专利名称：转片式自清洁强化传热装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于管式换热设备的传热管内的防垢除垢和强化传热的 装置，特别是利用传热管内流体作动力自动防垢除垢和强化传热的装置。
背景技术：
换热器的传热管内壁结垢会导致传热效率下降、流体流动阻力增大， 因而增加了企业能源费用和生产成本，更为严重的是结垢还会形成坭下 腐蚀，造成安全隐患，縮短传热设备的使用寿命。停产清洗将会影响生 产的正常进行。
在现有的强化传热与在线清洗方法中，螺旋扭带法是以流体动能为 驱动力而使扭带旋转而达到在线清洗与强化传热的目的。在"传热管内
除垢防垢的清洗装置"(ZL 95236063.2)公开了该装置的结构，该装置 由传热管内装设的螺旋扭曲带构成，扭曲带的径向尺寸小于传热管的内 径，在传热管进液口端装有轴向挂件，其中部有流孔，轴向挂件的头部 有一个轴孔，轴孔内装销轴，销轴的尾部与扭曲带连接。"双扰流螺旋式 强化换热及自动除垢装置"(ZL 03114761.5)公开了一种强化换热及自 动除垢装置，该装置除了设有螺旋扭带、挂件之外，螺旋扭带设置在螺 旋管内，靠通过螺旋管内的流体流动带动螺旋扭带转动。"转子式自清洁 强化传热装置"(ZL 200520127121.9)由转子、挂件、轴线及限位铆钉 组成，挂件安装在传热管两端，轴线通过挂件轴孔，使转子沿传热管轴 线排列，转子在流体冲击下做旋转运动，从而达到强化传热与在线清洗 的目的。
上述前两种专利提到的装置具有一定的强化传热效果和在线清洗能 力，在特定领域得到工业应用。螺旋扭带的长度与传热管大体相等，为 一体式内插件，扭带局部卡死将会导致整根扭带不能顺利转动，并且其 动力矩不足；两种装置均采用一端与挂件相连接， 一端自由摆动的方式。 扭带外径小于传热管内径，但是由于整条螺旋扭带径向摆动幅度不同， 将导致螺旋扭带清除污垢不均匀以及刮擦传热管管壁等问题。此类装置自身结构特点决定了只能在高流速、短管程的换热场合应用。为此，申 请人发明了 "转子式自清洁强化传热装置"能够有效均匀清理污垢并且 对管壁无任何磨损。但是由于在更加恶劣的条件下，转子与轴线之间的
磨损较大，会降低其使用寿命；而且由于转子的造型结构比较复杂，加 工成型不便，在使用范围和加工成本上都限制着此项技术的推广应用。
发明内容
本发明提供一种用于管式换热设备传热管内的转片式自清洁强化传 热装置。它具有自动在线预防结垢、清洗和强化传热的功能，流体在传 热管内顺流或逆流的情况下，均有阻垢和强化传热的作用，而且其使用 过程磨损小，加工成型容易。
本发明转片式自清洁强化传热装置，该装置由转片、挂件、轴线和 限位铆钉构成。该装置放置在换热器内使用。换热器的每根传热管需要 两个挂件，分别固定在传热管的两端；在换热器传热管内放置一个或多 个转片，转片或转片组的长度略小于传热管长度。使用多个转片的传热 管，转片由轴线穿成串，转片成组排列，每组之间由限位铆钉间隔；轴 线穿过转片的轴孔和限位铆钉，轴线两端固定在两挂件上。
转片呈螺旋扭转形状，转片中轴线位置间隔交互出现凹凸槽结构， 作为轴线的轴孔，这样可以有效地减少转片同轴线之间的摩擦，提高转 片的使用寿命。传统的转子若采用注射成型，分型面垂直于转子轴线， 否则转子成型模具必须有抽芯结构，而本发明的转片结构，分型面可以 与轴线垂直或平行，模具不需要配备抽芯结构。
转片的叶片上可以有开孔，以减小流体阻力。转片的外径小于传热 管的内径，转片的轴孔直径略大于轴线的外径。转片轴端有一凸起形结 构，以减小转片与转片之间的摩擦面积。转片造型比转子结构简单，材 料可采用塑料或金属，根据其材质的不同可采用压制成型或注射成型， 成型模具得到简化。
挂件与传热管承插连接。挂件的侧壁以及轴向开有进流孔，以使得 换热器管程的介质顺畅地流入传热管内，进流孔的总面积基本与传热管 的内截面面积相等。挂件的端头有一个轴孔，轴线穿过轴孔固定在挂件上。
轴线可以为柔性或刚性，柔性轴线固定呈拉紧状态，使轴线的中心 线与传热管的中心线重合。轴线两端可以通过打结、缠绕，或借助限位 铆钉等对其进行固定。刚性轴线会给安装带来不便，但是能更好地保证 转片在流体介质的作用下自如转动。两端的限位可以通过铆压，或借助 限位铆钉、螺丝实现。
限位铆钉由金属材料制成，呈阶梯结构，有一中心孔，孔径同转片
轴孔径保持一致；限位铆钉同转片接触的一端的外径应略大于转片凹凸 槽外径；另一端长度要符合安装尺寸，钳口可以方便地对其进行钳夹固 定在轴线上。其主要用于转片组之间的限位，以及转片与挂件之间的限 位。
运行时，管程介质通过挂件上的进流孔流入传热管中，转片在流体 的推动作用下旋转，实现防垢除垢作用。转片螺旋扭转结构具有导流作 用，使得流体呈螺旋前进的复杂流动。在流体的推动作用下，转片快速 旋转，强化流体在传热管内扰动，减少传热边界层，起到强化传热作用。 本发明的转片与现有的转子相比，与轴线接触面减少，转动阻力小；转 片所用的材料减少，其形状便于加工成型。
本发明转片式自清洁强化传热装置制造、组装、使用、更换方便， 流体在传热管内顺流或逆流的情况下，均有阻垢和强化传热的作用。本 发明适用于管式换热设备，包括卧式换热器和立式换热器、凝汽器以及 需要清理直管内结垢的场合。具有传热管管内自动在线清洗防垢和强化 传热的双重功能，可以很方便用于现有传热设备的技术改造。
图l是本发明的结构示意图。
图2是转片的结构立体图。
图3是图2的主视图。
图4是图2的俯视图。
图中l一挂件，1-1进流孔，2—转片，2-1叶片，2-2轴孔，2-3开 孔，2-4轴端凸起，3 —轴线，4-限位铆钉，5—传热管。
具体实施例方式
本发明转片式自清洁强化传热装置，其结构如图l、图2、图3和图 4所示，该装置由挂件l、转片2、轴线3和限位铆钉4构成，安装在传 热管5上使用。每根传热管5使用2个挂件1，挂件1的侧壁开有进流孔 l一l，两挂件1分别与传热管5的两端固定连接，挂件1端头上的轴孔 与传热管5同心。转片2如图2和图3所示，外表有叶片2-1、中心有凹 凸槽结构的转片轴孔2-2,叶片2-1的边缘上还可以设开孔2-3(图2中 转片右边叶片上开有开孔2-3，图3和图4的转片没有设开孔)。轴线3 穿过转片轴孔2-2、限位铆钉4和挂件1上的轴孔拉紧固定在两头的挂件 1上。转片2的外径略小于传热管5的内径，转片2的轴孔2-2内径略大 于轴线3的外径。
实施例转片式自清洁强化传热装置的主要参数为传热管5长度 为2000mm，其内径为①23腿，转片2外径0>19,，转片为镍金属材料， 叶片的螺旋角72。，转片长度20mm。经实验测试得到转片转动阻力约为 相同运行条件下现有转子转动阻力的一半。
权利要求
1、转片式自清洁强化传热装置，主要由转片、挂件、轴线和限位铆钉构成，其特征在于转片呈螺旋扭转形状，转片中轴线位置间隔交互出现凹凸槽结构，作为轴线的轴孔；挂件有两个，分别固定在换热器传热管的两端；一个或多个转片放置在换热器传热管内；对于转片组，转片成组排列，每组之间由限位铆钉间隔；轴线穿过转片的轴孔和限位铆钉，轴线两端固定在两挂件上。
2、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于转片材料可采用塑 料或金属，根据其材质的不同可采用压制成型或注射成型。
3、 根据权利要求l所述的装置，其特征在于转片的外径小于传 热管的内径，转片的轴孔直径略大于轴线的外径。
4、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于转片轴端有一减小 接触面的凸起形结构。
5、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于转片的叶片上可以 有开孔。
6、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于转片或转片组的长 度略小于传热管长度。
7、 根据权利要求l所述的装置，其特征在于挂件与传热管承插 连接，挂件的侧壁以及轴向开有进流孔；挂件的端头有一个轴 孑L，轴线穿过轴孔固定在挂件上。
8、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于轴线可以为柔性或 刚性，柔性轴线'固定呈拉紧状态，使轴线的中心线与传热管的 中心线重合，轴线两端可以通过打结、缠绕，或借助限位铆钉 固定；刚性轴线两端的限位可以通过铆压，或借助限位铆钉、 螺丝固定。
9、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于限位铆钉由金属材 料制成，呈阶梯结构，有一中心孔，孔径同转片轴孔径保持一 致；限位铆钉同转片接触的一端的外径应略大于转片凹凸槽外径；另一端长度要符合安装尺寸，足够钳口对其进行钳夹固定 在轴线上。
全文摘要
本发明转片式自清洁强化传热装置是一种用于管式换热设备传热管的装置。该装置由转片、挂件、轴线和限位铆钉构成。该装置放置在换热器内使用。挂件需要两个，分别固定在传热管的两端；在换热器传热管内放置一个或多个转片。使用多个转片，转片成组排列，每组之间由限位铆钉间隔；轴线穿过转片的轴孔和限位铆钉，两端固定在两挂件上。转片呈螺旋扭转形状，其中轴线位置间隔交互出现凹凸槽结构，为轴线的轴孔，可有效减少转片同轴线之间的摩擦，提高转片的使用寿命。转片造型简单，材料可采用塑料或金属，根据其材质的不同可采用压制成型或注射成型。该装置具有传热管内自动在线清洗防垢和强化传热的双重功能，制造、组装、使用、更换方便。
文档编号F28G3/00GK101551214SQ20081010331
公开日2009年10月7日 申请日期2008年4月3日 优先权日2008年4月3日
发明者丁玉梅, 杨卫民, 建 王, 华 阎 申请人:北京化工大学