專利名稱：螺旋線型除垢裝置及強(qiáng)化換熱用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及一種帶有加強(qiáng)筋的螺旋線型除垢裝置，適用于冶金、化工、動力等工業(yè)中的管殼式換熱器以及凝汽器管內(nèi)表面的除垢和強(qiáng)化換熱。
目前，管殼式換熱器以及凝汽器的管內(nèi)表面污垢清洗大致可分為兩類。一類是需要停機(jī)或減負(fù)荷的清洗，包括了毛刷、熱風(fēng)干燥、水力沖洗、化學(xué)添加劑等該領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方法;另一類是不減負(fù)荷的清洗，普遍采用的是膠球自動清洗，見《凝汽器的膠球清洗》一書，由江蘇省電力局編寫，水利電力出版社出版，1979年4月第一版。西德專利DE3021697(1982·1·28公布)，DE3021698(1980·6·6公布)，DE3021699(1982·1·28公布)的三篇文獻(xiàn)中談到了幾種凝汽器內(nèi)部清洗用的膠球形式。膠球清洗系統(tǒng)由膠球、膠球泵、裝球室、膠球收集箱等部分構(gòu)成。海棉狀的橡膠球比重與循環(huán)水相近，直徑通常大于管內(nèi)徑1～2毫米，經(jīng)膠球泵隨循環(huán)水進(jìn)入管內(nèi)，行進(jìn)中膠球與管內(nèi)壁有一個整圈的接觸面，將管內(nèi)表面上的污垢清洗下來隨循環(huán)水排出管外。以上兩類的清洗污垢的方式其缺點(diǎn)是一類需要停機(jī)或減負(fù)荷，人工勞動強(qiáng)度大;二類是膠球清洗進(jìn)入管內(nèi)是隨機(jī)的，管內(nèi)污垢嚴(yán)重的地方膠球往往易于堵塞，收球率較低。
本發(fā)明的任務(wù)是，在管殼式換熱器〔9〕或凝汽器〔9〕運(yùn)行時管〔15〕內(nèi)設(shè)置一種即利于清洗又有強(qiáng)化換熱功能的元件，容易制造、插入取出方便、利于檢修維護(hù)，具有較高的換熱系數(shù)和較小的壓降以及具有較好的抗垢性能。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，以現(xiàn)有技術(shù)的電磁機(jī)構(gòu)或液壓機(jī)構(gòu)或汽動機(jī)構(gòu)〔1〕或電動機(jī)驅(qū)動的凸輪、曲桿機(jī)械機(jī)構(gòu)為驅(qū)動裝置〔1〕，由驅(qū)動裝置〔1〕經(jīng)驅(qū)動桿〔2〕驅(qū)動在入口水室〔13〕或出口水室〔10〕中的網(wǎng)柵〔3〕，網(wǎng)柵〔3〕通過加強(qiáng)筋〔5〕驅(qū)動每根管〔15〕內(nèi)的螺旋線圈〔8〕往復(fù)運(yùn)動清洗污垢，清洗下來的污垢隨循環(huán)水排出，并且?guī)в屑訌?qiáng)筋〔5〕的螺旋線圈〔8〕在非清洗的靜止?fàn)顟B(tài)時起著強(qiáng)化換熱元件的作用。
螺旋線圈〔8〕是根據(jù)工程技術(shù)人員熟知的方法經(jīng)機(jī)械繞制而成的，采用銅線、鋼線或鋁合金線等金屬材料均可，金屬材料的截面可以是圓形的也可以是橢圓形的截面材料。在每個螺旋線圈〔8〕內(nèi)側(cè)至少有一根加強(qiáng)筋〔5〕，是經(jīng)過手工或機(jī)械點(diǎn)焊而成的，加強(qiáng)筋〔5〕的金屬材料可以同螺旋線圈一致，加強(qiáng)筋〔5〕起到使螺旋線圈〔8〕的間距(S)在管〔15〕內(nèi)往復(fù)運(yùn)動清洗污垢時保持不變。采用一根加強(qiáng)筋〔5〕時，一端或二端延長部分用活動連接方式與網(wǎng)柵〔3〕相接，便于更換檢修;采用二根加強(qiáng)筋〔5〕時，以“Y”形的方式把兩根加強(qiáng)筋的端部〔5〕焊接在一起，延伸出一根加強(qiáng)筋〔5〕與網(wǎng)柵〔3〕連接，三根加強(qiáng)筋〔5〕以“量”形方式連接。