CN117346570A - 一种高吸热密度的低成本真空热管换热器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高吸热密度的低成本真空热管换热器,涉及热管换热器技术领域,包括热管组件和导热片,所述热管组件包括管壳、螺纹头、热管芯、封管头、环形槽、橡胶气囊和环形凸条,所述管壳的顶部设置有螺纹头,所述封管头的顶部从左至右依次设置有第一阀头和第二阀头,所述导热片设置于封管头的内部。该高吸热密度的低成本真空热管换热器,由于三元熔盐热容大,使得换热器可承受高热流密度,且传热热流密度大,适合进行热量传递,在后期需要清理热管芯内部时转动封管头使其与管壳分离,由此即可露出热管芯以方便将其取出加以更换或清理,由此大大降低对管壳内部的清洗难度,从而变相降低清洗成本。
Description
技术领域
本发明涉及热管换热器技术领域,具体为一种高吸热密度的低成本真空热管换热器。
背景技术
热管内受热端工质受热后将沸腾或蒸发,吸收外部热源热量,产生汽化潜热,由液体变为蒸汽,产生的蒸汽在管内一定压差的作用下,流到冷凝端,蒸汽遇冷壁面及外部冷源,凝结成液体,同时放出汽化潜热,并通过管壁传给外部冷源,冷凝液靠重力(或吸液芯)作用下回流到蒸发段再次蒸发,如此往复,实现对外部冷热两种介质的热量传递与交换;
申请号:CN201510938525.4的专利公开了 一种生产工艺简单的热管换热器,由若干热管单元或单根热管上下重叠组成,各热管单元的蒸汽管均与一平衡管连通,热管换热器中的各热管单元连通为一个封闭的管路,该热管换热器无论包含多少组热管单元,只要设一处抽真空(充工质)接口,生产工艺简化;采用本发明的技术方案,各热管单元的共处一个封闭的管路,但各热管单元独立运行传热;本热管换热器蒸发段和冷凝段同一高度布置时,可以双向传热;本热管换热器蒸发段和冷凝段可以远距离布置,蒸发段和冷凝段的相互位置可灵活布置;
类似上述申请的热管换热器仍具有下述缺陷:
现有的真空热管换热器其内部是真空状的且是一体化结构,导致在后其内部杂质多需要清洗时,由于热管一体化结构无法拆分将其内部露出,导致清洗难度大大提高,从而变相提高了清洗成本。
于是,有鉴于此,针对现有的结构及缺失予以研究改良,提出一种高吸热密度的低成本真空热管换热器。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供了一种高吸热密度的低成本真空热管换热器,解决了上述背景技术中提出的问题。
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种高吸热密度的低成本真空热管换热器,包括热管组件和导热片,所述热管组件包括管壳、螺纹头、热管芯、封管头、环形槽、橡胶气囊和环形凸条,所述管壳的顶部设置有螺纹头,且管壳的内部设置有热管芯,所述螺纹头的外壁螺纹连接有封管头,且封管头的底部与管壳顶部边缘处均开设有环形槽,所述螺纹头外壁底部套设有橡胶气囊,且橡胶气囊顶面与底面均设置有环形凸条,所述封管头的顶部从左至右依次设置有第一阀头和第二阀头,所述导热片设置于封管头的内部,且封管头的右侧设置有进水管,所述封管头的左侧设置有出水管,所述管壳内部注入有三元熔盐。
进一步的,所述第一阀头和第二阀头的底部穿过封管头而与管壳内部相连通,且封管头内部具有空腔。
进一步的,所述热管芯的顶部与封管头的内壁顶部相接触,且橡胶气囊的上、下表面分别与封管头底部、管壳顶部边缘处相贴合。
进一步的,所述橡胶气囊通过环形凸条、环形槽与封管头、管壳卡合连接,且橡胶气囊呈环形状结构。
进一步的,所述第一阀头通过管道与真空泵连接,所述第二阀头通过管道与注料机连接。
进一步的,所述管壳的外壁顶部固定有环形盒,且环形盒的内部添加有检测液。
进一步的,所述封管头的外壁底部固定有观测玻璃盖,且观测玻璃盖的内口尺寸大于环形盒的外口尺寸。
进一步的,所述第一阀头和第二阀头的底端内部均设置有封堵组件,所述封堵组件包括弹簧、连接杆和封堵片,所述弹簧的内部穿设有连接杆,且连接杆的底部固定有封堵片。
进一步的,所述封堵片的上表面与封管头内壁顶部相贴合,且封堵片的尺寸大于第一阀头、第二阀头底部的管口尺寸。
进一步的,所述连接杆贯穿封管头内壁顶部,且封堵片通过连接杆、弹簧与第一阀头、第二阀头弹性连接,而且连接杆的直径尺寸小于第一阀头、第二阀头的内径尺寸。
本发明提供了一种高吸热密度的低成本真空热管换热器,具备以下有益效果:
