專利名稱：一種多孔表面管的燒結(jié)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多孔表面的燒結(jié)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(shè)備中使用的高效換熱器的核心部件燒結(jié)型多孔表面管的燒結(jié)裝置。
背景技術(shù)：
燒結(jié)型多孔表面管是近年來發(fā)展的一種很有前途的沸騰傳熱強(qiáng)化技術(shù)。它是通過高溫?zé)Y(jié)的方法，在傳統(tǒng)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(nèi)凹型孔穴，且內(nèi)部互相連通的結(jié)構(gòu)，能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定的強(qiáng)化沸騰傳熱。多孔表面管具有很多優(yōu)異的性能(l)能顯著地強(qiáng)化沸騰傳熱，減少所需換熱面積，美國(guó)聯(lián)合碳化物公司采用燒結(jié)法生產(chǎn)的多孔表面使沸騰換熱系數(shù)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(shí)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(fù)荷比普通管高很多，表面多孔管的臨界熱負(fù)荷是光管的2倍左右；(4)良好的抗垢性能。 該產(chǎn)品主要是在高溫?zé)Y(jié)爐中生產(chǎn)的。但是現(xiàn)有的燒結(jié)爐都不是為燒結(jié)型多孔表面管而生產(chǎn)的，其高溫下的密封性能不好，因?yàn)樵跓Y(jié)中要通氫氣作為保護(hù)性氣氛，一旦泄露非常危險(xiǎn)。爐膛的恒溫區(qū)小，1000mm長(zhǎng)的爐膛只能有200mm長(zhǎng)的恒溫區(qū)，這就限制了長(zhǎng)管的燒結(jié)。此外，現(xiàn)有設(shè)備爐膛溫差大，燒結(jié)出的產(chǎn)品質(zhì)量不均勻，有的地方過燒，有的地方欠燒。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有普通燒結(jié)爐存在的缺陷而提供一種能夠安
全的通保護(hù)性氣氛、恒溫區(qū)長(zhǎng)、溫差小、性能穩(wěn)定、可燒結(jié)長(zhǎng)的多孔表面管的燒結(jié)裝置。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種多孔表面管的燒結(jié)裝置，其特
征在于，該燒結(jié)裝置包括臥式高溫爐管，該爐管設(shè)有雙加熱區(qū)，配有抽真空系統(tǒng)和氣體的干
燥凈化裝置，爐管的兩端設(shè)有冷卻裝置冷卻水夾套，爐管的出氣口連接點(diǎn)火裝置，將待燒結(jié)
的多孔表面管放入爐管內(nèi)，開啟抽真空系統(tǒng)抽真空，再將氮?dú)馔ㄟ^氣體的干燥凈化裝置后
輸入爐管內(nèi)，排除爐管內(nèi)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(qū)和恒溫區(qū)，加熱區(qū)有兩個(gè)，設(shè)置在爐管兩端，恒溫區(qū)設(shè)置在
加熱區(qū)之間，所述的加熱區(qū)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(bào)警裝置。 所述的爐管的爐膛分為上下兩部分，爐膛可打開，進(jìn)行強(qiáng)制冷卻；所述的爐管的規(guī)格為小(80 120) X (2 6) X (1000 1500) mm，加熱區(qū)長(zhǎng)700 1200mm，恒溫區(qū)長(zhǎng)400 700mm。所述的爐管的規(guī)格為小100X4X 1200mm，加熱區(qū)長(zhǎng)1000mm，恒溫區(qū)長(zhǎng)400mm。
所述的抽真空系統(tǒng)包括真空泵，該真空泵連接爐管，在燒結(jié)開始前排除爐管內(nèi)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(jìn)氣口分別連接氫氣和氮?dú)夤?，出氣口連接爐管的進(jìn)氣口。 所述的點(diǎn)火裝置包括點(diǎn)火嘴和一套防風(fēng)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(jié)時(shí)間為30min，所述的多孔表面管的制備周期為4 10hr。 本發(fā)明以普通燒結(jié)爐為基礎(chǔ)，在其基礎(chǔ)上增加了供氣系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、
點(diǎn)火裝置，同時(shí)采用對(duì)開式爐膛結(jié)構(gòu)，使多孔管在燒結(jié)好以后，隨爐冷卻的時(shí)間大大縮短。
