一种热管填粉装置及基于该装置的热管填粉方法

技术领域

本发明涉及热管的生产设备领域，特别是涉及一种热管填粉装置及基于该装置的热管填粉方法。

背景技术

随着单位面积上集成的器件越来越多，单个器件发热功率越来越大，设备对散热需求也不断提升。热管采用热传导原理与相变介质实现快速热传递，是实现器件热量快速传递和均匀的优良传热元件，因此广泛应用于航空航天、微电子、军工等各种需要快速热传递的设备中。

目前烧结式热管吸液芯制造采用的填粉工艺经过大量的理论实验研究与生产实践证明是可靠的，然而仍存在一定不足：芯棒偏心导致铜粉厚度在轴向和周向不均匀，导致热管热阻分布不均匀，影响热管性能，本发明提出一种热管填粉装置及基于该装置的热管填粉方法，具有自动定心功能，能够解决填粉过程中芯棒倾斜的问题。

发明内容

基于此，本发明的目的在于，提供一种热管填粉装置及基于该装置的热管填粉方法，其具有自动定心功能，能够解决填粉过程中芯棒倾斜的问题。

第一方面，本发明提供一种热管填粉装置，包括：

倾角底座、振动电机、支撑弹簧、旋转电机、支撑腔、热管、芯棒和粉仓，所述倾角底座包括水平底面和倾斜上表面，所述振动电机设置在所述倾角底座内，所述支撑弹簧一端与所述倾斜上表面固定连接，另一端与一固定盘的下表面固定连接，所述固定盘与所述倾斜上表面平行设置；所述固定盘上设置有旋转盘，所述旋转盘与所述固定盘中部设有一连接轴，所述连接轴与所述旋转盘固定连接，所述连接轴与所述固定盘可转动连接，所述连接轴还与位于固定盘下方的旋转电机的转轴固定连接，所述旋转电机用于带动旋转盘转动；

所述支撑腔固定于所述旋转盘上，所述热管垂直所述固定盘固定于所述支撑腔内，所述芯棒放置于所述热管内，所述粉仓竖直置于所述热管顶部，且下端的落粉口朝向所述热管口；

所述水平底面还设置有向外延伸的固定部，用于与地面进行机械固定。

进一步地，所述支撑腔内的上部设置有环形块，所述环形块的中部设有穿过孔，所述支撑腔内底部还设有卡槽，所述热管一端穿过所述穿过孔卡接在所述卡槽内。

进一步地，所述环形块上还均匀贯穿设置有漏粉口。

进一步地，所述粉仓内设有支撑架，所述支撑架包括与所述粉仓内壁上部固定的支撑条和与所述支撑条垂直固定的支撑块，所述支撑块延伸至所述粉仓下端，所述支撑架与所述粉仓内壁之间形成进粉通道。

进一步地，所述支撑块靠近所述粉仓下端设置有一粉仓圆头，所述粉仓圆头与其对应的粉仓内壁形成环形落粉口，所述环形落粉口外径小于所述支撑腔直径。

进一步地，所述固定盘下表面还固定有支撑腔延长腿，所述支撑腔延长腿的内侧面与所述旋转电机固定。

进一步地，所述振动电机上端和下端分别设置有可更换的重锤。

进一步地，所述倾斜上表面与水平面成5～30°；所述旋转电机的旋转速度为5～120r/min。

第二方面，本发明还提供一种基于第一方面所述的热管填粉装置的热管填粉方法，包括如下步骤：

S101：启动所述旋转电机，使得所述旋转电机以5～120r/min的旋转速度运行；

S102：启动所述振动电机，使得所述振动电机以预先设定的旋转速度运行；

S103：把粉末放入所述粉仓内，使得粉末经过所述进粉通道，通过所述环形落粉口落入所述热管内；

S104：直至粉末填满所述热管后，关闭所述旋转电机和所述振动电机。

第三方面，本发明还提供一种基于第一方面所述的热管填粉装置的热管填粉方法，包括如下步骤：

S201：启动所述旋转电机，使得所述旋转电机以5～120r/min的旋转速度运行；

S202：把粉末放入所述粉仓内，使得粉末经过所述进粉通道，通过所述环形落粉口落入所述热管内；

S203：运行预设时间后，关闭所述旋转电机；

S204：将所述装置的下部竖直，直至所述倾角底座的上表面与水平面平行；

S205：启动所述振动电机，使得所述振动电机以预先设定的旋转速度运行；

S206：运行预设时间后，关闭所述振动电机；

S207：重复S201～S206，直至所述热管填满粉末。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

