專(zhuān)利名稱(chēng)：一種換熱管內(nèi)復(fù)合轉(zhuǎn)子的制作方法
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。
背景技術(shù)：
二十一世紀(jì)隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，當(dāng)今社會(huì)節(jié)能減排是ー項(xiàng)全世界都非常重視的關(guān)鍵技木，尤其是在石油、化工、火電、核電、冶金、輕エ、航空器件和船舶車(chē)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増加，嚴(yán)重時(shí)會(huì)堵塞管道，同時(shí)傳熱性能大為下降；換熱管內(nèi)污垢會(huì)嚴(yán)重降低傳熱效率而引起重大能源浪費(fèi)，與此同時(shí)污垢一般具有腐蝕性，管壁會(huì)因此腐蝕，泄露流體造成重大安全隱患。在上述問(wèn)題上，傳統(tǒng)上的處理辦法就是被迫采取停產(chǎn)請(qǐng)專(zhuān)業(yè)清洗人員進(jìn)行清洗，這樣不僅耽擱了エ廠(chǎng)的生產(chǎn)進(jìn)度，同時(shí)還需要支付昂貴的清洗費(fèi)用；為了更好地解決這個(gè)問(wèn)題，人們一直研究采用不停產(chǎn)的在線(xiàn)自動(dòng)強(qiáng)化傳熱和除垢防垢的各種辦法和裝置。之后中國(guó)專(zhuān)利號(hào)為ZL200520127121. 9，公開(kāi)了名稱(chēng)為“轉(zhuǎn)子式自清潔強(qiáng)化傳熱裝置”的專(zhuān)利申請(qǐng)，此裝置是由掛件、轉(zhuǎn)子、柔性軸和支撐管構(gòu)成，兩掛件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(guò)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(xiàn)自動(dòng)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。公布號(hào)為CN 102128559的“換熱管內(nèi)低驅(qū)動(dòng)カ自清潔與強(qiáng)化傳熱轉(zhuǎn)子”公開(kāi)了ー種特別適用于管程為粘性流體強(qiáng)化換熱的換熱管內(nèi)低驅(qū)動(dòng)カ自清潔與強(qiáng)化傳熱轉(zhuǎn)子。它的葉片根部與空心圓柱的邊緣相切，使流體作用在葉片上的作用面積增加。專(zhuān)利號(hào)CN 102006594公開(kāi)了發(fā)明名稱(chēng)為“換熱管內(nèi)徑向非対稱(chēng)葉片組合式轉(zhuǎn)子”，它由空心軸、主葉片和輔葉片構(gòu)成，主葉片主要起到破壞換熱管內(nèi)壁的層流層的作用，強(qiáng)化傳熱和防垢除垢，輔葉片主要是擾動(dòng)換熱管內(nèi)中心流體的作用。以上轉(zhuǎn)子均是繞換熱管中心旋轉(zhuǎn)，因此無(wú)法對(duì)管內(nèi)流體進(jìn)行充分的擾動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種新結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子，采用了復(fù)合轉(zhuǎn)子的形式，使其對(duì)管內(nèi)各部分流體均能進(jìn)行充分的擾動(dòng)作用。本發(fā)明為達(dá)到上述目的采用的技術(shù)方案是一種換熱管內(nèi)復(fù)合轉(zhuǎn)子，由主轉(zhuǎn)子和行星轉(zhuǎn)子組成，主轉(zhuǎn)子包括主轉(zhuǎn)子空心軸、驅(qū)動(dòng)桿、行星軸和尾桿四部分，主轉(zhuǎn)子空心軸類(lèi)似一個(gè)圓柱管，其內(nèi)徑略大于轉(zhuǎn)軸的外徑，驅(qū)動(dòng)桿和尾桿分別位于主轉(zhuǎn)子空心軸的外徑的兩端，驅(qū)動(dòng)桿固定主轉(zhuǎn)子空心軸的外徑上，尾桿可以從主轉(zhuǎn)子空心軸的外徑上取下來(lái)，驅(qū)動(dòng)桿和尾桿分別由多個(gè)短葉片組成，并且短葉片與轉(zhuǎn)子空心軸的軸線(xiàn)成一角度，驅(qū)動(dòng)桿的短葉片與尾桿的短葉片相互對(duì)應(yīng)，驅(qū)動(dòng)桿的短葉片與尾桿的短葉片間有行星軸，行星轉(zhuǎn)子由行星轉(zhuǎn)子空心軸和葉片組成，行星轉(zhuǎn)子的葉片位于行星轉(zhuǎn)子空心軸的外徑上，行星轉(zhuǎn)子的葉片與行星轉(zhuǎn)子空心軸的中心線(xiàn)成一定的角度，將行星轉(zhuǎn)子空心軸套在主轉(zhuǎn)子的行星軸上后，再將尾桿連接到主轉(zhuǎn)子空心軸和行星軸的端部，防止行星轉(zhuǎn)子從行星軸上脫落，行星轉(zhuǎn)子既可以繞主轉(zhuǎn)子空心軸公轉(zhuǎn)、又可以繞行星軸自轉(zhuǎn)，行星轉(zhuǎn)子葉片公轉(zhuǎn)掃過(guò)的最大直徑小于換熱管的內(nèi)徑。復(fù)合轉(zhuǎn)子與限位件、掛件穿裝在轉(zhuǎn)軸上，掛件固定在換熱管的兩端，掛件的兩端通過(guò)限位件進(jìn)行軸向固定。流體通過(guò)推動(dòng)主轉(zhuǎn)子的驅(qū)動(dòng)桿，使復(fù)合轉(zhuǎn)子獲得繞換熱管中心旋轉(zhuǎn)的角速度，流體通過(guò)推動(dòng)行星轉(zhuǎn)子的葉片，使行星轉(zhuǎn)子繞行星軸自轉(zhuǎn)，從而起到對(duì)管內(nèi)各部分流體進(jìn)行充分?jǐn)_動(dòng)的作用。
本發(fā)明ー種換熱管內(nèi)復(fù)合轉(zhuǎn)子，行星軸可以為兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè)，以便可以攜帶相應(yīng)數(shù)目的行星轉(zhuǎn)子，増加流體的擾動(dòng)效果，提高換熱效率。本發(fā)明ー種換熱管內(nèi)復(fù)合轉(zhuǎn)子，行星轉(zhuǎn)子葉片可以是直面、曲面或直面與曲面的拼裝結(jié)構(gòu)，以獲得較好的換熱效果。本發(fā)明ー種換熱管內(nèi)復(fù)合轉(zhuǎn)子，行星轉(zhuǎn)子的葉片數(shù)目可以是兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè)，以增加流體的擾動(dòng)。本發(fā)明ー種換熱管內(nèi)復(fù)合轉(zhuǎn)子，復(fù)合轉(zhuǎn)子的材料可以是高分子材料、高分子復(fù)合材料、金屬或陶瓷材料。本發(fā)明ー種換熱管內(nèi)復(fù)合轉(zhuǎn)子的有益效果是1、主轉(zhuǎn)子的驅(qū)動(dòng)桿在流體的推動(dòng)下，使復(fù)合轉(zhuǎn)子獲得繞換熱管中心旋轉(zhuǎn)的角速度，行星轉(zhuǎn)子的葉片在流體的推動(dòng)下，使行星轉(zhuǎn)子繞行星軸自轉(zhuǎn)，從而起到對(duì)管內(nèi)各部分流體進(jìn)行充分?jǐn)_動(dòng)的作用，同時(shí)，行星轉(zhuǎn)子也隨著主轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)獲得了ー個(gè)繞換熱管中心的旋轉(zhuǎn)角速度有利于減小轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，使復(fù)合轉(zhuǎn)子的整體增強(qiáng)管內(nèi)流體的混合及擾動(dòng)；2、行星軸可以為兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè)，以便可以攜帶相應(yīng)數(shù)目的行星轉(zhuǎn)子，増加流體的擾動(dòng)效果，提高換熱效率；3、行星轉(zhuǎn)子葉片可以是直面、曲面或直面與曲面的拼裝結(jié)構(gòu)，以獲得較好的換熱效果；4、行星轉(zhuǎn)子的葉片數(shù)目可以是兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè)，以增加流體的擾動(dòng)。本發(fā)明ー種換熱管內(nèi)復(fù)合轉(zhuǎn)子，根據(jù)換熱管的內(nèi)徑，確定復(fù)合轉(zhuǎn)子的整體尺寸，根據(jù)換熱管內(nèi)流體的流速，選定行星轉(zhuǎn)子的葉片的形式，根據(jù)具體情況，選定轉(zhuǎn)子的葉片數(shù)目。


