CN212165582U - 防爆均热锅 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种防爆均热锅包括内锅体，工质，外锅体，吸液芯，低熔点合金。低熔点合金和内锅体上的导气孔固定为一体，外锅体、内锅体和吸液芯结合构造固定为一体化锅体，一体化锅体的耐低压和抗高压得到加强，工质在空腔中的真空或负压下进行液气相变的导热传热，工质传热速度快。高压工质蒸汽的温度传热在导气孔内的固体低熔点合金上，导气孔内的固体低熔点合金就融化为液体低熔点合金，高压的气体穿过融化了液体低熔点合金的导气孔泄漏出去，高压工质蒸汽顺着导气孔在内锅体的锅内泄压喷气，避免了人员的灼伤伤害。空腔内的压力得到安全排放，避免均热锅的锅体膨胀或爆炸。

Description

防爆均热锅

技术领域

本实用新型涉及的是一种锅，具体是一种防爆均热锅。

背景技术

热管技术应用于锅的制造是一个成熟技术，热管锅也是一个锅型式热管。利用工质的相变热传导制作的热管锅，在热管锅的内锅体和外锅体之间设置的空腔内部注入工质，热管锅的外锅体为蒸发段（加热段），内锅体为冷凝段（散热段）。当热管锅的外锅体蒸发段受到液化气或电磁炉或碳火等热源加热时，在空腔中吸液芯内的工质即沸腾蒸发，工质蒸汽以携带大量潜热的形式，在空腔内部以传热热阻接近于零的状态下传至内锅体冷凝段上, 工质蒸汽在合凝段受到冷却后，散放出工质蒸汽的潜热，凝结为工质，然后工质在吸液芯毛细力或重力的作用下，又回到外锅体蒸发段上，这样就完成了闭合循环，将热量从外锅体的加热段传到内锅体的散热段。

现在市场上的热管式均热锅存在以下问题：1、当锅内的水烧干后，随着时间的推移, 内锅体内缺少水的导热散热，内锅体冷凝段的散热效果便会越来越差，甚至内锅体基本上没有散热效果。如果只有加热段而无散热段时的热管锅便成了一只密闭的承压容器，随着加热温度的持续升高，密闭空腔内的压强也逐渐升高，空腔内部工质温度也升高，当空腔内产生的压强超过了外锅体和内锅体所能承受的压强极限时，热管锅便会失效而爆破。2、有的热管锅上安装有安全阀，其加工制作复杂，生产成本高，凸出的安全阀影响锅的美观。3、安全阀长时间未用会失效。4、安全阀泄气时的高压工质气流是没有方向的泄射，易造成人员的灼烧伤害。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现在市场上的锅存在的不足，提供了一种防爆均热锅。

为了到达上述目的，本实用新型通过下述技术方案实现的：一种防爆均热锅包括内锅体，工质，外锅体，吸液芯，低熔点合金。

所述的内锅体和外锅体的制作材料是金属板，外锅体和所述内锅体的规格相对应匹配。

所述的内锅体上有导气孔，导气孔的孔径是0.5～3mm。导气孔的数量是2～3个。安装2～3个导气孔符合安全阀的安装数量是最少2个安全阀的规定，避免个别安全阀出现故障，影响安全。

所述的导气孔是平孔，或者是热熔孔。平孔是通过冲压或切割加工成孔的，或者是普通钻头钻成孔的。热熔孔是通过热熔钻加工工艺制作成的有热熔锥口的热熔孔。

所述的低熔点合金固定在内锅体上的导气孔内，低熔点合金和导气孔固定为一体。将低熔点合金通过加热设备在内锅体的外面的导气孔上进行堆焊，内锅体内面的导气孔里的低熔点合金的表面和内锅体的锅体内面是一个平面。融化后的低熔点合金堆满在导气孔内外，冷却后的固体状的低熔点合金和导气孔固定结合为一体。

