热管装置以及排气方法

技术领域

本申请涉及热管技术领域，特别是涉及一种热管装置以及排气方法。

背景技术

通常，热管需要抽真空，而热管一般通过低压单侧抽真空法、二次抽真空法、高低压双侧抽真空法或者加热抽真空法排出热管内部的不凝气体。但是，上述方法较为复杂，并且，上述方法一般需要通过专业的设备进行抽真空，从而增大了热管排出不凝气体的实施难度。

发明内容

基于此，有必要提供一种热管装置以及排气方法，以解决现有的热管抽真空的设备复杂且实施难度大的问题。

本申请提供的热管装置包括管体、排气活塞和密封组件，管体设有装配口以及连通装配口的容纳腔，密封组件设于装配口处，且密封组件设有排气密封孔，以使容纳腔能够通过排气密封孔连通外部空间。排气活塞可活动地设于容纳腔内，且排气活塞的外周侧与容纳腔的内壁活动配合，以将容纳腔分隔成远离装配口的压力腔和靠近装配口的排气腔。压力腔内设有液态的工质，并且，当压力腔内工质的温度高于沸点温度时，气化的工质能够推动排气活塞朝向靠近密封组件的方向移动，以将排气腔内的不凝气体通过排气密封孔推出容纳腔，排气活塞靠近密封组件的一端能够插入排气密封孔并封堵排气密封孔。

在其中一个实施例中，排气活塞设有连通压力腔和排气腔的连通孔，当排气活塞封堵排气密封孔时，密封组件能够封堵连通孔靠近排气腔的开口。

在其中一个实施例中，排气活塞包括主体部和螺接头，螺接头连接于主体部靠近密封组件的一端，且螺接头和排气密封孔的内壁螺纹密封配合。

在其中一个实施例中，容纳腔、螺接头、排气密封孔和排气活塞均呈圆柱状并同轴设置，连通孔沿排气活塞的中心轴间隔设置，且连通孔内设有与排气活塞的轴线呈夹角设置的受力斜面，以使气态工质对受力斜面的作用力能够分解为平行于排气活塞轴向的轴向力和垂直于排气活塞半径方向的切向力。

在其中一个实施例中，主体部背离螺接头的一端设有与主体部同轴设置的平衡锥，平衡锥呈锥形，且沿着从靠近螺接头的一端至远离螺接头的一端，平衡锥的横截面积呈减小的趋势。

在其中一个实施例中，密封组件包括垫片和密封圈，且排气密封孔依次穿设于密封圈和垫片，热管装置还包括盖体，排气密封孔延伸至盖体且不贯穿盖体，螺接头能够通过位于盖体内的排气密封孔螺纹连接于盖体，且主体部靠近螺接头的一端压紧于密封圈靠近主体部的一端，以使密封圈和垫片紧密夹设于主体部和盖体之间。

在其中一个实施例中，位于装配口处的管体的边缘朝向装配口的中心延伸形成具有贯穿孔翻边结构，密封圈为弹性材质，且密封圈包括第一圈体、第二圈体以及连接第一圈体和第二圈体的连接体，第一圈体和第二圈体间隔设置形成环形的卡接槽，密封圈能够通过连接体穿设于贯穿孔，且密封圈能够通过卡接槽卡接于翻边结构，且位于卡接槽两侧的第一圈体和第二圈体分别紧密贴设于翻边结构的两侧。

