專(zhuān)利名稱(chēng)：一種鋁型材陽(yáng)極氧化槽液熱交換方法及熱交換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁型材表面處理加工技術(shù)，特別涉及一種能降低電能消耗的鋁型材陽(yáng)極氧化槽液熱交換裝置及熱交換方法。
背景技術(shù)：
鋁材經(jīng)過(guò)氧化處理后能防止進(jìn)一步腐蝕，或改變其物理性質(zhì)，或改變其外觀，鋁氧化是生產(chǎn)生活中一項(xiàng)常見(jiàn)的處理工藝。在進(jìn)行鋁氧化時(shí)，由于這種電解使鋁型材生成氧化膜的過(guò)程，是放熱反應(yīng)，氧化槽內(nèi)溶液的溫度會(huì)上升，然而生成的AL2O3的陽(yáng)極氧化膜必須在20± 1°C的條件下才能達(dá)到要求的性能，為此氧化槽液必須進(jìn)行熱交換降溫，使之保持在 20 ± I °C的恒定范圍，以便氧化膜的性能達(dá)到國(guó)標(biāo)GB5237. 2-2008的所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。要控制溶液溫度必須要使用制冷機(jī)對(duì)槽內(nèi)溶液進(jìn)行降溫處理。傳統(tǒng)的鋁型材陽(yáng)極氧化著色生產(chǎn)線上，陽(yáng)極氧化槽液的熱交換是利用間接冷卻系統(tǒng)進(jìn)行的，其中的熱交換介質(zhì)是10°C的冷水。具體為首先利用水泵將事先經(jīng)過(guò)制冷機(jī)降溫到10°c的冷卻水從一個(gè)貯水槽中抽出來(lái)，進(jìn)入換熱器，在換熱器內(nèi)經(jīng)過(guò)與氧化槽液換熱升溫后，水再?gòu)膿Q熱器流出且送進(jìn)制冷機(jī)蒸發(fā)器中降溫，然后送回冷水貯存容器中循環(huán)。其次當(dāng)氧化槽液溫度高于工藝要求20±l°c時(shí)，就會(huì)被一個(gè)耐酸泵從氧化槽中抽出來(lái)，送入換熱器，經(jīng)過(guò)與10°C冷水換熱降溫后，又被循環(huán)送回氧化槽中。這兩種循環(huán)過(guò)程保證陽(yáng)極氧化著色生產(chǎn)線上的每一個(gè)氧化槽的溫度保持20±1°C。制冷機(jī)中的蒸發(fā)器目前都普遍采用銅管作用傳熱介質(zhì)，以具有高傳熱系數(shù)，提高蒸發(fā)器傳熱效率。氧化槽液是20%的H2SO4，具有較強(qiáng)的腐蝕性，由于制冷機(jī)蒸發(fā)器銅管耐腐蝕性能差，因此目前均采用水作為中間傳熱介質(zhì)，即水先通過(guò)換熱器吸收氧化槽液的熱量以使氧化槽液溫度降低，然后吸收熱量后的水再經(jīng)過(guò)制冷機(jī)蒸發(fā)器時(shí)把熱量釋放給低溫制冷劑。用于水與氧化槽液換熱的換熱器由于要接觸硫酸而必須采用防腐處理。為提高氧化槽液熱交換的換熱效率，目前技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)主要是提高水與氧化槽液的換熱效率，例如交換器通常采用板式換熱器，或?qū)Q熱器進(jìn)行其他強(qiáng)化傳熱處理，例如板片采用波紋設(shè)計(jì)。 然而整個(gè)系統(tǒng)換熱效率仍然不高，且由于每個(gè)氧化槽要對(duì)應(yīng)有一臺(tái)酸泵、一臺(tái)水泵和一個(gè)換熱器，以及貯水槽，因此系統(tǒng)復(fù)雜，設(shè)備成本和電能消耗高。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種鋁型材陽(yáng)極氧化槽液熱交換方法及熱交換裝置。本發(fā)明的鋁型材陽(yáng)極氧化槽液熱交換方法，其特征在于將氧化槽內(nèi)的氧化槽液通過(guò)酸泵送入制冷機(jī)的蒸發(fā)器，蒸發(fā)器內(nèi)的蒸發(fā)管采用耐酸腐蝕的管材，使氧化槽液通過(guò)蒸發(fā)管與制冷機(jī)的制冷劑換熱，降溫后的氧化槽液循環(huán)回所述氧化槽內(nèi)。所述氧化槽及對(duì)應(yīng)的酸泵為多個(gè)，所述制冷機(jī)為一個(gè)，形成共用同一制冷機(jī)的多氧化槽液冷卻回路。
