CN113218231A - 一种新型钢铝复合铸造一体成型换热管 - Google Patents

一种新型钢铝复合铸造一体成型换热管 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新型钢铝复合铸造一体成型换热管,包括外管,外管内浇筑有内翅管,内翅管内壁上设置有多个散热板,散热板上设置有便于散热均匀的散热板延伸部。本发明中内外管结合紧密,传热效率高;内翅片在不同位置设计加工不同的高度,有利于换热均衡,提高整体换热效率;内翅管直接铸造在外管内壁上,贴合力度大,内外管结合严密,金属互相渗透,夹层不存水,无氧化,使用寿命长,内管不脱落。

Description

一种新型钢铝复合铸造一体成型换热管
技术领域
本发明涉及一种换热管,具体涉及一种新型钢铝复合铸造一体成型换热管,属于换热管技术领域。
背景技术
换热设备在各行各业中应用非常广泛,换热效率的低下制约生产力的发展,尤其是气-液交换的工况下,换热器两侧热交换很不平衡,使这种换热器做的很大,消耗了大量的资源,由于换热效率低,又浪费了大量的有限能源,增大企业生产的成本,给企业造成很大的负担,制约了企业的发展。为解决气-液交换不平衡的问题,强化传热就摆到了我们的面前,所以经过各个方面的探索努力,强化传热的各种理论就不断的提了出来,各种强化传热的换热管就不断的被推出,比如外翅片管、内翅片管、管内插物等等,不断应用到各行各业的生产活动中,给企业的生产带来了极大的好处,降低了企业的生产成本,为企业的效益的提高做了很大的贡献。
内翅片管能够有效提高管内流动介质的换热系统。目前,现有的内翅片管一般采用内外复合管,内管采用热传导能力比较高的铝材质,并且加工出各种形式的翼片,外管采用抗压耐腐蚀易焊接的碳钢管、不锈钢管等材质。为更好的传热,内翅片管装入外管内后,要贴合紧密。装配时主要采用挤压法和胀管法。挤压法时内翅片管外径与外管内孔配合有一定的过盈量,利用压力机,将内管顶入外管内,使内外管贴合紧密。胀管法是内翅片管外径与外管内孔配合有一定的间隙,内外管套合后,利用机械方法或液压方式,使内管膨胀与外管贴合。这两种装配方式均存在如下缺点:由于管直径每一部分不能完全一致并达到一定的精度,并且管壁会有凹坑、拉痕、毛刺、粗糙不平等,内外管很难贴合十分紧密,增加了内翅片和外换热管的接触热阻,从而使换热设备的效率降低;长时间运行后,内外管间隙缝内会积存冷凝水等杂质,形成氧化腐蚀,进一步降低传热效率;内外管不同的热膨胀系数,造成内外管间隙不断增大,影响传热,严重者甚至内翅片管脱落。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的上述不足,提供一种新型钢铝复合铸造一体成型换热管。
为解决上述问题,本发明采用以下技术方案:一种新型钢铝复合铸造一体成型换热管,包括外管,外管内浇筑有内翅管,内翅管内壁上设置有多个散热板,散热板上设置有便于散热均匀的散热板延伸部。
以下是本发明对上述方案的进一步优化:所述外管和内翅管之间设置有连接单元。
进一步优化:所述散热板包括环形阵列在内翅管内壁上的多个长翼片,相邻的长翼板之间分别设置有短翼片。
进一步优化:所述每个长翼片和短翼片的长度方向与外管的长度方向相同,且长翼片和短翼片的宽度方向与外管的径向方向相同。
进一步优化:所述散热板延伸部包括在短翼片上连接的弧形板。
进一步优化:所述长翼板上连接有延长板。
进一步优化:所述延长板上沿热源的移动方向依次设置为弧面、直面和斜面,弧形板的一侧面、斜面和弧面的一端到另一端与内翅管内壁之间的距离沿热源的移动方向逐渐增大。
进一步优化:所述内翅管内同轴设置有支撑柱,支撑柱与长翼片连接。
进一步优化:所述连接单元包括设置在外管上的螺旋凹痕,螺旋凹痕在外管内壁上形成螺旋状的凸起。
进一步优化:所述内翅管上设置有与该凸起配合使用的凹槽。
本发明具有以下优点:
1、内外管结合紧密,传热效率高;
2、内翅片在不同位置可以设计加工不同的高度(即沿外管径向的厚度),有利于换热均衡,提高整体换热效率;
3、内翅管直接铸造在外管内壁上,贴合力度大,内外管结合严密,金属互相渗透,夹层不存水,无氧化,使用寿命长,内管不脱落;