與現(xiàn)有燒結(jié)爐相比，本發(fā)明燒結(jié)爐制備的多孔管更長(zhǎng)，結(jié)合強(qiáng)度更高，多孔層更均勻，燒結(jié)
的周期更短。本發(fā)明燒結(jié)爐，可用來燒結(jié)600mm以內(nèi)的，外徑80mm以內(nèi)的多孔表面管。采用
本燒結(jié)爐制備的管子由原來的200mm左右延長(zhǎng)到300 600mm，燒結(jié)周期也由原來的24hr
縮短到4 10hr，同時(shí)提高了產(chǎn)品的均勻性、結(jié)合強(qiáng)度和安全性。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn) (1)該設(shè)備可提高多孔表面管的結(jié)合強(qiáng)度和均勻性； (2)增加了抽真空系統(tǒng)，在每次實(shí)驗(yàn)前都可對(duì)燒結(jié)爐整體的密封性能進(jìn)行檢測(cè)，提高了設(shè)備操作的安全性； (3)對(duì)開式的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大大縮短了多孔表面管的制備周期； (4)雙加熱區(qū)設(shè)計(jì)不但延長(zhǎng)了燒結(jié)爐的恒溫區(qū)，而且提高了溫差精度。


圖1為本發(fā)明多孔表面燒結(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。 其中l(wèi)-不銹鋼爐管，2-冷卻水，3-點(diǎn)火裝置，4-爐體上部，5-扣子，6-干燥塔，7_氫氣進(jìn)氣管道，8-氮?dú)膺M(jìn)氣管道，9-真空泵，10-冷卻水，11-加熱二區(qū)，12-加熱一區(qū)，13-爐體下部。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
實(shí)施例1 如圖1所示，一種多孔表面管燒結(jié)裝置，該燒結(jié)裝置包括臥式高溫爐管，該爐管分為加熱區(qū)和恒溫區(qū)，加熱區(qū)有兩個(gè)加熱一區(qū)12，加熱二區(qū)ll，設(shè)置在不銹鋼爐管l兩端，恒溫區(qū)設(shè)置在加熱區(qū)之間，所述的加熱區(qū)采用電加熱裝置加熱，電加熱裝置包括電阻絲、高溫爐管、PID人工智能控溫儀表、K型熱電偶和高溫報(bào)警裝置。 所述的爐管的爐膛分為上下兩部分爐體上部4和爐體下部13，在燒結(jié)過程中通過扣子5連接爐體上下部分，燒結(jié)結(jié)束后可打開爐膛，進(jìn)行強(qiáng)制冷卻；所述的爐管的規(guī)格為小100X4X1200mm，加熱一區(qū)12長(zhǎng)500mm，加熱二區(qū)11長(zhǎng)500mm，恒溫區(qū)長(zhǎng)400mm。
燒結(jié)裝置還包括兩套供氣裝置，抽真空系統(tǒng)，氣體干燥裝置6，冷卻裝置和點(diǎn)火裝置3。所述的供氣裝置包括氮?dú)馄?、氫氣瓶、減壓閥和氫氣供氣管道7、氮?dú)夤夤艿?。所
述的抽真空系統(tǒng)包括真空泵9，該真空泵連接爐管，在燒結(jié)開始前排除爐管內(nèi)的空氣，并且
檢查爐管兩端的密封情況。氣體干燥裝置包括干燥塔6、凈化塔和高壓報(bào)警裝置。所述的冷
卻裝置包括冷卻水入口管道、冷卻水出口管道和夾套，冷卻水2和冷卻水10分別從冷卻裝
置兩端的冷卻水入口管道輸入。所述的點(diǎn)火裝置3包括點(diǎn)火嘴和防風(fēng)罩。 采用本發(fā)明裝置燒結(jié)長(zhǎng)400mm的多孔表面管，可以通過以下步驟來實(shí)施 首先將粉刷好的多孔表面管放入爐膛中間的恒溫區(qū)內(nèi)，關(guān)閉所有管道閥門，打開
真空泵9進(jìn)行抽真空，真空泵的真空度為-0. 06MPa，維持10min，如果真空表不穩(wěn)定則說明
管道或爐管兩端的法蘭連接處有泄露，必須進(jìn)行檢查，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)， 一切正常后，打開氮?dú)?br> 閥門通氮?dú)? 10min，然后調(diào)小氮?dú)饬髁?，通氫? 10min，然后關(guān)掉氮?dú)?，再通氫?br> 3min，估計(jì)爐膛內(nèi)無氧氣后，在點(diǎn)火嘴處點(diǎn)燃?xì)錃?，只要發(fā)現(xiàn)防風(fēng)罩上的絲網(wǎng)發(fā)紅即可，打
開冷卻水閥門，接通冷卻水，準(zhǔn)備進(jìn)行燒結(jié)實(shí)驗(yàn)，將電加熱裝置接通電源，在PID智能儀表
中設(shè)定好程序，開始進(jìn)行燒結(jié)。燒結(jié)時(shí)間為30min，燒結(jié)和冷卻時(shí)間總共4 10hr，在燒結(jié)
