[实用新型]一种高温脉动热管多次充装及工质调节装置

说明书

本实用新型提供一种高温脉动热管多次充装及工质调节装置，包括手套箱、充液管、分子泵机组、为手套箱供气的气瓶、冷阱、高温脉动热管、温度调节装置和测温仪，其中，手套箱为密封箱体结构；手套箱内设有四通、至少两个液体管路、至少三个抽真空管路、至少四个真空阀、至少两个工质注射器、至少两个精密天平、真空计、真空罐、测温装置和液氮喷枪；手套箱的箱体上设有真空塞；分子泵机组与冷阱相连，冷阱通过抽真空管路与真空罐相连，真空罐的下方置有精密天平。本实用新型可优化首次充液过程，使首次充液过程更为准确、便捷；可实现多次充液与充液率调节；可在充液率不变的情况下实现工质比例调节或纳米颗粒浓度调节。

技术领域

本实用新型涉及脉动热管研究技术领域，具体而言，尤其涉及一种高温脉动热管多次充装及工质调节装置。

背景技术

脉动热管是Akachi在20世纪90年代初提出的一种传热元件。脉动热管通过利用工质在管内形成的液塞与气塞受热后存在的压差，驱动工质在管内振荡流动，从而实现热量的高效传递。与传统热管相比，它具有结构简单、传热能力强、反重力运行效果好等优点。目前关于脉动热管的研究主要集中于常温(0～200℃)与低温(-270～0℃)温区，而对于工作温度超过500℃的高温脉动热管研究较少。

高温脉动热管以液态金属作为工质，其制备涵盖管内高真空、液态金属无氧化配置、高温耐受性强等多方面要求。从安全性的角度，钠钾合金的易制爆性与热管的高强度封装更加提高其制作难度。由于高温脉动热管管材选用耐高温不锈钢材料，其前期制备过程复杂、成本较高。影响高温脉动热管传热性能的因素较多，在研究充液率、工质对传热性能影响的过程中，需保证其它因素相同，而在此前的研究中，对于每根高温脉动热管只能实现单次充液，研究某一影响因素对其传热性能的影响往往需要多根高温脉动热管，但由于多根高温脉动热管之间存在差异，将会导致传热性能出现误差，因此为节约成本和保证测试的准确性，应在一根高温脉动热管实现多次充装及工质调节。

现有技术中液态金属高温脉动热管的充液装置具有如下不足之处：(1)只能实现单次充液，无法进行多次充装，无法调节内部工质成分及比例；(2)液态金属工质具有较大的粘度和表面张力，充液过程中通过真空阀来手动控制充液量，真空阀开度较小时，工质无法移动，开度较大时，充液速度较快不好控制，导致充装不足或过量；(3)需要配置过量的钠钾合金工质，充液结束后的剩余工质处理困难。

因此，发明一种高温脉动热管多次有效充液及工质调节装置是实现高温脉动热管应用的基础。

实用新型内容

根据上述提出的现有液态金属高温脉动热管的充液装置无法进行多次充装，无法调节内部工质成分及比例的技术问题，而提供一种高温脉动热管多次充装及工质调节装置。本实用新型主要利用高温脉动热管多次充装及工质调节装置，从而优化首次充液过程，使首次充液过程更为准确、便捷；实现多次充液与充液率调节，增大充液率或减小充液率；在充液率不变的情况下实现工质比例调节或纳米颗粒浓度调节。

本实用新型采用的技术手段如下：

一种高温脉动热管多次充装及工质调节装置，包括：手套箱、充液管以及位于手套箱外的分子泵机组、为手套箱供气的气瓶、冷阱、高温脉动热管、温度调节装置和测温仪，其中，所述手套箱为密封箱体结构；

所述手套箱内设有四通、至少两个液体管路、至少三个抽真空管路、至少四个真空阀、至少两个工质注射器、至少两个精密天平、真空计、真空罐、测温装置和液氮喷枪；所述手套箱的箱体上设有真空塞；

所述分子泵机组与所述冷阱相连，所述冷阱通过所述抽真空管路与所述真空罐相连，所述真空罐的下方置有所述精密天平；

所述温度调节装置包裹在所述高温脉动热管的外部，所述高温脉动热管与所述充液管位于所述手套箱外部的一端相连，所述充液管通过所述真空塞伸入所述手套箱内部，所述充液管与所述真空塞连接部位保证密封，所述充液管的另一端位于所述手套箱内部并与所述四通相连；