所述的低熔点合金是安全阀，低熔点合金起到本申请防爆均热锅的安全阀作用。低熔点合金“安全阀”制作成本低，安装方便，低熔点合金的金属稳定性可以达到长期耐用的效果。

所述的低熔点合金是熔点在300℃以下的金属及其合金，通常由Bi、Sn、Pb、In等低熔点金属元素组成。

所述的低熔点合金的熔点温度比设定的所需工质的饱和蒸汽温度高20～80℃。根据防爆均热锅的用途场景，不同种类的防爆均热锅所需工质传热温度是不同的，根据设定工质的饱和蒸汽的温度选择对应的熔点温度的低熔点合金。

为了提高低熔点合金和导气孔的固定结合牢固度，增大低熔点合金和导气孔的固定接触面积，根据锅体薄厚和导气孔的孔径大小选择不同的加工设备来制作加工导气孔。

热熔钻工艺是在金属板上一次加工出孔和锥口的无屑加工技术，热熔钻加工工艺是一个成熟加工技术。

在内锅体上制作导气孔的热熔孔时，其制作热熔孔的加工步骤如下：

1、启动热熔钻设备上的电机，电机带动热熔钻旋转工作，热熔钻在内锅体的内部向内锅体的外面钻。

2、当热熔钻和内锅体的金属板接触时，高的转速（1000～3500）和适当的轴向推力（进给力）使热熔钻头和内锅体的金属板之间发生剧烈摩擦，瞬间达到摄氏650°～750°的温度。

3、通过热熔钻头的旋转和下压，被挤压的那部分金属沿着圆孔朝上下延伸，在内锅体的上挤压出热熔孔，在内锅体的内表面挤压出的是平面，在内锅体的外表面挤压出的是热熔锥口，热熔锥口是锥状的，热熔锥口凸突出在内锅体的外表面上。

4、导气孔的热熔孔的孔长度是初始内锅体厚度的3～4倍，热熔孔和内锅体是一体的，热熔孔的锥状热熔锥口的厚壁层提高了低熔点合金和导气孔接触面积，增强了低熔点合金和导气孔的结合牢固度。

5、导气孔的热熔孔有引导约束高压工质蒸汽流向的作用，高压工质蒸汽顺着导气孔向着内锅体的锅内进行喷气泄压，高压工质蒸汽泄漏喷射在锅内，避免了人员的灼伤伤害。

所述的吸液芯是金属丝网，或者是泡沫金属。

所述的吸液芯的厚度是1～8mm。根据实际的外锅体的内表面大小，选择所需大小合适的吸液芯，吸液芯的大小面积根据外锅体的内表面大小和形状所需进行裁剪或模具冲压。

所述的金属丝网是由金属丝编制加工的，金属丝的直径是0.1～1mm。泡沫金属是泡沫铝，或者是泡沫铜，或者是其他泡沫金属。

所述的内锅体，外锅体和吸液芯组合固定为一体化锅体；吸液芯通过焊接或烧结固定在内锅体和外锅体之间，吸液芯固定在外锅体的内表面上，内锅体的外表面固定在吸液芯上。

有了吸液芯固定支撑的内锅体和外锅体的一体化锅体具有耐低压和抗高压的性能。内锅体和外锅体的材料厚度可以降低10～25%，内锅体和外锅体具有重量轻和易于加工等优点。热源给外锅体底板加热时，一体化锅体的外锅体受热后不会鼓胀变形。

所述的外锅体和内锅体之间有空腔。外锅体和内锅体之间的吸液芯的孔隙组成了一个上下透气的空腔。

所述的工质在外锅体和内锅体之间的空腔中，装了工质后的空腔内部是真空或负压状态。

所述的工质是水，或者是复合工质，或者是其他合适的工质。防爆均热锅根据不同的应用场景及所需的温度选择适用的工质。根据外锅体和内锅体之间空腔的容积计算工质的容量，工质的体积占空腔的容积的0.2％～5％。

本实用新型防爆均热锅的工质的闭合循环传热过程：

本申请的外锅体为蒸发段（加热段），内锅体为冷凝段（散热段）；工质在空腔中的真空或负压下进行液气相变的导热传热，将热量从外锅体的加热段传到内锅体的散热段。

外锅体蒸发段受到热源加热时，空腔内的工质即沸腾蒸发，工质蒸汽以携带大量潜热的形式传至内锅体冷凝段上, 工质蒸汽在合凝段受到冷却后，散放出工质蒸汽的潜热，凝结为工质，然后工质在吸液芯毛细力或重力的作用下，又回到外锅体蒸发段上，这样就完成了闭合循环。

