CN110319730B - 一种石墨波纹换热板的生产工艺 - Google Patents

一种石墨波纹换热板的生产工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN110319730B
CN110319730B CN201910622204.1A CN201910622204A CN110319730B CN 110319730 B CN110319730 B CN 110319730B CN 201910622204 A CN201910622204 A CN 201910622204A CN 110319730 B CN110319730 B CN 110319730B
Authority
CN
China
Prior art keywords
graphite
heat exchange
exchange plate
plate
processing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910622204.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110319730A (zh
Inventor
王飞
黄垭楹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nantong Chengguang Graphite Equipment Co ltd
Original Assignee
Nantong Chengguang Graphite Equipment Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nantong Chengguang Graphite Equipment Co ltd filed Critical Nantong Chengguang Graphite Equipment Co ltd
Priority to CN201910622204.1A priority Critical patent/CN110319730B/zh
Publication of CN110319730A publication Critical patent/CN110319730A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110319730B publication Critical patent/CN110319730B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/02—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of carbon, e.g. graphite
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/025—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being corrugated, plate-like elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种石墨波纹换热板的生产工艺，包括如下步骤：(1)原材料选择与检验；(2)材料切割与粗加工；(3)第一次浸渍；(4)成型加工：采用满足加工参数的数控加工中心，配以各种功能的加工刀具，在石墨板片上进行双面成型加工，形成各个部位的横截面厚度大致相等，厚度在3‑10mm的新型石墨波纹换热板；(5)第二次浸渍；(6)检验修整；(7)水压检验。本发明的一种石墨波纹换热板的生产工艺，其采用独特的成型加工工艺，以保证石墨换热板的厚度均匀保持在3‑10mm，以确保换热板的换热效能与结构强度，具有加工便利、制造成本低等优点。

Description

一种石墨波纹换热板的生产工艺
技术领域
本发明属于非金属换热板生产技术领域，具体涉及一种石墨波纹换热板的生产工艺。
背景技术
板式换热器因其特殊的结构，具有异常优越的热交换性能，是目前各类换热器产品中换热效率最高的一类。石墨材料因其具有防腐蚀性能好、导热系数比钢材高一倍的特点，是制作热交换器的理想材料。因此用石墨材料制成的石墨板式换热器具有优异的防腐蚀性能和换热性能，在化工、环保等领域具有广阔的市场前景。
