專利名稱：半自動熱管沸騰排氣封口設(shè)備的制作方法
半自動熱管沸騰排氣封口設(shè)備
本發(fā)明涉及熱管封口設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種半自動熱管沸騰 排氣封口設(shè)備。 [背景技術(shù)]
目前，熱管因其優(yōu)良的傳熱性能，己逐漸成為應(yīng)用最廣泛的傳熱元 件之一。在熱管結(jié)構(gòu)一定的情況下，熱管的真空度和工質(zhì)封裝量就成為 影響熱管性能的最主要因素，因此，熱管制程中，獲得真空和工質(zhì)填充 就成為至關(guān)重要的步驟，直接影響到熱管的性能。
現(xiàn)有的熱管真空獲得方法主要有沸騰排氣法和抽真空法。抽真空 方法為了獲得所需的真空度，往往需要多級真空泵聯(lián)合運行，設(shè)備較為 復(fù)雜，運行費用高，而且為了維持真空也會帶來系統(tǒng)的密封難題。相比 之下，沸騰排氣法因其能夠滿足工程上對熱管真空度的要求，且系統(tǒng)簡 單，操作容易，適合大規(guī)模的批量生產(chǎn)，因此成為工業(yè)生產(chǎn)中獲得熱管 真空的主要方法。
現(xiàn)有的熱管封口技術(shù)有；機械壓合式、焊料填充等方式。機械壓合 式通常采用公母型夾具從熱管兩側(cè)同時施力，將熱管端頭壓合在一起， 再對壓合處施焊，這種方式因為夾具壓合時導(dǎo)致熱管端頭的機械擠壓變 形，不僅壓平部位強度減弱，帶來熱管的泄漏隱患，且熱管徑向長度改 變，這都制約了熱管的使用；而焊料填充法施行復(fù)雜，制作成本高，對 操作人員依賴性強，批量生產(chǎn)效率收到影響。
因此，有必要尋求一種既能保證熱管的性能又^"提高生產(chǎn)效率有幫 助的方法，以適應(yīng)工業(yè)上對熱管逐漸增大的需求量。[發(fā)明內(nèi)容]
本發(fā)明的目的在于克服上述缺點，將沸騰排氣法和摩擦焊緊密結(jié)合 起來，并采用單片機來進行控制，實現(xiàn)了封口過程的自動化。
為實現(xiàn)上述目的，半自動熱管沸騰排氣封口設(shè)備，由封口單元，機 械傳動裝置，加熱單元，支架，熱管位置調(diào)整夾緊單元，電機，氣缸， 控制單元和底座組成，所述封口單元由封口蓋帽，機械壓頭，熱電偶， 保護擋板，彈簧片和支架組成；所述加熱單元由加熱絲，加熱塊和另一 加熱塊組成；所述熱管位置調(diào)整夾緊單元由定位絲桿，定位臺，氣動定 位塊，定位銷，支撐臺，另一氣缸和定位銷孔組成；所述控制單元是由 七路輸入信號接入單片機，再由單片機控制三路輸出信號和數(shù)碼顯示管 的；所述的電機和氣缸通過機械傳動裝置與封口單元和支架連接，所述 的加熱單元安裝在熱管位置調(diào)整夾緊單元中的定位臺上，所述的支架一 端與底座相連，另一端與機械傳動裝置相連，所述的熱管位置調(diào)整夾緊 單元安裝在底座上，所述的控制單元通過其上的三路輸出分別與加熱單 元，電機和氣缸連接。
所述的封口蓋帽外結(jié)構(gòu)為一圓柱狀， 一端面設(shè)計有凹陷部，封口蓋 帽安裝于機械壓頭內(nèi)部；所述的機械壓頭與機械傳動裝置連接，由氣缸 驅(qū)動其上下移動，由電機帶動其旋轉(zhuǎn)；所述的熱電偶安裝在保護擋板與 固定支架之間，用于測定靠近封口端管壁溫度；所述的保護擋板安裝于 熱電偶上方；所述的彈簧片安裝在固定支架下方，用以夾持待封裝金屬 管，定位封口端；所述固定支架連接在支架上面。
所述的加熱塊和另一加熱塊相對的一側(cè)開有夾持槽，開槽半徑與待 封裝金屬管外徑相匹配；所述的加熱塊和另一加熱塊放置于定位臺上，加熱塊能跟隨定位絲桿的調(diào)節(jié)而上下移動，同時可跟隨氣動定位塊實現(xiàn) 前后移動；所述的另一加熱塊僅做上下移動，由定位銷，定位銷孔和支 撐臺來調(diào)節(jié)上下位置。
