CN114407199A - 列管式换热器浸渍石墨管及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了列管式石墨换热器、浸渍石墨管的加工方法，包括下述步骤，备材料：选择石墨原料进行配料；一次掏孔加工：从原料钻取棒芯，原料形成内芯孔；二次掏孔加工：在所述内芯孔外、且沿内芯孔长度方向进行掏钻孔，钻取管状石墨部件坯,然后再经浸渍获得浸渍石墨管。列管式石墨换热器浸渍石墨管，由前述方法制备而得。本发明的有益效果是：采用本方法制备石墨管，可以一次成型，减少原材料消耗与加工成本，材料利用率可提高一倍以上，且有利于精准控制石墨管壁厚度，确保石墨管壁厚度均匀一致。本方法制备所得的石墨管，较压型石墨管具有更低的线胀系数,可最大限度地提高了列管式石墨设备的适用性，显著提高了、列管式石墨蒸发器的蒸发强度。
Description
技术领域
本发明属于石墨产品技术领域，尤其涉及列管式换热器浸渍石墨管及其加工方法。
背景技术
列管式石墨换热器被广泛用于酸性腐蚀工况的冷凝工艺过程中，鉴于引进设备国产化要求，也常用于磷酸浓缩等加热工艺，因石墨压型管的生产(挤压成型)工艺过程具有不一致性，导致其微观组织应力的差异性，加上酚醛树脂的特殊性(大于120℃时其线膨胀系数呈直线上升)，因此相关设备使用过程，常因换热管之间的应力不同而破坏。同时，因为压型石墨管的热导率低，且在挤压石墨管过程中树脂比列偏高，导致整体设备的蒸发强度低，维修频率高等问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
列管式换热器浸渍石墨管加工方法，包括下述步骤，
备原料：选择石墨原料进行配料；
一次掏孔：从原料钻取棒芯，原料形成内芯孔；
二次掏孔：在所述内芯孔外,且沿内芯孔长度方向进行同心度钻孔，钻取管状石墨部件。
在一些方式中，一次掏孔：使用深孔钻进行掏孔，钻取棒芯，原料中形成内芯孔；
二次掏孔：使用掏孔刀具在所述内芯孔外,且沿内芯孔长度方向进行钻孔，所述掏孔刀具外径大于所述深孔钻外径，取出掏空刀具中管状石墨部。
在一些方式中，所述石墨原料为颗粒度为0.8mm的石墨料。
在一些方式中，所述石墨料为石墨方料。
在一些方式中，将多根管状石墨部首尾相接形成石墨管。
在一些方式中，所述内芯孔内径比所述管孔内径小8-20mm。
在一些方式中，所述内芯孔为所述管状石墨部中通孔。
在一些方式中，所述内芯孔与所述管状石墨部同心。
在一些方式中，所述深孔钻、掏孔刀具均为中通孔钻。
列管式换热器浸渍石墨管，由前述任一所述方法制备而得。
本发明的有益效果是：
采用本方法制备石墨管可以一次成型，减少人力成本，材料利用率可提高一倍以上，更便于控制石墨管管壁厚度，且能够使管壁厚度更加均匀。本方法制备所得的石墨管降低了因线膨胀系数不同引起的应力破坏，提高了设备的蒸发强度。
附图说明
图1为钻取管状石墨部一种分离状态示意图；
图2为钻取管状石墨部步骤分解图；
图3为钻取管状石墨部的一种钻孔部分图。
图中：
100原料，200棒芯，210内芯孔，300管状石墨部，310管孔。
具体实施方式
本部分第一方面对本发明实施例做一些介绍：
列管式换热器浸渍石墨管加工方法，如图1中所示，包括下述步骤，
备原料100：选择石墨原料进行配料；
一次掏孔：从原料100钻取棒芯200，取出棒芯200后，原料100形成内芯孔210，内芯孔210内径与棒芯200外径匹配；
二次掏孔：在所述内芯孔210外且沿内芯孔210长度方向进行钻孔，钻取管状石墨部300，钻取管状石墨部300后，原料100先形成管孔310；管孔310内径与管状石墨部300外径匹配。
在一些方式中，结合图2中所以，使用钻孔刀具进行钻孔：
一次掏孔：使用深孔钻进行掏孔，钻取棒芯200，原料100中形成内芯孔210；
二次掏孔：使用掏孔刀具在所述内芯孔210外且沿内芯孔210长度方向进行钻孔，所述掏孔刀具外径大于所述深孔钻外径，取出掏空刀具中管状石墨部300。