在其中一个实施例中，螺接头的外周设有切削面，以使螺接头的横截面呈非圆形，贯穿孔的形状与螺接头的横截面的形状相同。

在其中一个实施例中，容纳腔竖直设置，且排气活塞靠近压力腔的一端设有锥形的集气腔，集气腔的尖端朝上且集气腔的尖端连通于连通孔。

本申请还提供一种排气方法，该排气方法包括以下步骤：

将液态的工质装设于管体的底部，且将排气活塞装设于液态工质的上方；

然后对液态的工质进行加热，使工质蒸发气化并推动排气活塞向上移动，直至排气活塞移动至管体的顶端；

将排气活塞密封安装于管体的顶端，并停止加热工质。

与现有技术相比，本申请提供的热管装置以及排气方法，热管装置的排气过程具体如下，首先将液态工质和排气活塞装入压力腔内，再将密封组件安装于装配口处。之后，加热液态的工质，使液态工质受热蒸发变成气态，显然，气态工质的密度远小于液态工质，结合排气活塞的外周侧与容纳腔的内壁活动配合，因此，气态的工质将迅速膨胀并驱使排气活塞朝向靠近密封组件的方向移动，以将排气腔内的不凝气体通过排气密封孔全部排出容纳腔内。

最后，由于排气活塞靠近密封组件的一端能够插入排气密封孔并与排气密封孔密封配合，以封堵装配口，因此，可使排气活塞在完成排气过程之后，固定连接于排气密封孔处，以防止外部空间的不凝气体回流。并且，当热管内的工质的温度低于沸点温度时，工质将重新液化并回流至容纳腔的底部，此时，容纳腔的其它空间将变为真空状态。

由以上可知，本申请提供的热管装置的结构简单且排气的操作简便，极大地降低了排气难度并提升了排气效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请提供的一实施例的管体的结构示意图；

图2为本申请提供的一实施例的热管装置的结构示意图；

图3为本申请提供的一实施例的热管装置的局部分解图；

图4为本申请提供的一实施例的排气活塞的结构示意图；

图5为本申请提供的一实施例的排气活塞的俯视图；

图6为本申请提供的一实施例的管体的俯视图。

附图标记：100、管体；110、容纳腔；111、压力腔；112、排气腔；120、装配口；130、液位视窗；140、限位凸起；150、翻边结构；151、贯穿孔；160、底板；200、排气活塞；210、连通孔；211、受力斜面；220、主体部；230、螺接头；231、切削面；240、平衡锥；300、密封组件；310、排气密封孔；320、盖体；321、凸起部；330、垫片；340、密封圈；341、第一圈体；342、第二圈体；343、连接体；344、卡接槽。

具体实施方式

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

通常，热管需要抽真空，而热管一般通过低压单侧抽真空法、二次抽真空法、高低压双侧抽真空法或者加热抽真空法排出热管内部的不凝气体。但是，上述方法较为复杂，并且，上述方法一般需要通过专业的设备进行抽真空，从而增大了热管排出不凝气体的实施难度。

请参阅图1-图6，为了解决现有的热管抽真空的设备复杂且实施难度大的问题，本申请提供一种热管装置以及排气方法，该热管装置包括管体100、排气活塞200和密封组件300，管体100设有装配口120以及连通装配口120的容纳腔110，密封组件300设于管体100的装配口120处，且密封组件300设有排气密封孔310，以使容纳腔110能够通过排气密封孔310连通外部空间。排气活塞200可活动地设于容纳腔110内，且排气活塞200的外周侧与容纳腔110的内壁活动配合，以将容纳腔110分隔成远离装配口120的压力腔111和靠近装配口120的排气腔112。压力腔111内设有液态的工质，并且，当压力腔111内工质的温度大于沸点温度时，气化的工质能够推动排气活塞200朝向靠近密封组件300的方向移动，以将排气腔112内的不凝气体通过排气密封孔310推出容纳腔110，排气活塞200靠近密封组件300的一端能够插入排气密封孔310并封堵排气密封孔310。

需要注意的是，由于排气活塞200是活动设置的，因此，压力腔111和排气腔112的范围都是不固定的，可以确定的是，压力腔111和排气腔112以排气活塞200为界，且，当压力腔111的体积增大时，排气腔112的体积一定是减小的，反之亦然。

