電磁除鐵器散熱用盤(pán)式整體熱管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型公開(kāi)了一種電磁除鐵器散熱用盤(pán)式整體熱管，屬于強(qiáng)化傳熱技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]電磁除鐵器是一種利用磁場(chǎng)吸引力來(lái)清除物料輸送帶鐵磁性雜質(zhì)的設(shè)備。該設(shè)備在生產(chǎn)過(guò)程中將具有如下作用:一是保護(hù)輸送帶不受鐵磁性雜質(zhì)的損壞；二是保證后續(xù)重要設(shè)備，如破碎機(jī)、研磨機(jī)、鍋爐等，安全穩(wěn)定工作；三是保證或提高相關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量，如陶瓷產(chǎn)品，因?yàn)樯a(chǎn)中鐵磁性雜質(zhì)將嚴(yán)重影響陶瓷表面的色澤；四是提高港口物料輸送的質(zhì)量以滿足客戶要求?；陔姶懦F器的重要功用，該設(shè)備廣泛應(yīng)用于礦山、化工、火電、水泥、玻璃、陶瓷、建材、食品及飼料加工、港口航運(yùn)等行業(yè)。
[0003]電磁除鐵器的工作原理實(shí)際就是電磁轉(zhuǎn)換原理。理論講，一定功率下電磁除鐵器的電磁吸力與其線圈流過(guò)的電流平方成正比，故電流大吸力就大，除鐵能力就強(qiáng)。但物理原理同時(shí)指出，線圈是電阻，電流越大產(chǎn)生的熱量越大、溫度越高，而溫度升高將使線圈電阻進(jìn)一步增大，電阻增大又產(chǎn)生更多熱量，從而形成一種惡性循環(huán)。在這種情況下，只能出現(xiàn)兩種結(jié)果，一是線圈或設(shè)備高溫?fù)p壞或燒毀，二是調(diào)低電流除鐵性能下降。
[0004]基于電磁除鐵器的工作原理，可以看出，為使電磁除鐵器安全穩(wěn)定運(yùn)行，必須要快速及時(shí)散發(fā)熱量，對(duì)大型電磁除鐵器尤其如此。
[0005]眾所周知，熱管稱(chēng)為熱的超導(dǎo)體，優(yōu)異的導(dǎo)熱能力使其很早在電磁除鐵器散熱上得到應(yīng)用。調(diào)查證實(shí)，熱管散熱的確已成為電磁除鐵器最主要的散熱方式，市場(chǎng)占有率很尚O
[0006]但是，隨著經(jīng)濟(jì)規(guī)模的日益擴(kuò)大，電磁除鐵器越來(lái)越大型化，相應(yīng)，其功率及發(fā)熱量也越來(lái)越大，目前大型電磁除鐵器的發(fā)熱功率已達(dá)40?50千瓦，前述熱問(wèn)題越發(fā)顯得突出，且散熱技術(shù)難度也越來(lái)越高。從運(yùn)行的實(shí)際情況看，現(xiàn)有熱管散熱技術(shù)已不敷應(yīng)對(duì)，故研發(fā)適合電磁除鐵器的新的熱管散熱技術(shù)，對(duì)電磁除鐵器有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
[0007]中國(guó)專(zhuān)利02258232.0提出了一種熱管冷卻技術(shù)，其特點(diǎn)是把多根熱管夾裝在兩塊鋁板中，形成一個(gè)具有傳熱能力的平板，平板插入線圈導(dǎo)熱。分析發(fā)現(xiàn)該專(zhuān)利存在如下不足:一是眾多熱管間隔平行夾裝于兩鋁板間，由于熱管與線圈疊合長(zhǎng)度及熱管傳熱性能有差異，且鋁板間的熱管在徑向分布不連續(xù)，導(dǎo)致傳熱平板各處傳熱能力存在較大差異，從而引起線圈溫度不均，局部產(chǎn)生高溫；二是存在鋁板熱阻及熱管與鋁板的接觸熱阻；三是鋁板需加工眾多圓弧槽及螺釘孔，加工、安裝費(fèi)用高；四是散熱翅片管與冷凝段嵌套安裝，存在接觸熱阻，且安裝較困難。