專利名稱：復(fù)合材料制換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種換熱器，具體為一種復(fù)合材料制換熱器。
技術(shù)背景換熱器亦稱熱交換器，廣泛用于化工、冶金、制藥等許多工業(yè)領(lǐng)域中。 由于其使用的溫度、壓力和介質(zhì)不同，所以換熱器要由不同的材料來制成。 目前制作換熱器的材料主要有碳鋼、不銹鋼、鈦、鋁、鉛、銅、玻璃、塑料、石墨等。換熱器有許多結(jié)構(gòu)型式，如列管式、噴淋式、螺旋板式、平板式等。其中以列管式應(yīng)用量最大，占換熱器應(yīng)用量的40°/。左右。雖然目前有很多種由不同材料制成的列管式換熱器，但其在使用上卻有 一定的局限性，都只能應(yīng)用于一定的使用范圍，這種范圍是由制作材料及使 用溫度、壓力、介質(zhì)種類決定的。對于用非金屬材料制成的列管式換熱器具 有耐壓低、耐溫低的缺點；而對于用金屬材料制成的換熱器具有耐蝕性差的 缺點。濃鹽酸，尤其是高溫濃鹽酸，是一種強腐蝕性介質(zhì)，使用場合很多，這 種介質(zhì)除金屬鈦制換熱器外，其它材料制的換熱器均不能應(yīng)用。而金屬鈦價 格昂貴，使用其制作的換熱器造價很高， 一般企業(yè)難以承受。 實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服了現(xiàn)有的列管式換熱器耐壓低、耐溫低、耐 蝕性差的不足，提供了一種復(fù)合材料制換熱器。該換熱器中的各個部件采用 不同的材料制成，這樣換熱器具有耐溫高、耐壓高、耐腐蝕性強、應(yīng)用領(lǐng)域 廣泛、造價低等優(yōu)點。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取了如下技術(shù)方案。本換熱器包括由 聚丙烯或碳鋼制成的殼體、設(shè)置在殼體內(nèi)的由聚全氟乙丙烯占49 54wt%、 石墨占45 50wt % 、偶聯(lián)劑占0. 5 lwt %三種混合而成的材料制成的換熱管、 設(shè)置在換熱管兩端由聚四氟乙烯制成的管板、設(shè)置在管板外側(cè)由碳鋼制成的封頭。所述的封頭的內(nèi)側(cè)表面上噴涂有聚全氟乙丙烯涂層。在由碳鋼制成的殼體的內(nèi)側(cè)表面噴涂有聚全氟乙丙稀涂層。 換熱管與管板之間的連接結(jié)構(gòu)為在管板上用于換熱管穿過的孔內(nèi)加工有深度為部分管板厚度的擴大孔，由聚四氟乙烯制成的緊固件設(shè)置在該擴大孔內(nèi)并通過螺紋與管板連接，在緊固件的底部和管板之間還設(shè)置有由橡膠制成的0型密封圈。在0型密封圈和緊固件之間設(shè)置有由聚丙烯、聚全氟乙丙烯或聚四氟乙 烯制成的環(huán)形板。這種用不同材料制作的構(gòu)件裝配成的列管式換熱器，其管程可耐任何介質(zhì)(包括王水)的腐蝕，長期使用溫度可高達20(TC，使用壓力《lMPa。其殼 程可視使用條件來選擇構(gòu)件，其壓力《0.4MPa，溫度《11(T ，對于腐蝕性不 強的介質(zhì)，可選用聚丙烯(PP)制作，如介質(zhì)腐蝕性強(PP不耐)，可選用碳 鋼殼內(nèi)噴涂F46來制作，這樣，殼程使用溫度亦可高達20(TC，使用壓力可達 0. 5MPa。這種不同的構(gòu)件由不同的材料制作而成的換熱器，其應(yīng)用領(lǐng)域廣泛?？?適用于一般金屬不耐蝕、非金屬材料耐溫、耐壓低不能應(yīng)用的場合，其造價 比金屬鈦制換熱器低得多，可代替金屬鈦制換熱器。

圖1固定管板式換熱器圖2換熱管與管板連接結(jié)構(gòu)圖圖中1、殼體，2、換熱管，3、管板，4、封頭，5、環(huán)形板，6、緊固 件，7、 O型密封圈。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明 實施例l:如圖1所示，列管式換熱器包括殼體l、設(shè)置在殼體l內(nèi)的換熱管2、設(shè) 置在換熱管2兩端的管板3、以及設(shè)置在管板3外側(cè)的封頭4。殼體l (包括接管)可視使用條件采用聚丙烯(PP)、碳鋼或碳鋼殼體內(nèi)4體內(nèi)層噴涂F46，則換熱的殼程也可在強腐蝕 性介質(zhì)、溫度《200。C、壓力《0.5MPa的條件下應(yīng)用。 管板3采用聚四氟乙烯(F4)來制成。封頭4可采用金屬或聚丙稀制成。如管程介質(zhì)腐蝕性強，溫度高(《200 °C)，則采用碳鋼封頭，在碳鋼封頭的內(nèi)側(cè)面噴涂有聚全氟乙丙烯(F46)。非金屬材料制換熱器有一重要缺陷，就是換熱管2與管板3的連接結(jié)構(gòu) 不牢。