专利名称：固定传热管内污垢旋转清洗件的动力头式滚动轴承装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种固定传热管内旋转清洗件的动力头式滚动轴承装置。它可以应用于在线旋转清洗防垢，以及各种列管式传热设备的传热强化，如换热器、冷凝器、蒸发器等。
法国专利(FR25545209和中国专利(CN2465140Y、CN2413319Y)等公开的传热管内污垢清洗旋转扭带清洗技术，旋转扭带的轴向固定都是滑动摩擦，其摩擦阻力矩较大，而且螺旋扭带的螺距愈小螺旋扭带承受的轴向力愈大，相应的摩擦阻力矩也愈大，恰恰与传热效果是螺距愈小的螺旋扭带愈好相反，制约效率的提高。并且，旋转清洗元件的管口固定装置在结构上存在这样的缺陷没有对流体入口流向进行必要的导向，入流液体与旋转清洗元件接触前，会在传热管入口处产生不同程度的旋流，旋流方向按照阻力最小原理必定与旋转清洗元件的螺旋方向相同。由质点系动量矩定理可知，其结果必然是导致旋转清洗元件的自转力矩减少，使该技术在流速不高、或污垢清洗阻力较大的工况下难以应用。还有一个不足是在长期的运行过程中，个别的清洗元件可能发生脱落，可靠性不够高。
本实用新型所要解决的技术问题是传热管内旋转清洗件的已有管口固定装置摩擦阻力矩大、入口旋流影响自转力矩、可靠性不够高等方面的问题，提出一种固定传热管内旋转清洗件的动力头式滚动轴承装置，具有阻力矩小、可靠性高、并且还能够产生一个较大的予旋反冲动力矩的优点，使自动旋转式清洗防垢元件能够更广泛地应用于较低流速、或污垢清洗阻力较大的传热设备。
本实用新型专利的目的是通过以下技术方案实现的一种固定传热管内旋转清洗件的动力头式滚动轴承装置，它有轴承盖、滚球、轴承碗、反向螺旋流道、转轴、动力轮，传热管、旋转清洗元件组成。轴承碗与反向螺旋流道为一体式结构，也可以是分体式结构。反向螺旋流道的螺旋方向与旋转清洗元件的螺旋(或斜齿)的方向相反。转轴与轴承盖铆接或焊接固定，转轴与旋转清洗元件连接。塑料动力轮与转轴为一体注塑成型。反向螺旋流道和动力轮的直径比轴承座套的内径小。反向螺旋流道固定在传热管的进口处。
由于以滚动轴承取代现有的滑动轴承结构，轴承摩擦阻力矩大幅度降低。传热设备运行时，管程液体经过反向螺旋流道进入传热管时，流速成倍加快后直接冲推动力轮的螺旋翼片产生一个比较大的入口冲推动力矩，其方向与清洗元件的旋转方向相同，两者同向叠加的结果使旋转清洗元件的工作力矩比原先显著增大。由于阻力矩大幅度降低和动力矩显著增大的双重原因，使自动清洗元件自转需要的管内流速明显下降，达到使自转清洗技术能够在较低流速、或污垢清洗阻力比较大的工况下更广泛应用的目的。
由于转轴与轴承盖铆接或焊接固定，因此可以彻底解决旋转清洗元件可能脱落的问题，运行可靠性大大提高。由于螺旋导流片和动力轮翼片的直径比传热管的内径小，生产时可以将动力头式滚动轴承组装成为一体，安装时连接旋转清洗元件后，最后靠其中的反向螺旋流道固定在传热管的进口处。因此，这种固定装置的组装也比较方便。
轴承碗-反向螺旋流道和动力轮采用耐老化的工程塑料制造，成本低廉，使用寿命长。
图1是本实用新型的固定传热管内旋转清洗件的动力头式滚动轴承装置原理图。
图中1轴承盖 2滚球 3轴承碗 4管板 5反向螺旋流道 6螺旋导流片 7转轴 8动力轮翼片 9动力轮 10传热管 11旋转清洗元件具体实施方式