热管装置的排气过程具体如下，首先将液态工质和排气活塞200装入压力腔111内，再将密封组件300安装于装配口120处(密封组件300安装于装配口120处的操作在排气活塞200上升到顶部后进行也可)。之后，加热液态的工质，使液态工质受热蒸发变成气态，显然，气态工质的密度远小于液态工质，结合排气活塞200的外周侧与容纳腔110的内壁活动配合，因此，气态的工质将迅速膨胀并驱使排气活塞200朝向靠近密封组件300的方向移动，以将排气腔112内的不凝气体通过排气密封孔310全部排出容纳腔110内。

最后，由于排气活塞200靠近密封组件300的一端能够插入排气密封孔310并与排气密封孔310密封配合，以封堵装配口120，因此，可使排气活塞200在完成排气过程之后，固定连接于排气密封孔310处，以防止外部空间的不凝气体回流。并且，当热管内的工质的温度低于沸点温度时，工质将重新液化并回流至容纳腔110的底部，此时，容纳腔110的其它空间将变为真空状态。

由以上可知，本申请提供的热管装置的结构简单且排气的操作简便，极大地降低了排气难度并提升了排气效率。

需要说明的是，工质为相变冷却液。

具体地，相变冷却液包括水、碳氟化合物和碳氢化合物。具体包括丙酮、乙醇和氟化液等，碳氟化合物和碳氢化合物的沸点均在-88℃-50℃之间。其中，氟化液的沸点在58℃左右。

如此，有利于工质气化并形成高压环境，以推动排气活塞200移动。

如图3所示，在一实施例中，排气活塞200设有连通压力腔111和排气腔112的连通孔210，当排气活塞200封堵排气密封孔310时，密封组件300能够封堵连通孔210靠近排气腔112的开口。

如此设置，热管装置的装配过程如下，首先，通过装配口120向容纳腔110内加注液态的工质。然后，将排气活塞200通过装配口120装入容纳腔110内，并且，在排气活塞200的挤压之下，位于液态工质和排气活塞200之间的气体能够通过连通孔210进入排气活塞200靠近装配口120的一侧，直至排气活塞200接触液态工质，也即，压力腔111内只有工质存在。

需要注意的是，虽然排气活塞200设有连通压力腔111和排气腔112的连通孔210，但是，由于工质在不断气化膨胀，因此，压力腔111内气压大于排气腔112内的气压，如此，排气腔112内的不凝气体无法向压力腔111内回流，有利于热管装置彻底排出容纳腔110内的不凝气体。

但不限于此，在其它实施例中，管体100的底部也是可拆卸的，也即，管体100设有可拆卸的底板160，如此，在不设置连通孔210的情况下，也能够安装排气活塞200并填充工质。

为了彻底杜绝排气腔112内的不凝气体发生回流的情况，在一实施例中，连通孔210内设有单向止回阀(图未示)，单向止回阀能够使得压力腔111、连通孔210和排气腔112处于单向连通状态。

具体地，可在连通孔210内设置一颗钢珠，当钢珠移动到连通孔210靠近压力腔111的一端时，钢珠封堵连通孔210，当钢珠移动到连通孔210靠近排气腔112的一端时，钢珠打开连通孔210。

在一实施例中，容纳腔110竖直设置，且排气活塞200靠近压力腔111的一端设有锥形的集气腔(图未示)，且集气腔的尖端朝上且集气腔的尖端连通于连通孔210。

如此，可使压力腔111内的不凝气体汇集于集气腔内并能够被气态的工质迅速挤入连通孔210，进而提高了热管装置的排气效率。进一步地，在一实施例中，排气活塞200的密度小于液态工质的密度，以使排气活塞200能够浮在液态工质的上方。

如此，一方面，可使液态工质处于排气活塞200的下方，有利于液态工质推动排气活塞200朝向靠近密封组件300的方向移动。另一方面，排气活塞200设于液态工质的上方，可使气态工质推动排气活塞200时需要同时克服排气活塞200和容纳腔110内壁的摩擦力以及排气活塞200的重力，如此，进一步增大了压力腔111内气态工质的气压，避免排气腔112内不凝气体朝向压力腔111回流。