所述的定位絲桿安裝在底座上，定位絲桿上裝有定位臺，定位臺能 隨定位絲桿上升或下降，所述的氣動定位塊與另一氣缸連接，由另一氣 缸推動活塞來實現(xiàn)位置變化，可在垂直于加熱塊和另一加熱塊的接觸面 方向來回移動，以便使兩個加熱塊合攏和分開；所述另一氣缸連接在定 位絲桿上，安裝于定位臺上方，是由獨立的氣路控制的。
所述的七路輸入分別是設(shè)備啟動，設(shè)備關(guān)閉，設(shè)備急停，加熱啟動， 加熱停止，點動和調(diào)試；所述的三路輸出分別是輸出1用于控制加熱塊 和另一加熱塊的加熱回路，輸出2用于控制氣缸，從而控制機械壓頭的 上下運行，輸出3用于控制電機轉(zhuǎn)動，從而控制機械壓頭旋轉(zhuǎn)；所述的 數(shù)碼顯示管能顯示各封口操作的參數(shù)設(shè)定和熱電偶采集的溫度數(shù)據(jù)。
本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，采用沸騰排氣法獲得熱管真空，能夠保證 熱管性能，且操作簡單易行；采用摩擦焊實現(xiàn)封口，摩擦焊利用旋轉(zhuǎn)摩 擦產(chǎn)生的高溫，使熱管封口端頭呈熔融狀態(tài)，從而黏合在一起，熱管的 密封性好，且端頭外觀為圓潤光滑的球形，成型漂亮；采用單片機控制， 封口過程實現(xiàn)自動化， 一氣呵成，生產(chǎn)效率高，整套設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單實用， 占地面積小，便于操作，運行費用少，節(jié)約生產(chǎn)成本，既能保證熱管的 性能又對提高生產(chǎn)效率有幫助的方法，以適應(yīng)工業(yè)上對熱管逐漸增大的 需求量。 [


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圖1為本發(fā)明中熱管半自動封口機結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明中封口單元結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明中封口蓋帽結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本發(fā)明中加熱單元結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為本發(fā)明中熱管位置調(diào)整夾緊單元示意圖。
圖6為本發(fā)明中控制單元結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7a為本發(fā)明中控制單元電氣原理圖中的輸入輸出、熱電偶采樣 以及主控芯片原理圖。
圖7b為本發(fā)明中控制單元電氣原理圖中的按鍵及數(shù)碼顯示及供電 電源原理圖。
圖8為本發(fā)明中封口機工作流程框圖。
圖9為本發(fā)明中封口機工作步驟詳細框圖。
圖10為本發(fā)明中封口機封口模具動作示意圖。
參見附圖1， 1為待封裝金屬管，2為加熱單元，3為熱管位置調(diào) 整夾緊單元，4為封口單元，5為支架，6為電機，7為氣缸，8為控制 單元，9為機械傳動裝置，10為底座。
參見附圖2， 41為封口蓋帽，42為機械壓頭，43為熱電偶，44為 保護擋板，45為彈簧片，46為固定支架。
參見附圖4， 21為加熱絲，22為加熱塊，23為另一加熱塊。
