電磁除鐵器散熱用盤式整體熱管的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型公開了一種電磁除鐵器散熱用盤式整體熱管，屬于強化傳熱技術領域。
【背景技術】
[0002]電磁除鐵器是一種利用磁場吸引力來清除物料輸送帶鐵磁性雜質的設備。該設備在生產過程中將具有如下作用:一是保護輸送帶不受鐵磁性雜質的損壞；二是保證后續重要設備，如破碎機、研磨機、鍋爐等，安全穩定工作；三是保證或提高相關產品的質量，如陶瓷產品，因為生產中鐵磁性雜質將嚴重影響陶瓷表面的色澤；四是提高港口物料輸送的質量以滿足客戶要求。基于電磁除鐵器的重要功用，該設備廣泛應用于礦山、化工、火電、水泥、玻璃、陶瓷、建材、食品及飼料加工、港口航運等行業。
[0003]電磁除鐵器的工作原理實際就是電磁轉換原理。理論講，一定功率下電磁除鐵器的電磁吸力與其線圈流過的電流平方成正比，故電流大吸力就大，除鐵能力就強。但物理原理同時指出，線圈是電阻，電流越大產生的熱量越大、溫度越高，而溫度升高將使線圈電阻進一步增大，電阻增大又產生更多熱量，從而形成一種惡性循環。在這種情況下，只能出現兩種結果，一是線圈或設備高溫損壞或燒毀，二是調低電流除鐵性能下降。
[0004]基于電磁除鐵器的工作原理，可以看出，為使電磁除鐵器安全穩定運行，必須要快速及時散發熱量，對大型電磁除鐵器尤其如此。
[0005]眾所周知，熱管稱為熱的超導體，優異的導熱能力使其很早在電磁除鐵器散熱上得到應用。調查證實，熱管散熱的確已成為電磁除鐵器最主要的散熱方式，市場占有率很尚O
[0006]但是，隨著經濟規模的日益擴大，電磁除鐵器越來越大型化，相應，其功率及發熱量也越來越大，目前大型電磁除鐵器的發熱功率已達40?50千瓦，前述熱問題越發顯得突出，且散熱技術難度也越來越高。從運行的實際情況看，現有熱管散熱技術已不敷應對，故研發適合電磁除鐵器的新的熱管散熱技術，對電磁除鐵器有重要的現實意義。
[0007]中國專利02258232.0提出了一種熱管冷卻技術，其特點是把多根熱管夾裝在兩塊鋁板中，形成一個具有傳熱能力的平板，平板插入線圈導熱。分析發現該專利存在如下不足:一是眾多熱管間隔平行夾裝于兩鋁板間，由于熱管與線圈疊合長度及熱管傳熱性能有差異，且鋁板間的熱管在徑向分布不連續，導致傳熱平板各處傳熱能力存在較大差異，從而引起線圈溫度不均，局部產生高溫；二是存在鋁板熱阻及熱管與鋁板的接觸熱阻；三是鋁板需加工眾多圓弧槽及螺釘孔，加工、安裝費用高；四是散熱翅片管與冷凝段嵌套安裝，存在接觸熱阻，且安裝較困難。中國專利200710133466.9提出了一種熱管散熱技術，其特點是多根熱管橫向相嵌形成平面整體，再整體插入線圈導出熱量。分析發現該專利存在如下不足:一是凹凸結構的熱管加工及安裝較為復雜；二是熱管相嵌即附加了接觸熱阻也附加了金屬熱阻；三是同樣存在前述專利02258232.0的第一項不足；四是金屬消耗多。中國專利200920232862.1提出的熱管散熱技術，其特點是多根熱管以一定間隔并排水平插入線圈，線圈與熱管只能點接觸，接觸面積過小，且熱管間隔處的熱阻非常大，傳熱能力較差，同時也存在線圈溫度不均問題。中國專利88105470.4提出的熱管散熱技術，其特點是多根熱管豎直插入線圈中，并在熱管周圍空隙填充導熱填料，其不足之處有:一熱管與線圈接觸面積過小，填料熱阻大，導致總體傳熱性能不佳；二同樣存在專利02258232.0的第一項不足；三熱管從除鐵器上部伸出，不利于自然散熱。中國專利200710134552.1提出了一種整體熱管技術，其特點是:熱管由環形容器、中間隔板及管狀陣列形成，線圈置于環狀容器形成蒸發段，管狀陣列為冷凝段且位于電磁除鐵器上部。其不足如下:一是無法解決線圈引出導線的密封問題，從而破壞熱管真空度；二是管狀陣列冷凝段從除鐵器上部豎直引出，不利于采用自然對流方式散熱；三是鋁質冷凝段與鋼的中間隔板不易焊接。
