一种真空炉用高效环形紫铜换热器的制作方法

本发明涉及换热器领域，特别涉及一种真空炉用高效环形紫铜换热器。

背景技术：

真空热处理具有无氧化、不脱碳、工件表面光亮、变形小、无污染、节能、自动化程度高，以及适用范围广等优点，是近年来发展得比较快的热处理新技术之一，特别是在航空材料表面改性方面获得了很大的进展。许多新开发的先进热处理技术，比如真空高压气淬、真空化学热处理等，也需要在真空下方能实施。采用真空热处理技术可使结构材料、工模具的质量和使用寿命得到大幅度的提高，尤其适合于一些精密零件的热处理。

“十二五”期间，我国约有62％的加工制造类企业用户使用或增加了真空热处理设备，其应用领域涵盖：汽车、工程机械、航空航天、军工、石油化工、电力、机床制造、机车车辆等。我国目前约有真空热处理炉12000台，占热处理炉总数的1％左右，与国外差距很大；其中航空工业领域，真空热处理设备以每年30％左右速度递增,有近1000台真空炉。预计随着“十三五”发展先进装备制造业，调整优化原材料工业，提高基础工艺、基础材料的研发和系统集成水平，支持企业技术改造，增强新产品开发能力和品牌创建能力等相关扶持政策的推动，真空热处理设备需求将会有井喷式的大发展。真空炉换热器作为真空炉中最核心的部件其换热效率直接影响着真空炉的降温效率和最终的工件质量。

国内现有的真空炉用换热器的结构是方形翅片管，方形翅片管的材料为碳钢，每根方形翅片管单独焊接在集水槽上，方形翅片管的数量较小，集水槽的尺寸较大，换热面积较小，换热效率低，直接影响到真空热处理零件的质量，且该结构在换热的过程中风阻较大，焊点多非常容易漏水。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种真空炉用高效环形紫铜换热器，所述真空炉用高效环形紫铜换热器包括支撑架、多根环形铜管、顶板、底板、两个方箱和两个水管，两个方箱分别为第一方箱和第二方箱，两个水管分别为第一水管和第二水管；

支撑架为带有缺口的环形结构，两个方箱位于缺口处，多根环形铜管位于支撑架内且沿着支撑架的环形结构布置，每根环形铜管的两端均穿出支撑架；

每根环形铜管的一端均与第一方箱连通，另一端均与第二方箱连通，每根环形铜管外均设置有多个翅片；

顶板固定在支撑架的顶部，底板固定在支撑架底部；第一水管穿过底板与第一方箱连通，第二水管穿过底板与第二方箱连通。

所述第一方箱远离所述第二方箱的侧壁上设有多个内凹的第一焊接口，所述第二方箱远离所述第一方箱的侧壁上设有多个内凹的第二焊接口，每根所述环形铜管的一端与一个第一焊接口通过钎焊固定，另一端与一个第二焊接口通过钎焊固定。

所述支撑架包括内环、外环、第一侧板和第二侧板；

内环位于外环内，第一侧板连接内环的一端与外环的一端，第二侧板连接内环的另一端与外环的另一端，内环、外环、第一侧板和第二侧板形成所述带有缺口的环形结构。

所述顶板通过圆柱螺钉分别与所述外环的顶部以及所述内环的顶部连接。

所述底板通过圆柱螺钉分别与所述外环的底部以及所述内环的底部连接。

所述环形铜管外的每两个相邻翅片之间的距离相等。

所述第一水管与所述第一方箱通过钎焊固定，所述第二水管与所述第二方箱通过钎焊固定。

所述第一水管远离所述第一方箱的一端设有连接外螺纹，所述第二水管远离所述第二方箱的一端设有连接外螺纹。

所述环形铜管以及所述环形铜管外的多个翅片的材料均为紫铜。

所述环形铜管与位于其外设置的多个翅片通过压制成型。

本发明中的真空炉用高效环形紫铜换热器，结构简单，安装过程方便，采用了设有翅片的环形的紫铜管作为换热管，增加了换热面积，提高了换热效率，可以有效降低风阻，本发明中仅仅将环形铜管的两端焊接在方箱上即可，有效减少了焊点的数量，避免由于焊点较多造成的漏水的风险。

附图说明

图1是本发明提供的真空炉用高效环形紫铜换热器的结构示意图；

图2是本发明提供的真空炉用高效环形紫铜换热器的俯视图；

图3是本发明提供的支撑架的俯视图；

图4是本发明提供的设有翅片的环形铜管的局部示意图。

其中，

1支撑架；2环形铜管；3顶板；4底板；5第一方箱；6第二方箱；7第一水管；8第二水管；9缺口；10翅片；11第一焊接口；12第二焊接口；13内环；14外环；15第一侧板；16第二侧板，17圆柱螺钉，18连接外螺纹。

