石墨換熱器管板成型及其與管的連接方法
2023-05-01 05:44:41 2
專利名稱：石墨換熱器管板成型及其與管的連接方法
技術領域：
本發明涉及的是在化工，製藥、農藥，有色金屬冶煉等行業中使用的腐蝕性介質熱交換時，熱交換器用以隔離腐蝕性介質的另件的製作成型及連接方法。
目前工業生產中應用的列管式石墨換熱器，其中的石墨管及固定石墨管的管板及其粘接劑不是同一種村料。管板材料為冶金用的電爐石墨電板，石墨管及其粘接劑為石墨粉及酚醛樹脂。這三種材料熱膨脹係數不同，並且相差較大，因而應用在換熱器中，使換熱器的使用溫度受到很大限制，許用溫度只能保持在120℃。溫度過高由於三種材料膨脹的差別會產生相應的溫差應力，至使粘接開裂，腐蝕性介質洩漏。石墨管板是採用電極材料製成，質地粗糙，強度差，所以管板必須保證足夠的厚度，管板越厚，沿管板厚度方向的溫度差就越大，由於溫度所產生的應力大，其破壞應力也就越大。實質是為了增加強度，而增大管板的厚度，使用中其破壞應力大，強度反而降低，所起的作用恰恰相反。因使用這三種材料組成的現有石墨換熱器內腔另件，限制了熱交換時溫度的提高和壓力的提高。成為提高這種換熱器使用性能的致命點。
本發明的目的是針對石墨列管式換熱器的現狀，消除因管板，管及其粘接劑三種材料不同的熱膨脹係數而造成的換熱器使用中的缺陷。從而提高換熱器的使用溫度和壓力。
本發明通過下面的技術方案實現了發明目的首先使換熱器中的管板，石墨管二另件使用相同的材料成型，去除粘接劑，應用管板材料本身低溫下的可塑性，將其兩件熱壓合在一起。在這個構思下應用石墨粉和酚醛樹脂做成這兩個另件。石墨粉佔總重的配比為72～80%，酚醛樹脂的配比為20～28%，其粒度為兩相鄰的篩目之間的顆粒。這兩種材料混合，加溫、壓合、固化。其強度決定組成材料內部質地的均勻。粒度的大小不是決定因素。例如，60目的粒度包括小於60目篩網的顆粒，其中肯定有80目的100目的120目的以及更小的等等。其顆粒大小不一，相差很大。如再用相鄰的篩80目篩過，只需要大於80目的顆粒。60目篩下的，80目篩上的。那麼粒度就是小於60目、大於80目，其差異就小的多了。石墨粉的顆粒均勻。正如鑄造生鐵內部晶粒均勻一樣，其強度提高。
60目至80目之間石墨粉76～80％酚醛樹脂20～24％80目至100目之間 石墨粉74～78％酚醛樹脂22～26％100目至120目之間石墨粉72～76％酚醛樹脂24～28％
按照不同原料的配比將石墨粉及酚醛樹脂，放入混合機內加熱至(60～85)℃最佳溫度為(70～80)℃，混合45～60分鐘後，保溫，在壓力機上用模具壓製成型，成型壓力為6～8MPAa/cm2至此要分敘如下，先述敘石墨管，進行中溫處理。溫度在(180～300)℃在180℃以下的溫度時，酚醛樹脂性能穩定，此段升溫速度快不會影響管的質量，180℃以上溫度，升溫速度每小時控制在6-8℃以內，逐漸放慢至300℃時，保持此溫度達8～12個小時。然後冷卻至80℃以下方可出爐。就固化了。管板的材料也是上述的配方與配比，在壓力機上壓製成型時，其溫度保持在(60～85)℃溫度時，最佳(70～80)℃，此時管板初型保持著良好的可塑性，管板此形狀似一個很大的蜂窩煤，這時將已經中溫處理過的固化了的石墨管，分別插入蜂窩煤狀的管板中的孔中，此時管板放在可連接石墨管的模具中，加壓聯接，壓力在7～15MPa/cm2至此管板與石墨管聯在一起，然後進行中溫處理。實質上是管板進行了一次中溫處理，石墨管進行了二次中溫處理。
本發明的管板成型及與石墨管的連接方法，其材料配比基本一致，加工方法也基本相似，利用加熱、壓力結合，除掉粘接劑。經中溫處理後，固化成型，其管板與石墨管的熱膨脹係數也基本一致。
圖示是本發明應用於生產的一個實施例。
圖面說明1、固定管板，2、浮動管板，3、密封圈。
本發明的石墨管板與石墨管應用於列管式石墨熱換器，腐蝕性介質，如硫酸，鹽酸，燒鹼等由上部的例錐狀入口進入，經管下落，在管之間通入蒸氣，加熱介質，或通入，冷卻介質。管板(1)為園柱形，類似蜂窩煤，上部為石墨封頭帶有例錐狀的入口。換熱器的下部是浮動的管板(2)，在與外殼密封處採用密封圈(3)，解決石墨管束與外殼膨脹不一致的問題。本發明應用於換熱器，使用溫度為-30℃～240℃管程壓力0.6～1.0MPa。其管板與管的連接強度為24.7MPa/cm2，比現有技術提高2倍。管板厚度比現有電極石墨管板節省2/3的材料。
權利要求
1.石墨換熱器，它的主要另件是石墨管，固定石墨管的石墨電極制的管板及其它們之間的酚醛樹脂粘接劑，這種石墨換熱器管板成型及其與管的連接方式，其特徵在於換熱器中的管板，石墨管使用相同的材料成型，去除粘接劑，應用管板材料低溫下本身的可塑性，將其兩件熱壓合在一起。
2.按照權利要求1所述的石墨熱換熱器管板成型及其與管的連接方式，其特徵在於所說的使用相同的材料成型為石墨粉和酚醛樹脂，其配比為(72～80)%石墨粉，(20～28)%酚醛樹脂，其粒度為兩相鄰篩目之間的顆粒。
3.按照權利要求1所述的石墨換熱器管板成型及其與管的連接方法，其特徵在於所說管板成型及其與管熱壓合，是按所說的原料配比放入混合機內加熱至(60～85)℃，最佳溫度為(70～80)℃，混合45～60分鐘，保持溫度，在壓力機上用模具壓製成型，成型壓力為6～8MPa/cm2，保持相同的溫度將已經用同樣材料和工藝固化好的石墨管插入管板的蜂窩孔內，放在可連接石墨管的模具中加壓聯接，壓力在7～15MPa/cm2，聯在一起，然後進行中溫處理，溫為(180～300)℃，180℃以上溫度，升溫速度每小時控制在(6～8)℃以下，逐漸放慢至300℃時保持此溫度8～12小時，冷卻至80℃以下出爐，自然冷卻。
全文摘要
本發明是在化工、製藥、農藥、有色金屬冶煉等專業中使用的腐蝕性介質熱交換時，熱交換器以用隔離腐蝕性介質的零件的製作成型及連接方法。本發明將現有技術的石墨管及固定石墨管的管板採用相同的材料及工藝壓力成型，去除粘接劑，應用管板材料低溫下本身的可塑性，將管板與管熱壓合在一起。
文檔編號F28D7/00GK1073258SQ9211394
公開日1993年6月16日 申請日期1992年12月6日 優先權日1992年12月6日
發明者歷付江 申請人:歷付江