石墨板式换热器是由盖板、封头板、若干换热板片叠装而成的一种高效换热器。板片之间形成不规则形状通道，通过板片进行热交换。它具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、应用广泛、使用寿命长等特点。在相同压力损失情况下，其传热系数比管式换热器高3-5倍，相同换热面积的板式换热器占地面积为管壳式换热器的三分之一左右，热回收率可高达90％以上。特别是此型设备的两相温差可以达到5℃左右，而其它类型温差则高达15℃，因此对于节能降耗具有极为重大的现实意义。
换热器在工作时，冷、热流体分别在换热板两侧，在温度差的作用下发生热传导。热量传递有三个过程：一是热流体向换热板的对流传热，二是通过石墨板的热传导，三是石墨板向冷流体的对流传热。根据博里叶定律：在稳定传热情况下，单位时间内的导热量Q与导热面积F及温度梯度
Figure BDA0002125871480000011
成正比，即：
Figure BDA0002125871480000021
式中Q—导热速率，J/h；
F—导热面积，m2；
λ—导热系数，W/(m·K)；
Figure BDA0002125871480000022
—温度梯度，℃/m，以温度升高的方向为正。
将换热板的热传递过程简化为导热方向垂直于换热板壁面的单层平壁传热过程。对于单层平壁传热时的导热速率，可将式1进行变量分离积分，即可得：
Figure BDA0002125871480000023
可改写成
Figure BDA0002125871480000024
式中Q—导热速率，J/h；
F—导热面积，m2；
λ—导热系数，W/(m·K)；
δ—壁厚，m；
△t—△t＝(TW-tw)，为传热比的两个壁面的温度差，℃。
式2中
Figure BDA0002125871480000025
即表示了单层壁热传导中的热阻。可见石墨换热板在材质不变(均匀)的情况下壁厚越薄热阻越小，壁厚越大热阻越大。同一片石墨换热板厚度越小，石墨换热板的换热效果越好。
石墨板式换热器的核心部件是石墨波纹换热板，其性能决定着石墨板式换热器的换热效果。石墨材料属于脆性材料，不能像金属之类的塑性材料一样通过模具压制成型。目前国内现有的石墨换热板成型工艺主要有以下几种：
1、使用石墨粉、树脂和其他辅料混合成石墨胶泥，将石墨胶泥注入模具加压成型，此类产品本质上仍然是一种塑料混合物，导热性能差、不具使用价值。
2、焦炭、沥青混捏成型成波纹板的形状，在经过高温焙烧、石墨化后成为石墨波纹板。
3、在人造石墨板上粘贴折流条、密封面等结构，粘接成石墨波纹板。
4、方法1制成的石墨换热板因树脂成分比较多，其换热效能接近压型石墨，导热性能差、不具使用价值；
方法2制成的石墨波纹板在高温焙烧和石墨化时容易开裂(低于一定厚度时)，这种方法制成的石墨换热板具有厚度大、疏松多孔的特点，依然需要二次加工和浸渍，生产周期长、制成率低，生产制造成本高不具经济性；
方法3制成的石墨换热板是通过将部件粘贴在基板上的，虽然具有加工便利的特点，但是依然不能有效改变产品结构形式，其换热板厚度依然较大，无法有效提升换热效能。
发明内容
发明目的：本发明针对现有技术中的不足，提出一种新型的石墨波纹换热板的生产工艺，该工艺不论从加工便利性、制造成本、换热效能等方面均优于以上介绍的石墨换热板的工艺。
技术方案：本发明所述的一种石墨波纹换热板的生产工艺，包括如下步骤：
(1)原材料选择与检验：用于加工石墨波纹换热板的石墨材料需选用质地均匀、致密的优质高密度石墨原材料，石墨材料必须无空洞、无裂纹缺陷；
(2)材料切割与粗加工：经过检验合格的原材料铣削去除外表的氧化物层，粗加工至大概的外形尺寸，使用专用切割工具切割开片，切割后加工至换热板需要的坯材参数；
(3)第一次浸渍：将开片下来的石墨板片毛坯烘干、清灰后装入专用浸渍框，把浸渍框吊入浸渍釜内；
(4)成型加工：采用满足加工参数的数控加工中心，配以各种功能的加工刀具，在石墨板片上进行双面成型加工，形成各个部位的横截面厚度大致相等，厚度在3-10mm的新型石墨波纹换热板；
(5)第二次浸渍：成型加工完成后，换热板已具有新型石墨换热板的形状，可以根据不同工况选择不同类型的浸渍剂；
(6)检验修整：检查并修理浸渍完成的换热板部件，修补与清理制件凹凸(包括树脂瘤)等影响密封的缺陷；
(7)水压检验：以国家相关标准规定，实施已经修整的石墨波纹板，在特殊工装上进行水压试验检测，确保产品制件的可靠性。
进一步的，步骤(1)所述石墨材料的密度为1.75×103Kg/m3左右。
进一步的，步骤(3)中密闭浸渍釜后将浸渍釜内抽真空至-0.085MPa，保持真空3-6小时；真空保压结束后向浸渍釜内注入浸渍剂，浸渍剂没过石墨件后向浸渍釜内注入压缩空气加压，压力≥0.5MPa，保压3-5小时；保压过程结束后吊出浸渍框进行静置处理，静置时间在0.5-6小时；静置结束后将石墨件进行热处理，热处理温度160℃，热处理压力≥0.5MPa，热处理时长3-6小时，热处理结束后自然冷却至室温后取出石墨件。