(1)本发明具有自动定心功能的热管填粉装置及其工艺方法，可以实现芯棒自动在填粉过程中自动处于热管中心，避免倾斜，使得吸液芯在轴向和周向分布均匀，热管局部热阻一致。

(2)根据依据热管直径不同，通过调整振动电机的旋转速度和重锤的重量实现热管填粉紧实度符合生产要求，使得不同热管通过同一个填粉装置制备的吸液芯都能处于最佳状态。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种热管填粉装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种热管填粉装置的填粉热管示意图；

图3为本发明实施例提供的一种热管填粉装置的倾角底座全剖示意图；

图4为本发明实施例提供的一种热管填粉装置的支撑腔半剖示意图；

图5为本发明实施例提供的一种热管填粉装置的侧面俯视示意图；

图6为本发明实施例提供的一种热管填粉装置的粉仓全剖视示意图；

图7为本发明实施例提供的一种热管填粉装置的振动电机示意图。

附图标记：

1、倾角底座；2、振动电机；3、旋转电机；4、支撑腔延长腿；5、支撑弹簧；6、支撑腔；7、热管；8、芯棒；9、粉仓；10、支撑架；11、粉仓圆头；12、环形块，121、漏粉口；13、穿过孔；14、卡槽；15、固定盘；16、连接轴；17、倾斜上表面；18、上部重锤；19、下部重锤；20、旋转盘。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施例方式作进一步地详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请实施例保护的范围。

在本申请实施例使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请实施例。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区别类似的人体，而不必用于描述特定的顺序或先后次序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联人体的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联人体是一种“或”的关系。

针对背景技术的技术问题，本申请提供一种热管填粉装置及基于该装置的热管填粉方法，如图1和图2所示，该装置包括倾角底座1、振动电机2、支撑弹簧5、旋转电机3、支撑腔6、热管7、芯棒8和粉仓9，支撑弹簧5的一端固定于倾角底座1上，另一端与支撑腔6固定，热管7固定于支撑腔6内，芯棒8放置于热管7内，分离式粉仓9的落粉口朝向热管口，振动电机2固定在倾角底座1内，旋转电机3固定于支撑腔6下方，使得进入粉仓9的粉末通过落粉口落入热管7内，并通过旋转电机3带动热管7旋转使得管内粉末分布均匀，以及通过振动电机2将管内粉末振实。

具体的，如图3所示，倾角底座1包括水平底面和倾斜上表面17，可选的，倾斜上表面17的倾斜角度与水平面成5～30°，支撑弹簧5一端与倾斜上表面17固定连接，另一端与支撑腔6下方的固定盘15的下表面固定连接，该固定盘15与倾斜上表面17平行设置，如图1所示，在一个具体的实施例中，支撑弹簧5的数量为三根，均匀分布在固定盘15和倾斜上表面17之间。水平底面还设置有向外延伸的固定部，用于与地面进行机械固定，可选的，可通过地脚螺栓与地面进行固定。

如图4所示，固定盘15上设置有一旋转盘20，旋转盘20与固定盘15中部设有一连接轴16，该连接轴16与旋转盘20固定连接，并与固定盘15可转动连接，且连接轴16还与位于固定盘15下方的旋转电机3的转轴固定，使得旋转电机3可以用于带动旋转盘20转动。支撑腔6固定于旋转盘20上，热管7垂直固定盘15固定于支撑腔6内，芯棒8放置在热管7内，粉仓9竖直置于热管7顶部。可选的，固定盘15下表面还固定有支撑腔延长腿4，支撑腔延长腿4的内侧面与旋转电机3固定，可用于加固旋转电机3。

可选的，如图4和5所示，支撑腔6内的上部还设有环形块12，该环形块12的中部还有穿过孔13，对应该穿过孔13，支撑腔6内的底部还设有卡槽14，热管7一端穿过穿过孔13卡接在卡槽14内，使得旋转电机3能够通过旋转盘20带动热管7旋转。可选的，环形块12上还均匀贯穿有漏粉口121，使得没有进入热管7内的粉末会落在环形块12上，并能够通过漏粉口121进入热管7与支撑腔6之间的空隙中，方便被收集。