螺旋圈〔8〕與加強(qiáng)筋〔5〕連接后整體帶有保護(hù)層可以是絕緣漆或聚氯乙烯或橡膠等，用以保證螺旋線圈〔8〕與管〔15〕內(nèi)表面的柔性摩擦，防止清洗污垢時螺旋線圈〔8〕損傷管〔15〕內(nèi)表面以及不同電位金屬間的電化學(xué)腐蝕。螺旋線圈〔8〕還可以采用整體注塑方式制成塑料螺旋線圈〔8〕。螺旋線圈〔8〕存在于螺旋線型除垢裝置中或單獨(dú)應(yīng)用在管殼式換熱器〔9〕、凝汽器〔9〕中都具有著強(qiáng)化換熱的用途。流體在管〔13〕內(nèi)流動時受螺旋線圈〔8〕的引導(dǎo)，緊靠管〔15〕內(nèi)表面的部分流體順著螺旋線作螺旋狀流動，與此同時，螺旋線圈〔8〕還對沿軸向流動的流體產(chǎn)生周期擾動。前一種作用有利于減薄流體邊界層，并且由于離心力的作用產(chǎn)生了流體的徑向摻混;后一種作用會加劇流體質(zhì)點(diǎn)的紊動。這兩者都可以增強(qiáng)由管〔15〕內(nèi)表面至流體主體的熱量傳遞，從而提高了換熱系數(shù)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)解決的驅(qū)動裝置〔1〕、驅(qū)動桿〔2〕、網(wǎng)柵〔3〕構(gòu)成了螺旋線型除垢裝置，可以實(shí)現(xiàn)管殼式換熱器〔9〕或凝汽器〔9〕在不減負(fù)荷、不停機(jī)的情況下自動清洗污垢，清洗下來的污垢隨循環(huán)水排出，解決了污垢嚴(yán)重的地方膠球清洗不了的問題。本發(fā)明同現(xiàn)有的管殼式換熱器〔9〕、凝汽器〔9〕的光管〔15〕相比，在冷卻水流量相同、換熱量相同、壓力損失相同的情況下，可使換熱系數(shù)提高1.5～3.0倍，節(jié)省56%的換熱面積，簡化了維護(hù)檢修工作。一種裝置二種用途，充分提高了設(shè)備的利用率，減少了管殼式換熱器〔9〕或凝汽器〔9〕的檢修維護(hù)費(fèi)用。是冶金、化工、動力工業(yè)上的一種有經(jīng)濟(jì)效益的節(jié)能裝置。


圖1螺旋線型除垢裝置原理圖;
圖2螺旋線圈放置在管內(nèi)示意圖;
圖3帶有二根加強(qiáng)筋的螺旋線圈側(cè)視圖;
圖4帶有三根加強(qiáng)筋的螺旋線圈側(cè)視圖;
圖5帶有一根加強(qiáng)筋的螺旋線圈側(cè)視圖;
圖6網(wǎng)柵示意圖。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述參見附圖，驅(qū)動裝置〔1〕采用電磁機(jī)構(gòu)經(jīng)驅(qū)動桿〔2〕與網(wǎng)柵〔3〕相連接，網(wǎng)柵〔3〕放置在入口水室〔13〕和出口水室〔10〕中，網(wǎng)柵〔3〕通過結(jié)點(diǎn)〔16〕與加強(qiáng)筋〔5〕采用銷釘活動連接，當(dāng)啟動驅(qū)動裝置〔1〕時，加強(qiáng)筋〔5〕驅(qū)動著螺旋線圈〔8〕在管〔15〕內(nèi)往復(fù)運(yùn)動清洗管內(nèi)表面的污垢，污垢隨循環(huán)水經(jīng)出口水室〔10〕通過冷卻水出口〔4〕排出。螺旋線圈〔8〕與加強(qiáng)筋〔5〕均采用紫銅線，整體浸涂絕緣漆，此時螺旋線圈〔8〕的外徑與管〔15〕內(nèi)徑(d＝23毫米)相等。螺旋線圈〔8〕的間距(S)，線的直徑(φ)與管〔15〕的內(nèi)徑(d)的最佳比值為S/d＝1.565;φ/d＝0.0452。螺旋線圈〔8〕在管〔15〕內(nèi)往復(fù)運(yùn)動的距離(L)的最佳值為2S＞L＞S，即采用螺旋線圈〔8〕往復(fù)運(yùn)動的距離小于2倍的螺旋線圈〔8〕的間距，大于螺旋線圈〔8〕的間距，可以保證最佳的清洗污垢效果。只在入口水室〔13〕或出口水室〔10〕一側(cè)采用驅(qū)動裝置〔1〕時，螺旋線圈〔8〕的長度是管〔15〕的長度(l＝2米)減去螺旋線圈〔8〕往復(fù)運(yùn)動距離(L)的值。在需要較大的牽引力時，入口水室〔13〕、出口水室〔10〕兩側(cè)采用驅(qū)動裝置〔1〕時，螺旋線圈〔8〕的長度等于管〔15〕的長度。在非清洗污垢，螺旋線圈〔8〕處于靜止?fàn)顟B(tài)時，加強(qiáng)筋〔5〕與網(wǎng)柵〔3〕連接部分要延伸在管板〔14〕之外，這樣可以減少對流體的阻力，同時螺旋線圈〔8〕在管〔15〕內(nèi)起到強(qiáng)化換熱元件的作用。
