[發明專利]耐腐蝕復合熱交換器及其制作方法

無效

• 申請號: 200910058063.1
• 申請日: 2009-01-08
• 公開（公告）號: CN101493298A
• 公開（公告）日: 2009-07-29
• 發明（設計）人: 魏曉偉;曾明;魏稔峻
• 申請（專利權）人: 西華大學
• 主分類號: F28F1/00
• 分類號: F28F1/00;B32B15/04;B32B15/20;B29C63/42
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產權代理有限公司
• 代理人: 馬昌軍

技術領域

本發明涉及一種耐腐蝕復合熱交換器及其制作方法，屬于金屬零件表面防腐蝕和熱交換技術領域；特別實用于陽極氧化、微弧氧化和電鍍處理行業中使用酸或堿溶液的工藝過程中有溫度要求時，需用該防腐蝕熱交換技術領域。

背景技術

在金屬零件表面處理行業中，進行陽極氧化、微弧氧化或電鍍等表面處理時所用的溶液為酸性或堿性，具有較強的腐蝕性；同時處理過程中可能會產生大量的熱量，需要及時排出，或者溶液需要加熱并穩定維持在高于室溫的溫度，這些均要求對溶液進行熱交換，以達到所要求的合適的溫度范圍。

目前，在表面處理行業中對溶液的熱交換，如制冷，一般采用鈦管、鉛管、不銹鋼管等金屬管或聚四氟乙烯(PTFE)管制成的熱交換器。金屬管的熱阻小，傳熱效率高，但耐酸或堿的腐蝕性能差，易被溶液腐蝕而穿孔，一旦腐蝕穿孔，將導致熱交換設施(如制冷機)損壞。所以，更換周期短，并且一般不采用直接熱交換方式，而采用間接熱交換方式，如：用制冷機對表面處理槽中的溶液制冷時，先制冷冷卻池中無腐蝕性的水或溶液，再將冷卻后的水或溶液排入金屬管中使表面處理槽中的溶液冷卻降溫。這種熱交換方式必然使熱交換的效率明顯降低。聚四氟乙烯管的耐腐蝕性好，但熱阻大、耐壓強度有限，也只能采用間接熱交換方式，且價格昂貴。即便是采用間接熱交換方式，金屬管與酸堿溶液接觸仍然易被腐蝕，更換較為頻繁，壽命短。加之，鈦管、鉛管、不銹鋼管等金屬管和聚四氟乙烯管的加工工藝復雜，需要進行彎管和焊接等工序，所以制作成本高。

就復合熱交換器而言，為了解決金屬管易被腐蝕的問題，專利號為ZL200420034126.2的中國專利公開了一種電冰箱耐腐蝕蒸發器，采用熱塑性塑料或熱熔膠覆蓋在金屬鋁管外表面上，再將這種復合管制成蒸發管，蒸發管與熱塑性塑料或熱熔膠覆蓋的蒸發板粘結固定，成為具有防腐性能的蒸發器，這種蒸發器用于電冰箱。但由于尺寸小，且蒸發管與制冷介質(氣體)的熱交換作用是通過熱塑性塑料或熱熔膠覆蓋的傳熱板換熱，傳熱效率較低，熱塑性塑料或熱熔膠與金屬鋁管通過擠塑工藝復合，工藝要求較高，不適合表面處理中具有較強酸性或堿性溶液的換熱。為滿足高傳熱效率又不使金屬銅管受到腐蝕，專利號為ZL94200437.7的中國專利，公開了一種耐腐蝕復合管制冷蒸發器。采用一種盤管或螺旋管狀的銅管外表面復合一層或多層其它金屬材料薄層，通過電鍍、涂敷或包覆方法得到耐腐蝕的金屬膜層，金屬膜層依次為鉻層、鎳層和鈦層，但這種蒸發器用于金屬零件表面處理時需承受酸或堿溶液的腐蝕，其耐腐蝕性遠遠不夠，且制造工藝復雜，成本高。聚四氟乙烯熱交換器有很好的耐腐蝕性，在化工設備和涂裝工業中得到了應用，但其熱阻較大，傳熱性能較差，強韌性遠低于金屬管，不能對酸或堿性溶液直接進行熱交換，只能進行間接熱交換，且價格昂貴。

發明內容

針對上述問題，本發明目的在于提供一種耐腐蝕性好、傳熱效率高、制作工藝簡單、成本低廉，在金屬零件表面處理中可對腐蝕性溶液直接進行熱交換的耐腐蝕復合熱交換器及其制作方法。

本發明的目的是通過如下技術方案來實現的：耐腐蝕復合熱交換器及其制作方法，它包含外層及中空金屬管內層的復合熱交換管，其特征在于熱交換管外層為耐酸堿溶液腐蝕的高分子材料熱縮管，內層為導熱性優良的銅管或鋁管，外層緊密包覆于內層表面，內層中可通過循環致冷或致熱介質，可將外層周圍腐蝕性溶液中的熱量吸收排出或加熱該溶液。

所述的耐腐蝕復合熱交換器的制作方法為首先將外層高分子材料熱縮管套穿在銅管或鋁管外表面上，再用熱風依次均勻加熱該外層，使其高分子材料熱縮管外層緊密地包覆于銅管或鋁管的外表面上，然后將其彎曲成盤形、U形或螺旋形，用至少1副以上的夾持板和螺栓將其夾持固定。

所述的高分子材料熱縮管外層為高分子PVC、PTFE、PET、氟橡膠、半硬聚

偏氟乙烯膠中的一種，該外層厚度為0.1～0.5mm。

所述的夾持板和螺栓材料為高分子PVC、PTFE、PET、氟橡膠、半硬聚偏氟乙烯膠中的一種。

本發明的優點是：

本發明由于采用了耐酸堿腐蝕的高分子材料PVC、PTFE、PET、氟橡膠或半硬聚偏氟乙烯膠熱縮管中的一種，熱縮管經過加熱收縮緊密包覆于導熱性優良的銅管或鋁管外表面，然后將其彎曲成盤形、U形或螺旋形，用夾持板和螺栓將其夾持固定，以增大總體的傳熱面積的技術解決方案，既解決了復合熱交換器耐酸堿溶液腐蝕的問題，同時導熱性能好，制冷效率是銅熱交換器的90～95％，使用溫度在-40～110℃范圍內，換熱效果佳，且復合熱交換管容易彎曲成形，復合層不易破損，成本低廉。