CN113357947B - 一种重力式热管、锅炉及重力式热管制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种重力式热管、锅炉及重力式热管制造方法，重力式热管包括钢管、上堵板、下堵板、介质和抽气注料甩头，上堵板和下堵板均具有垂直翻边，分别设置在钢管的两端方向向外，且均与钢管过紧配合，抽气注料甩头通过具有与第一次垂直翻边的反方向的垂直翻边的根基孔设置在根基孔内，且二者过紧配合同时抽气注料甩头还包括堵头、与单向阀配合的内牙及与抽气注料***的内牙头配合的外牙钢管内填充适当介质。本发明通过部件的过紧配合，提高了焊缝的质量，提高了重力式热管的气密性。

Description

一种重力式热管、锅炉及重力式热管制造方法

技术领域

本发明涉及热交换设备技术领域，特别是涉及一种重力式热管、锅炉及重力式热管制造方法。

背景技术

重力式热管是一种热交换装置。用一段钢管两端密封抽去管子中的空气成为真空管，再往管子内注入某一种合适的介质，对管子的下端加热时，管子内的介质蒸发向上移动，蒸发的汽体在上端遇冷液化并放出热量，液化后的液体在自身重力的作用下又向下流动，如此循环，不断将下端的热量向上搬运。只要选择合适的介质，在钢管上、下两端存在温差的情况下，就可以实现将下端的热量向上端的搬运。

现有的重力式热管包括钢管、钢管两端的堵板、抽气注料甩头、介质、焊缝和堵头，由于“O”型密封圈要从两端头的一端***，因此，两端的堵板的直径与钢管的直径相同，同时还有一圈焊缝的厚度，所以堵板的直径最多也只能为钢管的直径，再加上钢管的焊缝位置的园度不够，焊缝时窄时宽，造成焊缝的质量无法保证，经常发生漏气现象，重力式热管的气密性无法保证，同时存在人工手焊的因素，加重了焊缝的质量缺陷，并且人工成本非常高。

重力式热管锅炉是一种将重力式热管和锅炉结合的锅炉，重力式热管可以有效的对烟气的余热进行回收利用，从而达到节约能源和提高热效率的目的。现有的重力式热管锅炉的排烟温度都设计在二氧化硫的露点之上，即排烟温度都大于160℃，不能满足保护环境与节约能源的要求。因此可以改进重力式热管以解决环保与能源问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种重力式热管、锅炉及重力式热管制造方法，以提高重力式热管的质量和解决环保与能源节约问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种重力式热管，所述重力式热管包括钢管、上堵板、下堵板、介质和抽气注料甩头；

所述上堵板和所述下堵板分别设置在所述钢管的两端，且均与所述钢管过紧配合；所述上堵板和所述下堵板均具有垂直翻边，所述上堵板的垂直翻边与所述下堵板的垂直翻边相对且朝向均朝向外；