以下结合附图说明本实用新型的具体实施方案本发明的固定传热管内污垢旋转清洗件的动力头式滚动轴承装置，见图1。轴承碗3与反向螺旋流道5为一体式结构，也可以是分体式结构。转轴7与轴承盖1铆接或焊接固定。反向螺旋流道5的螺旋方向与旋转清洗元件11的螺旋(或斜齿)的方向相反。在塑料动力轮9注射成型时，将转轴7结合成为一体。转轴7与旋转清洗元件11连接。螺旋导流片6和动力轮翼片8的直径比传热管10的内径小。生产时，可以将轴承盖1、滚球2、轴承碗3、反向螺旋流道5、转轴7、动力轮9组装为一整体。安装时连接上旋转清洗元件11，最后靠其中的反向螺旋流道5固定在传热管10的进口处。因此，这种固定装置的组装也比较方便。
传热设备运行时，管程液体经过反向螺旋流道5进入传热管10时，流速成倍加快，直接冲推动力轮翼片8，产生一个比较大的入口冲推动力矩，其方向也与旋转清洗元件的旋转方向相同，同向叠加的结果使旋转清洗元件11的工作力矩比原先显著增大。现有的滑动轴承改为滚动轴承后，阻力矩大幅度降低和新增的冲推动力矩的双重原因使自动旋转清洗元件11的总动力矩显著增大，自转要求的管内流速随之明显下降，达到使自转清洗技术能够在较低流速、或污垢清洗阻力比较大的工况下更广泛应用的目的。
由于转轴7的头部与轴承盖1采用铆接或焊接固定，转轴7的尾部与旋转清洗元件11连接，因此可以彻底解决旋转清洗元件11可能脱落的问题，可靠性大大提高。
反向螺旋流道5的螺旋方向与旋转清洗元件11的螺旋(斜齿)方向相反，与旋转清洗元件11的旋转运动方向相同。反向螺旋流道5的螺旋角α在25°～70°的范围，管内流速愈低螺旋角取值愈小，经螺旋导流片6出来的流体流速就增加得愈大。螺旋导流片6的数量为2～6，传热管9的管径愈大螺旋导流片6的片数也愈大。反向螺旋流道5的底部直径d与传热管10的内径D的比值d/D在0.40～0.75范围，其作用是通过增大入流液体的旋流半径、减少入口流道面积提高流速，增大对动力轮9的入口冲推动力矩。
轴承碗3、反向螺旋流道5、动力轮9等为耐老化的工程塑料制造，耐腐蚀、成本低，使用寿命长。
权利要求1.固定传热管内旋转清洗件的动力头式滚动轴承装置，有轴承盖(1)、滚球(2)、轴承碗(3)、反向螺旋流道(5)、转轴(7)、动力轮(9)组成，其特征在于由轴承盖(1)、滚球(2)、轴承碗(3)组成滚动轴承，反向螺旋流道(5)的螺旋方向与旋转清洗元件(11)的螺旋(或斜齿)的方向相反，动力轮翼片(8)的螺旋方向与反向螺旋流道(5)的螺旋方向相反，螺旋导流片(6)和动力轮翼片(8)的直径比传热管(10)的内径小。
2.根据权利要求1所述的固定传热管内旋转清洗件的动力头式滚动轴承装置，其特征在于转轴(7)的头部与轴承盖(1)铆接或焊接固定，转轴(6)的尾部与旋转清洗元件(11)连接。
3.根据权利要求1所述的固定传热管内旋转清洗件的动力头式滚动轴承装置，其特征在于反向螺旋流道(5)、动力轮(9)采用工程塑料制造。
4.根据权利要求1所述的固定传热管内旋转清洗件的动力头式滚动轴承装置，其特征在于轴承碗(3)与反向螺旋流道(5)为一体式结构，也可以是分体式结构。
专利摘要一种固定传热管内旋转清洗件的动力头式滚动轴承装置，使进入管内的流体经过传热管口的反向螺旋流道时形成有较大半径的快速旋流，直接冲推动力轮，产生一个较大的动力矩，与旋转清洗元件的自转力矩同向叠加，总的工作力矩大幅度增大，使带动清洗元件自转需要的管内流速大幅度降低。在传热设备中，流速较低的占其大多数，因此该固定装置使传热管内在线旋转自动清洗技术的应用范围得以极大的扩展。
文档编号F16C19/00GK2674391SQ200420035070
公开日2005年1月26日 申请日期2004年2月16日 优先权日2004年2月16日
发明者俞天兰, 俞秀民, 彭德其, 吴金香, 刘桂英, 蒋少青, 刘吉兆, 金俊杰 申请人:株洲工学院帅科机械清洗研究所