专利名称：一种流态化清洗式传热设备的粒子外循环装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种流态化清洗式传热设备的粒子外循环装置，涉及各种结构的流态化
传热设备的流态化清洗粒子的外部循环系统。它可以广泛地适用于流态化清洗的各种立 式或卧式的列管换热器、蛇管换热器、螺旋夹套换热器、卧式套管换热器的流态化粒子 的外循环系统。
背景技术：
专利(W09424508A1和US5676201A)和文献(袁文，KLAREX式蒸发浓缩装置，医 药过工程设计，2000， 21 (6) 244 245)介绍的流态化外循环装置，均由粒子回收的 旋液分离器与粒子返回的控制装置两部分组成，两者之间采用下降管连接。由于粒子 回收的旋液分离器与粒子返回的控制装置之间采用下降管直接连通的方式，其粒子返 回的自然循环动力受到靠粒子浓度差形成的静压差不大的制约，无法应用于阻力较大 的流态化清洗式传热设备。另一缺点是由于出口的流态化粒子回收釆用旋液分离器技 术，存在旋液分离器壁磨损快和阻力损失大的缺点。最近的国内专利(炼铁高炉低流 速螺旋流态化水冷壁，ZL2005200523937, 2006年11月22日)介绍的粒子外循环系统， 采用文丘里产生的负压作为粒子返回的循环动力，同样无法应用于阻力较大的流态化 清洗式传热设备，例如炼铁高炉水冷壁系统、蛇管换热器、螺旋夹套换热器、卧式套 管换热器等等。
发明内容
本发明所要解决的主要问题是现有流态化清洗式传热设备粒子外循环装置存在对阻 力较大的流态化清洗式传热设备无法应用的问题，提出一种流态化清洗式传热设备的粒 子外循环装置，不仅能够广泛应用于阻力较大的流态化清洗式传热设备，例如炼铁高炉 水冷壁系统、蛇管换热器、螺旋夹套换热器、卧式套管换热器等等，而且不存在旋液分 离器那样阻力损失大、磨损严重的问题，并且具有流态化清洗液自动配制制、粒子、浓度 可以调节、还可以双向清洗的重要功能，还具有结构简单、操作简便的优势。
本发明的技术方案为 一种流态化清洗式传热设备的粒子外循环装置，由传热设备、 循环槽、粒子、进出口管线、三通阀等组成。进出口管线的水平段管内设置有导流作用 的螺旋线，以保障在较低流速下运行的流态化液不会发生粒子沉积阻塞。大直径进出口 管线内安装的螺旋线为塑包金属螺旋线，小直径进出口管线内安装的螺旋线为金属螺旋 线。循环槽分为上下两部分，采用连通阀控制连通与隔断。循环槽上部的主要功能是作 为粒子沉降分离回收空间。循环槽的顶部设有粒子补加口。循环槽下部的主要功能是流 态化液的配送，在其底部设计有能够流态化清洗液自动配送管和粒子浓度调节板。流态 化清洗液自动配送管的工作原理是一由于文丘里喉部收缩液体降压，使得通过流态化液 进口孔连通的下部的液体压力液随之降低。因此，传热设备进口管的液体通过喷流孔喷 流到下部，与下部的粒子形成合乎流态化清洗需要浓度的流态化液，再通过进口孔回到进口管。喉部内径d3必须显著地小于配送管内径do，其比值(ds/do)与配送管的管内流
速U。大小有关,并且配送管管内流速U。愈大，比值(d3/do)也可以愈大。喉部内径d3的
最小值必须满足粒子不发生积聚阻塞的要求， 一般在15 mm以上。进口孔直径d2要大于 喷流孔直径山，并且都在10mm以上，以防粒子堵塞。进口孔的方向不限，朝上时流态 化液的粒子浓度较大，但是若有比较大的杂物时容易堵塞； 一般以侧向水平较好。喷流 孔在进口孔的下方，两者高差h在30mm以上，高差h的取值可以随配送管管内流速U。 的增大而加大。流态化清洗液的粒子浓度调节原理是浓度调节板安装在配送管水平段 的正下方，并且可以通过调节转轴在大于90度的范围内旋转。当调节板处于和配送管水 平段平行方位时浓度最高，当调节板旋转、和配送管水平段平行方位逐渐偏离时浓度下 降，到达和配送管水平段方位垂直时浓度最低。
通过系统管线的三通阀切换，改变其传热设备的运行状态、清洗状态。
在要求污垢双向清洗的传热设备的进口管线和出口管线上，需要多设置4个三通阀 和两根交叉连接管。以此改变设备内清洗时的流向，而具有双向清洗功能。
流态化粒子最常用的是河沙，也可以是瓷球、金属球、塑料球、胶球等。
图1是本发明的一种流态化清洗式传热设备的粒子外循环装置示意图。 图2是图1 A部自动配制流态化清洗液的配送管与浓度调节机构放大图。 图3是一种流态化清洗式传热设备的粒子外循环装置反向清洗的示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的描述。 图中的 l传热设备2三通阀3出口管线4粒子补加口 5三通阀6回沙管7循环槽 8上部9粒子10连通阀11下部12配送管13三通阀14进口管线15三通阀 16喷流孔17进口孔18喉部19螺旋线20浓度调节板21调节转轴22连接管