為此，本實施例種采用了一種新型的連接結(jié)構(gòu)，具體為在管板3上 用于換熱管2穿過的孔內(nèi)加工有深度為部分管板厚度的擴大孔，緊固件6設(shè) 置在該擴大孔內(nèi)并通過螺紋與管板3固連，在緊固件6的底部和管板3之間 設(shè)置有0型密封圈7，在0型密封圈7和緊固件6之間設(shè)置有環(huán)形板5。環(huán)形 板5可視使用條件，采用聚丙烯、聚全氟乙丙烯或聚四氟乙烯制成。緊固件6 采用聚四氟乙烯(F4)來制成，"0"型密封圈7視使用條件用不同種類的橡 膠來制成。換熱管2為采用石墨改性的F46制成，具體改性材料組份如下聚全氟 乙丙烯占49wt % 、天然鱗片狀石墨粉占50wt % 、偶聯(lián)劑選用的是鈦酸酯占lwt %，將三種材料在常溫下混合，用混合后的材料制成換熱管2。聚全氟乙丙烯(F46)具有極強的耐腐蝕性能，可耐王水及所有腐蝕性介 質(zhì)，其長期使用溫度可達20(TC。天然鱗片狀石墨粉也具有F46的耐蝕性，其 使用溫度可更高，將二者混合并加偶聯(lián)劑，用塑料擠出機制成①20X2mm或其 它規(guī)格的的石墨改性聚全氟乙丙烯換熱管也具有前述性能，其換熱管的使用 壓力可達lMPa。這種換熱管的換熱性能比純金屬差，但比塑料、搪瓷、玻璃 制的換熱管高很多，可以代替鈦管制換熱器，用于較高壓力、溫度的強腐蝕 性介質(zhì)中，且造價不高，易被用戶接受。本實施例種的換熱器，其管程可耐強腐蝕性介質(zhì)，可長期在《20(TC溫度， 壓力《lMPa的使用條件下應(yīng)用。實施例2:本實施例與實施例1基本相同，不同之處僅采于用于制成換熱管2的材占54wtX、石墨占45wt^、鈦酸酯占lwt^。實施例3:本實施例與實施例1基本相同，不同之處僅采于用于制成換熱管2的材料組份不同。本實施例中的材料組份按質(zhì)量百分比，分別為聚全氟乙丙烯占50wt^、石墨占49. 5wt%、鈦酸酯占O. 5wt%。實施例4:本實施例與實施例1基本相同，不同之處僅采于用于制成換熱管2的材料組份不同。本實施例中的材料組份按質(zhì)量百分比，分別為聚全氟乙丙烯占54wt^、石墨占45. 3wt%、鈦酸酯占O. 7wt%。
權(quán)利要求1、復(fù)合材料制換熱器，其特征在于包括由聚丙烯或碳鋼制成的殼體(1)、設(shè)置在殼體(1)內(nèi)的換熱管(2)、設(shè)置在換熱管(2)兩端由聚四氟乙烯制成的管板(3)、設(shè)置在管板(3)外側(cè)由碳鋼制成的封頭(4)，所述的封頭(4)的內(nèi)側(cè)表面上噴涂有聚全氟乙丙烯涂層。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的復(fù)合材料制換熱器，其特征在于在由碳鋼制成的 殼體(1)的內(nèi)側(cè)表面噴涂有聚全氟乙丙稀涂層。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的復(fù)合材料制換熱器，其特征在于換熱管(2)與管板(3)之間的連接結(jié)構(gòu)為在管板(3)上用于換熱管(2) 穿過的孔內(nèi)加工有深度為部分管板厚度的擴大孔，由聚四氟乙烯制成的緊固 件(6)設(shè)置在該擴大孔內(nèi)并通過螺紋與管板(3)連接，在緊固件(6)的底 部和管板(3)之間設(shè)置有由橡膠制成的O型密封圈(7)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合材料制換熱器，其特征在于在0型密封圈(7) 和緊固件(6)之間設(shè)置有由聚丙烯、聚全氟乙丙烯或聚四氟乙烯制成的環(huán)形 板(5)。
專利摘要本實用新型是一種換熱器，具體為一種復(fù)合材料制換熱器。本換熱器包括由聚丙烯或碳鋼制成的殼體、設(shè)置在殼體內(nèi)的并由石墨改性F46制成的換熱管、設(shè)置在換熱管兩端由聚四氟乙烯制成的管板、設(shè)置在管板外側(cè)由碳鋼制成的封頭。所述的封頭的內(nèi)側(cè)面上噴涂有聚全氟乙丙烯涂層。本實用新型具有優(yōu)異的耐腐蝕性、較高的耐溫性及較高的使用壓力(管程≤1MPa，殼程≤0.5MPa)，使這種換熱器應(yīng)用領(lǐng)域更寬，且造價不高，易被廣大用戶接受。
文檔編號F28F21/06GK201368692SQ20082012387
公開日2009年12月23日 申請日期2008年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月21日
發(fā)明者李士賢, 顧友良 申請人:李士賢;顧友良