專利名稱：一種流彈形自清潔強化傳熱元件的制作方法
技術領域：
本發(fā) 明涉及一種應用于管殼式換熱器、熱交換反應器等設備中換熱管內(nèi)清洗污垢 的內(nèi)插元件，特別涉及一種具有自導向、低阻力和高效清洗的元件。
背景技術：
一直以來換熱管內(nèi)容易沉積污垢，特別是在冷卻水為含有雜質(zhì)的流體時，例如海 水、河水時，換熱管在很短時間，如3-5天就會沉積很厚的污垢。沉積的污垢具有很大的危 害性，污垢的熱阻很大，直接大大減低了換熱管內(nèi)的傳熱效率，另外污垢還具腐蝕性，會縮 短換熱管的壽命，從而給工廠帶來很大的經(jīng)濟損失。對于除去換熱管內(nèi)污垢的方法有機器清洗技術、膠球清洗技術和在線清洗技術。 機器壓力清洗技術需要很大的水壓，對機器的要求很高，但是機器壓力清洗的結果不是令 人滿意，清洗污垢不夠完全。在線清洗技術是最近十年發(fā)展起來的技術，例如用螺旋紐帶 清洗，直接將螺旋紐帶安裝在換熱管內(nèi)自動清洗，其結果是對污垢的清洗有效果，但是會造 成很大壓力損失，同時該技術還不夠完善。相對較好的技術是利用膠球在線清洗，形狀和 材料可以調(diào)整，對管壁有摩擦效果但是不會損傷管壁，同時膠球可以重復利用，成本較低。 以前的技術是膠球有不同的結構，例如組合結構式膠球，分為幾層組合的膠球，但是制造比 較麻煩，由于膠球的形狀尺寸是較大于換熱管內(nèi)徑的，所以流通性能不好，回收是膠球易 被阻礙，回收效率較低；膠球做成實心狀時，對流體的阻力較大，易阻塞管道。中國專利號 200710098489.0，公布了一種可以旋轉的清洗元件，但是該元件沒有自導向功能，影響清洗 元件在換熱管內(nèi)的運行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設計一種應用于換熱管內(nèi)清洗內(nèi)壁的清洗元件，所述元件在換熱 管內(nèi)流體介質(zhì)作用下，具有自導向功能，并且會發(fā)生旋轉，減小對流體的阻力，加強清洗換 熱管壁污垢的效果，并能提高清洗元件在換熱管內(nèi)的流通能力，有利于提高元件清洗效率。本發(fā)明為解決上述問題采用的技術方案是一種流彈形自清潔強化傳熱元件，包 括彈頭、羽翼和腰帶，所述羽翼是彈頭外表面開始向外延伸的螺棱，所述腰帶是連接羽翼的 圓環(huán)結構，所述彈頭外形為流線型，具有自導向功能，提高在換熱管內(nèi)的流通性，減小對流 體的阻力；羽翼具有一定的螺旋角，當流體流過元件時，羽翼受到垂直于徑向上的周向力， 元件會繞彈頭的軸心線旋轉，有擾動流體的作用，加大流體的湍流程度，達到強化傳熱的效 果，元件旋轉有利于提高元件的清洗效果，羽翼的數(shù)量大于或等于二，均布于彈頭外表面 上，元件在旋轉時能保持平穩(wěn)狀態(tài)。在羽翼外端設有一個以上的環(huán)形腰帶，目的是增大元件的強度，并避免多個元件 堆積時發(fā)生交叉干擾；位于羽翼的最大直徑處開設的腰帶上設有螺旋槽或膠釘，螺旋槽的 螺旋方向與羽翼的螺旋方向一致，有利于加大元件的旋轉力矩，提高元件的清洗效果，螺旋 槽的螺棱對換熱管壁有很好的刮擦作用，有利于增強元件的清洗效果；膠釘對換熱管壁有很好的洗刷作用，能將換熱管壁清洗得更為干凈，螺旋槽或者膠釘破壞了換熱管內(nèi)壁的流 體的邊界層，具有強化傳熱效果。在羽翼最大值處開設的腰帶，腰帶外環(huán)表面為圓弧形，圓弧直徑與換熱管的內(nèi)徑 相同，元件在需要導正方向時能夠發(fā)生旋轉；腰帶內(nèi)環(huán)結構為錐形，流體從錐形的大直徑端 口流入，加大了流體對元件向前的推動力，同時腰帶受到徑向力發(fā)生徑向膨脹，腰帶外表面 與換熱管壁之間的接觸面積更大，接觸作用力增大，有利于加大元件的清洗效果。