1.该高吸热密度的低成本真空热管换热器,三元熔盐为53%KNO3、7%NaNO3、40%NaNO2,由于三元熔盐热容大,使得换热器可承受高热流密度,且传热热流密度大,适合进行热量传递,在后期需要清理热管芯内部时转动封管头使其与管壳分离,由此即可露出热管芯以方便将其取出加以更换或清理,由此大大降低对管壳内部的清洗难度,从而变相降低清洗成本。
2.该高吸热密度的低成本真空热管换热器,通过环形凸条和环形槽于管壳和封管头连接处形成多道密封屏障,以提高螺纹连接的密封效果,以防止发生泄漏,且管壳和封管头连接处处于检测液内部,定期的人工透过观测玻璃盖观测检测液是否具有气泡产生,有气泡产生说明连接处产生泄漏,以便及时进行检修。
3.该高吸热密度的低成本真空热管换热器,通过具有弹性的封堵片可在该真空热管换热器作业时封闭第一阀头、第二阀头内部,以防止第一阀头、第二阀头与管壳内部连通,以防止产生三元熔盐蒸发进入第一阀头、第二阀头并冷凝,导致第一阀头、第二阀头内部有流体附着。
附图说明
图1为本发明一种高吸热密度的低成本真空热管换热器的管壳外观结构示意图;
图2为本发明一种高吸热密度的低成本真空热管换热器的管壳剖视结构示意图;
图3为本发明一种高吸热密度的低成本真空热管换热器的封管头剖视结构示意图;
图4为本发明一种高吸热密度的低成本真空热管换热器的图2中A处放大结构示意图;
图5为本发明一种高吸热密度的低成本真空热管换热器的第一阀头内部结构示意图。
图中:1、热管组件;101、管壳;102、螺纹头;103、热管芯;104、封管头;105、环形槽;106、橡胶气囊;107、环形凸条;2、第一阀头;3、第二阀头;4、导热片;5、进水管;6、出水管;7、环形盒;8、检测液;9、观测玻璃盖;10、封堵组件;1001、弹簧;1002、连接杆;1003、封堵片。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不能用来限制本发明的范围。
如图1-图4所示,本发明提供技术方案:一种高吸热密度的低成本真空热管换热器,包括热管组件1和导热片4,热管组件1包括管壳101、螺纹头102、热管芯103、封管头104、环形槽105、橡胶气囊106和环形凸条107,管壳101的顶部设置有螺纹头102,且管壳101的内部设置有热管芯103,螺纹头102的外壁螺纹连接有封管头104,且封管头104的底部与管壳101顶部边缘处均开设有环形槽105,螺纹头102外壁底部套设有橡胶气囊106,且橡胶气囊106顶面与底面均设置有环形凸条107,封管头104的顶部从左至右依次设置有第一阀头2和第二阀头3,导热片4设置于封管头104的内部,且封管头104的右侧设置有进水管5,封管头104的左侧设置有出水管6,管壳101内部注入有三元熔盐,第一阀头2和第二阀头3的底部穿过封管头104而与管壳101内部相连通,且封管头104内部具有空腔,热管芯103的顶部与封管头104的内壁顶部相接触,且橡胶气囊106的上、下表面分别与封管头104底部、管壳101顶部边缘处相贴合,橡胶气囊106通过环形凸条107、环形槽105与封管头104、管壳101卡合连接,且橡胶气囊106呈环形状结构,第一阀头2通过管道与真空泵连接,第二阀头3通过管道与注料机连接;
具体操作如下,管壳101底部作为受热端,封管头104部位作为冷却端,受热端与热流体接触使得管壳101内部的三元熔盐吸热蒸发进行热量传递,热量传递至管壳101顶部被导热片4传导至封管头104内部,同时进水管5于封管头104内部注入冷却液,在注满冷却液后,冷却液沿出水管6排出实现流动,冷却液流动过程中于封管头104部位吸热实现降温,使得三元熔盐温度得以下降被冷凝,冷凝后的三元熔盐通过热管芯103重回受热端,从而实现循环作业,其中三元熔盐为53%KNO3、7%NaNO3、40%NaNO2,由于三元熔盐热容大,使得换热器可承受高热流密度,且传热热流密度大,适合进行热量传递,而导热片4的设置可增加冷却水吸热时的接触面,以便提高吸热效果;
而在后期需要清理热管芯103内部时,通过打开第一阀头2使管壳101内部注入空气,再转动封管头104使其与管壳101分离,由此即可露出热管芯103以方便将其取出加以更换或清理;
