[发明专利]一种串联扩管式钠热管制作装置及制作方法

说明书

本发明提出了一种串联扩管式钠热管制作装置，其具有串联扩管部，串联扩管部能够在钠热管的灌装过程中加强钠的吸附，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，防止液态钠对真空阀或者真空泵的损害，提高了制作成功率，同时本发明的提出的钠热管制作方法可以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，尤其涉及一种串联扩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：

本发明的串联扩管式钠热管制作装置包括待灌装的钠热管，所述钠热管上部具有镍管段通往管体内部。

所述制作装置还包括斜三通，所述斜三通具有上部出口、下部出口和侧部出口，所述侧部出口与水平方向呈第一夹角，所述第一夹角大于0°小于90°，优选30°至60°，例如45°。所述镍管段的上端与斜三通的下部出口连接，两者之间具有第一钠阀。斜三通的上部出口通过真空管与钠罐连接，斜三通的上部出口与钠罐之间具有第二钠阀。

斜三通的侧部出口通过真空管与真空泵连接，斜三通的侧部出口与真空泵之间依次设置串联扩管部和真空阀。

所述串联扩管部依次连接有第一圆锥部、第一圆柱部、第二圆锥部、第二圆柱部，所述第二圆柱部的底部与第二圆锥部的顶部连接，使得第一圆锥部、第一圆柱部、第二圆锥部、第二圆柱部形成一个中空的密封体，第一圆锥部的顶部出口通过真空管与斜三通的侧部出口连接，第二圆柱部的底部出口通过真空管与真空阀连接。同时，第二圆锥部的外部还具有冷阱部，所述冷阱部包裹整个第一圆锥部的外壁，以形成一个封闭空间，所述冷阱部上部具有冷却口。

进一步地，所述第一圆锥部、第一圆柱部、第二圆锥部、第二圆柱部所形成的中空密封体的体积要远大于串联扩管部与真空阀之间的真空管的体积，同时要远小于钠热管的体积，所述远大于和远小于的差距在五十倍以上。这样设置的目的在于，尽量减少在钠热管灌装过程中被抽吸到DC管段以及串联扩管部中的液态钠的体积，同时保证被抽吸到串联扩管部的体积足以容纳被抽吸到其中液态钠，而不会继续抽吸到真空阀的阀芯中。

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第二钠阀连接。

所述斜三通侧部出口与串联扩管部之间的真空管、串联扩管部与水平面呈第二夹角，所述第一夹角等于第二夹角。

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：关闭第二钠阀，打开第一钠阀、真空阀，开启真空泵，对钠热管中进行抽真空。