一种碳管炉的冷却装置的制作方法

1.本发明涉及冷却装置领域，特别涉及一种碳管炉的冷却装置。


背景技术：

2.碳管炉是一种在粉末冶金行业中广泛使用的电热设备，具有使用温度高、能连续性生产、开炉时间长等特点；使用温度最高能达到2300℃左右，一般使用温度在1500℃—2000℃范围。
3.目前，碳管炉是决定系统产量、质量的关键环节,现有技术中碳管炉的在生产过程中为了避免高温辐射，通常采用冷水夹层的方式对碳管炉的炉壁进行冷却，现有的冷却方式单一且冷却效果不佳。因此，需要提出有效的方案来解决以上问题。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提供一种碳管炉的冷却装置，解决现有技术中碳管炉的在生产过程中为了避免高温辐射，通常采用冷水夹层的方式对碳管炉的炉壁进行冷却，现有的冷却方式单一且冷却效果不佳的问题。
5.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
6.本发明提供了一种碳管炉的冷却装置，包括碳管炉体、夹设于所述碳管炉体炉壳内的冷却水夹层、冷却水箱、位于所述碳管炉体底部且与所述冷却水箱相互连通的水分配器、以及冷却水进、出口；
7.所述冷却水夹层为环状内空式夹层，所述环状内空式夹层内设有防腐涂层；
8.所述冷却水进口设置在碳管炉体下部并通过所述水分配器与所述冷却水夹层相通；
9.所述水分配器包括环形管和旁通分管；
10.所述环形管通过所述旁通分管与所述冷却水夹层底部的冷却水进口相连；
11.所述冷却水出口设置在所述碳管炉体顶部并与所述冷却水夹层相通；
12.还包括汽水分离器；
13.所述冷却水进、出口分别通过管线与所述汽水分离器连通；
14.所述管线上设有温度传感器以及减压阀。
15.优选地，所述汽水分离器为压力容器；
16.所述汽水分离器包括密封壳体和汽水分离装置，
17.所述碳管炉冷却水出口与汽水分离装置连通，所述碳管炉冷却水进水口与所述密封壳体连通。
18.优选地，所述汽水分离器还连接有用热装置。
19.优选地，所述冷却水箱与所述机架固定连接；
20.优选地，所述冷却水箱内架设有加强筋；
21.所述加强筋的一端与所述冷却水箱的内壁固定连接。
22.优选地，所述减压阀中设有用于无线连接所述温度传感器的信号接收芯片。
23.优选地，所述冷却水夹层、以及所述冷却水箱均采用铁板制作而成。
24.优选地，所述冷却水箱的表面以及内壁均设有防腐层。
25.本发明的有益效果为：
26.本发明提供的一种碳管炉的冷却装置，本发明当水由冷却水箱3并经过水分配器4的进水口进入冷却水夹层2内，被碳管炉炉壳内炉壁加热后，其中部分水汽化成蒸汽，比重变小而向上运动，在运动中不断地有部分水汽化成蒸汽，最后水和蒸汽的混合体由碳管炉炉顶出水口流出，上升至水分配器4，分离出的的蒸汽送往需要热能的用热装置11，而释放了蒸汽的水又流回至冷却水夹层2的进水口形成自然循环，如此反复循环。采用相变的潜热式加热和冷却，传热效率高，经过测试，传热系数比温差的显热式加热和冷却要高15-30倍，利用其余热的换热器的换热面积相对较小。
27.由于却水夹层2和水分配器4形成封闭式循环，并且水循环完全是自流的，不需要动力使其流动循环，因此只需要把用用热装置11冷凝下来的水补充回循环系统中即可，其动力耗能很小。
28.碳管炉所产余热与所需的热能之间不均衡的问题，可以简单地用补充和输出蒸汽来平衡。使整个冷却装置结构更加简单，制造成本大大降低。
附图说明
29.图1是本发明具体实施方式提供的一种碳管炉的冷却装置的结构示意图；
30.图2是本发明具体实施方式提供的a-a向的结构示意图。
具体实施方式
31.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
32.图1-2所示，本发明提供的一种碳管炉的冷却装置，包括碳管炉体1、夹设于碳管炉体1炉壳内的冷却水夹层2、冷却水箱3、位于碳管炉体1底部且与冷却水箱3相互连通的水分配器4、以及冷却水进、出口；
33.冷却水夹层2为环状内空式夹层，环状内空式夹层内设有防腐涂层；
34.冷却水进口设置在碳管炉体1下部并通过水分配器4与冷却水夹层2相通；
35.水分配器4包括环形管5和旁通分管6；
36.环形管5通过旁通分管6与冷却水夹层2底部的冷却水进口相连；
37.冷却水出口设置在碳管炉体1顶部并与冷却水夹层2相通；
38.还包括汽水分离器7；
39.冷却水进、出口分别通过管线8与汽水分离器7连通；
40.管线8上设有温度传感器9以及减压阀10。
41.进一步地，汽水分离器7为压力容器；
42.汽水分离器7包括密封壳体和汽水分离装置71，
43.碳管炉冷却水出口与汽水分离装置71连通，碳管炉冷却水进水口与密封壳体连通。
44.进一步地，汽水分离器7还连接有用热装置11。
45.进一步地，冷却水箱3与机架固定连接；
46.为加固设备稳定性，进一步地，冷却水箱3内架设有加强筋；
47.加强筋5的一端与冷却水箱3的内壁固定连接。
48.进一步地，减压阀10中设有用于无线连接温度传感器9的信号接收芯片。信号接收芯片采用价格便宜、低功耗具有无线发射和无线接收功能的芯片。
49.进一步地，冷却水夹层2、以及冷却水箱3均采用铁板制作而成。
50.为提高冷却水夹层2和冷却水箱3的整体寿命，进一步地，冷却水箱3的表面以及内壁均设有防腐层。
51.当水由冷却水箱3并经过水分配器4的进水口进入冷却水夹层2内，被碳管炉炉壳内炉壁加热后，其中部分水汽化成蒸汽，比重变小而向上运动，在运动中不断地有部分水汽化成蒸汽，最后水和蒸汽的混合体由碳管炉炉顶出水口流出，上升至水分配器4，分离出的的蒸汽送往需要热能的用热装置11，而释放了蒸汽的水又流回至冷却水夹层2的进水口形成自然循环，如此反复循环。采用相变的潜热式加热和冷却，传热效率高，经过测试，传热系数比温差的显热式加热和冷却要高15-30倍，利用其余热的换热器的换热面积相对较小。
52.由于却水夹层2和水分配器4形成封闭式循环，并且水循环完全是自流的，不需要动力使其流动循环，因此只需要把用用热装置11冷凝下来的水补充回循环系统中即可，其动力耗能很小。
53.碳管炉所产余热与所需的热能之间不均衡的问题，可以简单地用补充和输出蒸汽来平衡。使整个冷却装置结构更加简单，制造成本大大降低。
54.本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。