過程中始終不能離人， 一旦發(fā)現(xiàn)有火苗熄滅等緊急情況應(yīng)該停止燒結(jié)。 等爐膛溫度低于300°C ，打開爐體上部1 ，進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。等爐膛溫度低于160°C時(shí)
燒結(jié)結(jié)束，關(guān)掉電源和氫氣，改通氮?dú)?，等氣流穩(wěn)定后，打開爐膛取出多孔表面管，即可得到
合格的產(chǎn)品。 綜上所述，本發(fā)明的多孔表面燒結(jié)裝置，燒結(jié)時(shí)間大大縮短，燒結(jié)的多孔表面管最 長(zhǎng)可達(dá)400mm，由于恒溫區(qū)增長(zhǎng)，溫差減小，所以產(chǎn)品更加均勻，同時(shí)操作安全方便。
實(shí)施例2 —種多孔表面管的燒結(jié)裝置，該燒結(jié)裝置包括臥式高溫爐管，抽真空系統(tǒng)，氣體的 干燥凈化裝置，冷卻裝置，點(diǎn)火裝置。所述的高溫爐管設(shè)有雙加熱區(qū)和恒溫區(qū)，恒溫區(qū)設(shè)置 在加熱區(qū)之間，加熱區(qū)采用電加熱裝置加熱，該電加熱裝置包括電阻絲、高溫爐管、PID人工 智能控溫儀表、K型熱電偶和高溫報(bào)警裝置，爐管的爐膛分為上下兩部分，爐膛可打開，進(jìn)行 強(qiáng)制冷卻，爐管的規(guī)格為小80X2X1000mm，加熱區(qū)長(zhǎng)700mm，恒溫區(qū)長(zhǎng)400mm。所述的抽真 空系統(tǒng)包括真空泵，該真空泵連接爐管，在燒結(jié)開始前排除爐管內(nèi)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. 08MPa。所述的氣體的干燥和凈化裝置的進(jìn)氣口分別 連接氫氣和氮?dú)夤蓿鰵饪谶B接爐管的進(jìn)氣口。所述的爐管的兩端設(shè)有冷卻裝置的冷卻水 的夾套，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，爐管的出氣口連接點(diǎn)火裝置，點(diǎn)火裝置包括點(diǎn)火嘴和一套防風(fēng)罩，將從爐管中排出的氫 氣燒掉。 采用上述裝置燒結(jié)長(zhǎng)300mm的多孔表面管，可以通過以下步驟來實(shí)施將待燒結(jié) 的多孔表面管放入爐管內(nèi)，開啟抽真空系統(tǒng)抽真空，再將氮?dú)馔ㄟ^氣體的干燥和凈化裝置 后輸入爐管內(nèi)，排除爐管內(nèi)氧氣，通入氫氣，加熱爐管，燒結(jié)50min，制備多孔表面管的周期 即燒結(jié)冷卻總時(shí)間為4 5hr，其余步驟同實(shí)施例1。
實(shí)施例3 —種多孔表面管的燒結(jié)裝置，燒結(jié)設(shè)備為對(duì)開式管式氣氛保護(hù)電阻爐。它包括兩 套電阻絲加熱裝置，兩套供氣裝置，氣體凈化裝置，冷卻裝置，點(diǎn)火裝置。所述的電加熱裝置 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(bào)警裝置。所述的供氣裝置主要為燒結(jié)爐管提供保護(hù)性氣氛，包括氮?dú)馄?、氫氣瓶、減壓閥和供氣管道，氣體凈化裝 置包括干燥塔、凈化塔和高壓報(bào)警裝置。所述的冷卻裝置設(shè)在高溫爐管的兩端，包括冷卻水 入口管道、冷卻水出口管道和夾套。所述的點(diǎn)火裝置設(shè)在燒結(jié)爐管的出口處，包括點(diǎn)火嘴和 防風(fēng)罩。爐管的規(guī)格為(M20X6X1500mm，加熱區(qū)長(zhǎng)1200mm，恒溫區(qū)長(zhǎng)700mm。所述的抽真 空系統(tǒng)包括真空泵，該真空泵連接爐管，在燒結(jié)開始前排除爐管內(nèi)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. 03MPa。所述的氣體的干燥和凈化裝置的進(jìn)氣口分別 連接氫氣和氮?dú)夤?，出氣口連接爐管的進(jìn)氣口 。所述的爐管的兩端設(shè)有冷卻裝置的冷卻水 的夾套，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，爐管的出氣口連接點(diǎn)火裝置，點(diǎn)火裝置包括點(diǎn)火嘴和一套防風(fēng)罩，將從爐管中排出的氫 氣燒掉。 采用上述裝置燒結(jié)長(zhǎng)700mm的多孔表面管，可以通過以下步驟來實(shí)施將待燒結(jié) 的多孔表面管放入爐管內(nèi)，開啟抽真空系統(tǒng)抽真空，再將氮?dú)馔ㄟ^氣體的干燥和凈化裝置 后輸入爐管內(nèi)，排除爐管內(nèi)氧氣，通入氫氣，加熱爐管，燒結(jié)多孔表面管20min，整個(gè)制備周 期8 10hr，其余步驟同實(shí)施例1。 與現(xiàn)有多孔材料燒結(jié)爐相比恒溫區(qū)更長(zhǎng)、產(chǎn)品質(zhì)量更均勻、操作安全、處理量大， 更為重要的是解決了制約燒結(jié)型多孔材料發(fā)展的燒結(jié)周期長(zhǎng)的瓶頸問題，將燒結(jié)的周期由 原來的24hr縮短到4 10hr。