进一步的，所述步骤(4)具体加工步骤如下：
(1)根据需要选择合适形状的成型刀具，刀具的投影形状决定换热板物料流通通道截面的形状，刀具跟随预设程序循环切削形成物料通道；
(2)将准备好的石墨板片夹装在专用数控机床上，同时在机床刀具两边位置设置相应的压紧装置，此装置可跟随刀具移动，防止石墨板片在机加工时产生有害震动；
(3)在确认正确夹装石墨板片后开始波纹成型加工，加工过程中要避免共振等异常震动以免产生加工误差；
(4)在加工完成一面后，翻转石墨板片再加工石墨板片的另一面。
进一步的，所述步骤(5)具体包括：将加工成型的石墨板片清灰后装入专用浸渍框，把浸渍框吊入浸渍釜内，密闭浸渍釜后将浸渍釜内抽真空至-0.085MPa，保持真空3-6小时；真空保压结束后向釜内注入浸渍剂，浸渍剂没过石墨件后向浸渍釜内注入压缩空气加压，压力≥0.5MPa，保压3小时；保压过程结束后吊出浸渍框进行静置处理，静置时间0.5-6小时；静置结束后进行热处理，热处理温度160℃，热处理压力≥0.5MPa，热处理时长3-6小时，热处理结束后自然冷却至室温后取出石墨件。
有益效果：本发明的一种石墨波纹换热板的生产工艺，其采用独特的成型加工工艺，以保证石墨换热板厚度均匀，厚度在3-10mm左右，从而提高了换热板的换热效果，且具有加工便利，制造成本低等优点。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：
实施例1
一种石墨波纹换热板的生产工艺，包括如下步骤：
(1)原材料选择与检验：用于加工石墨波纹换热板的石墨材料需选用质地均匀、致密的优质高密度石墨原材料，石墨材料必须无空洞、无裂纹等缺陷；
(2)材料切割与粗加工：经过检验合格的原材料铣削去除外表的氧化物层，粗加工至大概的外形尺寸，使用专用切割工具切割开片，切割后加工至换热板需要的坯材参数；
(3)第一次浸渍：将开片下来的石墨板片毛坯烘干、清灰后装入专用浸渍框，把浸渍框吊入浸渍釜内；
(4)成型加工：采用满足加工参数的数控加工中心，配以各种功能的加工刀具，在石墨板片上进行双面成型加工，形成各个部位的横截面厚度大致相等，厚度在3-10mm的新型石墨波纹换热板；
(5)第二次浸渍：成型加工完成后，换热板已具有新型石墨换热板的形状，可以根据不同工况选择不同类型的浸渍剂；
(6)检验修整：检查并修理浸渍完成的换热板部件，修补与清理制件凹凸(包括树脂瘤)等影响密封的缺陷；
(7)水压检验：以国家相关标准规定，实施已经修整的石墨波纹板，在特殊工装上进行水压试验检测，确保产品制件的可靠性。
其中，步骤(1)所述石墨材料的密度在1.75×103Kg/m3左右。
其中，步骤(3)中密闭浸渍釜后将浸渍釜内抽真空至-0.085MPa，保持真空3-6小时；真空保压结束后向浸渍釜内注入浸渍剂，浸渍剂没过石墨件后向浸渍釜内注入压缩空气加压，压力≥0.5MPa，保压3-5小时；保压过程结束后吊出浸渍框进行静置处理，静置时间在0.5-6小时；静置结束后将石墨件进行热处理，热处理温度160℃，热处理压力≥0.5MPa，热处理时长3-6小时，热处理结束后自然冷却至室温后取出石墨件。
其中，所述步骤(4)具体加工步骤如下：
(1)根据需要选择合适形状的成型刀具，刀具的投影形状决定换热板物料流通通道截面的形状，刀具跟随预设程序循环切削形成物料通道；
(2)将准备好的石墨板片夹装在专用数控机床上，同时在机床刀具两边位置设置相应的压紧装置，此装置可跟随刀具移动，防止石墨板片在机加工时产生有害震动；
(3)在确认正确夹装石墨板片后开始波纹成型加工，加工过程中要避免共振等异常震动以免产生加工误差；
(4)在加工完成一面后，翻转石墨板片再加工石墨板片的另一面。
其中，所述步骤(5)具体包括：将加工成型的石墨板片清灰后装入专用浸渍框，把浸渍框吊入浸渍釜内，密闭浸渍釜后将浸渍釜内抽真空至-0.085MPa，保持真空3-6小时；真空保压结束后向釜内注入浸渍剂，浸渍剂没过石墨件后向浸渍釜内注入压缩空气加压，压力≥0.5MPa，保压3小时；保压过程结束后吊出浸渍框进行静置处理，静置时间0.5-6小时；静置结束后进行热处理，热处理温度160℃，热处理压力≥0.5MPa，热处理时长3-6小时，热处理结束后自然冷却至室温后取出石墨件。
本发明的一种石墨波纹换热板的生产工艺，其采用独特的成型加工工艺，以保证石墨换热板厚度均匀，厚度在3-10mm左右，从而提高了换热板的换热效果，且具有加工便利，制造成本低等优点。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (2)