本發(fā)明還提供一種鋁型材陽(yáng)極氧化槽液熱交換裝置，包括鋁型材陽(yáng)極氧化槽和制冷機(jī)，其特征在于所述制冷機(jī)中蒸發(fā)器的蒸發(fā)管采用耐酸腐蝕的管材，所述氧化槽的氧化槽液進(jìn)出口管還串聯(lián)有酸泵和所述制冷機(jī)蒸發(fā)器構(gòu)成氧化槽液冷卻回路。所述氧化槽為多個(gè)，每個(gè)氧化槽對(duì)應(yīng)一個(gè)酸泵連接于同一個(gè)所述制冷機(jī)的蒸發(fā)器上，形成多個(gè)氧化槽共用同一個(gè)制冷機(jī)。所述耐酸腐蝕的管材可以選用316L不銹鋼管，或者是Ti金屬管，或者是在與酸接觸一側(cè)復(fù)合有聚丙烯、聚こ烯、尼龍等塑料的鑄鐵復(fù)合管。所述聚丙烯優(yōu)選為增強(qiáng)聚丙烯，其中含質(zhì)量百分含量16 19%的玻璃纖維。所述姆ー個(gè)氧化槽或氧化槽液出ロ管上安裝有ー個(gè)溫度傳感器，對(duì)應(yīng)該氧化槽的氧化槽液進(jìn)ロ或出口管路上安裝有調(diào)節(jié)閥，還包括所述溫度傳感器和所述調(diào)節(jié)閥對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)器構(gòu)成溫度調(diào)節(jié)回路。本發(fā)明的有益效果是通過(guò)用耐酸腐蝕的管材代替制冷機(jī)蒸發(fā)器的蒸發(fā)管，使其能夠耐氧化槽液(20%的H2SO4)腐蝕，因此氧化槽液通過(guò)直接流過(guò)蒸發(fā)器實(shí)現(xiàn)制冷劑與蒸發(fā)器的直接換熱，從而每個(gè)氧化槽可以減少了一臺(tái)水泵和一臺(tái)板式換熱器以及貯水容器，同時(shí)節(jié)省了水泵的需要的電能。另外，現(xiàn)有技術(shù)中蒸發(fā)器和板式換熱器要實(shí)現(xiàn)換熱，均需要一定的溫差作為熱量通過(guò)換熱壁傳遞的推動(dòng)力，因此制冷劑與氧化槽液之間需要的溫差較大，而本發(fā)明直接換熱，因此能夠降低制冷劑與氧化槽液之間傳熱需要的溫差，同時(shí)也由于沒(méi)有水降低了冷水在貯存容器對(duì)空氣中散發(fā)的能源損失，這樣進(jìn)一歩降低系統(tǒng)電耗，降低了設(shè)備成本和運(yùn)行成本以及維護(hù)成本。


圖I為本發(fā)明的一種能降低電能消耗的鋁型材陽(yáng)極氧化槽液熱交換的裝置示意圖。圖中1_氧化專(zhuān)用制冷機(jī)、2-第一氧化槽、3-第一循環(huán)酸泵、4-第二氧化槽、5-第 ニ循環(huán)酸泵、6_制冷機(jī)蒸發(fā)器、7-溫度傳感器、8-調(diào)節(jié)閥，。
具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)ー步的說(shuō)明
如圖I所示，是本發(fā)明的一種鋁型材陽(yáng)極氧化槽液熱交換裝置，包括兩個(gè)鋁型材陽(yáng)極氧化槽2、4和一臺(tái)氧化專(zhuān)用制冷機(jī)1，制冷機(jī)中蒸發(fā)器6的蒸發(fā)管采用耐酸腐蝕的管材，氧化槽2和氧化槽4的氧化槽液出ロ管分別串聯(lián)有酸泵3和酸泵5和制冷機(jī)蒸發(fā)器6構(gòu)成兩個(gè)氧化槽的氧化槽液冷卻回路，以分別對(duì)兩個(gè)氧化槽內(nèi)的氧化槽液進(jìn)行冷卻，維持所需的 20±1°C。蒸發(fā)器6所用的耐酸腐蝕管材為316L不銹鋼管，或者是Ti金屬管，或者是在與酸接觸一側(cè)復(fù)合有塑料的鑄鐵復(fù)合管，特別是含質(zhì)量百分含量16 19%的玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯，增強(qiáng)聚丙烯具有硬度高、剛性好，彈性模量高，線膨脹系數(shù)小具有極強(qiáng)的耐酸、耐堿、耐溫等特性，不與硫酸溶液反應(yīng)而且也不被硫酸溶液腐蝕。氧化槽2上安裝有ー個(gè)溫度傳感器7，對(duì)應(yīng)該氧化槽2的氧化槽液進(jìn)ロ管路上安裝有調(diào)節(jié)閥8，還包括調(diào)節(jié)器構(gòu)成氧化槽2的溫度調(diào)節(jié)回路，以根據(jù)氧化槽內(nèi)氧化槽液溫度控制經(jīng)過(guò)制冷機(jī)的循環(huán)量從而控制溫度穩(wěn)定。同樣氧化槽4也對(duì)應(yīng)有相應(yīng)的溫度調(diào)節(jié)回路， 實(shí)現(xiàn)各槽溫度的分別控制。以氧化槽2內(nèi)溫度調(diào)節(jié)為例說(shuō)明具體冷卻方法為氧化槽2內(nèi)的氧化槽液溫度高于21 °C時(shí)，調(diào)節(jié)閥8在調(diào)節(jié)器控制下打開(kāi)相應(yīng)開(kāi)度，此時(shí)酸泵3將氧化槽2內(nèi)的氧化槽液送入制冷機(jī)的蒸發(fā)器6，蒸發(fā)器6內(nèi)的蒸發(fā)管由于采用耐酸腐蝕的管材可以與氧化槽液接觸， 使氧化槽液通過(guò)蒸發(fā)管6與制冷機(jī)的制冷劑換熱，降溫后的氧化槽液循環(huán)回所述氧化槽2 內(nèi)，以使氧化槽2內(nèi)的溫度回到20 ± I °C。根據(jù)國(guó)標(biāo)GB5237. 2-2008對(duì)采用上述工藝流程著色的鋁型材進(jìn)行檢測(cè)，以生成 IOMm氧化膜計(jì)，其檢測(cè)結(jié)果符合國(guó)標(biāo)GB5237. 2-2008的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。