圖I是本發(fā)明一種換熱管內(nèi)復(fù)合轉(zhuǎn)子的主視圖。圖2是圖I的左視圖。圖3是圖I的三維視圖。圖4是本發(fā)明一種換熱管內(nèi)復(fù)合轉(zhuǎn)子的主轉(zhuǎn)子的三維視圖。圖5是本發(fā)明一種換熱管內(nèi)復(fù)合轉(zhuǎn)子的行星轉(zhuǎn)子的三維視圖。圖6是本發(fā)明一種換熱管內(nèi)復(fù)合轉(zhuǎn)子的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是圖6的三維視圖。圖中1_轉(zhuǎn)軸；2_限位件；3-掛件；4_復(fù)合轉(zhuǎn)子；5_主轉(zhuǎn)子空心軸；6_驅(qū)動(dòng)桿；7_行星軸；8_尾桿；9_行星轉(zhuǎn)子；10-行星轉(zhuǎn)子空心軸；11_葉片；12_主轉(zhuǎn)子。
具體實(shí)施方式
如圖6和圖7所示，本發(fā)明涉及的一種換熱管內(nèi)復(fù)合轉(zhuǎn)子的一種實(shí)施例子，它包括轉(zhuǎn)軸I、限位件2、掛件3和復(fù)合轉(zhuǎn)子4，所述的掛件3是穿裝在轉(zhuǎn)軸I上，數(shù)個(gè)復(fù)合轉(zhuǎn)子4穿裝在轉(zhuǎn)軸I上，所述的復(fù)合轉(zhuǎn)子4是主轉(zhuǎn)子12和行星轉(zhuǎn)子9組成，主轉(zhuǎn)子12包括主轉(zhuǎn)子空心軸5、驅(qū)動(dòng)桿6、行星軸7和尾桿8四部分，行星轉(zhuǎn)子9由行星轉(zhuǎn)子空心軸10和葉片11組成，掛件3的兩端通過(guò)限位件2進(jìn)行軸向固定。如圖I至圖7，圖I為復(fù)合轉(zhuǎn)子4的主視圖，圖2為圖I的左視圖，圖3是圖I的三維視圖，圖4是主轉(zhuǎn)子12的三維視圖，圖5是行星轉(zhuǎn)子9的三維視圖，圖6是本發(fā)明ー種換熱管內(nèi)復(fù)合轉(zhuǎn)子的安裝結(jié)構(gòu)示意圖，圖7是圖6的三維視圖。本發(fā)明ー種換熱管內(nèi)復(fù)合轉(zhuǎn)子，由主轉(zhuǎn)子12和行星轉(zhuǎn)子9組成，主轉(zhuǎn)子12包括主轉(zhuǎn)子空心軸5、驅(qū)動(dòng)桿6、行星軸7和尾桿8四部分，行星轉(zhuǎn)子9由行星轉(zhuǎn)子空心軸10和葉片11組成，行星轉(zhuǎn)子9安裝在主轉(zhuǎn)子12的行星軸7上，行星轉(zhuǎn)子9既可以繞主轉(zhuǎn)子空心軸5公轉(zhuǎn)，又可以繞行星軸7自轉(zhuǎn)，復(fù)合轉(zhuǎn)子4與限位件2、掛件3穿裝在轉(zhuǎn)軸I上，掛件3固定在換熱管的兩端，掛件3的兩端通過(guò)限位件2進(jìn)行軸向固定。流體通過(guò)推動(dòng)主轉(zhuǎn)子12的 驅(qū)動(dòng)桿6，使復(fù)合轉(zhuǎn)子4獲得繞換熱管中心旋轉(zhuǎn)的角速度，流體通過(guò)推動(dòng)行星轉(zhuǎn)子9的葉片，使行星轉(zhuǎn)子9繞行星軸7自轉(zhuǎn)，從而起到對(duì)管內(nèi)各部分流體進(jìn)行充分?jǐn)_動(dòng)的作用；本發(fā)明ー種換熱管內(nèi)復(fù)合轉(zhuǎn)子，復(fù)合轉(zhuǎn)子4有連接主轉(zhuǎn)子空心軸5和行星軸7的驅(qū)動(dòng)桿6，以使復(fù)合轉(zhuǎn)子4獲得繞換熱管中心旋轉(zhuǎn)的角速度。本發(fā)明ー種換熱管內(nèi)復(fù)合轉(zhuǎn)子，復(fù)合轉(zhuǎn)子4的行星軸7可以為兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè)，以便可以攜帶相應(yīng)數(shù)目的行星轉(zhuǎn)子9，増加流體的擾動(dòng)效果，提高換熱效率。本發(fā)明ー種換熱管內(nèi)復(fù)合轉(zhuǎn)子，行星轉(zhuǎn)子9葉片11可以是直面、曲面或直面與曲面的拼裝結(jié)構(gòu)，以獲得較好的換熱效果。本發(fā)明ー種換熱管內(nèi)復(fù)合轉(zhuǎn)子，行星轉(zhuǎn)子9的葉片11數(shù)目可以是兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè)，以增加流體的擾動(dòng)。本發(fā)明ー種換熱管內(nèi)復(fù)合轉(zhuǎn)子，復(fù)合轉(zhuǎn)子4的材料可以是高分子材料、高分子復(fù)合材料、金屬或陶瓷材料。