中國(guó)專(zhuān)利200710133466.9提出了一種熱管散熱技術(shù)，其特點(diǎn)是多根熱管橫向相嵌形成平面整體，再整體插入線圈導(dǎo)出熱量。分析發(fā)現(xiàn)該專(zhuān)利存在如下不足:一是凹凸結(jié)構(gòu)的熱管加工及安裝較為復(fù)雜；二是熱管相嵌即附加了接觸熱阻也附加了金屬熱阻；三是同樣存在前述專(zhuān)利02258232.0的第一項(xiàng)不足；四是金屬消耗多。中國(guó)專(zhuān)利200920232862.1提出的熱管散熱技術(shù)，其特點(diǎn)是多根熱管以一定間隔并排水平插入線圈，線圈與熱管只能點(diǎn)接觸，接觸面積過(guò)小，且熱管間隔處的熱阻非常大，傳熱能力較差，同時(shí)也存在線圈溫度不均問(wèn)題。中國(guó)專(zhuān)利88105470.4提出的熱管散熱技術(shù)，其特點(diǎn)是多根熱管豎直插入線圈中，并在熱管周?chē)障短畛鋵?dǎo)熱填料，其不足之處有:一熱管與線圈接觸面積過(guò)小，填料熱阻大，導(dǎo)致總體傳熱性能不佳；二同樣存在專(zhuān)利02258232.0的第一項(xiàng)不足；三熱管從除鐵器上部伸出，不利于自然散熱。中國(guó)專(zhuān)利200710134552.1提出了一種整體熱管技術(shù)，其特點(diǎn)是:熱管由環(huán)形容器、中間隔板及管狀陣列形成，線圈置于環(huán)狀容器形成蒸發(fā)段，管狀陣列為冷凝段且位于電磁除鐵器上部。其不足如下:一是無(wú)法解決線圈引出導(dǎo)線的密封問(wèn)題，從而破壞熱管真空度；二是管狀陣列冷凝段從除鐵器上部豎直引出，不利于采用自然對(duì)流方式散熱；三是鋁質(zhì)冷凝段與鋼的中間隔板不易焊接。
[0008]另外，專(zhuān)利02258232.0^200710133466.9^200920232862.1 的熱管是水平插入類(lèi)型，該類(lèi)型便于冷端采用自然對(duì)流方式散熱，特點(diǎn)是不需對(duì)流風(fēng)機(jī)，既無(wú)動(dòng)力消耗，也可避免惡劣動(dòng)力設(shè)備故障帶來(lái)影響，但該類(lèi)型有一個(gè)約束，就是熱管只能在除鐵器線圈水平面的一個(gè)坐標(biāo)方向插入，從而導(dǎo)致電磁除鐵器必須是方形、熱管冷端只能在除鐵器的兩邊安排，限制了散熱冷端的數(shù)量，不利于增大散熱量。專(zhuān)利88105470.4、200710134552.1的冷端是從除鐵器頂上伸出，除鐵器外形及冷端數(shù)量的限制大為較弱，但不足之處是頂部伸出的冷端無(wú)法進(jìn)行自然冷卻，從而帶來(lái)需要引入動(dòng)力的問(wèn)題。
[0009]從上述公開(kāi)技術(shù)文件可看出，目前，對(duì)于電磁除鐵器熱管散熱技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)還存在許多不足?，F(xiàn)有熱管散熱器在實(shí)際使用過(guò)程中，也普遍存在散熱能力不佳、溫度不均、溫度過(guò)高等問(wèn)題。從傳熱角度講，現(xiàn)今技術(shù)存在兩大問(wèn)題:一是多管，現(xiàn)在基本都是使用多熱管散熱，由于每根熱管都是獨(dú)立的，其性能及安裝位置都不同，極易引起蒸發(fā)端溫度不均；二是附加熱阻多，如金屬熱阻、接觸熱阻、填料熱阻等。探其原因，主要還是熱管的結(jié)構(gòu)使然。