[实用新型]一种纤维缠绕增强石墨换热块

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种纤维缠绕增强石墨换热块。

背景技术

包括浸渍石墨在内的石墨材料具有高的热导率(可达110～130w/m·k)及广谱耐腐蚀性，使用温度可达200～400℃，因而已广泛应用于制造腐蚀性物料的加热与冷却的换热器，其中最广泛应用的换热元件是圆块孔式石墨换热块。请参阅图2，这种圆块孔式石墨换热块100上分别钻有平行轴向(纵向)和垂直轴向(横向)的两组互不串通的通孔，用以分别流通交换热量的两种液体物料，例如在横向通孔103内通入蒸汽以加热流经纵向通孔102的冷酸，或者在横向通孔103内通入冷水以冷却流经纵向通孔102的热介质。

但由于石墨材料的抗拉强度较低，因此包含石墨换热块的石墨设备的轴向流体使用压力都较低，其轴向流体的使用压力普遍小于1.6MPa。

实用新型内容

本申请的目的在于解决上述问题，提供一种能够充分发挥吸收器功能的石墨降膜吸收器，避免发生部分物料孔内无吸收液或吸收液少的现象，具体的技术方案如下：

一种纤维缠绕增强石墨换热块，包括圆柱形的基体石墨块，基体石墨块上设置有平行于轴向的纵向孔和垂直于轴向的横向孔，纵向孔和横向孔互不连通，在基体石墨块的外周面上缠绕有纤维层，所述纤维层经树脂粘结在基体石墨块的外圆周面上，在所述纤维层上开设有连通所述横向孔的通孔，所述横向孔的两端所对应的纤维层的位置均开设有所述通孔。

本实用新型中，在基体石墨块的外周面上缠绕纤维层后，由于采用树脂将纤维层粘结在基体石墨块上，使纤维层与基体石墨块成为一个整体，由于纤维具有较高的抗拉强度，能够增强基体石墨块在周向上的抗压能力，根据不同设计要求，本实用新型的纵向孔能够承受压力在1.8～4.0MPa的流体通过，并保证换热块处于安全状态。

进一步，所述基体石墨块为经过树脂浸渍和热固化后的石墨块。经过树脂的浸渍和热固化后，不但可以增强基体石墨块自身的强度，还可以封堵基体石墨块上的小孔，保证纵向孔和横向孔之间互不渗漏。采用树脂浸渍和热固化石墨块的技术在目前已很成熟，其中的树脂可以采用酚醛、环氧、呋喃等等热固性树脂，在此不在赘述。

具体地，所述纤维层由纤维布、纤维带或纤维所缠绕形成。所述纤维布为碳纤维布或石墨纤维布中的至少一种，纤维带为碳纤维带或石墨纤维带中的至少一种；或者，所述纤维为碳纤维或石墨纤维中的至少一种。根据不同的加工工艺，可以选择纤维布或直接采用纤维缠绕形成纤维层，以适应不同的换热介质或不同的承压强度。

进一步，所述用于粘结纤维层的树脂为热固性树脂。热固性树脂具有良好的耐热性和粘结性能，不但能够将纤维层牢固地粘结在基体石墨块的表面上，还能够为纤维层提供保护，避免纤维层收到外力破坏。

附图说明

图1为本实用新型的一种实施例的结构示意图。

图2为现有技术中石墨换热块的简图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

实施例1：

请参阅图1，一种纤维缠绕增强石墨换热块20，包括圆柱形的基体石墨块1，基体石墨块1上设置有平行于轴向的纵向孔2和垂直于轴向的横向孔5，纵向孔2和横向孔5互不连通，在基体石墨块1的外周面上缠绕有纤维层4，所述纤维层4经树脂粘结在基体石墨块1的外圆周面上，在所述纤维层4上开设有连通所述横向孔5的通孔3，所述横向孔5的两端所对应的纤维层4的位置均开设有所述通孔3。

基体石墨块1为经过树脂浸渍和热固化后的石墨块。

纤维层由碳纤维布所缠绕形成。根据不同的要求，纤维层还可以采用石墨纤维布，或者将碳纤维布和石墨纤维布混合使用。

在制作维缠绕增强石墨换热块20时，首先基体石墨块1上钻好纵向孔2，然后将基体石墨块1夹持到数控缠绕机上，并将缠绕相关数据输入配套计算机。缠绕采用湿法缠绕，即将干燥的纤维布先经过树脂槽中调配好的粘结用热固性树脂溶液，热固性树脂溶液由酚醛和相应固化剂、改性剂等辅料配置而成；然后在预设的拉力下按设定参数由缠绕机缠绕到旋转的基体石墨块1的外周面上，形成预成型体，再按树脂固化工艺将缠绕层中的树脂加热固化，然后可对此预成型体一次性完成横向孔5和通孔3的加工，再按浸渍石墨的加工工艺对完成横向孔5和通孔3加工的预成型体进行浸渍─热处理及成型加工，直到符合浸渍─热处理标准及相应的尺寸要求。

上述热固性树脂溶液还可以采用环氧树脂或呋喃树脂等热固性树脂及相应固化剂、改性剂等辅料进行配制。