一种新型高温粉体或液体材料降温冷却装置的制作方法

    专利查询2026-08-25  2


    本发明涉及换热装置,尤其涉及一种新型高温粉体或液体材料降温冷却装置。


    背景技术:

    1、石墨化的生产中,其冷却时间及作业量占到整个石墨化生产周期的90%以上,因此,优化冷却效率可大幅缩减生产周期,减少作业量尤其重要。目前石墨化炉的冷却主要采用以下两种手段进行物料散热:

    2、1、自然冷却降温(降温时间45天左右)正常的电池负极材料石墨化炉池里需要把里面保温层的粉体材料电加热到3000℃左右,然后停电停止加热,开始自然冷却降温,这个降温冷却的过程大约在45天左右,温度要下降到100~300℃左右才可以出料,明显的缺点就是自然冷却的过程天数占整个生产周期的时间过长,也是行业内急需解决的痛点之一。各家的石墨化炉池尺寸规格有大有小,但是自然冷却的时间都差不多,没有很好的降温解决方案。一旦出货量需求增加,只能增大投资多建炉池,对于材料的成本来说,性价比很低。

    3、2、水冷降温(降温时间35天左右)现在有工厂考虑其他降温方式,比如对石墨化炉池的池壁进行局部降温,或者水冷的方式来降温,都存在很大的弊端。工作原理就是把一根根的钢管插入到石墨化炉池保温层高温粉体内部,钢管内走水循环换热把高温粉体的热量带到粉池外部的水池里降温,因为高温粉体材料的温度接近3000℃,极易产生高温水蒸汽,粉尘爆炸等生产安全隐患,同时外部需要建设换热的水池来换热降温,占用场地和投资不小。同时因为水循环管道多,一旦某一根管道泄露,工厂就要停工排除故障,耽误生产,并不是一个成熟的解决方案,而且安全生产的隐患很大,只有极个别厂家在做,大多数厂家主流还是采用自然冷却的降温方式。

    4、综上,如何设计一种应用于石墨化炉中高效安全的散热装置,缩短散热冷却时间,且降低蒸汽爆炸风险,便成为本领域人员亟待解决的技术问题。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于,解决现有技术的不足之处,提出一种新型高温粉体或液体材料降温冷却装置,该装置可根据炉池大小不同,配置数量可调对石墨化炉核心高温区内部整池降温,降温时间缩短至20天以内,产能大幅度提升,且结构简单,易于实现。

    2、一种新型高温粉体或液体材料降温冷却装置,定义石墨化炉顶部敞口的延伸方向为x向,重力方向为z向,降温冷却装置在x向上间隔排列多组,并在y向上延伸,该降温冷却装置包括:散热壳体及导热管,其中导热管的散热端z向插接在散热壳体内部,导热管的吸热端向下穿透散热壳体并插入至石墨化炉顶部敞口的待冷却物料中,且导热管的内部抽真空并热熔密封灌装超速流体导热介质;散热壳体的y向一端为进风端并在xz竖向平面上向散热壳体内部送风,散热壳体的y向另一端为排风端并在xy横向平面上向散热壳体上部排风。

    3、优选的,导热管的散热端外部均包覆有散热翅片,且导热管包括粗管吸热柱及细管吸热柱;粗管吸热柱及细管吸热柱的放热端交错排列插接在散热壳体内部,且粗管吸热柱吸热端的下探深度大于细管吸热柱吸热端的下探深度。

    4、优选的,粗管吸热柱的散热端固定且并联连通有多根副散热管,且粗管吸热柱的底端同轴套装固定有真空套筒。

    5、优选的,真空套筒的两个轴端压合设置有多个内径小于真空套筒中段的连接环,且真空套筒的底端同轴焊接固定有空心的锥头;真空套筒的中段与粗管吸热柱底端的周向外壁之间留设有环形的真空隔热腔。

    6、优选的,散热壳体的进风端及排风端均固设有风机。

    7、本发明的优点及技术效果在于:

    8、本发明的一种新型高温粉体或液体材料降温冷却装置,可根据石墨化炉尺寸灵活配置降温冷却使用的组数,通过散热壳体为导热管提供支撑固定,并通过散热壳体两端的进风及排风风机为散热壳体内部提供空气流通散热;散热作业时先由粗管吸热柱低端的真空套筒接触并插入物料,进行初步散热(此时温差较高,为提高导热管使用寿命避免泄漏,故先由下探深度较深的粗管吸热柱进行高温差冷却换热);再根据石墨化炉物料堆表面温度逐步下沉降温冷却装置,使细管吸热柱底端插入物料进一步充分换热。



    技术特征:

    1.一种新型高温粉体或液体材料降温冷却装置,定义石墨化炉顶部敞口的延伸方向为x向,重力方向为z向,其特征在于:所述降温冷却装置在x向上间隔排列多组,并在y向上延伸,该降温冷却装置包括:散热壳体及导热管,其中导热管的散热端z向插接在散热壳体内部,导热管的吸热端向下穿透散热壳体并插入至石墨化炉顶部敞口的待冷却物料中,且导热管的内部抽真空并热熔密封灌装超速流体导热介质;所述散热壳体的y向一端为进风端并在xz竖向平面上向散热壳体内部送风,散热壳体的y向另一端为排风端并在xy横向平面上向散热壳体上部排风。

    2.根据权利要求1所述的一种新型高温粉体或液体材料降温冷却装置,其特征在于:所述导热管的散热端外部均包覆有散热翅片,导热管的吸热端均同轴焊接固定有空心的锥头,且导热管包括粗管吸热柱及细管吸热柱;所述粗管吸热柱及细管吸热柱的放热端交错排列插接在散热壳体内部,且粗管吸热柱吸热端的下探深度大于细管吸热柱吸热端的下探深度。

    3.根据权利要求2所述的一种新型高温粉体或液体材料降温冷却装置,其特征在于:所述粗管吸热柱的散热端固定且并联连通有多根副散热管,且粗管吸热柱的底端同轴套装固定有真空套筒。

    4.根据权利要求3所述的一种新型高温粉体或液体材料降温冷却装置,其特征在于:所述真空套筒的两个轴端压合设置有多个内径小于真空套筒中段的连接环,且真空套筒的中段与粗管吸热柱底端的周向外壁之间留设有环形的真空隔热腔。

    5.根据权利要求1所述的一种新型高温粉体或液体材料降温冷却装置,其特征在于:所述散热壳体的进风端及排风端均固设有风机。


    技术总结
    本发明公开了一种新型高温粉体或液体材料降温冷却装置,该装置在X向上间隔排列多组,并在Y向上延伸,该降温冷却装置包括:散热壳体及导热管,其中导热管的散热端Z向插接在散热壳体内部,导热管的吸热端向下穿透散热壳体并插入至石墨化炉顶部敞口的待冷却物料中,且导热管的内部抽真空并热熔密封灌装超速流体导热介质;散热壳体的Y向一端为进风端并在XZ竖向平面上向散热壳体内部送风,散热壳体的Y向另一端为排风端并在XY横向平面上向散热壳体上部排风。该装置可根据炉池大小不同,配置数量可调对石墨化炉核心高温区内部整池降温,降温时间缩短至20天以内,产能大幅度提升,且结构简单,易于实现。

    技术研发人员:吴琼,张文生
    受保护的技术使用者:天津市鑫维多利热能科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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