[0008]另外，專利02258232.0^200710133466.9^200920232862.1 的熱管是水平插入類型，該類型便于冷端采用自然對流方式散熱，特點是不需對流風機，既無動力消耗，也可避免惡劣動力設備故障帶來影響，但該類型有一個約束，就是熱管只能在除鐵器線圈水平面的一個坐標方向插入，從而導致電磁除鐵器必須是方形、熱管冷端只能在除鐵器的兩邊安排，限制了散熱冷端的數量，不利于增大散熱量。專利88105470.4、200710134552.1的冷端是從除鐵器頂上伸出，除鐵器外形及冷端數量的限制大為較弱，但不足之處是頂部伸出的冷端無法進行自然冷卻，從而帶來需要引入動力的問題。
[0009]從上述公開技術文件可看出，目前，對于電磁除鐵器熱管散熱技術的研究開發還存在許多不足。現有熱管散熱器在實際使用過程中，也普遍存在散熱能力不佳、溫度不均、溫度過高等問題。從傳熱角度講，現今技術存在兩大問題:一是多管，現在基本都是使用多熱管散熱，由于每根熱管都是獨立的，其性能及安裝位置都不同，極易引起蒸發端溫度不均；二是附加熱阻多，如金屬熱阻、接觸熱阻、填料熱阻等。探其原因，主要還是熱管的結構使然。如能減少熱管使用數量，以及減少不必要的附加熱阻，問題將會得到較好的解決或顯著改善。鑒于此，發明人提出了一種新型結構的熱管，該熱管針對性的解決了現有技術及熱管存在的問題，可大幅改善電磁除鐵器熱問題，為電磁除鐵器安全穩定生產提供幫助。
【實用新型內容】
[0010]為更好地解決大型電磁除鐵器散熱問題，針對目前技術的不足，本實用新型提出一種電磁除鐵器散熱用盤式整體熱管，與已知電磁除鐵器散熱熱管相比，具有結構簡單可靠、傳熱能力強、均溫性好、性價比高的特點。
[0011]本實用新型一種電磁除鐵器散熱用盤式整體熱管，是采用下述方案實現的:
[0012]所述盤式整體熱管，包括一圓形平板，在所述圓形平板上均布有相互平行的蒸發槽道，所述蒸發槽道處于所述圓形平板上、下表面之間并貫穿至圓形平板的圓周面，其軸線平行于所述圓形平板上、下表面；
[0013]在所述圓形平板中心設有一通孔，所述通孔的軸線垂直于所述圓形平板上、下表面；
[0014]在所述通孔的圓周上設有一空心環，貫穿通孔圓周的蒸發槽道與所述空心環的內腔連通；
[0015]在所述圓形平板的外圓周面上設有分汽環，所述分汽環為空心管，處于所述圓形平板外圓周面上的蒸發槽道端口與所述分汽環內腔連通；
[0016]在分汽環上均布有與分汽環內腔連通的直翅片管。
[0017]本實用新型一種電磁除鐵器散熱用盤式整體熱管，以過通孔圓心的縱切面將所述盤式整體熱管裁切為至少2塊單體，在每一塊單體中具有蒸發槽道端口的切口斷面設置均衡管，所述均衡管一端封閉，另一端與空心環連通，其側面與過切口斷面的蒸發槽道端口連通，裁切得到的單體數量最多8塊。
[0018]本實用新型一種電磁除鐵器散熱用盤式整體熱管，所述圓形平板厚度為10-50_，優選的厚度為10-30mm。