4、如果没有翼板只有内翅管,气体热量只在管壁进行热量交换,中心位置的热量没有换热就流通走了,形成“热芯”,换热效率十分低,长翼片直接到达中心位置,增加长翼板(片)可以有效的将管内芯的热量传递到管外壁,增强换热效率,短翼板(片)是将管内空间进一步合理分割,增大热空气与铝管的换热面积,有效的增加换热效率。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
附图说明
图1为本发明在实施例中的结构示意图;
图2为本发明在实施例中的端面示意图;
图3为本发明在实施例中的结构示意图;
图4为本发明在实施例中短翼板的结构示意图;
图5为本发明在实施例中长翼板的结构示意图;
图6为本发明在实施例中的结构示意图;
图7为图6中A处的放大示意图。
图中:1-外管;2-内翅管;3-长翼片;4-短翼片;5-螺旋凹痕;6-支撑柱;7-延长板;8-弧形板;9-直面;10-斜面;11-凹槽;12-弧面。
具体实施方式
实施例,如图1-7所示,一种新型钢铝复合铸造一体成型换热管,包括同轴套装的外管1和内翅管2,内翅管2内壁上设置有多个散热板,散热板上设置有便于散热均匀的散热板延伸部。
所述外管1和内翅管2之间设置有连接单元,以进一步提高两者的连接效果,防止两者脱离。
所述散热板包括环形阵列在内翅管2内壁上的多个长翼片3,相邻的长翼板3之间分别设置有短翼片4,这样便于热量的散发。
所述每个长翼片3和短翼片4的长度方向与外管1的长度方向相同,且长翼片3和短翼片4的宽度方向与外管1的径向方向相同,这样便于均匀分布并受热。
所述短翼片4在外管1内径向的宽度小于长翼片3在该方向上的宽度,同同样是为了散热均匀,防止外管1局部温度过高。
所述散热板延伸部包括在短翼片3的一端一体连接的弧形板8,弧形板8的一侧面与内翅管2内壁连接,另一侧面为弧形,且该弧形的一端到另一端与内翅管2内壁之间的距离沿热源的移动方向逐渐增大。
所述长翼板3的一端一体连接有延长板7,延长板7的一侧面与内翅管2的内壁连接,另一侧面分为三段,并沿热源的移动方向依次设置为弧面12、直面9和斜面10。
所述弧面12的一端到另一端与内翅管2内壁之间的距离沿热源的移动方向逐渐增大,且斜面10的一端到另一端与内翅管2内壁之间的距离沿热源的移动方向也逐渐增大。
所述长翼片3和短翼片4的横截面均为矩形,内翅管2内同轴设置有支撑柱6,支撑柱6的外壁与长翼片3一体连接。
所述支撑柱6的一端面与长翼片3的一端面平齐,另一端延伸至长翼片3上靠近斜面10的位置并形成锥形。
所述外管1采用标准碳钢管或不锈钢管,内翅管2、长翼片3、支撑柱6和短翼片4均为铝液浇筑而成。
所述连接单元包括设置在外管1外圆面上的螺旋凹痕5,该螺旋凹痕5沿外管1的轴线方向呈螺旋状设置。
所述螺旋凹痕5的纵截面为弧形,并在外管1内壁上形成螺旋状的凸起,且内翅管2上设置有与该凸起配合使用的凹槽11,这样便于增强外管1和内翅管2之间的连接牢固程度。
所述长翼片3上沿外管1径向的最大宽度小于内翅管2内孔的半径。
上述换热管的制作方法,包括以下步骤:
a、首先在外管1外壁压制出螺旋凹痕5,并根据内翅管2的形状制作砂型;
b、将制作好的砂型放入碳钢管(外管1)内孔中;
c、将外管1的温度加热至温度超过铝的熔点;
d、将高温融化的铝液灌入碳钢管与砂型之间;
e、待铝液凝固后,将砂倒出即可。
使用时,内翅管2内流动有具有一定热量的气体,外管1外部是水或液体,气体刚进入内翅管2的时温度较高,所以首先与弧形板8、延长板7上的弧面12接触,并继续移动。
本发明具有以下优点:
1、内外管结合紧密,传热效率高;
2、内翅片在不同位置可以设计加工不同的高度(即沿外管径向的厚度),有利于换热均衡,提高整体换热效率;
3、内翅管直接铸造在外管内壁上,贴合力度大,内外管结合严密,金属互相渗透,夹层不存水,无氧化,使用寿命长,内管不脱落;
4、如果没有翼板只有内翅管,气体热量只在管壁进行热量交换,中心位置的热量没有换热就流通走了,形成“热芯”,换热效率十分低,长翼片直接到达中心位置,增加长翼板(片)可以有效的将管内芯的热量传递到管外壁,增强换热效率,短翼板(片)是将管内空间进一步合理分割,增大热空气与铝管的换热面积,有效的增加换热效率。

