專利名稱：石墨熱管換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及通用熱交換或傳熱設(shè)備，是一種以選用特定材料為特征的熱交換設(shè)備的結(jié)構(gòu)，具體地說，是一種碳的、如石墨的熱交換設(shè)備。
石墨列管換熱器是世界上最早使用的石墨設(shè)備之一，以其結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、流動阻力小，傳熱效率也較高、抗結(jié)晶能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)而得到了廣泛的應(yīng)用。但是，石墨列管換熱器的耐壓、耐溫性能較差，許用溫度低于130℃，許用壓力小于0.3MPa。而且不能用于強(qiáng)沖擊、高振動的場合。特別是用于作加熱的條件下，可靠性更低。在實(shí)際使用中，比較容易出現(xiàn)各種損壞情況如換熱管斷裂、換熱管與管板之膠結(jié)脫膠、管板開斷等。
熱管是一種具有高導(dǎo)熱性能的傳熱元件、熱管設(shè)備正越來越廣泛地應(yīng)用于各個工業(yè)領(lǐng)域中，目前工業(yè)上普通使用的較為成熟的是碳鋼——水熱管。主要缺點(diǎn)是不能用于腐蝕性的介質(zhì)中。
本實(shí)用新型的目的是提供一種耐腐蝕、結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、使用壽命長的石墨熱管換熱器。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是一種石墨熱管換熱器，采用了完全不同于現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)計(jì)有筒形外殼，外殼中間裝有管板，管板上裝有一組石墨熱管，石墨熱管的蒸發(fā)段位于外殼下部的熱流體腔中，石墨熱管的冷凝段位于外殼上部的冷流體腔中。
本實(shí)用新型中所述的外殼上、下部腔體中分別裝有二個或二個以上的拆流板。當(dāng)然，也可以采用其他合適結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型中所述的石墨熱管為空心石墨管，空心石墨管端頭裝有石墨塞，石墨塞與空心石墨管間有石墨粘合層，空心石墨管穿裝在前述管板中，空心石墨管中裝有工作液體。當(dāng)然，也可以采用其他合適的石墨熱管結(jié)構(gòu)形式。
本實(shí)用新型中所述的石墨熱管的上端卡裝在外殼內(nèi)頂部。當(dāng)然，也可以采用其他有利定位且保證熱管兩端自由的結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型中所述的一組石墨熱管的冷凝段、蒸發(fā)段分別與殼體中間的管板固定聯(lián)接為一體，并經(jīng)管板中的連通腔連通，各石墨熱管的冷凝段、蒸發(fā)段分別為空心石墨管，其端頭依靠石墨粘合層裝有石墨塞，作為冷凝段的空心石墨管中裝有工作液體。當(dāng)然，也可以采用其他合適的具體結(jié)構(gòu)形式。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、特別適用于制造大型設(shè)備，在冷、熱流體之間絕對不能混合時使用特別可靠、并且，只要將筒體兩內(nèi)壁進(jìn)行防腐處理，就可以方便的制成雙向耐腐蝕的設(shè)備。其密封面少，全部為靜密封，密封圈的選擇范圍廣，大大提高了密封的可靠性。石墨管承受的流體壓力為外壓，從材料的性能來考慮，也提高了承壓能力。石墨熱管換熱器的使用溫度一般情況下可達(dá)170℃，并消除了熱膨脹對管子的影響，而且加工容易，無滲漏。石墨熱管兩端自由，不受熱應(yīng)力的影響，管板和筒體也不易損壞，而且，由于熱管為兩端密封，既使有個別管子損壞，一般情況下也不影響正常使用，維修次數(shù)少，使用方便、壽命長。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明


