一种焊管焊接余热回收装置制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种焊管焊接余热回收装置，包括集热元件、导热元件、转换元件、储能元件，所述导热元件包括中空的壳体，壳体内填充有工质,壳体外包覆有包覆层；所述集热元件为金属刷，金属刷固定在导热元件的壳体的一侧；所述转换元件包括温差材料，温差材料的高温端连接导热元件，低温端与空气接触，通过导线与储能元件连接；所述储能元件为蓄电池。本发明的焊管焊接余热回收装置不但具有很强的余热吸收和热电转换能力，而且可以通过改变高热导金属刷形状适应外焊、内焊以及不同焊管管径时的余热回收。该装置简单灵活、紧凑可靠，体积小、重量轻，从根本上解决了焊管焊接余热的回收问题。
【专利说明】一种焊管焊接余热回收装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及余热回收装置，尤其涉及一种在进行热电转换达到对自动焊接产生的余热进行回收再利用的装置。
【背景技术】
[0002]在大量现有的关于余热回收技术与装置的检索结果中，涉及到的均为高温烟气或高温废水的余热回收，鲜见针对高温固体材料的余热回收技术与装置。然而，在国家节能减排口号号召下，工业自动化生产过程中焊接余热的回收问题受到人们重视，余热回收不仅关系到能源的再利用，也关系到焊接后的热处理。焊接过程中，熔池温度高达1500°C，而目前广泛应用的焊后处理方式为空冷，焊管焊接余热回收技术与装置在国内尚属空白。余热回收装置一方面可以将大量的余热收集起来加以利用，另一方面适当提高了焊管焊后冷却速度，既避免了长期高温引起的晶粒长大，也避免了急速冷却引起的热应力。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种焊管焊接余热回收装置，以解决焊管焊接余热回收的问题，能够将余热回收利用，并提高了焊管焊后冷却速。
[0004]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
一种焊管焊接余热回收装置，包括集热元件、导热元件、转换元件、储能元件，所述导热元件包括中空的壳体，壳体内填充有工质，壳体外包覆有包覆层；所述集热元件为金属刷，金属刷固定在导热元件的壳体的一侧；所述转换元件包括温差材料，温差材料的高温端连接导热元件，低温端与空气接触，通过导线与储能元件连接；所述储能元件为蓄电池。
[0005]优选的，所述金属刷由高导热金属材料制成。
[0006]优选的，所述金属刷是厚度为0.1^0.3mm、宽度为2?5mm、长度为15?20mm的金属薄片。
[0007]优选的，所述金属刷深入壳体内部2?3mm。
[0008]优选的，所述金属刷的排布密度为3飞片/cm。
[0009]优选的，所述壳体为长度为18(T250mm、宽度为3(T50mm、厚度为l(Tl5mm、壁厚为r3mm的中空低导热长方体壳体。
[0010]优选的，所述集热元件包括三块形状尺寸相同的壳体，相邻的壳体之间相通，且其连接处可转动。
[0011 ] 优选的，所述包覆层为隔热纤维。
[0012]优选的，所述工质为导热胶。
[0013]优选的，所述温差材料为半导体。
[0014]本发明的有益效果是:本发明的焊管焊接余热回收装置不但具有很强的余热吸收和热电转换能力，而且可以通过改变高热导金属刷形状适应外焊、内焊以及不同焊管管径时的余热回收。该装置简单灵活、紧凑可靠，体积小、重量轻，从根本上解决了焊管焊接余热的回收问题，同时通过调整金属刷密度和导热介质可以控制焊管冷却速度，达到余热回收和焊后热处理的一举两得的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明的剖面示意图。
[0016]图中:1.蓄电池；2.导线；3.温差材料；4.包覆层；5.壳体；6.工质；7.金属刷。
【具体实施方式】
[0017]下面结合【具体实施方式】对本发明做进一步说明。
[0018]如图1所示，一种焊管焊接余热回收装置，包括集热元件、导热元件、转换元件、储能元件，导热元件包括中空的壳体5，壳体5内填充有有高热导的工质6 (即导热介质)，壳体5外包覆有包覆层4 ;集热元件为金属刷7，金属刷7固定在导热元件的壳体5的一侧；转换元件包括温差材料3，温差材料3的高温端连接导热元件，低温端与空气接触，通过导线2与储能元件连接；储能元件为蓄电池I。