所述上堵板开设有根基孔，所述根基孔具有垂直翻边，所述根基孔的垂直翻边与所述上堵板位一体式，且所述根基孔的垂直翻边的方向与所述上堵板的垂直翻边的方向相反；

所述抽气注料甩头设置在所述根基孔内，且二者过紧配合；所述抽气注料甩头包括堵头；

所述介质填充在所述钢管，所述介质的工作温度为70－80℃，常温情况下是气体，在有压力情况下为液体。

可选的，所述抽气注料甩头包括：单向阀和内牙；所述单向阀设置有外牙及侧密封，所述单向阀的外牙与所述抽气注料甩头的内牙及侧密封处不能漏气的配合。

可选的，所述抽气注料甩头还包括：外牙；所述抽气注料甩头的外牙与抽气注料***的内牙头不能漏气的配合。

一种锅炉，所述锅炉包括上述任一项所述的重力式热管。

一种重力式热管制造方法，所述制造方法包括：

根据钢管的内径确定上堵板和下堵板的外径，并利用第一冲床模具分别冲出所述上堵板和所述下堵板的垂直翻边；

利用第二冲床模具在所述上堵板的中央部位冲出根基孔，并且使所述根基孔具有与所述上堵板的垂直翻边方向相反的垂直翻边；

将单向阀安装至抽气注料甩头内，二者通过相应的内外牙连接通过侧外密封；

将所述抽气注料甩头安装在所述根基孔中，并在根基孔的翻边顶上位置与抽气注料甩头通过焊接方式连接；

将所述上堵板和所述下堵板安装在所述钢管的两端，使所述上堵板的垂直翻边与所述下堵板的垂直翻边相对且朝向均朝外，并在两端的头顶上通过焊接方式连接；

连接所述抽气注料甩头的外牙与抽气注料***的内牙连接启动抽气真空泵，将所述钢管内抽成一定负压值；

向所述钢管内注入定量介质；所述介质的工作温度为70－80℃，常态下是气体，在有压力情况下为液体；

***抽气注料甩头的堵头，通过焊接方式将堵头焊死在抽气注料甩头里。

可选的，所述制造方法还包括：所述将单向阀安装至抽气注料甩头内，二者通过相应的内外牙连接后，还需要检验所述单向阀和所述抽气注料甩头内相应的内外牙及侧密封的配合的气密性；若气密性不合格将不能使用，；若气密性合格，则将所述抽气注料甩头安装在所述根基孔中。

可选的，所述制造方法还包括：所述将所述抽气注料甩头安装在所述根基孔中且所述的抽气注料甩头的轴线与所述根基孔的垂直翻边的端面垂直，并在根基孔的翻边顶上位置与抽气注料甩头通过焊接方式连接后，需要检验所述抽气注料甩头与所述根基孔的翻边焊接缝处的气密性；若气密性不合格，找出焊缝上的漏点，重新把漏点补焊好，再检验焊缝是否有漏点，最终是无漏点气密性才合格，则将所述上堵板和所述下堵板安装在所述钢管的两端。

可选的，所述制造方法还包括：所述将所述上堵板和所述下堵板安装在所述钢管的两端，使所述上堵板的垂直翻边与所述下堵板的垂直翻边相对且朝向均朝外，并在两端的头顶上通过焊接方式连接之后，还需要检验所述上堵板和所述下堵板分别与所述钢管的焊接缝处的气密性；若气密性不合格，找出焊缝上的漏点，重新把漏点补焊好，再检验焊缝是否有漏点，最终是不能有漏点才合格；若气密性合格，则通过所述抽气注料甩头的外牙与抽气注料***内牙连接启动抽气真空泵抽真空。

可选的，所述制造方法还包括：所述向所述钢管内注入定量介质后还需要检验所述单向阀在完成注入介质后它的阀芯是否准确回位确保介质***漏，若介质泄漏，重新调整单向阀的阀芯位置使之不漏气；若介质***漏，则***抽气注料甩头的堵头。

可选的，所述制造方法还包括：所述***抽气注料甩头的堵头，通过焊接方式将堵头焊死在抽气注料甩头里后还需要检验所述抽气注料甩头与所述堵头的焊接气密性；若气密性不合格，找出漏点重新补焊漏点使漏点不再漏气重新检验看是否有漏点，最终不能有漏点才合格；若气密性合格，则得到合格的重力式热管。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明的重力式热管，包括的上堵板和下堵板均具有垂直翻边，上堵板开设的根基孔也具有垂直翻边，并且各部件均是过紧配合，提高了部件间的接触面积，提高了重力式热管的气密性；抽气注料甩头内设置单向阀，解决常态下是气体在一定压力下是液体的介质抽气注料问题。

本发明的锅炉包括上述重力式热管，使锅炉的排烟度为70℃左右，提高锅炉的热效率降低污染物的排放。

本发明的重力式热管制造方法，包括对各个部件气密性的检测，提高了重力式热管的成品率，并且按照工序逐步检测气密性，避免大量的返工，将少了材料消耗，提高了制作效率。根据重力式热管的结构特征，实现了无焊料焊接。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的重力式热管示意图；

图2为上堵板或者下堵板示意图；

图3为带有根基孔6的上堵板示意图；

图4为抽气注料甩头的具体示意图；

符号说明：

1-上堵板，2-下堵板，3钢管，4-抽气注料甩头，4-1-单向阀，4-2-单向阀外牙与抽气注料甩头内牙，4-3-抽气注料甩头外牙，4-4-堵头，5-介质，6-根基孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种重力式热管、锅炉及重力式热管制造方法，以提高重力式热管的质量和解决环保与能源节约问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

一种重力式热管，重力式热管包括钢管3、上堵板1、下堵板2、介质5和抽气注料甩头4。

上堵板1和下堵板2分别设置在钢管3的两端，且均与钢管3过紧配合；上堵板1的外径和下堵板2的外径均比钢管3的内径大0.03～0.06mm。上堵板1和下堵板2均具有垂直翻边，上堵板1的垂直翻边与下堵板2的垂直翻边相对且都朝向向外。上堵板1和下堵板2的翻边机械加工的端面分别与钢管3的端面平行。

