專利名稱：換熱管內(nèi)多孔組合式掛件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于管殼式換熱器、熱交換反應(yīng)器等設(shè)備中換熱管內(nèi)強(qiáng)化傳熱 和防污除污的內(nèi)插元件的支撐元件。
背景技術(shù)：
二十一世紀(jì)隨著社會的不斷進(jìn)步，當(dāng)今社會節(jié)能減排是一項(xiàng)全世界都非常重視的 關(guān)鍵技術(shù)，尤其是在石油、化工、火電、核電、冶金、輕工、航空器件和船舶車輛等眾多領(lǐng)域都 要應(yīng)用到許多的換熱器，其中應(yīng)用最為廣泛的是管殼式換熱器，但在這些換熱管中內(nèi)壁普 遍存在層積污垢，導(dǎo)致流體在管道中輸送阻力增加，嚴(yán)重時會堵塞管道，同時傳熱性能大為 下降；換熱管內(nèi)污垢會嚴(yán)重降低傳熱效率而引起重大能源浪費(fèi)，與此同時污垢一般具有腐 蝕性，管壁會因此腐蝕，泄露流體造成重大安全隱患。在上述問題上，傳統(tǒng)上的處理辦法就是被迫采取停產(chǎn)請專業(yè)清洗人員進(jìn)行清洗， 這樣不僅耽擱了工廠的生產(chǎn)進(jìn)度，同時還需要支付昂貴的清洗費(fèi)用；為了更好地解決這個 問題，人們一直研究采用不停產(chǎn)的在線自動強(qiáng)化傳熱和除垢防垢的各種辦法和裝置。中國 專利號為ZL200520127121.9公開了發(fā)明名稱為“轉(zhuǎn)子式自清潔強(qiáng)化傳熱裝置”的專利申 請，此裝置是由固定架、轉(zhuǎn)子、柔性軸和支撐管構(gòu)成，兩固定架分別固定在換熱管的兩端；轉(zhuǎn) 子的外表有螺旋棱，轉(zhuǎn)子上有中心孔；支撐管設(shè)在轉(zhuǎn)子與固定架之間，柔性軸穿過轉(zhuǎn)子的 中心孔和支撐管固定在兩固定架上。該裝置具有在線自動防垢除垢和強(qiáng)化傳熱的功能， 流體在傳熱管內(nèi)順流或者逆流的情況下，均有防垢除垢和強(qiáng)化傳熱的作用。但是缺點(diǎn)是 在一定流體通過時，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度是由螺棱的螺旋升角所決定的，在螺棱導(dǎo)程小時轉(zhuǎn)子 的旋轉(zhuǎn)速度快，擾流作用顯著，但對流體的阻力隨之增加；為解決此問題，中國專利申請?zhí)?200620172805.5的發(fā)明名稱為“傳熱管內(nèi)自清潔強(qiáng)化傳熱的低流阻轉(zhuǎn)子”，該裝置是由轉(zhuǎn) 子、掛件和連接軸線構(gòu)成，掛件是固定在傳熱管兩端，連接軸線的兩端分別固定在掛件上， 多個轉(zhuǎn)子穿裝在連接軸線上，轉(zhuǎn)子是由空心軸和葉片構(gòu)成，每個葉片與空心軸成同樣的傾 斜狀，相鄰葉片首尾相接。這種新型的節(jié)能減排產(chǎn)品，經(jīng)過工業(yè)檢驗(yàn)和應(yīng)用，都達(dá)到了較好 的強(qiáng)化傳熱和防垢除垢效果。換熱管在換熱器中的排布是有一定的距離，換熱管外表面之 間的空間是殼層流體空間，安裝在換熱管端部的掛件會減小流體流入的流量，其次是換熱 管由于在安裝和使用過程中會發(fā)生形變，由圓形變成橢圓形或其他形狀，導(dǎo)致在安裝掛件 時會比較費(fèi)勁和耽誤時間。以前掛件都是單個生產(chǎn)加工的，加工效率低，一個掛件只能安裝 在一個換熱管內(nèi)，安裝時掛件的數(shù)量比較多，安裝效率也較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設(shè)計一種新結(jié)構(gòu)用于換熱管端部轉(zhuǎn)軸的固定，換熱管內(nèi)多孔組合 式掛件能夠有利于加快掛件安裝的效率，加強(qiáng)掛件在換熱管上的穩(wěn)定性，充分利用換熱管 端部的空間，加大換熱流體的流入量，提高換熱器的換熱效率，利用好更多的換熱介質(zhì)流體 加強(qiáng)換熱，節(jié)省能源，具有強(qiáng)化傳熱和防垢除垢的功能。
