換熱管內(nèi)擾流清垢轉(zhuǎn)子的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種能清垢防垢以及強(qiáng)化傳熱的換熱管內(nèi)擾流清垢轉(zhuǎn)子，主要包含內(nèi)葉片、外葉片以及中心軸，外葉片與內(nèi)葉片相連，其特征在于：內(nèi)葉片與中心軸相連，內(nèi)葉片為螺旋形，內(nèi)葉片上開有通孔；外葉片為直板形，外葉片的外部有一圓柱滾子，圓柱滾子外表面與換熱管的內(nèi)壁接觸，圓柱滾子的中心軸固定于外葉片上，圓柱滾子繞圓柱滾子的中心軸轉(zhuǎn)動；內(nèi)葉片與外葉片間有一個縫隙。本發(fā)明的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，圓柱滾子沿管內(nèi)壁轉(zhuǎn)動，圓柱滾子上的條狀凸起對管壁的污垢有擠壓切割作用，促使污垢剝離換熱管壁，起到清垢的作用，并且對于潔凈的換熱管，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時可以延緩污垢的起始階段，內(nèi)葉片對液體有擾流作用，增加管內(nèi)液體湍流程度，起到強(qiáng)化傳熱的效果。
【專利說明】換熱管內(nèi)擾流清垢轉(zhuǎn)子
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種管殼式換熱器設(shè)備中換熱管內(nèi)的強(qiáng)化傳熱以及防垢清垢的內(nèi)插元件，尤其涉及一種以換熱管內(nèi)液體提供動力的，起到強(qiáng)化傳熱以及防垢清垢作用的換熱管內(nèi)擾流清垢轉(zhuǎn)子。
技術(shù)背景
[0002]近幾年來節(jié)能減排技術(shù)成為各國爭相研究的重要關(guān)鍵技術(shù)。管殼式換熱器作為石油、化工、火電、核電、冶金、輕工、航空器件和船舶車輛等眾多領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛的熱交換設(shè)備，其換熱效率的高低直接影響到整個國家甚至世界節(jié)能減排的效果，但是管殼式換熱器的換熱管中，普遍存在結(jié)垢問題，污垢不但能夠增加熱阻，降低傳熱效率，還會增加管道的流動阻力，有時甚至?xí)霈F(xiàn)堵管等現(xiàn)象，嚴(yán)重的影響了設(shè)備效率，產(chǎn)生重大能源浪費(fèi)。污垢一般都會伴隨著腐蝕，垢下腐蝕嚴(yán)重時會出現(xiàn)管壁泄露，對設(shè)備的安全造成很大的威脅。現(xiàn)在對污垢的處理方法是進(jìn)行停機(jī)清洗，采用高壓水槍清洗或者酸洗等清洗方式，不但照成人力物力的浪費(fèi)，清洗的廢水還會造成環(huán)境的污染，并且停機(jī)清洗還影響了工廠的連續(xù)生產(chǎn)，降低了生產(chǎn)效率。人們一直試圖的發(fā)明一種在線清洗技術(shù)，其中之一就是利用流體推動螺旋紐帶旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)在線自動除垢的方法，中國專利申請?zhí)枮?CN1424554，專利名稱為“雙擾流螺旋式強(qiáng)化換熱及自動除垢裝置”，但是由于螺旋紐帶為一條整帶，換熱管在經(jīng)過加工安裝后不夠順直，螺旋紐帶與換熱管內(nèi)壁之間會產(chǎn)生不均勻的縫隙，這樣紐帶的除垢作用小而不均勻，除垢效果不理想。之后中國專利號為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)子的外表面有螺旋棱，轉(zhuǎn)子上有中心孔；支撐架設(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。但是專利的轉(zhuǎn)子采用擾流沖擊管壁的方式進(jìn)行防垢，只是達(dá)到了延緩結(jié)垢的效果，不能清垢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決現(xiàn)有的技術(shù)只能防垢不能清垢除垢的缺點，本發(fā)明的目的是設(shè)計一種能清垢防垢以及強(qiáng)化傳熱的新型的轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子包含內(nèi)葉片、外葉片以及中心軸，外葉片的外部有一圓柱滾子，滾子上有條狀凸起，當(dāng)轉(zhuǎn)子受到液體的驅(qū)動轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)子外葉片上的圓柱滾子與管壁接觸并在管壁上滾動，凸起擠壓切割污垢，使其脫落，起到清垢防垢的目的。