而在清理后热管芯103放入管壳101内部,而管壳101与封管头104重新螺纹连接,通过打开第一阀头2使得真空泵将管壳101内部抽至真空,真空后关闭第一阀头2并打开第二阀头3,注料机将三元熔盐注入管壳101内部,随后再关闭第二阀头3,基于此该真空热管换热器的管壳101具备高密封性并方便进行拆装,以便对管壳101内部加以露出进行清理维护,由此大大降低对管壳101内部的清洗难度。
如图1-图3所示,管壳101的外壁顶部固定有环形盒7,且环形盒7的内部添加有检测液8,封管头104的外壁底部固定有观测玻璃盖9,且观测玻璃盖9的内口尺寸大于环形盒7的外口尺寸;
具体操作如下,管壳101通过螺纹头102与封管头104螺纹连接,螺纹连接后管壳101配合封管头104对橡胶气囊106加以挤压,使得橡胶气囊106内部气体被挤压挤入环形凸条107内部,使得环形凸条107尽可能的与环形槽105内部相贴实,由此通过环形凸条107和环形槽105于管壳101和封管头104连接处形成多道密封屏障,以提高螺纹连接的密封效果,以防止发生泄漏,而环形盒7包裹在橡胶气囊106的外部,即管壳101和封管头104连接处处于检测液8内部,检测液8采用纯净水即可,定期的人工透过观测玻璃盖9观测检测液8是否具有气泡产生,有气泡产生说明连接处产生泄漏,以及时进行检修,其中观测玻璃盖9用于防止外界灰尘落于检测液8中。
如图1-图3、图5所示,第一阀头2和第二阀头3的底端内部均设置有封堵组件10,封堵组件10包括弹簧1001、连接杆1002和封堵片1003,弹簧1001的内部穿设有连接杆1002,且连接杆1002的底部固定有封堵片1003,封堵片1003的上表面与封管头104内壁顶部相贴合,且封堵片1003的尺寸大于第一阀头2、第二阀头3底部的管口尺寸,连接杆1002贯穿封管头104内壁顶部,且封堵片1003通过连接杆1002、弹簧1001与第一阀头2、第二阀头3弹性连接,而且连接杆1002的直径尺寸小于第一阀头2、第二阀头3的内径尺寸;
具体操作如下,真空泵、注料机通过管道与第一阀头2和第二阀头3连接,而管道与第一阀头2和第二阀头3是插接连接的,当该真空热管换热器作业时管道拔除,而在需要拆卸清洗时则需要管道连接,在该真空热管换热器作业时,封堵片1003基于弹簧1001的弹性作用紧贴于封管头104内壁顶部,以防止第一阀头2、第二阀头3底部与管壳101内部连通,而在注气或注料时,基于注入操作产生的动力使得弹簧1001压缩而使得封堵片1003与封管头104内壁顶部产生缝隙以便空气、物料注入,而在抽气时需要先插入柔性棒以压缩弹簧1001,而管壳101内部的空气则沿柔性棒与第一阀头2内壁之间的缝隙被真空泵抽取;
由此通过具有弹性的封堵片1003可在该真空热管换热器作业时封闭第一阀头2、第二阀头3内部,以防止第一阀头2、第二阀头3与管壳101内部连通,以防止产生负面影响,如三元熔盐蒸发进入第一阀头2、第二阀头3并冷凝。
综上,如图1-图5所示,该高吸热密度的低成本真空热管换热器,使用时,首先管壳101通过螺纹头102与封管头104螺纹连接,螺纹连接后管壳101配合封管头104对橡胶气囊106加以挤压,使得橡胶气囊106内部气体被挤压挤入环形凸条107内部,使得环形凸条107尽可能的与环形槽105内部相贴实,而环形盒7包裹在橡胶气囊106的外部,即管壳101和封管头104连接处处于检测液8内部,检测液8采用纯净水即可,定期的人工透过观测玻璃盖9观测检测液8是否具有气泡产生;
管壳101底部作为受热端,封管头104部位作为冷却端,受热端与热流体接触使得管壳101内部的三元熔盐吸热蒸发进行热量传递,热量传递至管壳101顶部被导热片4传导至封管头104内部,同时进水管5于封管头104内部注入冷却液,在注满冷却液后,冷却液沿出水管6排出实现流动,冷却液流动过程中于封管头104部位吸热实现降温,使得三元熔盐温度得以下降被冷凝,冷凝后的三元熔盐通过热管芯103重回受热端,从而实现循环作业;
而在后期需要清理热管芯103内部时,通过打开第一阀头2使管壳101内部注入空气,再转动封管头104使其与管壳101分离,由此即可露出热管芯103以方便将其取出加以更换或清理;而在清理后热管芯103放入管壳101内部,而管壳101与封管头104重新螺纹连接,通过打开第一阀头2使得真空泵将管壳101内部抽至真空,真空后关闭第一阀头2并打开第二阀头3,注料机将三元熔盐注入管壳101内部,随后再关闭第二阀头3;
