[发明专利]一种支管式钠热管制作装置及制作方法

说明书

本发明提出的一种支管式钠热管制作装置，可以有效地减少灌装过程中的液态钠在真空管路中的残留，杜绝了液态钠对真空阀或者真空泵的损害，提高了制作成功率，同时由于保护的真空阀的阀芯，因此在制作过程中无需更换真空阀，降低了制作成本。

技术领域

本发明属于高温液体金属热管技术领域，尤其涉及一种支管式钠热管制作装置和制作方法。

背景技术

钠热管是一种高效的传热器件，其在温度计量、航空航天等技术领域都有应用。现有技术中钠热管的制作装置如图1所示，钠热管2的上端通过镍管段、钠阀B与直角三通4的下部连通，直角三通4的上端通过真空管、钠阀A与钠罐3连接，直角三通4的侧端通过真空管、真空阀C与真空泵1连接。灌装钠时，先关闭阀A，打开阀B和阀C，开启真空泵将待灌装的钠热管2内部抽成真空，然后关闭阀C，加热钠罐3，使得钠罐3中的钠熔化成液态钠后，打开阀A，液态钠在重力和钠热管中的真空抽吸力的作用下从钠罐3中流到钠热管2中，然后关闭阀A，再次打开阀C，对灌装液态钠的钠热管2再次抽真空。发明人发现，在液态钠流到钠热管2中过程中，由于真空抽吸的作用，部分液态钠会被抽吸到DC段真空管中，并冷却成为固态钠堵塞DC段真空管以及真空阀C，并会破坏阀C的阀芯，导致阀体报废，更为严重的是，凝固在DC段管道中的钠堵塞管道后，会造成真空泵1无法对钠热管进行抽真空操作，导致钠热管真空度不足，使得钠热管报废，如果贸然将DC段的钠加热重新熔化再抽真空，则会导致钠蒸汽或液态钠被吸到真空泵中，危害真空设备。

发明内容

为解决上述技术问题，具体来说，本发明采用以下技术方案：

本发明的钠热管制作装置包括待灌装的钠热管，所述钠热管是由不锈钢制成的圆柱体密封中空管，上部具有第一镍管段和第二镍管段通往管体内部。所述第一镍管段和第二镍管段具有伸入钠热管内部的管段，其中第一镍管段伸入钠热管内部的管段长度长于第二镍管段伸入钠热管内部的管段长度。

所述第一镍管段上端连接钠阀下端出口，钠阀上端出口通过真空管连接到钠罐下端。

所述第二镍管段的上端通过真空管连接到真空罐，所述真空罐通过真空管连接到真空泵，所述第二镍管段与真空罐之间设置第一真空阀，所述真空罐与真空泵之间设置有第二真空泵。所述真空罐具有中空容积，所述中空容积小于钠热管的容积。

所述真空罐容纳在冷槽中，所述真空罐和冷槽之间具有间隙，所述冷槽中用于通入冷却液或冷却气体，以对于所述真空罐的外壁进行冷却。其冷却液优选为液氮。

所述第一、第二真空阀可以采用可控式的真空阀，其阀体的开闭可以由控制器或工控机进行控制。

所述钠罐包括上部的圆柱体部和下部的倒圆锥部，倒圆锥部的顶点设置有钠罐出口，所述钠罐出口通过真空管道与钠阀5连接。在灌装未开始时，所述钠罐3中的钠呈固态并凝固在钠罐内的下部空间内，固态钠的上方为真空。

本发明提出一种钠热管的制作方法，其基于上述制作装置，包括以下步骤：

步骤1：关闭钠阀，打开第一真空阀和第二真空阀，开启真空泵，对钠热管中进行抽真空。

步骤2：关闭第一真空阀，保持打开第二真空阀，对真空罐持续进行抽真空。对钠罐进行加热，加热温度在钠的熔点之上，优选为120℃，加热时间视罐内的钠量，保持温度三十分钟，以保障所有的钠都熔化为液体。同时对钠热管到钠罐之间的管路包括钠阀的阀体都进行加热。

步骤3：打开钠阀，使得钠罐中的液体钠流到钠热管后关闭钠阀，在此过程中不停止对钠罐与钠热管中间管路的加热，同时，往冷槽中加入液氮，对真空罐进行冷却。

步骤4：开启第一真空阀。

步骤5：关闭钠阀，对整个真空管路外壁进行冷却，真空泵对整个真空管路包括钠热管持续进行抽真空，并保持真空罐处于低温状态。