本实用新型防爆均热锅的制作方法，包括以下步骤：

步骤一、将低熔点合金装在内锅体上的导气孔内，低熔点合金和内锅体上的导气孔固定为一体。

步骤二、外锅体，内锅体和吸液芯组合固定为一体化锅体：吸液芯固定在外锅体上。通过固定焊接或烧结技术，将吸液芯固定在外锅体的内表面上，外锅体和吸液芯固定连接为一体。内锅体放入在外锅体的腔体中，内锅体的外面贴在外锅体上的吸液芯上。通过焊接或烧结技术，将内锅体固定在吸液芯上。外锅体的上边沿与内锅体的上边沿对齐后，在外锅体和内锅体的上边沿之间预先安装有用于抽真空注工质的排气管，排气管的一端和外锅体和内锅体之间的空腔是相通的，另一端延伸出锅沿的上沿。注：排气管在本申请说明书附图中没有显示。外锅体和内锅体的上边沿贴合压成锅沿：通过旋压设备将外锅体和内锅体的上边沿压制贴合在一起后，通过焊接固定连接为一体锅沿，锅沿的上沿通过焊接密封。

步骤三、有工质的空腔内部是真空或负压状态：锅沿上沿焊接后的外锅体和内锅体之间的吸液芯的孔隙形成一个密封空腔，空腔的内部是上下相互通气的。工质通过排气管注入抽了真空的空腔中，通过焊接方式将排气管进行封堵，排气管封堵后的灌注有工质的空腔内部是真空或负压状态。

步骤四、外锅体和内锅体的面处理：外锅体和内锅体进行清洗、抛光、面处理。

步骤五、产品装配：外锅体上装配如把手等其他配件，检验合格后的锅的成品进行包装，完成生产。

本申请的防爆均热锅的优点如下：

一、热源传导在外锅体上的热能通过吸液芯和工质传导在内锅体上，工质在空腔中的真空或负压下进行液气相变的导热传热，工质导热传热速度快，内锅体上各部分的温度相差小，不会造成内锅体上局部的过热损坏。防爆均热锅具备扩展热阻低，均匀的热通量，热量快速扩散，重量轻等优点。

二、外锅体，内锅体和吸液芯组合固定为一体化锅体，一体化锅体的耐低压和抗高压得到加强，内锅体和外锅体的厚度可以降低，具有重量轻和易于加工等优点。

三、低熔点合金是本申请防爆均热锅的安全阀。当锅内的水烧干后,随着时间的推移, 内锅体内缺少水的散热，内锅体基本上没有散热效果。随着外锅体的加热温度的持续升高，密闭的空腔内的压强也逐渐升高，空腔内部工质的饱和蒸汽温度升高20～80℃时，空腔内工质蒸汽携带的20～80℃的高温热量传热在导气孔内的固体低熔点合金上，导气孔内的固体低熔点合金就融化为液体低熔点合金，高压工质蒸汽穿过融化了低熔点合金的导气孔泄漏出去，空腔内的压力得到安全排放，避免均热锅的锅体膨胀或爆炸。

四、高压工质蒸汽顺着导气孔向着内锅体的锅内进行喷气泄压，高压工质蒸汽泄漏喷射在锅内，避免了人员的灼伤伤害。

五、停止加热后，外锅体和内锅体之间的空腔起到对锅内的食物进行保温作用。

本实用新型与现有的锅比有如下有益效果：防爆均热锅包括内锅体，工质，外锅体，吸液芯，低熔点合金。低熔点合金和内锅体上的导气孔固定为一体，外锅体、内锅体和吸液芯结合构造固定为一体化锅体，一体化锅体的耐低压和抗高压得到加强，工质在空腔中的真空或负压下进行液气相变的导热传热，工质传热速度快，热量快速扩散。高压工质蒸汽的温度传热在导气孔内的固体低熔点合金上，导气孔内的固体低熔点合金就融化为液体低熔点合金，高压的气体穿过融化了液体低熔点合金的导气孔泄漏出去，高压工质蒸汽顺着导气孔在内锅体的锅内泄压喷气，避免了人员的灼伤伤害。空腔内的压力得到安全排放，避免均热锅的锅体膨胀或爆炸；