[0004]為解決上述問題采用的技術(shù)方案是:換熱管內(nèi)擾流清垢轉(zhuǎn)子，主要包含內(nèi)葉片、夕卜葉片以及中心軸，中心軸為一圓管，外葉片與內(nèi)葉片相連，內(nèi)葉片與中心軸相連，外葉片不直接與中心軸相連。內(nèi)葉片為螺旋形，液體流經(jīng)內(nèi)葉片時對葉片提供一個驅(qū)動力，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)子內(nèi)葉片對液體產(chǎn)生擾流作用，增加液體的湍流程度，起到強(qiáng)化傳熱的效果；內(nèi)葉片上開有幾何形的通孔，用以降低轉(zhuǎn)子的阻力。外葉片為直板形，外葉片的外部有一圓柱滾子，圓柱滾子外表面與換熱管的內(nèi)壁接觸，圓柱滾子的中心軸固定于外葉片上，圓柱滾子繞滾子中心軸轉(zhuǎn)動。滾子上有條狀凸起，使圓柱滾子的平滑表面變?yōu)閹в猩椒鍫钇鸱砻妫鶢顫L子上條狀凸起與換熱管內(nèi)壁接觸時，使圓柱滾子與換熱管內(nèi)壁的接觸面積減小，在相同的推力的作用下，增加了圓柱滾子在接觸點對污垢的壓力，條狀凸起能壓入污垢層內(nèi)，對污垢有擠壓切割的作用，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動條狀凸起與管壁脫離時，條狀凸起對換熱管內(nèi)壁的污垢起到一個剝離的作用，使污垢脫落。內(nèi)葉片產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)流把脫落的污垢從管壁帶離，起到清除換熱管管壁污垢的效果。圓柱滾子沿管內(nèi)壁轉(zhuǎn)動，使?jié)崈魮Q熱管內(nèi)的污垢在污垢起始階段就被阻斷，起到了防垢的效果。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，外葉片對液體有擾流作用，增加了液體的湍流程度，起到強(qiáng)化傳熱的效果。內(nèi)葉片與外葉片間有一個縫隙，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，葉片擠壓液體，使其流過縫隙，形成徑向流，起到強(qiáng)化傳熱的作用，徑向流能沖擊滾子剝落的污垢，將其帶離管壁。
[0005]本發(fā)明換熱管內(nèi)擾流清垢轉(zhuǎn)子，內(nèi)葉片的個數(shù)為一個、兩個或多個，內(nèi)葉片上通孔的截面形狀為圓形，正方形，平行四邊形等幾何形狀。
[0006]本發(fā)明換熱管內(nèi)擾流清垢轉(zhuǎn)子，外葉片個數(shù)為一個、兩個或多個，其與內(nèi)葉片的個數(shù)相同或者不同。
[0007]本發(fā)明換熱管內(nèi)擾流清垢轉(zhuǎn)子，一個外葉片上的圓柱滾子為一個、兩個或多個，圓柱滾子上的條狀凸起截面為梯形、三角形、矩形等幾何形狀，條狀突起的個數(shù)為一個、兩個或者多個。
[0008]本發(fā)明換熱管內(nèi)擾流清垢轉(zhuǎn)子，內(nèi)葉片與外葉片為焊接、鉚接或一體成型等連接方式，內(nèi)葉片與中心軸的為焊接、鉚接或一體成型等連接方式。
[0009]本發(fā)明換熱管內(nèi)擾流清垢轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子由高分子材料、高分子基復(fù)合材料、金屬或者陶瓷材料制作。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:1、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，圓柱滾子沿管內(nèi)壁轉(zhuǎn)動，圓柱滾子上的條狀凸起對管壁的污垢有擠壓切割作用，促使污垢剝離換熱管壁，起到清垢的作用，特別適用于污垢沉積比較嚴(yán)重的管子。2、對于潔凈的換熱管，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時可以延緩或阻斷污垢的起始階段，起到防垢阻垢的作用。3、內(nèi)葉片對液體有擾流作用，增加管內(nèi)液體的湍流程度，起到強(qiáng)化傳熱的效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明換熱管內(nèi)擾流清垢轉(zhuǎn)子的三維結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是本發(fā)明換熱管內(nèi)擾流清垢轉(zhuǎn)子的滾子的局部視圖。
[0013]圖3是本發(fā)明換熱管內(nèi)擾流清垢轉(zhuǎn)子的一個具體實施例。
[0014]圖中，I—內(nèi)葉片，2—滾子中心軸，3—條狀凸起，4一外葉片，5—圓柱滾子，6—中心軸，7—通孔，8—支撐架，9一換熱管內(nèi)擾流清垢轉(zhuǎn)子，10—支撐軸，11 一限位件，12—換熱管。
【具體實施方式】
