CN2215713Y - 石墨热管换热器 - Google Patents

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    • F28D15/00Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
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Abstract

本实用新型公开了一种石墨热管换热器,其采用 了不同于现有技术的设计:有筒形外壳,外壳中部装 有管板,管板上装有一组石墨热管,石墨热管的蒸发 段位于外壳下部的热流体腔中,石墨热管的冷凝段位 于外壳上部的冷流体腔中。优点,密封面小,提高了 密封的可靠性,也提高了承压的可能性,使用寿命长, 使用温度高,结构简单,制造方便,耐腐蚀性能好,用 途广泛。

Description

本实用新型涉及通用热交换或传热设备,是一种以选用特定材料为特征的热交换设备的结构,具体地说,是一种碳的、如石墨的热交换设备。
石墨列管换热器是世界上最早使用的石墨设备之一,以其结构简单、紧凑、流动阻力小,传热效率也较高、抗结晶能力强等优点而得到了广泛的应用。但是,石墨列管换热器的耐压、耐温性能较差,许用温度低于130℃,许用压力小于0.3MPa。而且不能用于强冲击、高振动的场合。特别是用于作加热的条件下,可靠性更低。在实际使用中,比较容易出现各种损坏情况:如换热管断裂、换热管与管板之胶结脱胶、管板开断等。
热管是一种具有高导热性能的传热元件、热管设备正越来越广泛地应用于各个工业领域中,目前工业上普通使用的较为成熟的是碳钢——水热管。主要缺点是不能用于腐蚀性的介质中。
本实用新型的目的是提供一种耐腐蚀、结构简单、制造方便、使用寿命长的石墨热管换热器。
本实用新型的技术解决方案是:一种石墨热管换热器,采用了完全不同于现有技术的设计:有筒形外壳,外壳中间装有管板,管板上装有一组石墨热管,石墨热管的蒸发段位于外壳下部的热流体腔中,石墨热管的冷凝段位于外壳上部的冷流体腔中。
本实用新型中所述的外壳上、下部腔体中分别装有二个或二个以上的拆流板。当然,也可以采用其他合适结构。
本实用新型中所述的石墨热管为空心石墨管,空心石墨管端头装有石墨塞,石墨塞与空心石墨管间有石墨粘合层,空心石墨管穿装在前述管板中,空心石墨管中装有工作液体。当然,也可以采用其他合适的石墨热管结构形式。
本实用新型中所述的石墨热管的上端卡装在外壳内顶部。当然,也可以采用其他有利定位且保证热管两端自由的结构。
本实用新型中所述的一组石墨热管的冷凝段、蒸发段分别与壳体中间的管板固定联接为一体,并经管板中的连通腔连通,各石墨热管的冷凝段、蒸发段分别为空心石墨管,其端头依靠石墨粘合层装有石墨塞,作为冷凝段的空心石墨管中装有工作液体。当然,也可以采用其他合适的具体结构形式。
本实用新型的优点是:结构简单、制造方便、特别适用于制造大型设备,在冷、热流体之间绝对不能混合时使用特别可靠、并且,只要将筒体两内壁进行防腐处理,就可以方便的制成双向耐腐蚀的设备。其密封面少,全部为静密封,密封圈的选择范围广,大大提高了密封的可靠性。石墨管承受的流体压力为外压,从材料的性能来考虑,也提高了承压能力。石墨热管换热器的使用温度一般情况下可达170℃,并消除了热膨胀对管子的影响,而且加工容易,无渗漏。石墨热管两端自由,不受热应力的影响,管板和筒体也不易损坏,而且,由于热管为两端密封,既使有个别管子损坏,一般情况下也不影响正常使用,维修次数少,使用方便、寿命长。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明:
图1为本实用新型中的一种石墨热管换热器的结构示意图。
图2为本实用新型中的另一种石墨热管换热器的结构示意图。
图1描述了本实用新型的一个实施例。该例中,包括一个碳钢筒体9(或其他合适材料),如果冷流体或热流体中有腐蚀性介质,内筒体可进行腐蚀处理,根据不同的使用条件,可采用不同的材料,如碳钢筒体内衬胶、衬四氟、或用浸渍石墨、不锈钢等防腐材料制作筒体。在筒体9的中部装有管板5,管板5将筒体9分成上、下两部分,一组石墨热管4穿装固定在管板5中,管板5与石墨热管4间可采用胶结形式,也可采用浇注管板的形式。石墨热管4采用酚醛石墨(或呋喃石墨)压型管制作,其管口两端内壁涂有酚醛石墨胶泥,以装入经酚醛树脂浸渍过的石墨塞10、11,石墨塞10、11也同样糊有酚醛石墨胶泥。当然实际使用时,石墨塞10中心先钻有一直径略大的肓孔,再在肓孔中钻一细小直径的孔,以供灌入工作液体和抽真空用,最后再在孔中依次填入橡胶封块和石墨封块。管板5上部的筒体内的冷流体腔12,管板5下部的筒体内为热流体腔13。石墨热管4的上端卡装在筒体顶端1的凹槽14中。从而使石墨热管4只有中间一个固定点、两端自由,且依靠凹槽14、及筒体9内的拆流板3等进行定位。石墨热管4内装有工作液体,工作液体可采用水、酒精、甲苯等。其工作原理是:因热流体在石墨热管4下部加热,使热管内的工作液体受热蒸发到达管子的上部,由于冷流体的作用,工作液体在热管4的上部放热冷凝成液体,并靠重力回流到热管4的下部,如此反复循环,完成热量的交换。图中还包括阀门2、、6、7、8等。
图2描述了本实用新型的另一个实施例。该例同样也有一个筒体9,筒体9中部有一个中间为一个连通腔31的管板30,在管板30上侧固定连接有一组石墨热管冷凝段26、管板30下侧则对应固定连接有一组石墨热管蒸发段32,冷凝段26和蒸发段32联合构成完整的分离式石墨热管,在蒸发段32中装有工作液体。各蒸发段32均通过腔31与各冷凝段26连通。石墨热管的冷凝段26、蒸发段32端头均装有石墨塞。其结构原理基本同于前例。在筒体9内也装有拆流板3。筒体上装有阀门21、22、23、24等。该实施例中的石墨热管由于采用分离式结构,更不易损坏,传热效率更高。