如能減少熱管使用數(shù)量，以及減少不必要的附加熱阻，問(wèn)題將會(huì)得到較好的解決或顯著改善。鑒于此，發(fā)明人提出了一種新型結(jié)構(gòu)的熱管，該熱管針對(duì)性的解決了現(xiàn)有技術(shù)及熱管存在的問(wèn)題，可大幅改善電磁除鐵器熱問(wèn)題，為電磁除鐵器安全穩(wěn)定生產(chǎn)提供幫助。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0010]為更好地解決大型電磁除鐵器散熱問(wèn)題，針對(duì)目前技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提出一種電磁除鐵器散熱用盤(pán)式整體熱管，與已知電磁除鐵器散熱熱管相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、傳熱能力強(qiáng)、均溫性好、性?xún)r(jià)比高的特點(diǎn)。
[0011]本實(shí)用新型一種電磁除鐵器散熱用盤(pán)式整體熱管，是采用下述方案實(shí)現(xiàn)的:
[0012]所述盤(pán)式整體熱管，包括一圓形平板，在所述圓形平板上均布有相互平行的蒸發(fā)槽道，所述蒸發(fā)槽道處于所述圓形平板上、下表面之間并貫穿至圓形平板的圓周面，其軸線平行于所述圓形平板上、下表面；
[0013]在所述圓形平板中心設(shè)有一通孔，所述通孔的軸線垂直于所述圓形平板上、下表面；
[0014]在所述通孔的圓周上設(shè)有一空心環(huán)，貫穿通孔圓周的蒸發(fā)槽道與所述空心環(huán)的內(nèi)腔連通；
[0015]在所述圓形平板的外圓周面上設(shè)有分汽環(huán)，所述分汽環(huán)為空心管，處于所述圓形平板外圓周面上的蒸發(fā)槽道端口與所述分汽環(huán)內(nèi)腔連通；
[0016]在分汽環(huán)上均布有與分汽環(huán)內(nèi)腔連通的直翅片管。
[0017]本實(shí)用新型一種電磁除鐵器散熱用盤(pán)式整體熱管，以過(guò)通孔圓心的縱切面將所述盤(pán)式整體熱管裁切為至少2塊單體，在每一塊單體中具有蒸發(fā)槽道端口的切口斷面設(shè)置均衡管，所述均衡管一端封閉，另一端與空心環(huán)連通，其側(cè)面與過(guò)切口斷面的蒸發(fā)槽道端口連通，裁切得到的單體數(shù)量最多8塊。
[0018]本實(shí)用新型一種電磁除鐵器散熱用盤(pán)式整體熱管，所述圓形平板厚度為10-50_，優(yōu)選的厚度為10-30mm。
[0019]本實(shí)用新型一種電磁除鐵器散熱用盤(pán)式整體熱管，所述蒸發(fā)槽道或分汽環(huán)的橫截面為菱形、矩形、正方形、平行四邊形、梯形、正六邊形、圓形、橢圓形中的一種；
[0020]所述蒸發(fā)槽道的橫截面積為100?2500平方毫米，優(yōu)選橫截面積為150?1600平方毫米，更優(yōu)選橫截面積為200?900平方毫米；
[0021]所述分汽環(huán)的橫截面積為所述蒸發(fā)槽道橫截面積的1-12倍，優(yōu)選為2?10倍，更優(yōu)選為3?8倍。
[0022]本實(shí)用新型一種電磁除鐵器散熱用盤(pán)式整體熱管，所述空心環(huán)或均衡管的橫截面為矩形、正方形，空心環(huán)或均衡管橫截面積100-5000平方毫米，優(yōu)選為200?3000mm2，更優(yōu)選橫截面積為300?2000mm2。
[0023]本實(shí)用新型一種電磁除鐵器散熱用盤(pán)式整體熱管，所述直翅片管通過(guò)彎管連接在分汽環(huán)上，所述直翅片管與彎管焊接成一體。