權(quán)利要求
1.一種換熱管內(nèi)復(fù)合轉(zhuǎn)子，其特征在于主要由主轉(zhuǎn)子和行星轉(zhuǎn)子組成，主轉(zhuǎn)子包括主轉(zhuǎn)子空心軸、驅(qū)動(dòng)桿、行星軸和尾桿四部分，主轉(zhuǎn)子空心軸類(lèi)似一個(gè)圓柱管，其內(nèi)徑略大于轉(zhuǎn)軸的外徑，驅(qū)動(dòng)桿和尾桿分別位于主轉(zhuǎn)子空心軸的外徑的兩端，驅(qū)動(dòng)桿固定主轉(zhuǎn)子空心軸的外徑上，尾桿可以從主轉(zhuǎn)子空心軸的外徑上取下來(lái)，驅(qū)動(dòng)桿和尾桿分別由多個(gè)短葉片組成，并且短葉片與轉(zhuǎn)子空心軸的軸線(xiàn)成一角度，驅(qū)動(dòng)桿的短葉片與尾桿的短葉片相互對(duì)應(yīng)，驅(qū)動(dòng)桿的短葉片與尾桿的短葉片間有行星軸，行星轉(zhuǎn)子由行星轉(zhuǎn)子空心軸和葉片組成，行星轉(zhuǎn)子的葉片位于行星轉(zhuǎn)子空心軸的外徑上，行星轉(zhuǎn)子的葉片與行星轉(zhuǎn)子空心軸的中心線(xiàn)成一定的角度，將行星轉(zhuǎn)子空心軸套在主轉(zhuǎn)子的行星軸上后，再將尾桿連接到主轉(zhuǎn)子空心軸和行星軸的端部，行星轉(zhuǎn)子葉片公轉(zhuǎn)掃過(guò)的最大直徑小于換熱管的內(nèi)徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種換熱管內(nèi)復(fù)合轉(zhuǎn)子，其特征在于行星軸為兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種換熱管內(nèi)復(fù)合轉(zhuǎn)子，其特征在于行星轉(zhuǎn)子葉片是直面、曲面或直面與曲面的拼裝結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種換熱管內(nèi)復(fù)合轉(zhuǎn)子，其特征在于行星轉(zhuǎn)子的葉片數(shù)目可以是兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種換熱管內(nèi)復(fù)合轉(zhuǎn)子，主要由主轉(zhuǎn)子和行星轉(zhuǎn)子組成，主轉(zhuǎn)子包括主轉(zhuǎn)子空心軸、驅(qū)動(dòng)桿、行星軸和尾桿，驅(qū)動(dòng)桿和尾桿分別由多個(gè)短葉片組成，并且短葉片與轉(zhuǎn)子空心軸的軸線(xiàn)成一角度，行星轉(zhuǎn)子由行星轉(zhuǎn)子空心軸和葉片組成，行星轉(zhuǎn)子的葉片與行星轉(zhuǎn)子空心軸的中心線(xiàn)成一定角度，將行星轉(zhuǎn)子空心軸套在主轉(zhuǎn)子的行星軸上后，將尾桿連接到主轉(zhuǎn)子空心軸和行星軸的端部。本發(fā)明中，流體通過(guò)推動(dòng)驅(qū)動(dòng)桿，使主轉(zhuǎn)子獲得驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，同時(shí)，行星轉(zhuǎn)子也隨著主轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)獲得了一個(gè)繞換熱管中心的旋轉(zhuǎn)角速度有利于減小轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，流體的混合及擾動(dòng)的范圍和程度得到加強(qiáng)；行星轉(zhuǎn)子可獲得繞行星軸旋轉(zhuǎn)的角速度，進(jìn)一步增加了近管壁區(qū)域流體的擾動(dòng)。
文檔編號(hào)F28F13/12GK102645119SQ201210144770
公開(kāi)日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2012年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月10日
發(fā)明者丁玉梅, 姜鵬, 張震, 楊衛(wèi)民, 閻華 申請(qǐng)人:北京化工大學(xué)