參見附圖5， 31為定位絲桿，32為定位臺，33為氣動定位塊，34 為定位銷，35為支撐臺，36為另一氣缸，37為定位銷孔。
參見附圖6， x為輸入按紐 [具體實施例]
下面對本發(fā)明的具體熱管封口步驟作進一步說明首先將待封裝金屬管一端密閉，另一端預(yù)留封口，封口形狀為錐形
緊縮口，并在端口處緊縮為空心柱狀，其內(nèi)徑為2.3mm，封口端保持清 潔，通過此封口端口預(yù)先充入一定量的工質(zhì)。然后將待封裝金屬管放置 于該封口機上，根據(jù)待封裝金屬管長度，調(diào)整好定位絲桿31上加熱塊 22和另一加熱塊23以及固定支架46的位置，將待封裝金屬管固定，并 控制另一氣缸36通過氣動定位塊33使加熱塊22和另一加熱塊23合攏。 在控制單元8上設(shè)定封口各參數(shù)包括排氣時間，封口時間，排氣溫度， 加熱塊的設(shè)定溫度等。通過控制單元8采用89F202型單片機完成以下 封口操作a、啟動封口裝置，機械壓頭42自動壓下；b、同時啟動加 熱單元2，開始加熱，保持加熱狀態(tài)，熱管溫度會持續(xù)上升直到熱電偶 43測點溫度達到設(shè)定排氣溫度；c、達到排氣溫度后，機械壓頭42抬起， 開始排氣；d、達到排氣時間后，機械壓頭42再次壓下，并高速旋轉(zhuǎn)， 同時進行摩擦焊接，旋轉(zhuǎn)摩擦生熱使銅管頂端熔融，則管壁黏合在一起， 封口成型；e、達到封口時間后，機械壓頭42抬起，封口完成。上述過 程可參見圖10，時間與封口蓋帽41位置變化關(guān)系已經(jīng)在圖中直觀地表 現(xiàn)出來了，最后手動取下熱管。
控制單元不僅包含了常規(guī)的設(shè)備啟動和加熱啟動輸入等，同時還 設(shè)置了調(diào)試，點動以及急停等輸入。其中，調(diào)試輸入用于設(shè)備的調(diào)試； 點動則有別于自動封口過程，它是在封口時，通過手動來控制排氣時間 和摩擦焊接時間等，氣缸7和電機6的動作信號也由手動給出；急停則 是當(dāng)封口時有異常情況出現(xiàn)時，瞬間停止設(shè)備各動作部件，提供安全保 障，此功能采用單片機外部中斷控制，使其能有效快速的停止異常情況。
權(quán)利要求
1. 一種半自動熱管沸騰排氣封口設(shè)備，由封口單元(4)，機械傳動裝置(9)，加熱單元(2)，支架(5)，熱管位置調(diào)整夾緊單元(3)，電機(6)，氣缸(7)，控制單元(8)和底座(10)組成，其特征在于所述封口單元(4)由封口蓋帽(41)，機械壓頭(42)，熱電偶(43)，保護擋板(44)，彈簧片(45)和支架(46)組成；所述加熱單元(2)由加熱絲(21)，加熱塊(22)和另一加熱塊(23)組成；所述熱管位置調(diào)整夾緊單元(3)由定位絲桿(31)，定位臺(32)，氣動定位塊(33)，定位銷(34)，支撐臺(35)，另一氣缸(36)和定位銷孔(37)組成；所述控制單元(8)是由七路輸入信號接入單片機，再由單片機控制三路輸出信號和數(shù)碼顯示管的；所述的電機(6)和氣缸(7)通過機械傳動裝置(9)與封口單元(4)和支架(5)連接，所述的加熱單元(2)安裝在熱管位置調(diào)整夾緊單元(3)中的定位臺(32)上，所述的支架(5)一端與底座(10)相連，支架(5)另一端與機械傳動裝置(9)相連，所述的熱管位置調(diào)整夾緊單元(3)安裝在底座(10)上，所述的控制單元(8)通過其上的三路輸出分別與加熱單元(2)，電機(6)和氣缸(7)執(zhí)行機構(gòu)輸入端連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半自動熱管沸騰排氣封口設(shè)備，其特 征在于所述的封口蓋帽(41)呈凹陷狀設(shè)于機械壓頭(42)底 