真空泵、注料机通过管道与第一阀头2和第二阀头3连接,而管道与第一阀头2和第二阀头3是插接连接的,当该真空热管换热器作业时管道拔除,而在需要拆卸清洗时则需要管道连接,在该真空热管换热器作业时,封堵片1003基于弹簧1001的弹性作用紧贴于封管头104内壁顶部,以防止第一阀头2、第二阀头3底部与管壳101内部连通,而在注气或注料时,基于注入操作产生的动力使得弹簧1001压缩而使得封堵片1003与封管头104内壁顶部产生缝隙以便空气、物料注入,而在抽气时需要先插入柔性棒以压缩弹簧1001,而管壳101内部的空气则沿柔性棒与第一阀头2内壁之间的缝隙被真空泵抽取。
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的,而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用,并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
Claims (10)
1.一种高吸热密度的低成本真空热管换热器,包括热管组件(1)和导热片(4),其特征在于:所述热管组件(1)包括管壳(101)、螺纹头(102)、热管芯(103)、封管头(104)、环形槽(105)、橡胶气囊(106)和环形凸条(107),所述管壳(101)的顶部设置有螺纹头(102),且管壳(101)的内部设置有热管芯(103),所述螺纹头(102)的外壁螺纹连接有封管头(104),且封管头(104)的底部与管壳(101)顶部边缘处均开设有环形槽(105),所述螺纹头(102)外壁底部套设有橡胶气囊(106),且橡胶气囊(106)顶面与底面均设置有环形凸条(107),所述封管头(104)的顶部从左至右依次设置有第一阀头(2)和第二阀头(3),所述导热片(4)设置于封管头(104)的内部,且封管头(104)的右侧设置有进水管(5),所述封管头(104)的左侧设置有出水管(6),所述管壳(101)内部注入有三元熔盐。
2.根据权利要求1所述的一种高吸热密度的低成本真空热管换热器,其特征在于:所述第一阀头(2)和第二阀头(3)的底部穿过封管头(104)而与管壳(101)内部相连通,且封管头(104)内部具有空腔。
3.根据权利要求1所述的一种高吸热密度的低成本真空热管换热器,其特征在于:所述热管芯(103)的顶部与封管头(104)的内壁顶部相接触,且橡胶气囊(106)的上、下表面分别与封管头(104)底部、管壳(101)顶部边缘处相贴合。
4.根据权利要求1所述的一种高吸热密度的低成本真空热管换热器,其特征在于:所述橡胶气囊(106)通过环形凸条(107)、环形槽(105)与封管头(104)、管壳(101)卡合连接,且橡胶气囊(106)呈环形状结构。
5.根据权利要求1所述的一种高吸热密度的低成本真空热管换热器,其特征在于:所述第一阀头(2)通过管道与真空泵连接,所述第二阀头(3)通过管道与注料机连接。
6.根据权利要求1所述的一种高吸热密度的低成本真空热管换热器,其特征在于:所述管壳(101)的外壁顶部固定有环形盒(7),且环形盒(7)的内部添加有检测液(8)。
7.根据权利要求6所述的一种高吸热密度的低成本真空热管换热器,其特征在于:所述封管头(104)的外壁底部固定有观测玻璃盖(9),且观测玻璃盖(9)的内口尺寸大于环形盒(7)的外口尺寸。
8.根据权利要求1所述的一种高吸热密度的低成本真空热管换热器,其特征在于:所述第一阀头(2)和第二阀头(3)的底端内部均设置有封堵组件(10),所述封堵组件(10)包括弹簧(1001)、连接杆(1002)和封堵片(1003),所述弹簧(1001)的内部穿设有连接杆(1002),且连接杆(1002)的底部固定有封堵片(1003)。
9.根据权利要求8所述的一种高吸热密度的低成本真空热管换热器,其特征在于:所述封堵片(1003)的上表面与封管头(104)内壁顶部相贴合,且封堵片(1003)的尺寸大于第一阀头(2)、第二阀头(3)底部的管口尺寸。
10.根据权利要求8所述的一种高吸热密度的低成本真空热管换热器,其特征在于:所述连接杆(1002)贯穿封管头(104)内壁顶部,且封堵片(1003)通过连接杆(1002)、弹簧(1001)与第一阀头(2)、第二阀头(3)弹性连接,而且连接杆(1002)的直径尺寸小于第一阀头(2)、第二阀头(3)的内径尺寸。
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