上堵板1开设有根基孔6，根基孔6具有垂直翻边，根基孔6的垂直翻边与上堵板1位一体式，且根基孔6的垂直翻边的方向与上堵板1的垂直翻边的方向相反。

抽气注料甩头4设置在根基孔6内，且二者过紧配合；抽气注料甩头4的外径比根基孔6的内径大0.03～0.05mm。抽气注料甩头4包括堵头4-4。抽气注料甩头4包括单向阀4-1和与之相配套的内牙单向阀4-1设置有外牙，单向阀4-1的外牙及侧密封与抽气注料甩头4的内牙之间不能泄漏气配合4-2。抽气注料甩头4还包括外牙抽气注料甩头4的外牙4-3与抽气注料***的内牙头***漏气配合。抽气注料甩头4的轴线与根基孔6的垂直翻边的端面垂直。

介质5填充在钢管3，介质5的工作温度为70－80℃，常态下是气体，在有压力情况下为液体。

本发明的重力式热管，包括的上堵板1和下堵板2均具有垂直翻边，上堵板1开设的根基孔6也具有垂直翻边，并且各部件均是过紧配合，提高了部件间的接触面积，提高了重力式热管的气密性；抽气注料甩头4内设置单向阀4-1，解决常态下是气体在一定压力下是液体的介质5抽气注料问题。

一种锅炉，锅炉包括上述任一项的重力式热管，重力式热管可以有效的对烟气的余热进行回收利用，使锅炉的排烟度为70℃左右，提高锅炉的热效率降低污染物的排放。

本发明还提供了制造重力式热管的方法，该方法包括：

根据钢管的内径确定上堵板和下堵板的外径，并利用第一冲床模具分别冲出上堵板和下堵板的垂直翻边。使上堵板的外径和下堵板的外径均比钢管的内径大0.03～0.06mm，即保证上堵板和下堵板与钢管之间能够是紧配配合且起到定位作用。

利用第二冲床模具在上堵板的中央部位冲出根基孔，并且使根基孔具有与上堵板的垂直翻边方向相反的垂直翻边。抽气注料甩头的外径比根基孔的内径大0.03～0.05mm，保证二者能够是紧配配合且起到定位作用。

将单向阀安装至抽气注料甩头内，二者通过相应的内外牙连接；检验单向阀和抽气注料甩头内相应的内外牙及侧密封处的配合的气密性。

将抽气注料甩头安装在根基孔中在根基孔的翻边顶上的位置于与抽气注料甩头并通过焊接方式连接，检验抽气注料甩头与根基孔的焊接缝气密性。上堵板与抽气注料甩头之间是垂直关系，安装时一定要准保垂直关系。

将上堵板和下堵板安装在钢管的两端，使上堵板的垂直翻边与下堵板的垂直翻边相对且朝向均朝外，并在两端的头顶上通过焊接方式连接。

现有重力式热管所选的介质在常温下为液体，将选好的液体介质通过不带单向阀的抽气注入甩头注入到重力式热管内，在重力式热管底部加热使介质达到沸腾状态且蒸汽通过抽气注入甩头排出，在此状态下保持一定时间，并迅速将准备好的堵头***抽气注料甩头内，并迅速用电焊把此堵头与抽气注料甩头一同焊死，确保该重力式热管的负压不受破坏。基于现有的重力式热管的锅炉排烟温度在160℃左右，但是目前的要求是保护环境与节约能源，因此形势需要降低降烟以解决环保与能源问题。

本发明重力式热管，抽气注料甩头的外牙与抽气注料***内牙头连接，启动真空泵将钢管内抽成一定负压值；然后向钢管内注入定量某种介质；介质的工作温度为70－80℃，常态下是气体，在有压力情况下为液体。基于本发明的重力式热管的锅炉排烟温度在70-80℃，提高锅炉的热效率，降低污染物的排放。

对钢管的两个端面以及上堵板和下堵板的垂直翻边的端面进行机械加工，使他们的端面成水平面，并不带任何的毛刺，边缘口完整没有凹陷凸出卷边等现象，将上堵板和下堵板安装在钢管的两端，使上堵板的垂直翻边与下堵板的垂直翻边相对且翻边机械加工面都朝向向外，且上堵板与下堵板的加工后的端面都与钢管的加工后的端面平齐并通过焊接方式连接；检验上堵板和下堵板分别与钢管的焊缝的气密性。

