其用不锈钢毛细管无塌陷焊接工艺方法

说明书

本发明提供了一种环路热管系统及其用不锈钢毛细管无塌陷焊接工艺方法，包括依次连接的蒸发器气端封头(1)、第一不锈钢接头(2)、环路热管工质管路(3)、第二不锈钢接头(4)、储液器液端封头(5)；还包括蒸发器、储液器。工艺步骤包括不锈钢毛细管下料、不锈钢接头制作、尺寸检测、不锈钢接头与不锈钢毛细管配合检查、不锈钢毛细管与不锈钢接头与不锈钢毛细管过紧装配、焊料涂覆、高温真空钎焊、环路热管封头制作、对接TIG焊、焊缝检查。本发明在不影响环路热管蒸发器内毛细芯性能的前提下，实现了环路热管用不锈钢毛细管无塌陷焊接，提高了环路热管的可靠性和传热性能。

技术领域

本发明涉及航天器热控制技术领域的环路热管控温装置领域，具体地，涉及环路热管系统及其用不锈钢毛细管无塌陷焊接工艺方法。

背景技术

环路热管(Loop Heat Pipe，LHP)是一种高效的两相传热装置，它利用蒸发器内毛细芯产生的毛细力驱动工质循环流动，利用工质蒸发与冷凝的相变过程传递热量，实现航天器热排散。目前，环路热管控温装置已成为欧美国家航天器的主要热控手段。

在其它部件一致时，环路热管运行过程中内部工质的在气管路、液管路和辐射器管路内的流动压降决定着环路热管的传热距离和整个系统的传热温差。由于环路热管为两相传热装置，环路热管运行时的工质流量并不大，所以往往选用内径Φ2～Φ3的不锈钢毛细管作为环路热管的气管路、液管路和冷凝管路的原材料。以往不锈钢毛细管的连接都是通过制作两通接头，然后进行搭接TIG焊的方式进行连接。此种连接方式热量高度集中往往导致焊点处管路内部塌陷。由于不锈钢毛细管壁厚往往比较薄，所以相较于壁厚厚的不锈钢管塌陷更严重；因为不锈钢毛细管内径本来就很小，所以相对于内径大的不锈钢管，其内径变化的相对值更大。焊点处管路内部塌陷使环路热管内部工质流经焊点处流动压降剧烈增大。在环路热管内工质流量一致的情况下，工质的流动压降与管路内径的五次方成正比关系。所以，即使焊接产生的塌陷没有完全堵塞管路，也将导致环路热管内工质的流动剧烈增大，从而导致环路热管的传热距离缩短，最大传热能力下降。甚至将影响环路热管产品的运行可靠性。

高温真空钎焊由于是在真空状态下对焊件进行整体加热，所以不会使焊点处产生焊接塌陷。但是，如果所有的管路焊点均应用高温真空钎焊焊接方式，势必使环路热管蒸发器内的毛细芯在一定时间内置于高温状态。而环路热管用高性能毛细芯均为粉末烧结而成，烧结温度范围为400℃～600℃，毛细芯长时间的置于超过其烧结温度的环境中，其外形尺寸，孔隙率、孔径等关键参数都将产生变化。所以，环路热管不适合进行整体加热。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种环路热管系统及其用不锈钢毛细管无塌陷焊接工艺方法。

根据本发明提供的一种环路热管系统，包括依次连接的蒸发器气端封头1、第一不锈钢接头2、环路热管工质管路3、第二不锈钢接头4、储液器液端封头5；还包括蒸发器、储液器，其中，蒸发器的气端连接蒸发器气端封头1；储液器的液端连接储液器液端封头5。

优选地，第一不锈钢接头2的内径、第二不锈钢接头4的内径、环路热管工质管路3的外径一致。

优选地，第一不锈钢接头2的壁厚、环路热管工质管路3的壁厚、第二不锈钢接头4的壁厚一致。

优选地，第一不锈钢接头2的一端具有凸台，第一不锈钢接头2的一端与蒸发器气端封头1的一端的凸台向匹配连接。

优选地，第二不锈钢接头4的一端具有凸台，第二不锈钢接头4的一端与储液器液端封头5的一端的凸台向匹配连接。

优选地，第一不锈钢接头2与环路热管工质管路3过紧配合连接；第二不锈钢接头4与环路热管工质管路3过紧配合连接。

优选地，环路热管工质管路3的一端插入在第一不锈钢接头2的另一端；环路热管工质管路3的另一端插入在第二不锈钢接头4的另一端。