在一实施例中，容纳腔110竖直设置，且多个连通孔210沿着排气活塞200的周向均匀分布。

当排气活塞200靠近压力腔111的一侧受到的气压不平衡时，气压较高的位置处的气态工质能够加快通过连通孔210进入排气腔112的速率，进而使得上述区域的气压值降低，如此，有利于排气活塞200在移动过程中受到的压力处于实时平衡的状态，防止排气活塞200各处受力不平衡而发生侧倾，进而提高了排气活塞200的移动顺畅程度。

为了实现排气活塞200和排气密封孔310的密封连接，在一实施例中，如图3所示，排气活塞200包括主体部220和螺接头230，螺接头230连接于主体部220靠近密封组件300的一端，且螺接头230和排气密封孔310的内壁螺纹密封配合。

如此，可在排气活塞200的螺接头230伸出装配口120时，将盖体320螺纹连接于螺接头230的外侧，以实现密封组件300和排气活塞200的密封连接。

进一步地，为了降低螺接头230和盖体320的装配难度，在一实施例中，如图3所示，容纳腔110、螺接头230、排气密封孔310和排气活塞200均呈圆柱状并同轴设置，连通孔210和排气活塞200的中心轴间隔设置，且连通孔210内设有与排气活塞200的轴线呈夹角设置的受力斜面211，以使气态工质对受力斜面211的作用力能够分解为平行于排气活塞200轴向的轴向力和垂直于排气活塞200半径方向的切向力。

可以理解的是，排气活塞200旋入排气密封孔310的方向和排气活塞200的转动方向是相同的。

如此，气态工质冲击受力斜面211时，平行于排气活塞200轴向的轴向力能够推动排气活塞200朝向靠近密封组件300的方向移动，垂直于排气活塞200圆周方向的切向力能够推动排气活塞200相对于容纳腔110发生转动，当排气活塞200移动至排气密封孔310处时，转动的排气活塞200能够直接旋入排气密封孔310内，从而大大降低了排气活塞200和盖体320的装配难度，提高了热管组件的装配效率。

在其中一个实施例中，如图4所示，主体部220背离螺接头230的一端设有与主体部220同轴设置的平衡锥240，平衡锥240呈锥形，且沿着从靠近螺接头230的一端至远离螺接头230的一端，平衡锥240的横截面积呈减小的趋势。

如此，排气活塞200在移动时，平衡锥240能够有效扩大排气活塞200的受力面积，并提高排气活塞200的受力平衡性，防止排气活塞200发生侧倾。

并且，如此设置，可以防止不凝气体附着在排气活塞200靠近压力腔111的一端。

进一步地，平衡锥240连接主体部220的一端的横截面积和主体部的横截面积相等。

为了降低连通孔210的加工难度，在一实施例中，连通孔210呈直线型贯穿排气活塞200，且连通孔210的轴向和排气活塞200的轴向呈夹角设置。

具体地，连通孔210的轴向和排气活塞200的轴向之间的夹角为锐角，进一步地，夹角的范围为30度到60度之间。

进一步地，在一实施例中，多个连通孔210沿着排气活塞200的周向均匀分布。如此，可增加排气活塞200的受力点，加快排气活塞200的旋转速率，并且，防止排气活塞200受力不均发生侧倾。

但不限于此，在其它实施例中，排气活塞200还可以与排气密封孔310的内壁卡接或者磁性连接。

在一实施例中，如图3所示，密封组件300包括垫片330和密封圈340，且排气密封孔310依次穿设于密封圈340和垫片330，热管装置还包括盖体320，排气密封孔310延伸至盖体320且不贯穿盖体320，螺接头230能够通过位于盖体320内的排气密封孔310螺纹连接于盖体320，且主体部220靠近螺接头230的一端压紧于密封圈340靠近主体部220的一端，以使密封圈340和垫片330紧密夹设于主体部220和盖体320之间。