抽气注料甩头包括内牙与其含有单向阀的外牙相配合、其外表面上端还含有外牙和堵头。在抽气注料甩头抽气工作时单向阀是处在开启状态，通过抽真空机把重力式热管内的空气抽净并保证在最大的负压值，此时关闭抽真空阀开启注料阀，介质在常态下是气体在有压力情况下为液体，在重力与负压的作用下，介质不断流入重力式热管内部且在达到定量时，关闭注料阀解除注料***的内牙头与其甩头外表面上端的外牙连接，此后单向阀是处于完全关闭状态所注入的介质是不会泄露出来的此时再迅速将堵头插进到抽气注料甩头里，并迅速用电焊把堵头焊死在抽气注料甩头里，检验抽气注料甩头与堵头的气密性无漏确保将来也都不会泄露，一根完整的锅炉重力式热管的无焊料自动焊接制造方法完成。

无焊料焊接作业均采用自动焊接机完成，在控制好焊接速度、角度及电流等在提高工作效率的同时，也使得钢管能够采用厚度较薄的管道材料。无料焊接关键条件是：1、焊缝密实，即焊缝要密并越密越好，这关系到是否需要添加焊料，焊缝越大还需要事先填好此焊缝才能再进行焊接工作，同时还需要添加焊料。2、焊缝要有规律，即保证水平度(即直线)或同一半径的弧度不能歪来歪去。3、焊弧的长度要保证一致，即焊针与被焊件的距离要保证在一定的距离。4、焊件与被焊件要可靠固定好。因此原先人工焊接很难作到，焊缝质量无法保证。

本发明通过以下工艺实现无焊料焊接：

(1)上堵头和下堵头利用冲床加模具冲压垂直翻边，使得垂直翻边的边缘圈口非常圆，即有钢度和圆度，而且使用模具使得中心物料往翻边上流动使翻边圈加厚更剧有钢度。(2)由于所用的是较薄的钢管，管口不是很圆，即半径不同焊针走过时与焊缝不重叠，因此根本不可能执行自动焊接。本发明的上堵板和下堵板都插在钢管内部同时垂直翻边可以修正管口圆度。同时钢管两端都要经过机械加工保证它们的平面垂直度。上堵板的翻边外径和下堵板翻边的外径均比钢管内径大，实现过紧配合同时又起到固定的作用，因此它们之间的配合所产生的焊缝是又圆又实，基本上没有缝隙，只要把它们烧熔了它们就焊成一体了，所以可以做到无焊料焊接。(3)抽气注料甩头是焊在上堵板的正中央是几何中心即圆心上，同时上堵头的正中央先是反向冲孔垂直翻边，再通过端面机械加工使得翻边的边高都相同和平齐，同时抽气注料甩头也要与上堵板中央位置焊接的位置是先经过车床加工好的，即保证它的圆度同时又保证它与根基孔6之间的过紧配合，即使它们之间没有缝隙同时圆度又一致，这样为无焊料自动焊接创造好条件。(4)本发明的自动焊接机是采用机床和数控旋转主机即钢管是加在旋转的机械上而旋转，而焊把焊针是固定在可以调整任何方向和位置的，一但调整好最佳的焊针距离，即所产生的焊弧都会长度一致，焊针的方向就把它固定好来，再调整好焊机的电流，转动的速度以及转动的度数即解决焊缝的接口复盖问题，这样焊出来的焊缝的质量非常高而且速度也非常快，克服了焊工手动焊的一切矛盾而且效率高

本发明利用氩弧自动焊接技术来改善焊接质量降低人工成本，同时在制造过程中加入了相应的检验步骤，避免大量的返工将少了材料消耗提高了制作效率；在对各部件端面进行机械加工时保证端面平整且没有毛刺等现象。避免了焊接时发生跳弧现象；并且解决了为了修补焊缝需要把装好的介质液体倒掉造成了介质的浪费，特别是对应锅炉的余热利用所需要的重力式热管的液体介质其价格很高，所以更需要做好保质和检验工作以防止浪费介质。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种重力式热管，其特征在于，所述重力式热管包括钢管、上堵板、下堵板、介质和抽气注料甩头；

所述上堵板和所述下堵板分别设置在所述钢管的两端，且均与所述钢管过紧配合；所述上堵板和所述下堵板均具有垂直翻边，所述上堵板的垂直翻边与所述下堵板的垂直翻边相对且朝向均朝向外；