1.一种石墨波纹换热板的生产工艺，其特征在于：包括如下步骤：
(1)原材料选择与检验：用于加工石墨波纹换热板的石墨材料选用质地均匀、致密的1.75×103Kg/m3左右密度的石墨原材料，石墨材料无空洞、无裂纹缺陷；
(2)材料切割与粗加工：经过检验合格的原材料铣削去除外表的氧化物层，粗加工至大概的外形尺寸，使用切割工具切割开片，切割后加工至换热板需要的坯材参数；
(3)第一次浸渍：将开片下来的石墨板片毛坯烘干、清灰后装入专用浸渍框，把浸渍框吊入浸渍釜内；密闭浸渍釜后将浸渍釜内抽真空至-0.085MPa，保持真空3-6小时；真空保压结束后向浸渍釜内注入浸渍剂，浸渍剂没过石墨件后向浸渍釜内注入压缩空气加压，压力≥0.5MPa，保压3-5小时；保压过程结束后吊出浸渍框进行静置处理，静置时间在0.5-6小时；静置结束后将石墨件进行热处理，热处理温度160℃，热处理压力≥0.5MPa，热处理时长3-6小时，热处理结束后自然冷却至室温后取出石墨件；
(4)成型加工：采用满足加工参数的数控加工中心，配以各种功能的加工刀具，在石墨板片上进行双面成型加工，形成各个部位的横截面厚度大致相等，厚度在3-10mm的石墨波纹换热板，具体包括：
(a)根据需要选择合适形状的成型刀具，刀具的投影形状决定换热板物料流通通道截面的形状，刀具跟随预设程序循环切削形成物料通道；
(b)将准备好的石墨板片夹装在数控机床上，同时在机床刀具两边位置设置相应的压紧装置，此压紧装置可跟随刀具移动，防止石墨板片在机加工时产生有害震动；
(c)在确认正确夹装石墨板片后开始波纹成型加工，加工过程中要避免共振以免产生加工误差；
(d)在加工完成一面后，翻转石墨板片再加工石墨板片的另一面；
(5)第二次浸渍：成型加工完成后，换热板已具有石墨换热板的形状，根据不同工况选择不同类型的浸渍剂；
(6)检验修整：检查并修理浸渍完成的换热板，修补与清理制件凹凸影响密封的缺陷，所述制件凹凸包括树脂瘤；
(7)水压检验：以国家相关标准规定，将修整的石墨波纹板，在工装上进行水压试验检测，确保产品制件的可靠性。
2.根据权利要求1所述的一种石墨波纹换热板的生产工艺，其特征在于：所述步骤(5)具体包括：将加工成型的石墨板片清灰后装入专用浸渍框，把浸渍框吊入浸渍釜内，密闭浸渍釜后将浸渍釜内抽真空至-0.085MPa，保持真空3-6小时；真空保压结束后向釜内注入浸渍剂，浸渍剂没过石墨板片后向浸渍釜内注入压缩空气加压，压力≥0.5MPa，保压3小时；保压过程结束后吊出浸渍框进行静置处理，静置时间0.5-6小时；静置结束后进行热处理，热处理温度160℃，热处理压力≥0.5MPa，热处理时长3-6小时，热处理结束后自然冷却至室温后取出石墨板片。
CN201910622204.1A 2019-07-11 2019-07-11 一种石墨波纹换热板的生产工艺 Active CN110319730B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910622204.1A CN110319730B (zh) 2019-07-11 2019-07-11 一种石墨波纹换热板的生产工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910622204.1A CN110319730B (zh) 2019-07-11 2019-07-11 一种石墨波纹换热板的生产工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110319730A CN110319730A (zh) 2019-10-11
CN110319730B true CN110319730B (zh) 2021-04-27

Family

ID=68121879

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910622204.1A Active CN110319730B (zh) 2019-07-11 2019-07-11 一种石墨波纹换热板的生产工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110319730B (zh)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2705445B1 (fr) * 1993-05-18 1995-07-07 Vicarb Sa Echangeur de chaleur à plaques.