部內(nèi)；所述的機械壓頭(42)與機械傳動裝置(9)連接，由氣缸(7)驅(qū)動其上下移動，由電機帶動其旋轉(zhuǎn)；所述的熱電偶(43)安裝在保護擋板(44)與固定支架(46)之間，用于測定靠近封 口端管壁溫度；所述的保護擋板(44)安裝于熱電偶(43)上方; 所述的彈簧片(45)安裝在固定支架(46)下方；所述固定支架 (46)連接在支架(5)上面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半自動熱管沸騰排氣封口設(shè)備，其特 征在于所述的加熱塊(22)和另一加熱塊(23)相對的一側(cè)開 有夾持槽；所述的加熱塊(22)和另一加熱塊(23)放置于定位 臺(32)上，加熱塊(22)能跟隨定位絲桿(31)的調(diào)節(jié)而上下 移動，同時可跟隨氣動定位塊(33)實現(xiàn)前后移動；所述的另一 加熱塊(23)僅做上下移動，由定位銷(34)，定位銷孔(37)和 支撐臺(35)來調(diào)節(jié)上下位置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半自動熱管沸騰排氣封口設(shè)備，其特 征在于所述的定位絲桿(31)安裝在底座(10)上，定位絲桿(31)上裝有定位臺(32)，定位臺(32)能隨定位絲桿(31)上 升或下降，所述的氣動定位塊(33)與另一氣缸(36)連接，由 另一氣缸(36 )推動活塞來實現(xiàn)位置變化，可在垂直于加熱塊(22) 和另一加熱塊(23)的接觸面方向來回移動，以便使兩個加熱塊 合攏和分開；所述另一氣缸(36)連接在定位絲桿(31)上，安 裝于定位臺(32)上方，是由獨立的氣路控制的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半自動熱管沸騰排氣封口設(shè)備，其特 征在于所述的七路輸入分別是設(shè)備啟動，設(shè)備關(guān)閉，設(shè)備急停， 加熱啟動，加熱停止，點動和調(diào)試；所述的三路輸出分別是輸出1用于控制加熱塊(22)和另一加熱塊(23)的加熱回路，輸出2 用于控制氣缸(7)，從而控制機械壓頭(42)的上下運行，輸出 3用于控制電機(6)轉(zhuǎn)動，從而控制機械壓頭(42)旋轉(zhuǎn)；所述 的數(shù)碼顯示管能顯示各封口操作的參數(shù)設(shè)定和熱電偶(43)采集 的溫度數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及熱管封口設(shè)備，尤其是一種半自動熱管沸騰排氣封口設(shè)備，包括封口單元，機械傳動裝置，加熱單元，支架，熱管位置調(diào)整夾緊單元，電機，氣缸，控制單元和底座，控制單元是由設(shè)備啟動、設(shè)備關(guān)閉、設(shè)備急停、加熱啟動、加熱停止、點動和調(diào)試組成的七路輸入信號接入單片機，再由單片機控制三路輸出信號和數(shù)碼顯示管的；所述的三路輸出分別與加熱單元，電機和氣缸連接。本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，操作簡單易行；熱管的密封性好；采用單片機控制，封口過程實現(xiàn)自動化，生產(chǎn)效率高。
文檔編號F28D15/02GK101532793SQ20091004735
公開日2009年9月16日 申請日期2009年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月11日
發(fā)明者尤志春 申請人:上海威特力熱管散熱器有限公司