可选的，如图6所示，粉仓9内设有支撑架10，该支撑架10包括与粉仓9内壁上部固定的支撑条和与支撑条垂直固定的支撑块，支撑块延伸至粉仓9下端，支撑架10与粉仓9内壁之间形成进粉通道，使得进入粉仓9的粉末能经过进粉通道落入到热管7内。优选的，支撑块靠近粉仓9下端设置有一粉仓圆头11，粉仓圆头11与其对应的粉仓9内壁形成环形落粉口，环形落粉口外径小于支撑腔6直径，使得从环形落粉口落出的粉末能全部进入到支撑腔6内，同时环形落粉口能够避免粉末堆积在芯棒8上端。

可选的，如图7所示，设置在倾角底座1的振动电机2上端和下端分别设有可更换的上部重锤18以及下部重锤19，使得可以通过改变重锤的质量来改变振动电机2的振动量，通过改变振动电机2的旋转速度和重锤的重量实现不同直径的热管填粉的紧实度都符合生产要求。

与之对应的，本发明还提供一种基于上述实施例中所述的热管填粉装置的热管填粉方法，在一个实施例中，该方法包括如下步骤：

S101：启动所述旋转电机3，使得所述旋转电机3以5～120r/min的旋转速度运行；

S102：启动所述振动电机2，使得所述振动电机2以预先设定的旋转速度运行；

S103：把粉末放入所述粉仓9内，使得粉末经过所述进粉通道，通过所述环形落粉口落入所述热管7内；

S104：直至粉末填满所述热管7后，关闭所述旋转电机3和所述振动电机2。

该方法通过在启动旋转电机3和振动电机2的基础上再添加粉末，在热管7处于倾斜的状态而芯棒8不固定地放置在热管7内，粉末会自动填充在热管7和芯棒8之间空隙最大的地方，由于芯棒8在热管7倾斜旋转时会在重力的作用下，不断在热管7内旋转，使得热管7与芯棒8之间的间隙在不断的变化，粉末不断填充最大位置，使得最大位置逐渐消失，保证芯棒8处于中心位置。同时振动电机2带动支撑弹簧5及以上的部分振动，实现进入热管7内的粉末均匀分布，且边进入热管7边振实。

在另一个实施例中，该方法包括如下步骤：

S201：启动所述旋转电机3，使得所述旋转电机3以5～120r/min的旋转速度运行；

S202：把粉末放入所述粉仓9内，使得粉末经过所述进粉通道，通过所述环形落粉口落入所述热管7内；

S203：运行预设时间后，关闭所述旋转电机3；

S204：将所述装置的下部竖直，直至所述倾角底座1的上表面与水平面平行；

S205：启动所述振动电机2，使得所述振动电机2以预先设定的旋转速度运行；

S206：运行预设时间后，关闭所述振动电机2；

S207：重复S201～S206，直至所述热管7填满粉末。

该方法通过旋转时加入粉末，在热管7处于倾斜的状态而芯棒8不固定地放置在热管7内，粉末会自动填充在热管7和芯棒8之间空隙最大的地方，由于芯棒8在热管7倾斜旋转时会在重力的作用下，不断在热管7内旋转，使得热管7与芯棒8之间的间隙在不断的变化，粉末不断填充最大位置，使得最大位置逐渐消失，保证芯棒8处于中心位置。加入部分粉末后停止旋转，随后开启振动电机2振实粉末，重复步骤直至填满热管7，实现进入热管7内的粉末均匀分布，且热管7内粉末分段振实。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

(1)本发明具有自动定心功能的热管填粉装置及其工艺方法，可以实现芯棒自动在填粉过程中自动处于热管中心，避免倾斜，使得吸液芯在轴向和周向分布均匀，热管局部热阻一致。

(2)根据依据热管直径不同，通过调整振动电机的旋转速度和重锤的重量实现热管填粉紧实度符合生产要求，使得不同热管通过同一个填粉装置制备的吸液芯都能处于最佳状态。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。