[0019]金属刷7由高导热金属材料制成。金属刷7是厚度为0.f 0.3mm、宽度为2?5mm、长度为15?20mm的金属薄片。金属刷7深入壳体5内部2?3mm。金属刷7的排布密度为3?5片/cm。由于金属片弹性高，可以允许实际焊接过程中钢管的尺寸偏差，金属片形成的大导热面通过直接接触可以有效地吸收焊管焊缝处的热量。
[0020]壳体5为长度为18(T250mm、宽度为30?50臟、厚度为l(Tl5mm、壁厚为I?3mm的中空低导热长方体壳体。
[0021]集热元件包括三块形状尺寸相同的壳体5，相邻的壳体5之间相通，且其连接处可转动。两两之间既要可以相互转动又要保证工质的连续性。导热元件一方面将收集的余热高效迅速传递给转换元件，另一方面其自身的低热导可防止余热的二次散失。三块导热元件可以满足外焊、内焊以及不同焊管管径的余热回收。三块导热元件将余热集中到中间的导热元件中，该导热元件连接转换元件，转换元件由温差材料构成，该温差材料的高温端为导热元件，低温端为空气，通过导线将温差材料中产生的电流引入储能元件中，将热能转换为电能进行储存备用。
[0022]下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
[0023]实施例1
余热来自经双面自动埋弧焊焊接的油气运输用焊管，焊管厚径比为4.5%，测试对象为外焊焊缝。金属刷7的材料为铜，其尺寸为0.2X3X20mm，金属刷7深入壳体5内部2mm，在壳体5上的排布密度为3片/cm，导热元件的壳体5材料为铜，尺寸为200 X 50 X 1mm,壁厚为2_，外层的包覆层4为隔热纤维，填充的工质6为导热胶，温差材料3为半导体。通过分析储存得到的电能判断本发明的余热回收效率，通过对比有无装置的焊管焊缝处温度、焊缝力学性能判断本发明对焊管性能的提高。实施例1具体结果如表I所示。
[0024]表I
丽?次数I回收效率I焊缝温度/°c I焊缝冲击吸收能量/j I焊缝断面剪切率
1_89.2% 80.3_49_40%_
2丨90.7% 丨75.7丨52丨42%—
【权利要求】
1.一种焊管焊接余热回收装置，其特征在于:包括集热元件、导热元件、转换元件、储能元件,所述导热元件包括中空的壳体(5 )，壳体(5 )内填充有工质(6 )，壳体(5 )外包覆有包覆层(4);所述集热元件为金属刷(7)，金属刷(7)固定在导热元件的壳体(5)的一侧；所述转换元件包括温差材料(3)，温差材料(3)的高温端连接导热元件，低温端与空气接触，通过导线(2)与储能元件连接；所述储能元件为蓄电池(I)。
2.如权利要求1所述的焊管焊接余热回收装置，其特征在于:所述金属刷(7)由高导热金属材料制成。
3.如权利要求1或2所述的焊管焊接余热回收装置，其特征在于:所述金属刷(7)是厚度为0.1?0.3mm、宽度为2?5mm、长度为15?20mm的金属片。
4.如权利要求3所述的焊管焊接余热回收装置，其特征在于:所述金属刷(7)深入壳体(5)内部2?3mm。
5.如权利要求4所述的焊管焊接余热回收装置，其特征在于:所述金属刷(7)的排布密度为3?5片/cm。
6.如权利要求1所述的焊管焊接余热回收装置，其特征在于:所述壳体(5)为长度为18(T250mm、宽度为3(T50mm、厚度为l(Tl5mm、壁厚为l?3mm的中空低导热长方体壳体。
7.如权利要求1所述的焊管焊接余热回收装置，其特征在于:所述集热元件包括三块形状尺寸相同的壳体(5)，相邻的壳体(5)之间相通，且其连接处可转动。
8.如权利要求1所述的焊管焊接余热回收装置，其特征在于:所述包覆层(4)为隔热纤维。
9.如权利要求1所述的焊管焊接余热回收装置，其特征在于:所述工质(6)为导热胶。
10.如权利要求1所述的焊管焊接余热回收装置，其特征在于:所述温差材料(3)为半导体。
【文档编号】H02N11/00GK104135189SQ201410342407
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年7月18日 优先权日:2014年7月18日
【发明者】姚正军, 徐尚君 申请人:南京航空航天大学