所述上堵板开设有根基孔，所述根基孔具有垂直翻边，所述根基孔的垂直翻边与所述上堵板为一体式，且所述根基孔的垂直翻边的方向与所述上堵板的垂直翻边的方向相反；

所述抽气注料甩头设置在所述根基孔内，且二者过紧配合；所述抽气注料甩头包括堵头；

所述介质填充在所述钢管，所述介质的工作温度为70－80℃，常温情况下是气体，在有压力情况下为液体；

所述重力式热管的制造方法包括：

根据钢管的内径确定上堵板和下堵板的外径，并利用第一冲床模具分别冲出所述上堵板和所述下堵板的垂直翻边；

利用第二冲床模具在所述上堵板的中央部位冲出根基孔，并且使所述根基孔具有与所述上堵板的垂直翻边方向相反的垂直翻边；

将单向阀安装至抽气注料甩头内，二者通过相应的内外牙连接；

将所述抽气注料甩头安装在所述根基孔中，并在根基孔的翻边顶上位置与抽气注料甩头通过焊接方式连接，且所述抽气注料甩头的轴线与所述根基孔的垂直翻边的端面垂直；

将所述上堵板和所述下堵板安装在所述钢管的两端，使所述上堵板的垂直翻边与所述下堵板的垂直翻边相对且朝向均朝外，并在两端的头顶上通过焊接方式连接；

通过所述抽气注料甩头的外牙与抽气注料***的内牙头连接启动抽气真空泵，将所述钢管内抽成一定负压值；

向所述钢管内注入定量介质；所述介质的工作温度为70－80℃，常温情况下是气体，在有压力情况下为液体；

***抽气注料甩头的堵头，通过焊接方式将堵头焊死在抽气注料甩头里。

2.根据权利要求1所述的重力式热管，其特征在于，所述抽气注料甩头包括：单向阀和内牙；所述单向阀设置有外牙及侧密封，所述单向阀的外牙与所述抽气注料甩头的内牙及侧密封不能漏气的配合。

3.根据权利要求2所述的重力式热管，其特征在于，所述抽气注料甩头还包括：外牙；所述抽气注料甩头的外牙与抽气注料***的内牙头不能漏气的配合。

4.根据权利要求1所述的重力式热管，其特征在于，所述制造方法还包括：所述将单向阀安装至抽气注料甩头内，二者通过相应的内外牙连接后，还需要检验所述单向阀和所述抽气注料甩头内相应的内外牙及侧密封的配合的气密性；若气密性不合格此物将不能使用；若气密性合格则将所述抽气注料甩头安装在所述根基孔中。

5.根据权利要求1所述的重力式热管，其特征在于，所述制造方法还包括：所述将所述抽气注料甩头安装在所述根基孔中，并在根基孔的翻边顶上位置与抽气注料甩头通过焊接方式连接后，需要检验所述抽气注料甩头与所述根基孔的焊接缝处的气密性；若焊缝气密性不合格将不能使用，找出漏点重新补焊漏点使之不漏气是视为合格；若气密性合格，则将含有抽气注料甩头的所述上堵板和所述下堵板安装在所述钢管的两端。

6.根据权利要求1所述的重力式热管，其特征在于，所述制造方法还包括：所述将所述上堵板和所述下堵板安装在所述钢管的两端，使所述上堵板的垂直翻边与所述下堵板的垂直翻边相对且朝向均朝外，并在两端的头顶上通过焊接方式连接之后，还需要检验所述上堵板和所述下堵板分别与所述钢管的焊接缝处的气密性；若气密性不合格找出漏点重新对漏点补焊重试看漏点是否还漏，只有不漏时才是合格；若气密性合格，则通过所述抽气注料甩头的外牙与抽气注料***内牙头连接启动抽气真空泵抽真空。

7.根据权利要求1所述的重力式热管，其特征在于，所述制造方法还包括：所述向所述钢管内注入定量介质后还需要检验所述单向阀在完成注入介质后它的阀芯是否准确回位确保介质***漏，若介质泄漏重新调整阀芯位置使之回位达到不漏气；若介质***漏，则***抽气注料甩头的堵头。

8.根据权利要求1所述的重力式热管，其特征在于，所述制造方法还包括：所述***抽气注料甩头的堵头，通过焊接方式将堵头焊死在抽气注料甩头里后还需要检验所述抽气注料甩头与所述堵头的焊接气密性；若气密性不合格找出漏点重新补焊再做试验看是否有漏点，最终做到没有漏气才合格；若气密性合格，则得到合格的重力式热管。

9.一种锅炉，其特征在于，所述锅炉包括权利要求1-3任一项所述的重力式热管。