權(quán)利要求
一種多孔表面管的燒結(jié)裝置，其特征在于，該燒結(jié)裝置包括臥式高溫爐管，該爐管設(shè)有雙加熱區(qū)，配有抽真空系統(tǒng)和氣體的干燥凈化裝置，爐管的兩端設(shè)有冷卻裝置冷卻水夾套，爐管的出氣口連接點(diǎn)火裝置，將待燒結(jié)的多孔表面管放入爐管內(nèi)，開啟抽真空系統(tǒng)抽真空，再將氮?dú)馔ㄟ^氣體的干燥凈化裝置后輸入爐管內(nèi)，排除爐管內(nèi)氧氣，通入氫氣，加熱爐管，20～50min，制得多孔表面管。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多孔表面管的燒結(jié)裝置，其特征在于，所述的爐管分為加熱區(qū)和恒溫區(qū)，加熱區(qū)有兩個(gè)，設(shè)置在爐管兩端，恒溫區(qū)設(shè)置在加熱區(qū)之間，所述的加熱區(qū)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(bào)警裝置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種多孔表面管的燒結(jié)裝置，其特征在于，所述的爐管的爐膛分為上下兩部分，爐膛可打開，進(jìn)行強(qiáng)制冷卻；所述的爐管的規(guī)格為小(80 120) X (2 6) X (1000 1500)mm，加熱區(qū)長(zhǎng)700 1200mm，恒溫區(qū)長(zhǎng)400 700mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多孔表面管的燒結(jié)裝置，其特征在于，所述的爐管的規(guī)格為小100X4X1200mm，加熱區(qū)長(zhǎng)1000mm，恒溫區(qū)長(zhǎng)400mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多孔表面管的燒結(jié)裝置，其特征在于，所述的抽真空系統(tǒng)包括真空泵，該真空泵連接爐管，在燒結(jié)開始前排除爐管內(nèi)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。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種多孔表面管的燒結(jié)裝置，其特征在于，所述的真空泵的真空度為-0. 06MPa。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多孔表面管的燒結(jié)裝置，其特征在于，所述的氣體的干燥和凈化裝置的進(jìn)氣口分別連接氫氣和氮?dú)夤蓿鰵饪谶B接爐管的進(jìn)氣口 。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多孔表面管的燒結(jié)裝置，其特征在于，所述的點(diǎn)火裝置包括點(diǎn)火嘴和一套防風(fēng)罩，將從爐管中排出的氫氣燒掉。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多孔表面管的燒結(jié)裝置，其特征在于，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。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多孔表面管的燒結(jié)裝置，其特征在于，所述的燒結(jié)時(shí)間為30min，所述的多孔表面管的制備周期為4 10hr。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多孔表面管的燒結(jié)裝置，該燒結(jié)裝置包括臥式高溫爐管，該爐管設(shè)有雙加熱區(qū)，配有抽真空系統(tǒng)和氣體的干燥凈化裝置，爐管的兩端設(shè)有冷卻裝置冷卻水夾套，爐管的出氣口連接點(diǎn)火裝置，將待燒結(jié)的多孔表面管放入爐管內(nèi)，開啟抽真空系統(tǒng)抽真空，再將氮?dú)馔ㄟ^氣體的干燥凈化裝置后輸入爐管內(nèi)，排除爐管內(nèi)氧氣，通入氫氣，加熱爐管，20～50min，制得多孔表面管。與現(xiàn)有多孔材料燒結(jié)爐相比，本發(fā)明裝置恒溫區(qū)更長(zhǎng)、燒結(jié)得到的產(chǎn)品質(zhì)量更均勻、操作安全、處理量大，更為重要的是解決了制約燒結(jié)型多孔材料發(fā)展的燒結(jié)周期長(zhǎng)的瓶頸問題，將燒結(jié)的周期由原來的24hr縮短到4～10hr。
文檔編號(hào)B22F3/11GK101708551SQ200910198340
公開日2010年5月19日 申請(qǐng)日期2009年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月5日
發(fā)明者劉阿龍, 彭東輝, 韓坤 申請(qǐng)人:上?；ぱ芯吭?br>