附图说明：

图1、为本实用新型防爆均热锅的结构示意图；

图2、为本实用新型防爆均热锅的内锅体上的导气孔和低熔点合金的结构示意图。

图中：1、内锅体，2、外锅体，3、吸液芯，4、工质，5、导气孔，6、锅沿，7、空腔，8、低熔点合金，9、热熔孔。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明。

实施例：

如图1，图2所示的一种防爆均热锅包括内锅体1，工质4，外锅体2，吸液芯3，低熔点合金8。

所述的内锅体1上有导气孔5，导气孔5的孔径是1mm；导气孔5的数量是2个。

所述的导气孔5是热熔孔9；热熔孔9是通过热熔钻加工工艺制作成的有热熔锥口的热熔孔9。

所述的低熔点合金8固定在内锅体1上的导气孔5内，低熔点合金8和导气孔5固定为一体。

将低熔点合金8通过加热设备在内锅体1的外面的导气孔5上进行堆焊，内锅体1内面的导气孔5里的低熔点合金8的表面和内锅体1的锅体内面是一个平面。融化后的低熔点合金8堆满在导气孔5内外，冷却后的固体状的低熔点合金8和导气孔5固定结合为一体。

在内锅体1上制作导气孔5的热熔孔9时，其制作热熔孔9的加工步骤如下：

1、启动热熔钻设备上的电机，电机带动热熔钻旋转工作，热熔钻在内锅体1的内部向内锅体1的外面钻。

2、当热熔钻和内锅体1的金属板接触时，高的转速（1000～3500）和适当的轴向推力（进给力）使热熔钻头和内锅体1的金属板之间发生剧烈摩擦，瞬间达到摄氏650°～750°的温度。

3、通过热熔钻头的旋转和下压，被挤压的那部分金属沿着圆孔朝上下延伸，在内锅体1的上挤压出热熔孔9，在内锅体1的内表面挤压出的是平面，在内锅体1的外表面挤压出的是热熔锥口，热熔锥口是锥状的，热熔锥口凸突出在内锅体1的外表面上。

4、热熔孔9的孔长度是初始内锅体1厚度的3～4倍，热熔孔9和内锅体1是一体的，热熔孔9的锥状热熔锥口的厚壁层提高了低熔点合金8和导气孔5接触面积，增强了低熔点合金8和导气孔5的结合牢固度。

5、导气孔5的热熔孔9有引导约束高压工质4蒸汽流向的作用，高压工质4蒸汽顺着导气孔5向着内锅体1的锅内进行喷气泄压，高压工质4蒸汽泄漏喷射在锅内，避免了人员的灼伤伤害。

所述的吸液芯3的厚度是2mm，吸液芯3的大小面积根据外锅体2的内表面大小和形状所需进行裁剪。

所述的吸液芯3是金属丝网。金属丝网是由金属丝编制加工的，金属丝的直径是0.5mm。

吸液芯3通过固定焊接固定在内锅体1和外锅体2之间，内锅体1，外锅体2和吸液芯3组合固定为一体化锅体。吸液芯3固定在外锅体2的内表面上，内锅体1的外表面固定在吸液芯3上。

所述的外锅体2和内锅体1之间的吸液芯3的孔隙组成了一个上下透气的空腔7。

所述的工质4在外锅体2和内锅体1之间的空腔7中，装了工质4后的空腔7内部是真空或负压状态。

所述的工质4是水。根据《饱和水蒸气压力温度密度表》中：水的饱和蒸汽压力0.3614Mpa时的蒸汽温度是140℃，饱和蒸汽压力0.6181Mpa时的蒸汽温度是160℃；饱和蒸汽压力0.8114Mpa时的蒸汽温度是171℃。