具体实施方式

为了解决现有技术存在的问题，如图1至图4所示，本发明提供了一种真空炉用高效环形紫铜换热器，该真空炉用高效环形紫铜换热器包括支撑架1、多根环形铜管2、顶板3、底板4、两个方箱和两个水管，两个方箱分别为第一方箱5和第二方箱6，两个水管分别为第一水管7和第二水管8；

支撑架1为带有缺口9的环形结构，两个方箱位于缺口9处，多根环形铜管2位于支撑架1内且沿着支撑架1的环形结构布置，每根环形铜管2的两端均穿出支撑架1；

每根环形铜管2的一端均与第一方箱5连通，另一端均与第二方箱6连通，每根环形铜管2外均设置有多个翅片10；

顶板3固定在支撑架1的顶部，底板4固定在支撑架1底部；第一水管7穿过底板4与第一方箱5连通，第二水管8穿过底板4与第二方箱6连通。

本发明中的真空炉用高效环形紫铜换热器，结构简单，安装过程方便，采用了设有翅片10的环形的铜管作为换热管，且两个方箱设置在支撑架1的缺口9处，增加了换热管的长度的同时，减小方箱尺寸，另一方面，由于换热管的长度的增加，设置在换热管外的翅片10的数量也有所增加，因此增加了换热面积，提高了换热效率，经现场使用测得本发明中的换热器比传统式换热器的换热效率至少提高30％。

本发明中的两个水管一个做为进水管，另一个作为回水管，与进水管连通的方箱做为进水集水方箱，与回水管连通的方向做为回水集水方箱，进水管还与真空炉炉体外的进水管路连接，回水管还与真空炉炉体外的回水管路连接，若本发明中将第一水管7做为进水管，第二水管8做为回水管，当该真空炉用高效环形紫铜换热器工作时，冷水流通过炉体外的进水管路进入第一水管7，再进入第一方箱5，并进入每根与第一方箱5连通的环形铜管2内，真空炉内会吹入大量的氩气做为降温介质，氩气在真空炉内循环时将热量带到设有翅片10的环形铜管2上，环形铜管2内的水吸收热量后循环至第二方箱6内，在第二方箱6内汇流后流入第二水管8，进而流入真空炉外部的回水管路，经过冷却后再进行循环利用。其中，由于换热管为环形，相对于方形换热管来说，可以有效降低风阻，有利于氩气的循环。

优选地，本发明中第一水管7远离第一方箱5的一端设有连接外螺纹18，用于与真空炉炉体外的进水管路螺纹连接；第二水管8远离第二方箱6的一端设有连接外螺纹18，用于与真空炉炉体外的回水管路连接。

如图1和图2所示，第一方箱5远离第二方箱6的侧壁上设有多个内凹的第一焊接口11，第二方箱6远离第一方箱5的侧壁上设有多个内凹的第二焊接口12，每根环形铜管2的一端与一个第一焊接口11通过钎焊固定，另一端与一个第二焊接口12通过钎焊固定。本发明中仅仅将环形铜管2的两端焊接在方箱上即可，有效减少了焊点的数量，避免由于焊点较多造成的漏水的风险。其中第一水管7与第一方箱5通过钎焊固定，第二水管8与第二方箱6通过钎焊固定。

本发明中的支撑架1包括内环13、外环14、第一侧板15和第二侧板16；

内环13位于外环14内，第一侧板15连接内环13的一端与外环14的一端，第二侧板16连接内环13的另一端与外环14的另一端，内环13、外环14、第一侧板15和第二侧板16形成带有缺口9的环形结构。

顶板3通过圆柱螺钉17分别与外环14的顶部以及内环13的顶部连接；底板4通过圆柱螺钉17分别与外环14的底部以及内环13的底部连接。

优选地，环形铜管2与位于其外设置的多个翅片10通过压制成型，环形铜管2外的每两个相邻翅片10之间的距离相等。

优选地，本发明中的环形铜管2以及环形铜管2外的多个翅片10的材料均为紫铜，第一水管7和第二水管8的材料也均为紫铜，紫铜有更好的热传导性，并且具备坚固和耐腐蚀的特性，有利于换热过程的进行。本发明中的支撑架1、顶板3、底板4以及两个方箱的材料优选为高温合金。

其中，环形铜管2的直径、设置了翅片10后的环形铜管2的最大直径、环形铜管2的厚度、翅片10的厚度、方箱的尺寸、两根水管的直径的大小、支撑架1的尺寸、环形铜管2的数量以及每两个相邻的翅片10间的距离等尺寸可以根据现场的实际情况进行合理的设计。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。