[0024]本實(shí)用新型一種電磁除鐵器散熱用盤(pán)式整體熱管，在分汽環(huán)上沿軸向均勻設(shè)置1-3行冷端孔，所述直翅片管安裝在冷端孔上。
[0025]本實(shí)用新型一種電磁除鐵器散熱用盤(pán)式整體熱管，所述直翅片管的軸線與所述圓形平板上表面的夾角α為:30° ( α <90°，優(yōu)選為:60° ( α <90°，更優(yōu)選為80。彡α彡90°，最優(yōu)為α = 90°。
[0026]本實(shí)用新型一種電磁除鐵器散熱用盤(pán)式整體熱管，所述圓形平板、空心環(huán)、分汽環(huán)、均衡管、直翅片管、彎管的材質(zhì)選自鋁合金或銅合金。
[0027]本實(shí)用新型一種電磁除鐵器散熱用盤(pán)式整體熱管，所述直翅片管采用熱擠壓或熱拉伸工藝成型，直翅片管上端封閉。
[0028]本實(shí)用新型一種電磁除鐵器散熱用盤(pán)式整體熱管，所述蒸發(fā)槽道采用熱擠壓或熱拉伸工藝成型。
[0029]本實(shí)用新型一種電磁除鐵器散熱用盤(pán)式整體熱管，工質(zhì)選自丙酮、去離子蒸餾水、乙醇、甲醇中的一種。
[0030]本實(shí)用新型的整體盤(pán)式熱管工作過(guò)程與原理
[0031]所述盤(pán)式整體熱管工作過(guò)程如下:所述盤(pán)式整體熱管大體上可看作由蒸發(fā)端、分汽環(huán)、冷凝端三大部分組成。所述蒸發(fā)端由空心環(huán)、設(shè)于圓形平板中的蒸發(fā)槽道、均衡管組成。所述冷凝端由直翅片管、彎管組成。分汽環(huán)將蒸發(fā)端、冷凝端連成一體，使其內(nèi)部空間互相聯(lián)系融為一體，形成一個(gè)封閉的網(wǎng)絡(luò)，盤(pán)式蒸發(fā)端從其上下兩平面接觸的除鐵器線圈獲得熱量，蒸發(fā)端內(nèi)液態(tài)工質(zhì)吸熱汽化，由于蒸發(fā)端內(nèi)部為一聯(lián)通的空間網(wǎng)絡(luò)，蒸發(fā)端內(nèi)工質(zhì)始終處于動(dòng)態(tài)的穩(wěn)定、平衡中，熱力狀態(tài)均勻。蒸汽在蒸發(fā)端與冷凝端壓差作用下向冷凝端流動(dòng)，經(jīng)分汽環(huán)混合、整流后形成流量及熱力狀態(tài)相同或相近的工質(zhì)進(jìn)入各冷凝端。工質(zhì)在冷凝端放熱冷凝后，在重力作用下先回到分汽環(huán)，再由分汽環(huán)均勻流入蒸發(fā)端。工質(zhì)周而復(fù)始流動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)熱量的持續(xù)迀移。
[0032]本實(shí)用新型技術(shù)效果
[0033]本實(shí)用新型提出的整體盤(pán)式熱管應(yīng)用在電磁除鐵器上具有以下良好效果及優(yōu)占.V.
[0034]本實(shí)用新型采用分汽環(huán)將蒸發(fā)端、冷凝端連成一體，使其內(nèi)部空間互相聯(lián)系融為一體，形成一個(gè)封閉的網(wǎng)絡(luò)，這種結(jié)構(gòu)的熱管，可使蒸發(fā)端內(nèi)工質(zhì)的壓力、溫度、質(zhì)量自動(dòng)平衡，從而獲得如下效果:一與除鐵器線圈接觸良好，消除了諸如夾板、填充物帶來(lái)的材料導(dǎo)熱熱阻和接觸熱阻；二蒸發(fā)端內(nèi)部工質(zhì)熱力狀態(tài)、流動(dòng)狀態(tài)穩(wěn)定均勻，蒸發(fā)端平板導(dǎo)熱能力均勻，使線圈溫度均勻并有效消除線圈局部高溫。所述分汽環(huán)一邊與蒸發(fā)槽道端口相連，另一邊均布具有軸線與圓形平板上表面呈30°?90°