螺旋線圈〔8〕與加強(qiáng)筋〔5〕整體作為單獨(dú)的強(qiáng)化換熱元件應(yīng)用在管殼換熱器〔9〕或凝汽器〔9〕時，螺旋線圈〔8〕的外徑小于管〔15〕的內(nèi)徑也可以達(dá)到強(qiáng)化換熱的作用。固定方式采用在入口水室〔13〕側(cè)，將加強(qiáng)筋〔5〕延伸部分與管〔15〕成90°，也就是加強(qiáng)筋〔5〕延伸部分與管板〔14〕平行，這樣利于檢修維護(hù)和采用其它的清洗方式。
參見圖1，〔6〕為螺栓;〔7〕為蒸汽入口;〔11〕為凝結(jié)水出口;〔12〕為入水口。
權(quán)利要求
1.一種由驅(qū)動裝置[1]構(gòu)成的管殼式換熱器[9]或凝汽器[9]的管[15]內(nèi)表面污垢自動清洗裝置，包括有驅(qū)動桿[2]、網(wǎng)柵[3]，本發(fā)明的特征在于管殼式換熱器[9]或凝汽器[9]的每根管[15]內(nèi)插入的與網(wǎng)柵[3]活動連接的螺旋線圈[8]。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于螺旋線圈〔8〕內(nèi)側(cè)帶有至少一根加強(qiáng)筋〔5〕。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的裝置，其特征在于可以防止不同電位金屬間的化學(xué)腐蝕以及往復(fù)運(yùn)動摩擦引起管〔15〕內(nèi)表面損傷的，帶有加強(qiáng)筋〔5〕的螺旋線圈〔8〕，整體附有保護(hù)層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于保護(hù)層可以是絕緣漆、聚氯乙烯、橡膠等。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于螺旋線圈〔8〕的外徑與管〔15〕的內(nèi)徑相等。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的裝置，其特征在于采用金屬材料制造螺旋線圈〔8〕和加強(qiáng)筋〔5〕。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于采用的金屬材料可以是截面為圓面或橢圓面的銅線、鋼線、鋁合金線等，或以整體的方式注塑成塑料的螺旋線圈〔8〕。
8.一種應(yīng)用于管殼式換熱器〔9〕或凝汽器〔9〕管〔15〕內(nèi)的螺旋線型強(qiáng)化換熱元件，本發(fā)明特征在于螺旋線圈〔8〕至少帶一根加強(qiáng)筋〔5〕。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的元件，其特征在于作為單獨(dú)強(qiáng)化換熱元件使用時，螺旋線圈〔8〕的外徑小于管〔15〕內(nèi)徑。
全文摘要
本發(fā)明是涉及一種帶有加強(qiáng)筋的螺旋線型除垢裝置，適用于冶金、化工、動力等工業(yè)中的管殼式換熱器以及凝汽器管內(nèi)表面的除垢和強(qiáng)化換熱。可以實(shí)現(xiàn)管殼式換熱器或凝汽器在不減負(fù)荷、不停機(jī)的情況下自動清洗污垢。解決了污垢嚴(yán)重的地方膠球清洗不了的問題。同管殼式換熱器或凝汽器的光管相比，在冷卻水流量、換熱量、壓力損失相同的情況下，可使換熱系數(shù)提高1.5～3.0倍，節(jié)省56％的換熱面積，一種裝置兩種用途，提高了設(shè)備利用率。
文檔編號F28G7/00GK1033873SQ87108259
公開日1989年7月12日 申請日期1987年12月28日 優(yōu)先權(quán)日1987年12月28日
發(fā)明者楊善讓, 翟國冬, 李學(xué)武 申請人:東北電力學(xué)院