圖1為本實(shí)用新型中的一種石墨熱管換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型中的另一種石墨熱管換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1描述了本實(shí)用新型的一個實(shí)施例。該例中，包括一個碳鋼筒體9(或其他合適材料)，如果冷流體或熱流體中有腐蝕性介質(zhì)，內(nèi)筒體可進(jìn)行腐蝕處理，根據(jù)不同的使用條件，可采用不同的材料，如碳鋼筒體內(nèi)襯膠、襯四氟、或用浸漬石墨、不銹鋼等防腐材料制作筒體。在筒體9的中部裝有管板5，管板5將筒體9分成上、下兩部分，一組石墨熱管4穿裝固定在管板5中，管板5與石墨熱管4間可采用膠結(jié)形式，也可采用澆注管板的形式。石墨熱管4采用酚醛石墨(或呋喃石墨)壓型管制作，其管口兩端內(nèi)壁涂有酚醛石墨膠泥，以裝入經(jīng)酚醛樹脂浸漬過的石墨塞10、11，石墨塞10、11也同樣糊有酚醛石墨膠泥。當(dāng)然實(shí)際使用時，石墨塞10中心先鉆有一直徑略大的肓孔，再在肓孔中鉆一細(xì)小直徑的孔，以供灌入工作液體和抽真空用，最后再在孔中依次填入橡膠封塊和石墨封塊。管板5上部的筒體內(nèi)的冷流體腔12，管板5下部的筒體內(nèi)為熱流體腔13。石墨熱管4的上端卡裝在筒體頂端1的凹槽14中。從而使石墨熱管4只有中間一個固定點(diǎn)、兩端自由，且依靠凹槽14、及筒體9內(nèi)的拆流板3等進(jìn)行定位。石墨熱管4內(nèi)裝有工作液體，工作液體可采用水、酒精、甲苯等。其工作原理是因熱流體在石墨熱管4下部加熱，使熱管內(nèi)的工作液體受熱蒸發(fā)到達(dá)管子的上部，由于冷流體的作用，工作液體在熱管4的上部放熱冷凝成液體，并靠重力回流到熱管4的下部，如此反復(fù)循環(huán)，完成熱量的交換。圖中還包括閥門2、、6、7、8等。
圖2描述了本實(shí)用新型的另一個實(shí)施例。該例同樣也有一個筒體9，筒體9中部有一個中間為一個連通腔31的管板30，在管板30上側(cè)固定連接有一組石墨熱管冷凝段26、管板30下側(cè)則對應(yīng)固定連接有一組石墨熱管蒸發(fā)段32，冷凝段26和蒸發(fā)段32聯(lián)合構(gòu)成完整的分離式石墨熱管，在蒸發(fā)段32中裝有工作液體。各蒸發(fā)段32均通過腔31與各冷凝段26連通。石墨熱管的冷凝段26、蒸發(fā)段32端頭均裝有石墨塞。其結(jié)構(gòu)原理基本同于前例。在筒體9內(nèi)也裝有拆流板3。筒體上裝有閥門21、22、23、24等。該實(shí)施例中的石墨熱管由于采用分離式結(jié)構(gòu)，更不易損壞，傳熱效率更高。
權(quán)利要求1.一種石墨熱管換熱器，其特征在于有筒形外殼，外殼中間裝有管板，管板上裝有一組石墨熱管，石墨熱管的蒸發(fā)段位于外殼下部的熱流體腔中，石墨熱管的冷凝段位于外殼上部的冷流體腔中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨熱管換熱器，其特征在于所述外殼上、下部腔體中分別裝有二個或二個以上的拆流板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的石墨熱管換熱器，其特征在于所述石墨熱管為空心石墨管，空心石墨管端頭裝有石墨塞，石墨塞與空心石墨管間有石墨粘合層，空心石墨管穿裝在前述管板中，空心石墨管中裝有工作液體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的石墨熱管換熱器，其特征在于所述石墨熱管的上端卡裝在外殼內(nèi)頂部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的石墨熱管換熱器，其特征在于所述一組石墨熱管的冷凝段、蒸發(fā)段分別與殼體中間的管板固定聯(lián)接為一體，并經(jīng)管板中的連通腔連通，各石墨熱管的冷凝段、蒸發(fā)段分別為空心石墨管，其端頭依靠石墨粘合層裝有石墨塞，作為冷凝段的空心石墨管中裝有工作液體。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種石墨熱管換熱器，其采用了不同于現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)計(jì)有筒形外殼，外殼中部裝有管板，管板上裝有一組石墨熱管，石墨熱管的蒸發(fā)段位于外殼下部的熱流體腔中，石墨熱管的冷凝段位于外殼上部的冷流體腔中。優(yōu)點(diǎn)，密封面小，提高了密封的可靠性，也提高了承壓的可能性，使用壽命長，使用溫度高，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，耐腐蝕性能好，用途廣泛。
文檔編號F28D15/02GK2215713SQ95239170
公開日1995年12月20日 申請日期1995年1月25日 優(yōu)先權(quán)日1995年1月25日
發(fā)明者吳建飛 申請人:吳建飛