钻孔刀具一种方式可为中通钻头，能够从石墨块钻取柱形石墨部。
在一些方式中，所述石墨原料为颗粒度为0.8mm的石墨料。
在一些方式中，所述石墨料为石墨方料，由此可以如图3中，从错位的方式从石墨块中不断的钻取管状石墨部300。
在一些方式中，将多根管状石墨部300首尾相接形成石墨管。
在一些方式中，所述内芯孔210内径比所述管孔310内径小8-20mm。换言之，管状石墨部300壁厚为4-10mm。
结合图1-2中所示，所述内芯孔210为所述管状石墨部300中通孔。
在一些方式中，所述内芯孔210与所述管状石墨部300同心。由此使得管状石墨部300的厚度更加均匀。
在一些方式中，所述深孔钻、掏孔刀具均为中通孔钻。
本部分第二方面结合对本发明制备所得产物做进一步说明：
列管式换热器浸渍石墨管，由前述方法制备而得。其为管状结构，在生产过程中采用两次钻孔方式进行钻孔。使得石墨管的管壁具有更好的结构强度以及抗应力破坏的能力。
本部分第三方面结合一具体的研究项目对本发明技术进行介绍：
制备方法：选择颗粒度为0.8mm的细结构优等石墨化方料做原料,将其切割成坯料，将规则的石墨坯料固定在数控机床的工作台上，使用深孔钻按程序第一次钻孔，再用特质专用刀具并按原程序第二次钻孔，第二次钻孔所得的石墨空心芯棒即为石墨管。
性能测试：研究采用浸渍石墨管式替代压型石墨管，浸渍石墨管(选用中等颗粒致密石墨)的热导率为115.56-157(W/m·K)，为压型石墨管的数倍，提高了设备的蒸发强度，且浸渍石墨管的线膨胀系数为2.4x10-6/℃，仅为压型石墨管的十分之一，消除了因线膨胀系数不同而引起的应力破坏，极大地提高了设备的综合效能。且采用二次钻孔的方式也降低了应力破坏、提高了蒸发强度。
本领域的技术人员可以明确，在不脱离本发明的总体精神以及构思的情形下，可以做出对于以上实施例的各种变型。其均落入本发明的保护范围之内。本发明的保护方案以本发明所附的权利要求书为准。
Claims (10)
1.列管式换热器浸渍石墨管加工方法，其特征在于，包括下述步骤，
备原料(100)：选择石墨原料进行配料；
一次掏孔：从原料(100)钻取棒芯(200)，原料(100)形成内芯孔(210)；
二次掏孔：在所述内芯孔(210)外且沿内芯孔(210)长度方向进行同心度钻加工，钻取管状石墨部件(300)。
2.根据权利要求1所述的列管式换热器浸渍石墨管加工方法，其特征在于，
一次掏孔：使用深孔钻进行掏孔，钻取棒芯(200)，原料(100)中形成内芯孔(210)；
二次掏孔：使用掏孔刀具在所述内芯孔(210)外,且沿内芯孔(210)长度方向进行掏孔加工，所述掏孔刀具外径大于所述深孔钻外径，取出掏空刀具中管状石墨部件(300)。
3.根据权利要求1所述的,列管式换热器浸渍石墨管加工方法，其特征在于，所述石墨原料为颗粒度为≤0.8mm的石墨材料。
4.根据权利要求3所述的,列管式换热器浸渍石墨管加工方法，其特征在于，所述石墨料为石墨方料。
5.根据权利要求1所述的,列管式换热器浸渍石墨管加工方法，其特征在于，将多根管状石墨部件(300)首尾相接,形成产品所需规格石墨管。
6.根据权利要求1所述的,列管式换热器浸渍石墨管加工方法，其特征在于，所述内芯孔(210)内径比所述管孔(310)内径小8-20mm。
7.根据权利要求1所述的,列管式换热器浸渍石墨管加工方法，其特征在于，所述内芯孔(210)为所述管状石墨部(300)中通孔。
8.根据权利要求5所述的列管式换热器浸渍石墨管加工方法，其特征在于，所述内芯孔(210)与所述管状石墨部件(300)同心。
9.根据权利要求2所述的列管式换热器浸渍石墨管加工方法，其特征在于，所述深孔钻、掏孔刀具均为中通孔钻。
10.列管式换热器浸渍石墨管，其特征在于，由权利要求1-9任一所述方法制备而得。
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