技术特征：
1.一种碳管炉的冷却装置，其特征在于：包括碳管炉体(1)、夹设于所述碳管炉体(1)炉壳内的冷却水夹层(2)、冷却水箱(3)、位于所述碳管炉体(1)底部且与所述冷却水箱(3)相互连通的水分配器(4)、以及冷却水进、出口；所述冷却水夹层(2)为环状内空式夹层，所述环状内空式夹层内设有防腐涂层；所述冷却水进口设置在碳管炉体(1)下部并通过所述水分配器(4)与所述冷却水夹层(2)相通；所述水分配器(4)包括环形管(5)和旁通分管(6)；所述环形管(5)通过所述旁通分管(6)与所述冷却水夹层(2)底部的冷却水进口相连；所述冷却水出口设置在所述碳管炉体(1)顶部并与所述冷却水夹层(2)相通；还包括汽水分离器(7)；所述冷却水进、出口分别通过管线(8)与所述汽水分离器(7)连通；所述管线(8)上设有温度传感器(9)以及减压阀(10)。2.如权利要求1所述的一种碳管炉的冷却装置，其特征在于：所述汽水分离器(7)为压力容器；所述汽水分离器(7)包括密封壳体和汽水分离装置(71)，所述碳管炉冷却水出口与汽水分离装置(71)连通，所述碳管炉冷却水进水口与所述密封壳体连通。3.如权利要求1所述的一种碳管炉的冷却装置，其特征在于：所述汽水分离器(7)还连接有用热装置(11)。4.如权利要求1所述的一种碳管炉的冷却装置，其特征在于：所述冷却水箱(3)与所述机架固定连接。5.如权利要求4所述的还原炉的冷却装置，其特征在于：所述冷却水箱(3)内架设有加强筋；所述加强筋(5)的一端与所述冷却水箱(3)的内壁固定连接。6.如权利要求1所述的还原炉的冷却装置，其特征在于：所述减压阀(10)中设有用于无线连接所述温度传感器(9)的信号接收芯片。7.如权利要求1所述的还原炉的冷却装置，其特征在于：所述冷却水夹层(2)、以及所述冷却水箱(3)均采用铁板制作而成。8.如权利要求1所述的还原炉的冷却装置，其特征在于：所述冷却水箱(3)的表面以及内壁均设有防腐层。

技术总结
本发明公开了一种碳管炉的冷却装置，包括碳管炉体、冷却水夹层、冷却水箱、水分配器、以及冷却水进、出口；冷却水夹层为环状内空式夹层，环状内空式夹层内设有防腐涂层；水分配器包括环形管和旁通分管；还包括汽水分离器；冷却水进、出口分别通过管线与汽水分离器连通；管线上设有温度传感器以及减压阀。碳管炉所产余热与所需的热能之间不均衡的问题，可以简单地用补充和输出蒸汽来平衡。使整个冷却装置结构更加简单，制造成本大大降低。制造成本大大降低。制造成本大大降低。


技术研发人员：肖小兵
受保护的技术使用者：赣州力信达冶金科技有限公司
技术研发日：2021.01.12
技术公布日：2022/7/18