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本發(fā)明為達(dá)到上述目的采用的技術(shù)方案是換熱管內(nèi)多孔組合式掛件，主要包括 伸出端、支撐臺、連接桿和空心軸，每個支撐臺與一個換熱管端部相對應(yīng)，支撐臺上設(shè)置有 伸出端，伸出端深入到換熱管內(nèi)，每個支撐臺上設(shè)置有一個或者一個以上的伸出端，伸出端 外表面與換熱管內(nèi)表面相配合，利用伸出端與換熱管內(nèi)壁的配合來固定掛件，連接桿固定 于支撐臺和空心軸之間，連接桿之間的空間用于流體介質(zhì)流入換熱管內(nèi)，連接桿用于空心 軸的穩(wěn)固支撐，通常每個支撐臺上設(shè)置有三個或三個以上的連接桿，支撐臺的外徑大于或 等于換熱管的外徑，支撐臺的內(nèi)徑小于換熱管的內(nèi)徑，支撐臺內(nèi)、外徑形成的平臺支撐在換 熱管端部，支撐臺的數(shù)量為兩個或兩個以上，因而可以同時固定在兩個或者兩個以上的換 熱管上，提高了安裝的效率，在同等換熱管數(shù)量時，需要的掛件數(shù)量減少，因而生產(chǎn)的掛件 個數(shù)減少，提高掛件的生產(chǎn)效率，換熱器上的換熱管之間有一定的間隔區(qū)域，流體通過組合 式掛件的導(dǎo)流作用，流入到換熱管內(nèi)，避免了流體直接作用在換熱管端部造成較大的動能 損失，更大量的流體直接流入到換熱管內(nèi)，提高換熱器換熱的效率，節(jié)省成本。本發(fā)明換熱管內(nèi)多孔組合式掛件的支撐臺內(nèi)表面設(shè)置成錐形或者弧形結(jié)構(gòu)，支撐 臺內(nèi)徑直徑在流體流入方向的內(nèi)徑較大于流體出口的支撐臺內(nèi)徑，對流體流入到換熱管內(nèi) 有導(dǎo)流作用，減少流體直接與換熱管端部碰撞造成的動能損失，提高換熱效果。本發(fā)明換熱管內(nèi)多孔組合式掛件的支撐臺內(nèi)表面可以設(shè)置有螺旋槽，螺旋槽的截 面形狀可以是圓弧形或者是多邊形結(jié)構(gòu)，有利于流體沿螺旋槽流入到換熱管內(nèi)，螺旋槽對 流入流體起到擾流的作用，加大流體的湍流度，具有強(qiáng)化傳熱和防垢除垢結(jié)果。本發(fā)明換熱管內(nèi)多孔組合式掛件的支撐臺上可以設(shè)置缺口，缺口的個數(shù)可以是一 個或者是多個，在滿足掛件定位功能的基礎(chǔ)上缺口盡量大，有利于減小伸出端對換熱管端 部的流體介質(zhì)的阻力，掛件具有彈性張緊的效果，安裝在換熱管上會更穩(wěn)定，同時掛件對換 熱管的位置變動適應(yīng)性強(qiáng)，允許換熱管之間有較大位置誤差，提高掛件的工程的應(yīng)用能力， 同時還能節(jié)省掛件的材料成本。本發(fā)明換熱管內(nèi)多孔組合式掛件的連接桿的橫截面形狀是矩形、圓形或橢圓形， 連接桿的軸線是弧形狀，可提高掛件在換熱管上的支撐穩(wěn)定性，減少對介質(zhì)流體的阻力。本發(fā)明換熱管內(nèi)多孔組合式掛件，其相近的連接桿可以合并為中心柱，該結(jié)構(gòu)適 應(yīng)于換熱管中心距較近的場合，中心柱的剛性好，整體結(jié)構(gòu)得到簡化。本發(fā)明換熱管內(nèi)多孔組合式掛件的伸出端、支撐臺、連接桿和空心軸的材料可以 是具有一定韌性的塑料、金屬或者復(fù)合材料。本發(fā)明換熱管內(nèi)多孔組合式掛件，其支撐臺的個數(shù)、支撐臺的內(nèi)徑和外徑、缺口的 大小、連接桿的長度、空心軸內(nèi)徑與外徑等參數(shù)確定時還要考慮換熱管內(nèi)徑、換熱管內(nèi)的流 體介質(zhì)流速和流體介質(zhì)溫度等工作條件以及制造加工成本等因素。本發(fā)明換熱管內(nèi)多孔組合式掛件的有益效果是1、換熱管內(nèi)多孔組合式掛件是 由兩個或兩個以上的支撐臺組成的，同等量換熱管時用的掛件數(shù)量較少，節(jié)省加工掛件的 時間，提高安裝掛件的效率，縮短工程的周期；2、多個支撐臺組合在一起，充分利用換熱管 之間的空間，支撐臺上有導(dǎo)流斜面，可以將流體介質(zhì)引入到換熱管內(nèi)，加大換熱管的換熱效 率，避免了流體與換熱器端部直接相撞，節(jié)省了流體的能量損失；3、連接桿的軸線設(shè)計成弧 形結(jié)構(gòu)，有利于減小對流體的阻力；4、支撐臺的內(nèi)表面開設(shè)有的螺旋槽可以進(jìn)一步加大導(dǎo) 引流體的效果，增強(qiáng)流體的湍流度，具有強(qiáng)化傳熱和防垢除垢的效果；5、支撐臺上開設(shè)有的
4缺口使掛件具有彈性張緊能力，在安裝掛件時更為方便，安裝在換熱管上的掛件也更穩(wěn)定， 掛件的材料成本降低。本發(fā)明換熱管內(nèi)多孔組合式掛件，可根據(jù)具體的換熱管在換熱器端部的形狀布 置，考慮換熱管之間距離的大小，確定每個掛件的支撐臺的個數(shù)和徑向尺寸，根據(jù)換熱管的 直徑，確定伸出端的徑向尺寸，利用掛件對換熱管內(nèi)轉(zhuǎn)軸的兩端進(jìn)行軸向固定。多孔組合 式掛件同時能固定在多個相鄰的換熱管上，多個轉(zhuǎn)軸通過一個掛件就固定，需要掛件的數(shù) 量減少，節(jié)省加工的時間，提高安裝掛件的效率，支撐臺上開設(shè)的斜面可以對流體有導(dǎo)流作 用，支撐臺上的螺旋槽能增大流體的湍流度，起到強(qiáng)化傳熱和防垢除垢的效果，支撐臺上開 設(shè)的缺口可以增強(qiáng)掛件的適應(yīng)換熱管的分布位置有偏差的能力，掛件具有自張緊效果，保 持掛件的穩(wěn)定性，節(jié)省材料成本，同時掛件的連接桿的軸線是弧形的，以利于減小對流體的 阻力。


圖1是本發(fā)明換熱管內(nèi)多孔組合式掛件的主視圖，支撐臺和伸出端各有三個。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)明換熱管內(nèi)多孔組合式掛件的三維結(jié)構(gòu)示意圖，支撐臺內(nèi)表面開設(shè)有 多邊形螺旋槽和弧形螺旋槽。圖5是本發(fā)明換熱管內(nèi)多孔組合式掛件的三維結(jié)構(gòu)示意圖，支撐臺設(shè)有缺口。圖6是本發(fā)明換熱管內(nèi)多孔組合式掛件的三維結(jié)構(gòu)示意圖，支撐臺有兩個。圖7是本發(fā)明換熱管內(nèi)多孔組合式掛件的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1-伸出端、2-支撐臺、3-連接桿、4-空心軸、5-中心柱、6-弧形結(jié)構(gòu)、7-多邊 形螺旋槽、8-弧形螺旋槽、9-缺口、10-轉(zhuǎn)軸、11-轉(zhuǎn)子、12-換熱管。
具體實(shí)施例方式圖7所示為本發(fā)明換熱管內(nèi)多孔組合式掛件的一個實(shí)施例子，圖中所示的換熱管 12內(nèi)安裝有本發(fā)明換熱管內(nèi)多孔組合式掛件、轉(zhuǎn)軸10、轉(zhuǎn)子11，本發(fā)明換熱管內(nèi)多孔組合 式掛件是穿裝在換熱管12的兩端上，所述轉(zhuǎn)軸10的兩端分別固定在本發(fā)明換熱管內(nèi)多孔 組合式掛件的空心軸4的外側(cè)，數(shù)個轉(zhuǎn)子11穿裝在由兩個本發(fā)明換熱管內(nèi)多孔組合式掛件 固定的轉(zhuǎn)軸10上。本發(fā)明換熱管內(nèi)多孔組合式掛件，主要包括伸出端1、支撐臺2、連接桿3和空心軸 4，每個支撐臺2與一個換熱管12端部相對應(yīng)，每個支撐臺2上設(shè)置有一個或者一個以上的 伸出端1，伸出端1深入到換熱管12內(nèi)，伸出端1外表面與換熱管12內(nèi)表面相配合，利用 伸出端1與換熱管12內(nèi)壁的配合來固定本發(fā)明換熱管內(nèi)多孔組合式掛件，本發(fā)明的掛件包 括兩個或兩個以上的支撐臺2，可以同時固定在兩個或者兩個以上的換熱管12上，提高了 安裝掛件的效率，生產(chǎn)的掛件個數(shù)減少，提高掛件的生產(chǎn)效率，掛件是組合式結(jié)構(gòu)，換熱器 上的換熱管12之間有一定的間隔區(qū)域，流體通過組合式掛件的導(dǎo)流作用，流入到換熱管12 內(nèi)，避免了流體直接作用在換熱管12端部造成較大的動能損失，大量的流體直接流入到換 熱管12內(nèi)，提高換熱器換熱的效率，加大換熱設(shè)備的利用率。
圖1至圖6中，本發(fā)明換熱管內(nèi)多孔組合式掛件的空心軸4截面形狀為空心圓柱 形，支撐臺2橫截面外形為圓形，連接桿3的軸線為弧形狀的；圖1至圖3中，掛件是由3個 支撐臺2組成的，支撐臺2內(nèi)表面為弧形結(jié)構(gòu)6，圖1為本發(fā)明掛件的主視圖，圖2為圖1的 左視圖，圖3是圖1的三維結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是在支撐臺2內(nèi)表面開設(shè)有多邊形螺旋槽7、弧 形螺旋槽8的掛件三維結(jié)構(gòu)示意圖，所述掛件是由三個支撐臺2組成的，圖5是支撐臺2上 開設(shè)有缺口 9的掛件的三維結(jié)構(gòu)示意圖，每個支撐臺有兩個缺口 ；圖6是包括有兩個支撐臺 2的掛件三維結(jié)構(gòu)示意圖。支撐臺2內(nèi)表面設(shè)置成錐形或者弧形結(jié)構(gòu)6，有利于換熱管12之間的流體流入到 換熱管12內(nèi)，加大流體的流量，提高換熱效果。支撐臺2上可以設(shè)置有螺旋槽，螺旋槽的截面形狀可以是圓弧形或者是多邊形結(jié) 構(gòu)，圖4是中所示的多邊形螺旋槽7、弧形螺旋槽8有利于流體沿螺旋槽流入到換熱管12 內(nèi)，起到擾流流體的作用，加大進(jìn)入換熱管12內(nèi)流體的湍流度，具有強(qiáng)化傳熱和防垢除垢 效果。支撐臺2上可以設(shè)置有缺口 9，缺口 9的個數(shù)可以是一個或者是多個，在滿足掛件 定位功能的基礎(chǔ)上缺口 9盡量大，有利于減小伸出端1對換熱管12端部的流體介質(zhì)的阻 力，掛件具有彈性張緊的效果，安裝在換熱管12上會更穩(wěn)定，同時掛件對換熱管12的位置 變動適應(yīng)力變大，允許換熱管12之間有較大位置誤差，提高掛件的工程應(yīng)用能力。本發(fā)明換熱管內(nèi)多孔組合式掛件，連接桿3的橫截面形狀是矩形、圓形或橢圓形， 連接桿3的軸線是弧形狀，有穩(wěn)定的支撐作用，減少對介質(zhì)流體的阻力，避免造成不必要的 流體動能的浪費(fèi)，減少流體對掛件的沖擊，延長掛件的壽命。支撐臺2的個數(shù)、支撐臺2的內(nèi)徑和外徑、缺口 9的大小、連接桿3的長度、空心軸 4內(nèi)徑與外徑等參數(shù)確定時還要考慮換熱管12內(nèi)徑、換熱管12內(nèi)的流體介質(zhì)流速和流體介 質(zhì)溫度等工作條件以及制造加工成本等因素。
權(quán)利要求
換熱管內(nèi)多孔組合式掛件，主要包括伸出端、支撐臺、連接桿和空心軸，其特征在于每個支撐臺與一個換熱管端部相對應(yīng)，支撐臺上設(shè)置有伸出端，伸出端深入到換熱管內(nèi)，伸出端外表面與換熱管內(nèi)表面相配合，連接桿固定于支撐臺和空心軸之間，支撐臺內(nèi)徑與支撐臺外徑形成的平臺支撐在換熱管端部，支撐臺的數(shù)量為兩個或兩個以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱管內(nèi)多孔組合式掛件，其特征在于支撐臺內(nèi)表面設(shè)置 成錐形或者弧形結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱管內(nèi)多孔組合式掛件，其特征在于支撐臺內(nèi)表面可以 設(shè)置有螺旋槽，螺旋槽的截面形狀可以是圓弧形或者是多邊形結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱管內(nèi)多孔組合式掛件，其特征在于支撐臺上可以設(shè)置 缺口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱管內(nèi)多孔組合式掛件，其特征在于所述連接桿的橫截 面形狀是矩形、圓形或橢圓形，連接桿的軸線是弧形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱管內(nèi)多孔組合式掛件，其特征在于相近的連接桿合并 為中心柱。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱管內(nèi)多孔組合式掛件，其特征在于伸出端、支撐臺、連 接桿和空心軸的材料是具有一定韌性的塑料、金屬或者復(fù)合材料。
全文摘要
本發(fā)明提供了換熱管內(nèi)多孔組合式掛件，主要包括伸出端、支撐臺、連接桿和空心軸，每個支撐臺與一個換熱管端部相對應(yīng)，支撐臺上設(shè)置有伸出端，伸出端深入到換熱管內(nèi)，伸出端外表面與換熱管內(nèi)表面相配合，連接桿固定于支撐臺和空心軸之間，支撐臺內(nèi)徑與支撐臺外徑形成的平臺支撐在換熱管端部，支撐臺的數(shù)量為兩個或兩個以上。本發(fā)明換熱管內(nèi)多孔組合式掛件，單個掛件同時固定在兩個或者兩個以上的換熱管上，提高了安裝掛件的效率，同時需要生產(chǎn)掛件的個數(shù)減少，提高了掛件的生產(chǎn)效率，流體通過支撐臺的導(dǎo)流面流入到換熱管內(nèi)，避免了流體直接作用在換熱管端部造成較大的動能損失，加大換熱設(shè)備中流體能量的利用率，提高換熱器換熱的效率。
文檔編號F28G15/02GK101907420SQ20101024633
公開日2010年12月8日 申請日期2010年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月6日
發(fā)明者丁玉梅, 何雪濤, 楊衛(wèi)民, 趙本華, 閻華 申請人:北京化工大學(xué)