本發(fā)明一種流彈形自清潔強化傳熱元件的成型方法采 用對開模注射成型，開模方 向與彈頭軸線一致，可一模一腔或一模多腔注射注射成型。本發(fā)明一種流彈形自清潔強化傳熱元件的材料為有機高分子材料或高分子復合 材料，也可以采用兩種材料復合成型，采用發(fā)泡成型使其元件的密度與換熱管內(nèi)流體密度 相近，有利于元件的彈頭軸心線與換熱管的軸心線相一致，保證元件在換熱管內(nèi)穩(wěn)定旋轉， 具有較好的清洗效果。本發(fā)明一種流彈形自清潔強化傳熱元件的羽翼內(nèi)部可以采用鏤空結構，減小對流 體的阻力，減輕元件的重量，加大元件的運動靈活性，節(jié)省元件的材料成本。本發(fā)明用的有益效果是1、所述元件具有流線型的彈頭結構，流體作用在元件上， 元件有自動導向的功能，有利于提高元件在換熱管內(nèi)的流通性能；2、羽翼具有一定的螺旋 角，流體作用在羽翼上，產(chǎn)生了垂直于徑向上的切向力矩，元件繞羽翼的軸心線發(fā)生轉動， 元件表面與換熱管內(nèi)壁之間的動摩擦作用加大，提高了元件清洗效果；3、羽翼可以采用鏤 空結構，減小元件的質(zhì)量和對流體的阻力，節(jié)省材料成本；4、羽翼上有腰帶結構，在環(huán)向上 將羽翼連接在一起，并起到支撐羽翼的作用，加大羽翼的強度，提高元件的使用壽命；5、在 羽翼最大直徑處開設的腰帶內(nèi)表面為圓錐形，流體從錐孔的大端流向小端，加大了流體對 元件的推動力，提高元件的運行速度和清洗效率，同時腰帶會發(fā)生膨脹，加強了腰帶與換熱 管壁之間的接觸摩擦程度，進一步提高元件的清洗效果；6、元件采用精密的對開模注射成 型方法，開模方向與彈頭軸向方向一致，提高元件的產(chǎn)品質(zhì)量，可以一模多腔，加大生產(chǎn)效 率；7、可以采用單一材料加工或多種材料復合加工，采用發(fā)泡成型技術可以將元件的密度 與換熱管的流體的密度保持一致，提高元件的清洗效果。


圖1是本發(fā)明一種流彈形自清潔強化傳熱元件的主視圖。圖2是圖1的左視圖。圖3是圖1的三維視圖。圖4是本發(fā)明一種流彈形自清潔強化傳熱元件的主視圖，該元件有兩個葉片，腰 帶外面上設有膠釘。圖5是圖4的左視圖。圖6是圖4的三維視圖。圖中，1-彈頭、2-羽翼、3-腰帶、4-螺旋槽、5-膠釘、6_錐面結構、7_鏤空結構。
具體實施例方式本發(fā)明涉及的一種流彈形自清潔強化傳熱元件，包括彈頭1、羽翼2和腰帶3，彈頭1是流線型結構，羽翼2是彈頭1外表面上的螺棱，在羽翼2上設置有兩個腰帶3，腰帶3為 圓環(huán)形結構，圖1至圖3是彈頭1上設置有三個羽翼2的清洗元件結構圖，圖1是三個羽翼 2結構的元件的主視圖，圖2是圖1的左視圖，圖3是圖1的三維結構示意圖；圖4至圖6是 彈頭1上設置有兩個葉片2結構，在羽翼2上設置有一大一小兩個腰帶3，在大腰帶3上設 置有膠釘5，圖4是該元件的主視圖，圖5是圖4的左視圖，圖6是圖4的三維結構示意圖，本發(fā)明一種 流彈形自清潔強化傳熱元件中，彈頭1外形為流線型，具有自導向功 能，提高在換熱管內(nèi)的流通性，減小對流體的阻力；羽翼2具有一定的螺旋角，當流體流過 元件時，元件會繞彈頭1的軸心線旋轉，有利于提高元件的清洗效果，羽翼2的數(shù)量大于或 等于二，保證元件在旋轉時能保持平穩(wěn)狀態(tài)，利于元件在換熱管內(nèi)的流通，提高清洗效率。