孔内壁强化的石墨孔块换热器的制作方法

本实用新型涉及换热器领域，具体涉及一种石墨换热器。

背景技术：

石墨孔块换热器是石墨换热器的一种，它由若干个带孔的块状石墨元件组装而成，这些孔之间相通形成通道，其中包括复数条用于放置化学试剂的横向通道与复数条用于放置水的纵向通道。

块状石墨元件的耐腐蚀性能好，传热面不易结垢，传热性能良好。但石墨材料制成的块状石墨块易脆裂，强度低，因而只能用于低压，并且制成块状石墨元件的石墨附着性较低，通道内壁上的石墨容易被流经的液体冲刷走，长时间使用会造成块状石墨元件的损坏，从而造成渗漏的情况。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种孔内壁强化的石墨孔块换热器，解决以上至少一个技术问题。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

孔内壁强化的石墨孔块换热器，包括复数个块状的石墨块，所述石墨块内开有复数条用于放置化学试剂的横向通道和复数条用于放置水的纵向通道，所述横向通道、所述纵向通道的两端均设有孔；

其特征在于，所述横向通道的内壁上设有复数根等间距排布的条状凹槽，所述横向通道、所述纵向通道的内壁上贴覆有一层玄武岩纤维层，所述玄武岩纤维层各处的厚度相等；

所述玄武岩纤维层表面涂覆有一层石墨烯涂层，所述石墨烯涂层填满所述条状凹槽。

玄武岩纤维层具有较大的强度，设在石墨块通道内的玄武岩纤维层克服了石墨材料抗压强度低的缺点，使其能够适用于高压环境，增加石墨块的使用寿命。而且，玄武岩纤维层还能将通道内壁与流经过的液体分离，防止石墨块的通道内壁直接被液体冲刷，从而达到保护石墨块的作用。

石墨烯涂层可以填平玄武岩纤维层表面的纹路，而且石墨烯涂层的表面光滑，使化学试剂不会过多的残留。石墨烯涂层还具有很好的导热性和耐腐蚀性，不影响石墨元件本身的导热性和耐腐蚀性。

石墨烯涂层填满条状凹槽，既增加了石墨烯涂层与通孔内壁之间的接触面积，使石墨烯涂层固定更稳固，同时，使横向通道内壁的表面平整，不会造成化学制剂在凹槽内的残留。

所述条状凹槽的深度为0.45mm～0.7mm。使条状凹槽内足够放置玄武岩纤维层。

所述石墨烯涂层的厚度为0.09mm～0.12mm。保证石墨烯涂层的导热性和耐腐蚀性的同时，起到固定玄武岩纤维层的效果。

所述玄武岩纤维层的厚度为0.4mm～0.6mm。使玄武岩纤维层具有足够的强度。

所述纵向通道的内壁上设有螺旋状的螺旋状凹槽，所述螺旋状凹槽形成的螺旋结构的中心轴线与所述纵向通道的中心轴线重合；

贴覆于纵向通道内壁的玄武岩纤维层的厚度，加上设置在纵向通道内壁的所述石墨烯涂层的厚度，小于所述螺旋状凹槽的深度。

呈螺旋状的凹槽没有被玄武岩纤维层和石墨烯涂层填满，使设有螺旋状凹槽的纵向通道还有一定的导流作用。

所述螺旋状凹槽的深度为1mm～1.5mm。保证其导流作用。

附图说明

图1为本实用新型的石墨元件的部分结构示意图；

图2为本实用新型石墨元件的横向通道沿径向切割的部分结构剖面图；

图3为本实用新型石墨元件的纵向通道沿中心轴线方向切割的部分结构剖面图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、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实用新型。

参照图1、图2、图3，孔内壁强化的石墨孔块换热器，包括复数个块状的石墨块，石墨块内开有复数条用于放置化学试剂的横向通道1和复数条用于放置水的纵向通道2，横向通道1、纵向通道2的两端均设有孔；横向通道1、纵向通道2的内壁上贴覆有一层玄武岩纤维层3；横向通道1的内壁上设有复数根等间距排布的条状凹槽11，玄武岩纤维层3各处的厚度相等；玄武岩纤维层3表面涂覆有一层石墨烯涂层4，石墨烯涂层4填满条状凹槽11。

玄武岩纤维层3具有较大的强度，设在石墨块通道内的玄武岩纤维层3克服了石墨材料抗压强度低的缺点，使其能够适用于高压环境，增加石墨块的使用寿命。而且，玄武岩纤维层3还能将通道内壁与流经过的液体分离，防止石墨块的通道内壁直接被液体冲刷，从而达到保护石墨块的作用。石墨烯涂层4可以填平玄武岩纤维层3表面的纹路，石墨烯涂层4的表面光滑，使化学试剂不会过多的残留。而且石墨烯涂层4还具有很好的导热性和耐腐蚀性，不影响石墨元件本身的导热性和耐腐蚀性。石墨烯涂层4填满条状凹槽11，既增加了石墨烯涂层4与通孔内壁之间的接触面积，使石墨烯涂层4固定更稳固，同时，使横向通道1内壁的表面平整，不会造成化学制剂在凹槽内的残留。

条状凹槽11的深度为0.45mm～0.7mm。使条状凹槽11内足够放置玄武岩纤维层3。石墨烯涂层4的厚度为0.09mm～0.12mm。保证石墨烯涂层的导热性和耐腐蚀性的同时，起到固定玄武岩纤维层3的效果。玄武岩纤维层3的厚度为0.4mm～0.6mm。使玄武岩纤维层3具有足够的强度。

纵向通道2的内壁上设有螺旋状的螺旋状凹槽21，螺旋状凹槽21形成的螺旋结构的中心轴线与纵向通道2的中心轴线重合，贴覆于纵向通道2内壁的玄武岩纤维层的厚度，加上设置在纵向通道2内壁的石墨烯涂层的厚度，小于螺旋状凹槽21的深度。呈螺旋状的凹槽没有被玄武岩纤维层和石墨烯涂层填满，使设有螺旋状凹槽的纵向通道2还有一定的导流作用。螺旋状凹槽的深度为1mm～1.5mm。保证其导流作用。

生产过程中，通过一伸缩杆固定刀具，将石墨块的通孔内设置凹槽，然后将石墨块浸在玄武岩纤维与胶黏剂的混合溶液中，烘干处理后，在石墨块的通道内形成玄武岩纤维层。为了达到一定厚度的玄武岩纤维层，可以浸泡多次。再将设置有玄武岩纤维层的石墨块的通道内，通过伸缩杆固定喷涂工具，伸到通道内部喷涂石墨烯涂层，待晾干、硬化后形成石墨烯涂层。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型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实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型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实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。