一种流态化清洗式传热设备的粒子外循环装置，由传热设备1、循环槽7、粒子9、 进口管线14、出口管线3、螺旋线19、三通阀2、 5、 13、 15等组成。进口管线14和出 口管线3的水平段管内设置有螺旋线19，以保障在较低流速下运行的流态化液不会发生 粒子沉积阻塞。循环槽7分为上部8和下部11，经过连通阀10连通。循环槽7的上部8 的主要功能是作为粒子9沉降分离回收空间。循环槽7的顶部设有粒子补加口4。循环 槽7的下部11的主要功能是流态化液的配送，在其底部设计有能够自动控制流态化粒子 浓度的配送管12,其工作原理是由于喉部18收缩液体降压，使得通过流态化液进口孔 17连通的下部11的液体压力液随之降低；流态化液配送管i2内的液体通过喷流孔16 喷流到下部11，与下部11的粒子9形成合乎流态化清洗需要浓度的流态化液，再通过进 口孔17、喉部18、配送管13回流到进口管线14。喉部17的内径4必须显著地小于配 送管12的内径ck，其比值(da/U)与配送管12的管内流速U。大小有关，并且配送管12 管内流速U。愈大，比值(d3/do)也愈大。喉部18的内径d^的最小值必须满足粒子不发生 积聚阻塞的要求，一般在15 ram以上。进口孔17的直径4要大于喷流孔16直径山，并 且都在10咖以上，以防粒子堵塞孔口。进口孔17的朝向不限，朝上时流态化液的粒子 浓度较大，但是若有比较大的杂物时容易堵塞； 一般以侧向水平较好。喷'流孔16在进口 孔17的下方，两者的高差h在30inm以上，高差h的取值可以随配送管12的管内流速U。增大而加大。流态化清洗液粒子浓度调节的方法是，浓度调节板20安装在配送管12水 平段的正下方，并且可以通过调节转轴21在大于90度的范围内旋转。当调节板20处于 和配送管12水平段平行方位时浓度最高；当调节板20旋转，与配送管12水平段平行方 位逐渐偏离角度增大时，浓度下降，到达和配送管12水平段方位垂直时浓度最低。
结合图l，通过进口管线14和出口管线3的三通阀5和三通阀13的切换，改变其传 热设备的运行状态、清洗状态。液体通过进口管线14直接进入传热设备、再由出口管线 3排出时，为不需要清洗的运行状态。关闭连通阀ll、切换三通阀13和三通阀5就转为 流态化清洗状态。此时，液体先经过配送管12，获得合乎清洗要求的流态化液，再回到 进口管线14，进入传热设备1进行在线污垢清洗，出口液体先经过循环槽7的上部8， 使其粒子9沉降分离出来，再回到出口管线3最后排出。污垢清洗作业结束时，切换三 通阀13，进口液体直接进入传热设备1，把少量未来得及带出的粒子9，经过出口管线3、 循环槽7的上部8，将其回送到循环槽7的上部。粒子回收作业结束时，切换三通阀5， 打开连通阀11,让循环槽7上部8的粒子9流到下部11，再关闭连通阀11，回复到不清 洗的正常运行状态。
结合图2说明反向清洗作业的操作。对于需要双向清洗功能的传热设备1，在进口管 线14和出口管线3上需要多设置4个三通阀2和15。在需要反向清洗作业时，切换三通 阀2和和5，使流态化清洗液通过连接管22改换成图2所示的流向，使传热设备1内的 流态化清洗液的流动方向与原先的流向相反，使得传热设备1内的污垢清洗的洁净度更高。
权利要求
1一种流态化清洗式传热设备的粒子外循环装置，由循环槽(7)、粒子(9)、进口管线(14)、出口管线(3)、传热设备(1)、三通阀(13、15)等组成，其特征在于循环槽(7)分为上部(8)和下部(11)，两者之间通过连通阀(10)控制连通或隔断；在循环槽(7)的下部(11)的底部设计有流态化粒子浓度配送管(12)；循环槽(7)与传热设备(1)之间连接的进口管线(14)、出口管线(3)的水平段内都设置有螺旋线(19)。
2.根据权利要求1的一种流态化清洗式传热设备的粒子外循环装置，其特征在于 流态化粒子浓度配送管(12)的喉部(18)内径4显著地小于配送管(12)内径do;进 口孔(17)的方向不限， 一般为侧向水平；喷流孔(16)在进口孔(17)的下方。
3.根据权利要求1的一种流态化清洗式传热设备的粒子外循环装置，其特征在于循环槽(7)的配送管(12)的下方安装有浓度调节板(20)，调节板(20)可以通过调节 转轴(21)在大于90度的范围内旋转。
4.根据权利要求1的一种流态化清洗式传热设备的粒子外循环装置，其特征在于-在要求进行污垢双向清洗的传热设备(1)的进口管线(14)和出口管线(3)上，需要 多设置三通阀(2、 15)及其两根交叉的连接管(22)。
全文摘要
一种流态化清洗式传热设备的粒子外循环装置，其中的循环槽粒子沉降回收的上部和配送流态化液的下部之间可以通过连通阀控制连通或隔断，因此可以广泛地应用于污垢流态化清洗系统阻力大的各种传热设备。由于进出口管线的水平段内设置有螺旋线，因此不会发生流态化粒子沉积阻塞的事故，可靠性高。循环槽的底部设计有流态化清洗粒子浓度自动配送管，其结构原理在于利用文秋里喉部减压，使进口管液体先通过喷流孔喷流，与粒子混合形成粒子浓度合乎清洗要求的流态化液，并且吸回到配送管。这种流态化粒子外循环装置系纯机械结构，粒子浓度可以依据工艺要求调节，常简单可靠，对清洗洁净度要求较高的传热设备，还可以有双向清洗的功能。
文档编号F28G15/00GK101303215SQ20071003490
公开日2008年11月12日 申请日期2007年5月11日 优先权日2007年5月11日
发明者俞天兰, 俞天翔, 俞秀民, 刘桂英, 向寓华, 吴琦华, 吴金香, 彭德其, 支校衡, 伟 易, 蒋少青 申请人:湖南工业大学