CN2826350Y (zh) * 2005-09-19 2006-10-11 黄健 石墨波纹板式换热器
TW200815726A (en) * 2007-11-28 2008-04-01 Compowe Tech Co Ltd Heat dissipation apparatus
CN104154807B (zh) * 2014-08-18 2016-08-17 龚孝祥 一种块孔式石墨换热块的修复方法
CN107511496A (zh) * 2017-09-30 2017-12-26 中国航天科技集团公司烽火机械厂 一种环形槽加工刀具及其刀片的加工方法
CN109708498A (zh) * 2019-02-14 2019-05-03 南通晨光石墨设备有限公司 一种新型石墨波纹换热板
CN109987968A (zh) * 2019-04-02 2019-07-09 贵州大学 聚四氟乙烯浸渍石墨的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110319730A (zh) 2019-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101948327B (zh) 一种高温炉用可加工硬化保温毡的制备方法
CN100491600C (zh) 一种可湿润阴极炭块的制备方法
CN103496997A (zh) 一种碳/碳复合材料保温硬毡的制备方法
CN102490223B (zh) 一种毛竹的展平加工方法
CN106735227B (zh) 一种双螺杆挤出机螺纹元件的热等静压制备方法
CN101590626B (zh) 一种竹陶瓷砂轮及其制备方法和应用
CN104985537A (zh) 一种复合金属树脂结合剂金刚石砂轮
CN108016054A (zh) 碳纤维复合材料成型膜盘制造工艺
CN110105078A (zh) 一种炭纤维缝制硬化平板保温材料的制备方法
CN102268697B (zh) 一种镁电解用石墨阳极及其制备方法
CN102871529A (zh) 具有硬质表面的铝合金不粘锅及其加工工艺
CN113563098A (zh) 一种以ZrB2复合中间层连接LaCrO3陶瓷的工艺
CN109881070A (zh) 一种具有高硬度和高韧性的金属陶瓷及其制备方法和应用
CN110319730B (zh) 一种石墨波纹换热板的生产工艺
CN102240992A (zh) 一种磨削玻璃金刚石磨轮及其制备方法
CN109400162B (zh) 一种电火花加工用石墨及其制备方法
CN108746375B (zh) 一种基于电弧增材与激光熔覆制备热冲压模具镶块的方法
CN113084718B (zh) 一种金属结合剂金刚石磨头的成型烧结工艺
CN108188943A (zh) 一种高锋利度、高耐用性和切割端口高品质的树脂砂轮切割片及其制备方法
CN108178611A (zh) 一种利用工业废渣制备异型发泡陶瓷的方法
CN104496498B (zh) 一种底吹式铸造火车车轮石墨模具的制备方法
CN105171956A (zh) 一种聚四氟乙烯再生料带的生产方法
CN109279894B (zh) 一种石墨落槽及其制备方法
CN106187263B (zh) C/C-SiC复合材料部件的制造方法及C/C-SiC复合材料部件
CN113999011A (zh) 一种短流程制备石墨的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant