專利名稱：一種流彈形自清潔強(qiáng)化傳熱元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種應(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)清 洗污垢的內(nèi)插元件，特別涉及一種具有自導(dǎo)向、低阻力和高效清洗的元件。
背景技術(shù)：
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(shí)，例如 海水、河水時(shí)，換熱管在很短時(shí)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(jì)損失。對于除去換熱管內(nèi)污垢的方法有機(jī)器清洗技術(shù)、膠球清洗技術(shù)和在線清洗技 術(shù)。機(jī)器壓力清洗技術(shù)需要很大的水壓，對機(jī)器的要求很高，但是機(jī)器壓力清洗的結(jié)果 不是令人滿意，清洗污垢不夠完全。在線清洗技術(shù)是最近十年發(fā)展起來的技術(shù)，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(jié)果是對污垢的清洗有效 果，但是會造成很大壓力損失，同時(shí)該技術(shù)還不夠完善。相對較好的技術(shù)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(shí)膠球可以重 復(fù)利用，成本較低。以前的技術(shù)是膠球有不同的結(jié)構(gòu)，例如組合結(jié)構(gòu)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(shí)心狀時(shí)，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(zhuǎn)的清洗元件，但 是該元件沒有自導(dǎo)向功能，影響清洗元件在換熱管內(nèi)的運(yùn)行。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種應(yīng)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(dǎo)向功能，并且會發(fā)生旋轉(zhuǎn)，減小對流體的阻力， 加強(qiáng)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。本實(shí)用新型為解決上述問題采用的技術(shù)方案是一種流彈形自清潔強(qiáng)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(jié)構(gòu)，所述彈頭外形為流線型，具有自導(dǎo)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(dāng)流體流過元件時(shí)，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(zhuǎn)，有擾動流體的作用，加大流體的湍流 程度，達(dá)到強(qiáng)化傳熱的效果，元件旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)時(shí)能保持平穩(wěn)狀態(tài)。在羽翼外端設(shè)有一個(gè)以上的環(huán)形腰帶，目的是增大元件的強(qiáng)度，并避免多個(gè)元 件堆積時(shí)發(fā)生交叉干擾；位于羽翼的最大直徑處開設(shè)的腰帶上設(shè)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(zhuǎn)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(qiáng)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(qiáng)化傳熱效果。在羽翼最大值處開設(shè)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(dǎo)正方向時(shí)能夠發(fā)生旋轉(zhuǎn)；腰帶內(nèi)環(huán)結(jié)構(gòu)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(shí)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。本實(shí)用新型一種流彈形自清潔強(qiáng)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。本實(shí)用新型一種流彈形自清潔強(qiáng)化傳熱元件的材料為有機(jī)高分子材料或高分子 復(fù)合材料，也可以采用兩種材料復(fù)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(zhuǎn)，具有較好的清洗效果。本實(shí)用新型一種流彈形自清潔強(qiáng)化傳熱元件的羽翼內(nèi)部可以采用鏤空結(jié)構(gòu)，減 小對流體的阻力，減輕元件的重量，加大元件的運(yùn)動靈活性，節(jié)省元件的材料成本。本實(shí)用新型用的有益效果是1、所述元件具有流線型的彈頭結(jié)構(gòu)，流體作用在 元件上，元件有自動導(dǎo)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(zhuǎn)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(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)，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(qiáng) 度，提高元件的使用壽命；5、在羽翼最大直徑處開設(shè)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(yùn)行速度和清洗效率，同 時(shí)腰帶會發(fā)生膨脹，加強(qiáng)了腰帶與換熱管壁之間的接觸摩擦程度，進(jìn)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(fù)合加工，采用發(fā)泡成型技術(shù)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是本實(shí)用新型一種流彈形自清潔強(qiáng)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是本實(shí)用新型一種流彈形自清潔強(qiáng)化傳熱元件的主視圖，該元件有兩個(gè)葉 片，腰帶外面上設(shè)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(jié)構(gòu)、7_鏤空結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型涉及的一種流彈形自清潔強(qiáng)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(jié)構(gòu)，羽翼2是彈頭1外表面上的螺棱，在羽翼2上設(shè)置有兩個(gè)腰帶 3，腰帶3為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，圖1至圖3是彈頭1上設(shè)置有三個(gè)羽翼2的清洗元件結(jié)構(gòu)圖， 圖1是三個(gè)羽翼2結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)示 意圖；圖4至圖6是彈頭1上設(shè)置有兩個(gè)葉片2結(jié)構(gòu)，在羽翼2上設(shè)置有一大一小兩個(gè)腰 帶3，在大腰帶3上設(shè)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(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)用新型一種流彈形自清潔強(qiáng)化傳熱元件中，彈頭1外形為流線型，具有自 導(dǎo)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(dāng)流體流過元件時(shí)，元件會繞彈頭1的軸心線旋轉(zhuǎn)，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(zhuǎn)時(shí)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(shè)有1個(gè)以上的環(huán)形腰帶3，所述腰帶3增大了元件的強(qiáng)度，并避 免多個(gè)元件堆積時(shí)發(fā)生交叉干擾；位于羽翼2的最大直徑處開設(shè)的腰帶3上設(shè)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(zhuǎn)力度，同時(shí)排列在腰 帶3外表面上的膠釘5有利于增強(qiáng)元件的清洗效果；在羽翼2最大值開設(shè)的腰帶3，內(nèi)環(huán)為錐形，環(huán)形腰帶3上設(shè)置有錐面結(jié)構(gòu)6， 流體流過所述錐面結(jié)構(gòu)6時(shí)，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(shí)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(qiáng)元件的清洗效果，同時(shí)也破壞了換熱管內(nèi)壁的流體的邊界層，具有強(qiáng)化傳 熱效果。本實(shí)用新型一種流彈形自清潔強(qiáng)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。本實(shí)用新型一種流彈形自清潔強(qiáng)化傳熱元件的材料為有機(jī)高分子材料或高分子 復(fù)合材料，也可以采用兩種材料復(fù)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(zhuǎn)，具有較好的清洗效果。本實(shí)用新型一種流彈形自清潔強(qiáng)化傳熱元件的的羽翼2內(nèi)部可以采用鏤空結(jié)構(gòu) 7,減小對流體的阻力，減輕元件的重量，加大元件的運(yùn)動靈活性，節(jié)省元件的材料成 本。
權(quán)利要求1.一種流彈形自清潔強(qiáng)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(jié)構(gòu)，所述彈 頭外形為流線型，羽翼具有螺旋角，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(jié)構(gòu)為錐形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流彈形自清潔強(qiáng)化傳熱元件，其特征在于腰帶上設(shè) 有螺旋槽或膠釘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流彈形自清潔強(qiáng)化傳熱元件，其特征在于羽翼為鏤空結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種流彈形自清潔強(qiáng)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(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)為錐形。本實(shí)用新型一種流彈形自清潔強(qiáng)化傳熱元件具有流線型的彈頭，可以引導(dǎo)元件的運(yùn)動方向，元件具有自動導(dǎo)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(yùn)轉(zhuǎn)，加大元件的清洗力度，羽翼上有環(huán)形腰帶，腰帶上設(shè)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(qiáng)清洗效果，腰帶同時(shí)能起到支撐羽翼的作用，加大元件的強(qiáng)度，防止元件的相互干擾。
文檔編號F28G1/12GK201795716SQ20102025917
公開日2011年4月13日 申請日期2010年7月6日 優(yōu)先權(quán)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(xué), 北京華夏英藍(lán)科技發(fā)展有限公司