一种液态金属对流实验用回流热交换器的制作方法

本发明涉及热交换领域，具体涉及一种液态金属对流实验用回流热交换器。

背景技术：

液态金属介质是指一种不定型金属，液态金属可看作由正离子流体和自由电子气体组成的混合物。液态金属也是一种液态中夹杂有金属物质的不定型且可流动的液体金属。

液态金属在做强迫对流实验回路中，需要在管道的源头添加压力，使液态金属介质在管道能够运行流动，流动过程中，利用热交换器对高温与低温液态金属进行热交换；现有的热交换设备在进行热交换时，介质在管道内流动时，接触到热交换管壁的介质进行热交换速率快，而位于管道中部的介质不能很好的将热量与管道外部的冷却液进行交换，导致整体热交换效率低。

技术实现要素：

本发明所要克服的是现有的热交换设备在进行热交换时，介质在管道内流动时，接触到热交换管壁的介质进行热交换速率快，而位于管道中部的介质不能很好的将热量与管道外部的冷却液进行交换，导致整体热交换效率低的问题，目的是提供一种板材热压粘接定型装置。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

一种液态金属对流实验用回流热交换器，包括：

内管；

外管，所述外管环套在内管外部，所述内管与外管之间不接触，所述外管两端与内管外侧壁焊接，所述外管两端分别设有连接口；

所述内管内部安装有安装架，所述安装架中部安装有密封箱，所述密封箱上安装有转轴，所述转轴上固定有搅板，所述转轴端头穿过密封箱安装有叶轮，所述叶轮、密封箱、转轴均位于内管内部。

进一步的，所述内管与外管之间设有螺旋叶，所述螺旋叶环绕在内管外侧面。

进一步的，所述轴座中部设有安装孔，所述安装孔内侧沿轴线方向设有滑槽，所述转轴上固定有轴承，所述轴承外环侧设有凸块，所述凸块位于滑槽中，所述轴承的外环圈两侧与轴座之间分别设有挤压弹簧。

进一步的，所述安装孔两端分别设有套筒，所述套筒环绕在转轴外部，所述轴承的内环圈两侧设有密封活塞，所述密封活塞位于套筒内部。

进一步的，所述转轴上固定有两个转盘，所述轴座位于两个转盘之间，所述转盘与轴座之间留有间隙。

一种液态金属对流实验用回流热交换器，工作原理：

从内管端头向内管中注入高压介质，从连接口向外管与内管之间注入冷却液，内管中的高压介质在流动过程中冲击叶轮，带动叶轮转动，叶轮转动过程中带动转轴转动，转轴转动过程中转轴上的搅板对内管中的介质进行搅拌，促进内管中的介质流动，使内管中部介质能够接触管壁。

本发明的有益效果是：

本发明结构简单，利用高压介质流动带动叶轮转动，叶轮转动时带动转轴转动，转轴转动时带动搅板对内管中介质进行搅拌，推动内管中介质流动，保证内管中部介质在流动过程中能够接触管壁，提高内管中介质与管外的冷却液的热交换效率。

附图说明

图1为本发明的结构图；

图2为本发明的轴座结构图；

图中：1、内管；2、外管；12、连接口；13、安装架；14、轴座；15、转轴；16、搅板；17、叶轮；21、螺旋叶；31、安装孔；32、滑槽；33、轴承；34、凸块；35、挤压弹簧；41、套筒；42、密封活塞；51、转盘。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

实施例1

如图1、图2所示；一种液态金属对流实验用回流热交换器，包括：

内管1；

外管2，外管2环套在内管1外部，内管1与外管2之间不接触，外管2两端与内管1外侧壁焊接，外管2两端分别设有连接口12；

内管1内部安装有安装架13，安装架13中部安装有密封箱14，密封箱14上安装有转轴15，转轴15上固定有搅板16，转轴15端头穿过密封箱14安装有叶轮17，叶轮17、密封箱14、转轴15均位于内管1内部；

从内管1端头向内管1中注入高压介质，从连接口12处向外管2与内管1之间注入冷却液，内管1中的高压介质在流动过程中冲击叶轮17，带动叶轮17转动，叶轮17转动过程中带动转轴15转动，转轴15转动过程中转轴15上的搅板16对内管1中的介质进行搅拌，促进内管1中的介质流动，使内管1中部介质能够接触管壁，提高内管中介质与管外的冷却液的热交换效率。

内管1与外管2之间设有螺旋叶21，螺旋叶21环绕在内管1外侧面，通过设置螺旋叶21对内管1与外管2之间流通的冷却液进行引导，使得冷却液能够环绕内管1流动，增加冷却液的流动距离，提高冷却液的吸收热能的效率，进而提高热交换效率。

当叶轮17带动转轴15转动时，由于内管中液态介质流动所产生的推力作用，会给叶轮以及转轴施加挤压力，增加转轴与轴座连接处的轴承承受轴向力，增加轴承磨损，进而影响转轴转动效果；通过轴座14中部设有安装孔31，安装孔31内侧沿轴线方向设有滑槽32，转轴15上固定有轴承33，轴承33外环侧设有凸块34，凸块34位于滑槽32中，轴承33的外环圈两侧与轴座14之间分别设有挤压弹簧35；利用滑槽以及滑块使得轴承能够在轴座上滑动，再利用挤压弹簧对轴承进行固定支撑，缓冲轴承受到的轴向力，降低磨损，保证转轴能够带动搅板正常转动。

当轴承转动过程中，液态金属介质容易渗入到轴承中，影响轴承的正常使用；通过安装孔31两端分别设有套筒41，套筒41环绕在转轴15外部，轴承33的内环圈两侧设有密封活塞42，密封活塞42位于套筒41内部；利用密封活塞与套筒配合，实现密封效果，当转轴转动时，密封活塞能够随转轴转动，避免液态金属介质接触轴承，保证轴承正常转动。

转轴15上固定有两个转盘51，轴座14位于两个转盘51之间，转盘51与轴座14之间留有间隙，利用转轴转动带动转盘转动，转盘转动时将接触到转盘的液态金属介质离心甩出，从而排出转盘与轴座之间间隙中液态金属介质，减少液态金属介质渗入到轴座中的量，降低对轴承的损坏。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：

技术总结
一种液态金属对流实验用回流热交换器，涉及热交换领域，包括：内管；外管，所述外管环套在内管外部，所述内管与外管之间不接触，所述外管两端与内管外侧壁焊接，所述外管两端分别设有连接口；所述内管内部安装有安装架，所述安装架中部安装有密封箱，所述密封箱上安装有转轴，所述转轴上固定有搅板，所述转轴端头穿过密封箱安装有叶轮，所述叶轮、密封箱、转轴均位于内管内部。保证内管中部介质在流动过程中能够接触管壁，提高内管中介质与管外的冷却液的热交换效率。

技术研发人员：章毛连;何恩节;张永峰;秦炎福;官邦贵;刘念;王娜
受保护的技术使用者：安徽科技学院
技术研发日：2019.06.27
技术公布日：2019.10.22