[发明专利]一种多孔表面管的烧结装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种多孔表面的烧结装置，具体涉及石油、化工、低温制冷、空 气分离、海水淡化、航空航天等换热设备中使用的高效换热器的核心部件烧结型多 孔表面管的烧结装置。

背景技术

烧结型多孔表面管是近年来发展的一种很有前途的沸腾传热强化技术。它是 通过高温烧结的方法，在传统的光滑换热管(光滑管)表面上制造一层金属多孔层， 这种多孔层不同于一般的多孔层，它是一种具有内凹型孔穴，且内部互相连通的结 构，能够长期稳定的强化沸腾传热。多孔表面管具有很多优异的性能：(1)能显著 地强化沸腾传热，减少所需换热面积，美国联合碳化物公司采用烧结法生产的多孔 表面使沸腾换热系数提高到光滑表面的9～10倍，用约278.7m²的该多孔表面有效 地替代2006.7m²的水平釜式光滑表面重沸器；(2)可以在很小的温差下维持沸腾， 在热流密度相同时表面多孔管所需的有效温差仅为普通光滑管的1/10～1/15；(3) 临界热负荷比普通管高很多，表面多孔管的临界热负荷是光管的2倍左右；(4)良 好的抗垢性能。

该产品主要是在高温烧结炉中生产的。但是现有的烧结炉都不是为烧结型多 孔表面管而生产的，其高温下的密封性能不好，因为在烧结中要通氢气作为保护性 气氛，一旦泄露非常危险。炉膛的恒温区小，1000mm长的炉膛只能有200mm长 的恒温区，这就限制了长管的烧结。此外，现有设备炉膛温差大，烧结出的产品质 量不均匀，有的地方过烧，有的地方欠烧。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有普通烧结炉存在的缺陷而提供一种能够 安全的通保护性气氛、恒温区长、温差小、性能稳定、可烧结长的多孔表面管的烧 结装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种多孔表面管的烧结装置，其 特征在于，该烧结装置包括卧式高温炉管，该炉管设有双加热区，配有抽真空系统 和气体的干燥净化装置，炉管的两端设有冷却装置冷却水夹套，炉管的出气口连接 点火装置，将待烧结的多孔表面管放入炉管内，开启抽真空系统抽真空，再将氮气 通过气体的干燥净化装置后输入炉管内，排除炉管内氧气，通入氢气，加热炉管， 20～50min，制得多孔表面管。

所述的炉管分为加热区和恒温区，加热区有两个，设置在炉管两端，恒温区设 置在加热区之间，所述的加热区包括电阻丝、高温炉管、PID人工智能控温仪表、 K型热电偶和高温报警装置。

所述的炉管的炉膛分为上下两部分，炉膛可打开，进行强制冷却；所述的炉管 的规格为φ(80～120)×(2～6)×(1000～1500)mm，加热区长700～1200mm，恒温区 长400～700mm。

所述的炉管的规格为φ100×4×1200mm，加热区长1000mm，恒温区长400mm。

所述的抽真空系统包括真空泵，该真空泵连接炉管，在烧结开始前排除炉管内 的空气，并且检查炉管两端的密封情况，真空泵的真空度为-0.03～-0.08MPa。

所述的真空泵的真空度为-0.06MPa。

所述的气体的干燥和净化装置的进气口分别连接氢气和氮气罐，出气口连接炉 管的进气口。

所述的点火装置包括点火嘴和一套防风罩，将从炉管中排出的氢气烧掉。

所述的冷却水夹套连接自来水龙头，降低炉管两端的温度，防止两端法兰之间 的密封圈烧坏。

所述的烧结时间为30min，所述的多孔表面管的制备周期为4～10hr。

本发明以普通烧结炉为基础，在其基础上增加了供气系统、真空系统、冷却系 统、点火装置，同时采用对开式炉膛结构，使多孔管在烧结好以后，随炉冷却的时 间大大缩短。与现有烧结炉相比，本发明烧结炉制备的多孔管更长，结合强度更高， 多孔层更均匀，烧结的周期更短。本发明烧结炉，可用来烧结600mm以内的，外 径80mm以内的多孔表面管。采用本烧结炉制备的管子由原来的200mm左右延长 到300～600mm，烧结周期也由原来的24hr缩短到4～10hr，同时提高了产品的均 匀性、结合强度和安全性。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)该设备可提高多孔表面管的结合强度和均匀性；

(2)增加了抽真空系统，在每次实验前都可对烧结炉整体的密封性能进行检 测，提高了设备操作的安全性；