在羽翼2外端設有1個以上的環(huán)形腰帶3，所述腰帶3增大了元件的強度，并避免 多個元件堆積時發(fā)生交叉干擾；位于羽翼2的最大直徑處開設的腰帶3上設有螺旋槽4或 膠釘5，螺旋槽4的旋向與羽翼2的旋向相同，加大了元件的旋轉力度，同時排列在腰帶3外 表面上的膠釘5有利于增強元件的清洗效果；在羽翼2最大值開設的腰帶3，內(nèi)環(huán)為錐形，環(huán)形腰帶3上設置有錐面結構6，流 體流過所述錐面結構6時，流體從大端流向小端，流通面積變小，增加了流體對元件的推動 力，同時腰帶3受到徑向力，腰帶膨脹，能加大腰帶3外表面與換熱管內(nèi)表面為接觸面積，增 強元件的清洗效果，同時也破壞了換熱管內(nèi)壁的流體的邊界層，具有強化傳熱效果。本發(fā)明一種流彈形自清潔強化傳熱元件的成型方法采用對開模注射成型，開模方 向與彈頭1軸線一致，可一模一腔或一模多腔注射成型。本發(fā)明一種流彈形自清潔強化傳熱元件的材料為有機高分子材料或高分子復合 材料，也可以采用兩種材料復合成型，采用發(fā)泡成型使其元件的密度與換熱管內(nèi)流體密度 相近，有利于元件的彈頭1軸心線與換熱管的軸心線相一致，保證元件在換熱管內(nèi)穩(wěn)定旋 轉，具有較好的清洗效果。本發(fā)明一種流彈形自清潔強化傳熱元件的的羽翼2內(nèi)部可以采用鏤空結構7，減 小對流體的阻力，減輕元件的重量，加大元件的運動靈活性，節(jié)省元件的材料成本。
權利要求
一種流彈形自清潔強化傳熱元件，其特征在于主要包括彈頭、羽翼和腰帶，所述羽翼是彈頭外表面開始向外延伸的螺棱，所述腰帶是連接羽翼的圓環(huán)結構，所述彈頭外形為流線型，羽翼具有一定的螺旋角，羽翼的數(shù)量大于或等于二，羽翼均布于彈頭外表面上，腰帶的內(nèi)環(huán)結構為錐形。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種流彈形自清潔強化傳熱元件，其特征在于腰帶上設有 螺旋槽或膠釘。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種流彈形自清潔強化傳熱元件，其特征在于材料為高分 子材料或高分子基復合材料，或發(fā)泡材料。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種流彈形自清潔強化傳熱元件，其特征在于羽翼為鏤空 結構。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種流彈形自清潔強化傳熱元件，主要包括彈頭、羽翼和腰帶，所述羽翼是由彈頭外表面開始向外延伸的螺棱，所述腰帶是連接羽翼的圓環(huán)結構，所述彈頭外形為流線型，羽翼具有一定的螺旋角，羽翼的數(shù)量大于或等于二，羽翼均布于彈頭外表面上，腰帶的內(nèi)環(huán)結構為錐形。本發(fā)明一種流彈形自清潔強化傳熱元件具有流線型的彈頭，可以引導元件的運動方向，元件具有自動導向性能；所述彈頭上的羽翼呈現(xiàn)螺旋狀，流體作用在羽翼上，使元件發(fā)生運轉，加大元件的清洗力度，羽翼上有環(huán)形腰帶，腰帶上設有螺旋槽或膠釘，腰帶上外表面與換熱管內(nèi)表面相接觸，加強清洗效果，腰帶同時能起到支撐羽翼的作用，加大元件的強度，防止元件的相互干擾。
文檔編號F28F13/12GK101886892SQ201010226878
公開日2010年11月17日 申請日期2010年7月6日 優(yōu)先權日2010年7月6日
發(fā)明者丁玉梅, 何長江, 何雪濤, 楊衛(wèi)民, 趙本華, 閻華 申請人:北京化工大學;北京華夏英藍科技發(fā)展有限公司