Claims (10)

1.一种新型钢铝复合铸造一体成型换热管,其特征在于:包括外管(1),外管(1)内浇筑有内翅管(2),内翅管(2)内壁上设置有多个散热板,散热板上设置有便于散热均匀的散热板延伸部。
2.根据权利要求1所述的一种新型钢铝复合铸造一体成型换热管,其特征在于:所述外管(1)和内翅管(2)之间设置有连接单元。
3.根据权利要求1所述的一种新型钢铝复合铸造一体成型换热管,其特征在于:所述散热板包括环形阵列在内翅管(2)内壁上的多个长翼片(3),相邻的长翼板(3)之间分别设置有短翼片(4)。
4.根据权利要求3所述的一种新型钢铝复合铸造一体成型换热管,其特征在于:所述每个长翼片(3)和短翼片(4)的长度方向与外管(1)的长度方向相同,且长翼片(3)和短翼片(4)的宽度方向与外管(1)的径向方向相同。
5.根据权利要求4所述的一种新型钢铝复合铸造一体成型换热管,其特征在于:所述散热板延伸部包括在短翼片(3)上连接的弧形板(8)。
6.根据权利要求5所述的一种新型钢铝复合铸造一体成型换热管,其特征在于:所述长翼板(3)上连接有延长板(7)。
7.根据权利要求6所述的一种新型钢铝复合铸造一体成型换热管,其特征在于:所述延长板(7)上沿热源的移动方向依次设置为弧面(12)、直面(9)和斜面(10),弧形板(8)的一侧面、斜面(10)和弧面(12)的一端到另一端与内翅管(2)内壁之间的距离沿热源的移动方向逐渐增大。
8.根据权利要求7所述的一种新型钢铝复合铸造一体成型换热管,其特征在于:所述内翅管(2)内同轴设置有支撑柱(6),支撑柱(6)与长翼片(3)连接。
9.根据权利要求2所述的一种新型钢铝复合铸造一体成型换热管,其特征在于:所述连接单元包括设置在外管(1)上的螺旋凹痕(5),螺旋凹痕(5)在外管(1)内壁上形成螺旋状的凸起。
10.根据权利要求9所述的一种新型钢铝复合铸造一体成型换热管,其特征在于:所述内翅管(2)上设置有与该凸起配合使用的凹槽(11)。
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