[0015]如圖1到2所示，本發(fā)明換熱管內(nèi)擾流清垢轉(zhuǎn)子9包含內(nèi)葉片1、外葉片4以及中心軸6，外葉片4與內(nèi)葉片I相連，內(nèi)葉片I與中心軸6相連，內(nèi)葉片I為螺旋形；內(nèi)葉片I上開有幾何形的通孔7。外葉片4為直板形，外葉片4的外部有一圓柱滾子5，滾子中心軸2固定于外葉片4上，圓柱滾子5繞滾子中心軸2轉(zhuǎn)動，圓柱滾子4上有條狀凸起3。[0016]圖3為本發(fā)明的一個具體實施例，清垢防垢強(qiáng)化傳熱裝置包括換熱管內(nèi)擾流清垢轉(zhuǎn)子9、限位件11、換熱管12、支撐架8和支撐軸10，數(shù)個轉(zhuǎn)子通過支撐軸10串聯(lián)在一起，限位件11將多個轉(zhuǎn)子分為幾組轉(zhuǎn)子串，支撐架8固定在換熱管12兩端，支撐軸10的兩端分別固定在支撐架8上。液體流經(jīng)內(nèi)葉片I時對內(nèi)葉片I提供一個驅(qū)動力，使換熱管內(nèi)擾流清垢轉(zhuǎn)子9轉(zhuǎn)動，換熱管內(nèi)擾流清垢轉(zhuǎn)子9內(nèi)葉片I對液體產(chǎn)生擾流作用，增加液體的湍流程度，起到強(qiáng)化傳熱的效果；內(nèi)葉片I上開有幾何形的通孔7，用以降低轉(zhuǎn)子的阻力。外葉片4為直板形，外葉片4的外部有一圓柱滾子5，圓柱滾子5外表面與換熱管12的內(nèi)壁接觸，圓柱滾子5的中心軸6固定于外葉片4上，圓柱滾子5繞滾子中心軸6轉(zhuǎn)動。圓柱滾子5上有條狀凸起3，使圓柱滾子5的平滑表面變?yōu)閹в猩椒鍫钇鸱砻妫瑘A柱滾子5上條狀凸起3與換熱管12內(nèi)壁接觸時，使圓柱滾子4與換熱管12內(nèi)壁的接觸面積減小，在相同的推力的作用下，增加了圓柱滾子5在接觸點對污垢的壓力，條狀凸起3能壓入污垢層內(nèi)，對污垢有擠壓切割的作用，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動條狀凸起3與管壁脫離時，條狀凸起3對換熱管12內(nèi)壁的污垢起到一個剝離的作用，使污垢脫落。內(nèi)葉片I產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)流把脫落的污垢從管壁帶離，起到清除換熱管12管壁污垢的效果。圓柱滾子5沿管內(nèi)壁轉(zhuǎn)動，使?jié)崈魮Q熱管12內(nèi)的污垢在污垢起始階段就被阻斷，起到了防垢的效果。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，外葉片4對液體有擾流作用，增加了液體的湍流程度，起到強(qiáng)化傳熱的效果。內(nèi)葉片I與外葉片4間有一個縫隙，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，葉片擠壓液體，使其流過縫隙，形成徑向流，起到強(qiáng)化傳熱的作用，徑向流能沖擊滾子剝落的污垢，將其帶離管壁。
【權(quán)利要求】
1.換熱管內(nèi)擾流清垢轉(zhuǎn)子，主要包含內(nèi)葉片、外葉片以及中心軸，外葉片與內(nèi)葉片相連，其特征在于:內(nèi)葉片與中心軸相連，內(nèi)葉片為螺旋形，內(nèi)葉片上開有通孔；外葉片為直板形，外葉片的外部有一圓柱滾子，圓柱滾子外表面與換熱管的內(nèi)壁接觸，圓柱滾子的中心軸固定于外葉片上，圓柱滾子繞圓柱滾子的中心軸轉(zhuǎn)動；內(nèi)葉片與外葉片間有一個縫隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱管內(nèi)擾流清垢轉(zhuǎn)子，其特征在于:圓柱滾子上有條狀凸起，使圓柱滾子的平滑表面變?yōu)閹в猩椒鍫钇鸱砻妗?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱管內(nèi)擾流清垢轉(zhuǎn)子，其特征在于:內(nèi)葉片的個數(shù)為一個、兩個或多個，內(nèi)葉片上通孔的截面形狀為圓形，正方形或平行四邊形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱管內(nèi)擾流清垢轉(zhuǎn)子，其特征在于:外葉片個數(shù)為一個、兩個或多個，外葉片個數(shù)與內(nèi)葉片的個數(shù)相同或者不同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱管內(nèi)擾流清垢轉(zhuǎn)子，其特征在于:一個外葉片上的圓柱滾子為一個、兩個或多個，圓柱滾子上的條狀凸起截面為梯形、三角形或矩形，條狀突起的個數(shù)為一個、兩個或者多個。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱管內(nèi)擾流清垢轉(zhuǎn)子，其特征在于:內(nèi)葉片與外葉片為焊接、鉚接或一體成型等連接方式，內(nèi)葉片與中心軸的為焊接、鉚接或一體成型等連接方式。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱管內(nèi)擾流清垢轉(zhuǎn)子，其特征在于:內(nèi)葉片、外葉片、中心軸及圓柱滾子由高分子材料、高分子基復(fù)合材料、金屬或者陶瓷材料制作。
【文檔編號】F28G3/00GK103673746SQ201310714852
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月21日
【發(fā)明者】楊衛(wèi)民, 何長江, 關(guān)昌峰, 閻華 , 張震, 丁玉梅 申請人:北京化工大學(xué)