所述的低熔点合金8的熔点温度是160℃。

设计的防爆均热锅的抗压上限为压力0.8114Mpa时，本申请设定水的饱和蒸汽压力0.3614Mpa的蒸汽温度140℃时，选择熔点温度是160℃的低熔点合金8。低熔点合金8的熔点温度比设定的所需工质4的饱和蒸汽温度高20℃。

本实用新型防爆均热锅的工质4的闭合循环传热过程：

本申请的外锅体2为蒸发段（加热段），内锅体1为冷凝段（散热段）；工质4在空腔7中的真空或负压下进行液气相变的导热传热，将热量从外锅体2的加热段传到内锅体1的散热段。

当锅内的水烧干后，随着外锅体2的加热温度的持续升高，密闭的空腔7内的压强由0.3614Mpa也逐渐升高至0.6181Mpa，空腔7内部工质4的饱和蒸汽温度140℃进一步升高了20℃时，空腔7内工质4蒸汽携带的160℃高温热量传热在导气孔5内的熔点是160℃的固体低熔点合金8上，导气孔5内的熔点是160℃的固体低熔点合金8就融化为液体低熔点合金8，高压工质4蒸汽穿过融化了低熔点合金8的导气孔5泄漏出去，空腔7内的压力得到安全排放，避免均热锅的锅体膨胀或爆炸。

本实用新型防爆均热锅的制作方法，包括以下步骤：

步骤一、将低熔点合金8装在内锅体1上的导气孔5内，低熔点合金8和内锅体1上的导气孔5固定为一体。

步骤二、外锅体2，内锅体1和吸液芯3组合固定为一体化锅体：吸液芯3固定在外锅体2的内表面上，内锅体1放入在外锅体2的腔体中，内锅体1固定在吸液芯3上。外锅体2和内锅体1的上边沿贴合压成锅沿6，锅沿6的上沿通过焊接密封。

步骤三、有工质4的空腔7内部是真空或负压状态：锅沿6上沿焊接后的外锅体2和内锅体1之间的吸液芯3的孔隙形成一个密封空腔7。工质4通过排气管注入抽了真空的空腔7中，通过焊接方式将排气管进行封堵，排气管封堵后的灌注有工质4的空腔7内部是真空或负压状态。

步骤四、外锅体2和内锅体1的面处理：外锅体2和内锅体1进行清洗、抛光、面处理。

步骤五、产品装配：外锅体2上装配如把手等其他配件，检验合格后的锅的成品进行包装，完成生产。

以上实施例只是用于帮助理解本实用新型的制作方法及其核心思想，具体实施不局限于上述具体的实施方式，本领域的技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所做出的变化，均落在本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种防爆均热锅，包括内锅体（1），外锅体（2），吸液芯（3），工质（4），低熔点合金（8）；其特征在于：低熔点合金（8）固定在内锅体（1）上的导气孔（5）内，低熔点合金（8）和导气孔（5）固定为一体；

所述的低熔点合金（8）的熔点温度比设定的所需工质（4）的饱和蒸汽温度高20～80℃；

所述的吸液芯（3）通过焊接或烧结固定在内锅体（1）和外锅体（2）之间；内锅体（1），外锅体（2）和吸液芯（3）组合固定为一体化锅体；外锅体（2）和内锅体（1）的上边沿贴合压成锅沿（6），锅沿（6）的上沿通过焊接密封；外锅体（2）和内锅体（1）之间的吸液芯（3）的孔隙组成了一个上下透气的空腔（7）；

所述的工质（4）在外锅体（2）和内锅体（1）之间的空腔（7）中，装了工质（4）后的空腔（7）内部是真空或负压状态。

2.根据权利要求1所述的一种防爆均热锅，其特征在于：导气孔（5）的孔径是0.5～3mm。

3.根据权利要求1所述的一种防爆均热锅，其特征在于：导气孔（5）的数量是2～3个。

4.根据权利要求1所述的一种防爆均热锅，其特征在于：导气孔（5）是平孔，或者是热熔孔（9）。

5.根据权利要求1所述的一种防爆均热锅，其特征在于：吸液芯（3）是金属丝网，或者是泡沫金属。

6.根据权利要求1所述的一种防爆均热锅，其特征在于：低熔点合金（8）是熔点在300℃以下的金属及其合金。

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