需要注意的是，排气密封孔310部分穿设于盖体320指的是，盖体320远离主体部220的一端不设置排气密封孔310，也即，盖体320远离主体部220的一端处于封堵状态。

排气密封孔310延伸至盖体320，且螺接头230能够通过位于盖体320内的排气密封孔310螺纹连接于盖体320，大大提高了排气活塞200的连接强度。并且，排气密封孔310不贯穿盖体320，大大提高了排气密封孔310处的密封性，防止密封组件300和排气活塞200之间的连接间隙发生泄漏。

具体地，盖体320呈六边形，有利于拧动盖体320。

进一步地，在一实施例中，密封圈340的内径大于螺接头230的外径，且密封圈340的内壁和螺接头230的外壁间隔设置。

如此，有利于防止螺接头230在转动过程中接触密封圈340，导致密封圈340发生扭转变形。

具体地，在本实施例中，如图3所示，盖体320靠近主体部220的一端设有凸起部321，垫片330和密封圈340套设于凸起部321的外侧。

如此，可直接隔断螺接头230和密封圈340，防止二者发生接触。

进一步地，凸起部321的内壁和螺接头230螺纹连接，可增大热管装置的结构强度。

在一实施例中，如图3所示，装配口120处的管体100边缘朝向装配口120的中心延伸形成具有贯穿孔151翻边结构150。密封圈340为弹性材质，且密封圈340包括第一圈体341、第二圈体342以及连接第一圈体341和第二圈体342的连接体343，第一圈体341和第二圈体342间隔设置形成环形的卡接槽344，密封圈340能够通过连接体343穿设于贯穿孔151，且密封圈340能够通过卡接槽344卡接于翻边结构150，且位于卡接槽344两侧的第一圈体341和第二圈体342分别紧密贴设于翻边结构150的两侧。

需要注意的是，第一圈体341、第二圈体342和连接体343为一体成型结构，且密封圈340的材质为橡胶或者硅胶或者其它材质的弹性材料。

进一步地，需要注意的是，翻边结构150和管体100可以是一体成型结构，也可以是焊接结构。

如此设置，提高了密封圈340的密封性，且可使翻边结构150的两侧受力平衡，防止翻边结构150两侧受力不均发生形变而导致密封圈340的密封失效。

在一实施例中，如图5和图6所示，螺接头230的外周设有切削面231，以使螺接头230的横截面呈非圆形，贯穿孔151的形状与螺接头230的横截面的形状相同。

如此，通过设置切削面231，使得翻边结构150的贯穿孔151能够限制螺接头230的转动，也即，盖体320螺纹连接螺接头230时，排气活塞200不会发生转动。

具体地，切削面231的数量可以是一个也可以是多个。

在一实施例中，如图2所示，容纳腔110内设有限位凸起140，限位凸起140凸出于容纳腔110的内壁并止挡于排气活塞200远离密封组件300的一端。

如此设置，能够有效避免排气活塞200过度位移导致液态工质的空间被挤占。

具体地，管体100的侧壁通过冲压形成限位凸起140。

在一实施例中，如图2所示，管体100的侧壁设有液位视窗130，液位视窗130上设有液面刻度，操作人员能够通过液位视窗130观察到容纳腔110内的工质液面，也便于向容纳腔110内及时补充工质。

本申请文件还提供一种排气方法，该排气方法包括以下步骤：

将液态的工质装设于管体100的底部，且将排气活塞200装设于液态工质的上方；

然后加热液态的工质，使工质蒸发气化并推动排气活塞200向上移动，直至排气活塞200移动至管体100的顶端；

将排气活塞200密封安装于管体100的顶端，并停止加热工质。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的专利保护范围应以所附权利要求为准。