[0019]本實用新型一種電磁除鐵器散熱用盤式整體熱管，所述蒸發槽道或分汽環的橫截面為菱形、矩形、正方形、平行四邊形、梯形、正六邊形、圓形、橢圓形中的一種；
[0020]所述蒸發槽道的橫截面積為100?2500平方毫米，優選橫截面積為150?1600平方毫米，更優選橫截面積為200?900平方毫米；
[0021]所述分汽環的橫截面積為所述蒸發槽道橫截面積的1-12倍，優選為2?10倍，更優選為3?8倍。
[0022]本實用新型一種電磁除鐵器散熱用盤式整體熱管，所述空心環或均衡管的橫截面為矩形、正方形，空心環或均衡管橫截面積100-5000平方毫米，優選為200?3000mm2，更優選橫截面積為300?2000mm2。
[0023]本實用新型一種電磁除鐵器散熱用盤式整體熱管，所述直翅片管通過彎管連接在分汽環上，所述直翅片管與彎管焊接成一體。
[0024]本實用新型一種電磁除鐵器散熱用盤式整體熱管，在分汽環上沿軸向均勻設置1-3行冷端孔，所述直翅片管安裝在冷端孔上。
[0025]本實用新型一種電磁除鐵器散熱用盤式整體熱管，所述直翅片管的軸線與所述圓形平板上表面的夾角α為:30° ( α <90°，優選為:60° ( α <90°，更優選為80。彡α彡90°，最優為α = 90°。
[0026]本實用新型一種電磁除鐵器散熱用盤式整體熱管，所述圓形平板、空心環、分汽環、均衡管、直翅片管、彎管的材質選自鋁合金或銅合金。
[0027]本實用新型一種電磁除鐵器散熱用盤式整體熱管，所述直翅片管采用熱擠壓或熱拉伸工藝成型，直翅片管上端封閉。
[0028]本實用新型一種電磁除鐵器散熱用盤式整體熱管，所述蒸發槽道采用熱擠壓或熱拉伸工藝成型。
[0029]本實用新型一種電磁除鐵器散熱用盤式整體熱管，工質選自丙酮、去離子蒸餾水、乙醇、甲醇中的一種。
[0030]本實用新型的整體盤式熱管工作過程與原理
[0031]所述盤式整體熱管工作過程如下:所述盤式整體熱管大體上可看作由蒸發端、分汽環、冷凝端三大部分組成。所述蒸發端由空心環、設于圓形平板中的蒸發槽道、均衡管組成。所述冷凝端由直翅片管、彎管組成。分汽環將蒸發端、冷凝端連成一體，使其內部空間互相聯系融為一體，形成一個封閉的網絡，盤式蒸發端從其上下兩平面接觸的除鐵器線圈獲得熱量，蒸發端內液態工質吸熱汽化，由于蒸發端內部為一聯通的空間網絡，蒸發端內工質始終處于動態的穩定、平衡中，熱力狀態均勻。蒸汽在蒸發端與冷凝端壓差作用下向冷凝端流動，經分汽環混合、整流后形成流量及熱力狀態相同或相近的工質進入各冷凝端。工質在冷凝端放熱冷凝后，在重力作用下先回到分汽環，再由分汽環均勻流入蒸發端。工質周而復始流動，從而實現熱量的持續迀移。
[0032]本實用新型技術效果
[0033]本實用新型提出的整體盤式熱管應用在電磁除鐵器上具有以下良好效果及優占.V.
[0034]本實用新型采用分汽環將蒸發端、冷凝端連成一體，使其內部空間互相聯系融為一體，形成一個封閉的網絡，這種結構的熱管，可使蒸發端內工質的壓力、溫度、質量自動平衡，從而獲得如下效果:一與除鐵器線圈接觸良好，消除了諸如夾板、填充物帶來的材料導熱熱阻和接觸熱阻；二蒸發端內部工質熱力狀態、流動狀態穩定均勻，蒸發端平板導熱能力均勻，使線圈溫度均勻并有效消除線圈局部高溫。所述分汽環一邊與蒸發槽道端口相連，另一邊均布具有軸線與圓形平板上表面呈30°?90°