[发明专利]一种高效液氮换热器的换热管及换热器

权利要求书

1.一种高效液氮换热器的换热管，包括换热管本体，其特征在于，所述换热管本体的外表面设置疏水层，所述换热管本体的内表面设置薄热阻层。

2.根据权利要求1所述的一种高效液氮换热器的换热管，其特征在于，所述的薄热阻层为Teflon涂层，所述的薄热阻层的厚度在微米级别。

3.根据权利要求2所述的一种高效液氮换热器的换热管，其特征在于，所述的薄热阻层通过以下方法涂覆在所述换热管本体的内表面：

(1)将换热管内表面打磨处理，再依次用丙酮、无水乙醇和蒸馏水超声清洗去除油污，氮气吹干待用；

(2)向换热管内灌入Teflon并旋转，待涂层均匀；

(3)进行烘烤，之后自然冷却到室温，则内部涂层制备完成。

4.根据权利要求3所述的一种高效液氮换热器的换热管，其特征在于，步骤(3)中所述烘烤流程具体为：以10℃/min的升温速率先升温至150℃后保持温度恒定10min，再升温至200℃后保持15min，最后到340℃后保持15min后停止。

5.根据权利要求1所述的一种高效液氮换热器的换热管，其特征在于，所述的疏水层为阳极氧化膜。

6.根据权利要求5所述的一种高效液氮换热器的换热管，其特征在于，所述的疏水层通过以下方法涂覆在所述换热管本体的外表面：

(1)配置硫酸和磷酸混合酸性溶液以待电抛光使用，将氟化铵、水和乙二醇组成的电解液体系待阳极氧化使用；

(2)将换热管的外表面先进行机械抛光再依次用丙酮、无水乙醇和蒸馏水超声清洗去除油污，氮气吹干待用；

(3)将换热管竖直浸入步骤(1)配置的酸性溶液中，换热管作为阳极，碳筒为阴极，将碳筒套在换热管外，进行电抛光处理，之后用蒸馏水冲洗，氮气吹干；

(4)将换热管竖直插入步骤(1)配置的电解液体系中，换热管作为阳极，碳筒为阴极，将碳筒套在换热管外，通过磁力搅拌保持试样表面温度均匀，进行阳极氧化处理，之后用蒸馏水冲洗，氮气吹干，则阳极氧化膜制备完成。

7.根据权利要求6所述的一种高效液氮换热器的换热管，其特征在于，步骤(1)中的硫酸和磷酸混合酸性溶液中，磷酸质量分数为85％，硫酸质量分数为98％，电解液体系中氟化铵为0.125～0.250mol/L，水浓度为0.05～0.80mol/L。

8.根据权利要求6所述的一种高效液氮换热器的换热管，其特征在于，步骤(3)中的电抛光的工况为：温度保持50℃，电流大小为0.25A/cm²，抛光时间为20min；步骤(4)中的阳极氧化工况为：温度保持在20℃，氧化电压50V，氧化时间60min。

9.一种高效液氮换热器，包括壳体(1)、管箱法兰(2)、接管法兰(3)、换热管(4)、凸性封头(6)、封头管箱(7)、活动鞍座(8)，所述接管法兰(3)设于所述壳体(1)的上部或下部，所述换热管(4)设于所述壳体(1)的内部；所述凸性封头(6)设于所述封头管箱(7)的端部，所述封头管箱(7)通过所述管箱法兰(2)连接于所述壳体(1)的两端，其特征在于，所述换热管(4)采用如权利要求1-8任一项所述的换热管。

10.根据权利要求9所述的一种高效液氮换热器，其特征在于，

所述的换热管(4)和所述的壳体(1)材质均为316L不锈钢；

所述壳体(1)上部的接管法兰为液氮进口，下部的接管法兰为氮气出口，所述液氮进口和所述氮气出口位于所述壳体的同一侧；

所述壳体(1)中间设置分程隔板(10)，用于对液氮进行分程；

所述壳体内设置有折流板(5)，用于对进入壳体的气体进行折流；

所述换热器还设置有放气口或排液口(9)，用于排放壳体中冷凝的液体或多余的气体。