[發明專利]一種多孔表面管的燒結裝置

有效

• 申請號: 200910198340.9
• 申請日: 2009-11-05
• 公開（公告）號: CN101708551A
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發明（設計）人: 劉阿龍;彭東輝;韓坤
• 申請（專利權）人: 上海化工研究院
• 主分類號: B22F3/11
• 分類號: B22F3/11
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙志遠

技術領域

本發明涉及一種多孔表面的燒結裝置，具體涉及石油、化工、低溫制冷、空 氣分離、海水淡化、航空航天等換熱設備中使用的高效換熱器的核心部件燒結型多 孔表面管的燒結裝置。

背景技術

燒結型多孔表面管是近年來發展的一種很有前途的沸騰傳熱強化技術。它是 通過高溫燒結的方法，在傳統的光滑換熱管(光滑管)表面上制造一層金屬多孔層， 這種多孔層不同于一般的多孔層，它是一種具有內凹型孔穴，且內部互相連通的結 構，能夠長期穩定的強化沸騰傳熱。多孔表面管具有很多優異的性能：(1)能顯著 地強化沸騰傳熱，減少所需換熱面積，美國聯合碳化物公司采用燒結法生產的多孔 表面使沸騰換熱系數提高到光滑表面的9～10倍，用約278.7m²的該多孔表面有效 地替代2006.7m²的水平釜式光滑表面重沸器；(2)可以在很小的溫差下維持沸騰， 在熱流密度相同時表面多孔管所需的有效溫差僅為普通光滑管的1/10～1/15；(3) 臨界熱負荷比普通管高很多，表面多孔管的臨界熱負荷是光管的2倍左右；(4)良 好的抗垢性能。

該產品主要是在高溫燒結爐中生產的。但是現有的燒結爐都不是為燒結型多 孔表面管而生產的，其高溫下的密封性能不好，因為在燒結中要通氫氣作為保護性 氣氛，一旦泄露非常危險。爐膛的恒溫區小，1000mm長的爐膛只能有200mm長 的恒溫區，這就限制了長管的燒結。此外，現有設備爐膛溫差大，燒結出的產品質 量不均勻，有的地方過燒，有的地方欠燒。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有普通燒結爐存在的缺陷而提供一種能夠 安全的通保護性氣氛、恒溫區長、溫差小、性能穩定、可燒結長的多孔表面管的燒 結裝置。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：一種多孔表面管的燒結裝置，其 特征在于，該燒結裝置包括臥式高溫爐管，該爐管設有雙加熱區，配有抽真空系統 和氣體的干燥凈化裝置，爐管的兩端設有冷卻裝置冷卻水夾套，爐管的出氣口連接 點火裝置，將待燒結的多孔表面管放入爐管內，開啟抽真空系統抽真空，再將氮氣 通過氣體的干燥凈化裝置后輸入爐管內，排除爐管內氧氣，通入氫氣，加熱爐管， 20～50min，制得多孔表面管。

所述的爐管分為加熱區和恒溫區，加熱區有兩個，設置在爐管兩端，恒溫區設 置在加熱區之間，所述的加熱區包括電阻絲、高溫爐管、PID人工智能控溫儀表、 K型熱電偶和高溫報警裝置。

所述的爐管的爐膛分為上下兩部分，爐膛可打開，進行強制冷卻；所述的爐管 的規格為φ(80～120)×(2～6)×(1000～1500)mm，加熱區長700～1200mm，恒溫區 長400～700mm。

所述的爐管的規格為φ100×4×1200mm，加熱區長1000mm，恒溫區長400mm。

所述的抽真空系統包括真空泵，該真空泵連接爐管，在燒結開始前排除爐管內 的空氣，并且檢查爐管兩端的密封情況，真空泵的真空度為-0.03～-0.08MPa。

所述的真空泵的真空度為-0.06MPa。

所述的氣體的干燥和凈化裝置的進氣口分別連接氫氣和氮氣罐，出氣口連接爐 管的進氣口。

所述的點火裝置包括點火嘴和一套防風罩，將從爐管中排出的氫氣燒掉。

所述的冷卻水夾套連接自來水龍頭，降低爐管兩端的溫度，防止兩端法蘭之間 的密封圈燒壞。

所述的燒結時間為30min，所述的多孔表面管的制備周期為4～10hr。

本發明以普通燒結爐為基礎，在其基礎上增加了供氣系統、真空系統、冷卻系 統、點火裝置，同時采用對開式爐膛結構，使多孔管在燒結好以后，隨爐冷卻的時 間大大縮短。與現有燒結爐相比，本發明燒結爐制備的多孔管更長，結合強度更高， 多孔層更均勻，燒結的周期更短。本發明燒結爐，可用來燒結600mm以內的，外 徑80mm以內的多孔表面管。采用本燒結爐制備的管子由原來的200mm左右延長 到300～600mm，燒結周期也由原來的24hr縮短到4～10hr，同時提高了產品的均 勻性、結合強度和安全性。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

(1)該設備可提高多孔表面管的結合強度和均勻性；

(2)增加了抽真空系統，在每次實驗前都可對燒結爐整體的密封性能進行檢 測，提高了設備操作的安全性；