在使用40天后檢查氧化專(zhuān)用制冷機(jī)I的蒸發(fā)器內(nèi)的管體，并未發(fā)現(xiàn)有被硫酸腐蝕的現(xiàn)象。計(jì)算使用40天的平均用電量，平均每日節(jié)省66%的用電量。本發(fā)明的一種能降低電能消耗的鋁型材陽(yáng)極氧化槽液熱交換裝置通過(guò)用塑復(fù)金屬管替換銅管，可使硫酸溶液直接通入制冷機(jī)中冷卻降溫，這就省去了水泵、板式換熱器和貯水池，這樣既節(jié)省電能又省去了電器的維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)，降低了生產(chǎn)成本。上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本發(fā)明創(chuàng)造所作的舉例，而并非對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造具體實(shí)施方式
的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所引伸出的任何顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造權(quán)利要求的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種鋁型材陽(yáng)極氧化槽液熱交換方法，其特征在于將氧化槽內(nèi)的氧化槽液通過(guò)酸泵送入制冷機(jī)的蒸發(fā)器，蒸發(fā)器內(nèi)的蒸發(fā)管采用耐酸腐蝕的管材，使氧化槽液通過(guò)蒸發(fā)管與制冷機(jī)的制冷劑換熱，降溫后的氧化槽液循環(huán)回所述氧化槽內(nèi)。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述氧化槽及對(duì)應(yīng)的酸泵為多個(gè)，所述制冷機(jī)為ー個(gè)，形成共用同一制冷機(jī)的多氧化槽液冷卻回路。
3.一種鋁型材陽(yáng)極氧化槽液熱交換裝置，包括鋁型材陽(yáng)極氧化槽和制冷機(jī)，其特征在于所述制冷機(jī)中蒸發(fā)器的蒸發(fā)管采用耐酸腐蝕的管材，所述氧化槽的氧化槽液進(jìn)出口管還串聯(lián)有酸泵和所述制冷機(jī)蒸發(fā)器構(gòu)成氧化槽液冷卻回路。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述耐酸腐蝕的管材為316L不銹鋼管，或者是Ti金屬管，或者是在與酸接觸一側(cè)復(fù)合有塑料的鑄鐵復(fù)合管。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于所述塑料為含質(zhì)量百分含量16 19%的玻璃纖維聚丙烯。
6.如權(quán)利要求3至5中之一所述的裝置，其特征在于所述氧化槽為多個(gè)，每個(gè)氧化槽對(duì)應(yīng)ー個(gè)酸泵連接于同一個(gè)所述制冷機(jī)的蒸發(fā)器上，形成多個(gè)氧化槽共用同一個(gè)制冷機(jī)多氧化槽液冷卻回路。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于所述每ー個(gè)氧化槽或氧化槽液出口管上安裝有ー個(gè)溫度傳感器，對(duì)應(yīng)該氧化槽的氧化槽液進(jìn)ロ或出口管路上安裝有調(diào)節(jié)閥，還包括所述溫度傳感器和所述調(diào)節(jié)閥對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)器構(gòu)成溫度調(diào)節(jié)回路。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種鋁型材陽(yáng)極氧化槽液熱交換方法和裝置，將氧化槽內(nèi)的氧化槽液通過(guò)酸泵送入制冷機(jī)的蒸發(fā)器，蒸發(fā)器內(nèi)的蒸發(fā)管采用耐酸腐蝕的管材，使氧化槽液通過(guò)蒸發(fā)管與制冷機(jī)的制冷劑換熱，降溫后的氧化槽液循環(huán)回所述氧化槽內(nèi)。本發(fā)明省去了水泵、板式換熱器和貯水池，這樣既節(jié)省電能又省去了電器的維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)，降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)C25D11/04GK102605404SQ201210115449
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月19日
發(fā)明者吳軍, 周?chē)?guó)斌, 彭永鋒 申請(qǐng)人:廣東永利堅(jiān)鋁業(yè)有限公司