Claims (5)

1、一种石墨热管换热器,其特征在于:有筒形外壳,外壳中间装有管板,管板上装有一组石墨热管,石墨热管的蒸发段位于外壳下部的热流体腔中,石墨热管的冷凝段位于外壳上部的冷流体腔中。
2、根据权利要求1所述的石墨热管换热器,其特征在于:所述外壳上、下部腔体中分别装有二个或二个以上的拆流板。
3、根据权利要求1或2所述的石墨热管换热器,其特征在于:所述石墨热管为空心石墨管,空心石墨管端头装有石墨塞,石墨塞与空心石墨管间有石墨粘合层,空心石墨管穿装在前述管板中,空心石墨管中装有工作液体。
4、根据权利要求3所述的石墨热管换热器,其特征在于:所述石墨热管的上端卡装在外壳内顶部。
5、根据权利要求1或2所述的石墨热管换热器,其特征在于:所述一组石墨热管的冷凝段、蒸发段分别与壳体中间的管板固定联接为一体,并经管板中的连通腔连通,各石墨热管的冷凝段、蒸发段分别为空心石墨管,其端头依靠石墨粘合层装有石墨塞,作为冷凝段的空心石墨管中装有工作液体。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100354583C (zh) * 2005-10-25 2007-12-12 周立超 双吸收式制冷工艺
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CN103335457A (zh) * 2013-05-09 2013-10-02 陈伟民 空气源热泵超导冷凝器和蒸发器
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CN108562182A (zh) * 2018-04-01 2018-09-21 刘康 一种均温式热管散热器及制造方法

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