一种螺旋形插件及采用该插件的换热管和换热器的制作方法

本实用新型涉及一种散热装置，适用于管壳式换热器，具体的说，本实用新型涉及一种螺旋形插件及采用该插件的换热管和换热器。

背景技术：

管壳式换热器有多种类型，其中对于管壁为平滑结构的换热管，其换热管内流体的层流现象比较明显，层流导致换热效果差。

而且现有的插件，仅采用两头固定，将插件固定在换热管内，但是换热管内通入换热介质后，插件会在换热管内发生剧烈的抖动，会对换热管内壁造成磨损甚至磨透。

另外，会有一些在插件上添加支撑结构的方案。但是这种支撑结构会增加插件的加工难度，而且，带有支撑结构的插件在管内也会整体的晃动，会对换热管内壁造成磨损。

为了避免插件晃动对换热管内壁造成的磨损，现有的插件直接焊接到换热管上。但是由于换热管比较细长，内插件仅能在换热管的两头焊接固定，内插件依然会在换热管内发生抖动，磨损换热管内壁。而且内插件发生结垢或阻塞时，难以进行更换或清洗。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对目前内插件在换热管内易晃动、难以更换或清洗、换热效果差、加工难度高、加工效率低等问题，提供一种螺旋形插件，具有易安装或更换，且安装后与换热管内壁连接紧密、对换热管内壁无磨损，增加湍流、换热效率高，易加工且加工效率高的优点。

本实用新型还提供一种采用上述螺旋形插件的换热管和换热器，具有换热效率高、易维护且无磨损的优点。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种螺旋形插件，包括螺旋形主体，螺旋形主体的两侧设有附件，附件在螺旋形主体的两侧交替排列。

一种优化方案，所述附件沿螺旋形主体的螺旋方向弯折，或逆螺旋方向弯折。

另一种优化方案，所述附件为弹性片，当螺旋形插件放置在换热管本体内时，附件用于实现其与换热管本体内壁具有一定的接触应力。

再一种优化方案，所述附件设在螺旋形主体的侧边沿，附件与其所连接的螺旋形主体位置处的角度为80°~100°。

进一步的优化方案，所述附件的高度为螺旋形主体板材厚度的1~3倍；

附件的宽度为螺旋形主体板材厚度的2~4倍；

同侧相邻两个附件之间的间距为螺旋形主体螺距的0.5~1.5倍。

再进一步的优化方案，所述附件的一端和螺旋形主体连接，另一端悬空，并向螺旋形主体的外侧探出。

更进一步的优化方案，所述附件的高度为螺旋形主体板材厚度的1~3倍；

附件的宽度不小于螺旋形主体板材厚度的5倍；

同侧相邻两个附件之间的间距为螺旋形主体螺距的0.5~1.5倍。

进一步的优化方案，所述螺旋形插件的两端设有固定装置。

本实用新型还提供一种换热管，包括换热管本体，换热管本体内套装有如上述技术方案其中之一所述的螺旋形插件；

所述螺旋形插件与换热管本体可拆卸连接。

本实用新型还提供一种换热器，换热器包括上述换热管，换热管连接有壳体、封头及进出口部件。

本实用新型采用以上技术方案，与现有技术相比，具有以下优点：附件沿螺旋形主体两侧均匀设置，有效防止螺旋形插件在换热管内部径向的晃动，避免对换热管内壁的磨损；

采用在板片本体上切割出的长条形附件，加工工艺简单，加工效率高；

螺旋形主体部分可以让换热管内流体产生湍流效果，而且螺旋形插件主体部分可以最大限度的降低流体阻力；

螺旋形插件与换热管本体可拆卸连接，将该螺旋形插件使用在换热管及其换热器内时，若换热管使用时间过长发生结垢或堵塞等问题时，可以方便的将螺旋形插件从换热管内抽出，更换该螺旋形插件或对其进行清洗后，重新插入新的或清洗后的螺旋形插件。

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。

附图说明

附图1是本实用新型实施例1中螺旋形插件的展开图；

附图2是本实用新型实施例1中螺旋形插件的结构示意图；

附图3是本实用新型实施例1中螺旋形插件的截面视图；

附图4是本实用新型实施例1中换热管的截面视图；

附图5是本实用新型实施例2中螺旋形插件的展开图；

附图6是本实用新型实施例2中螺旋形插件的结构示意图；

附图7是本实用新型实施例2中螺旋形插件的截面视图。

图中，

1-螺旋形主体，2-附件，3-换热管本体，4-安装孔。

具体实施方式

实施例1，如图1-图3所示，一种螺旋形插件，包括螺旋形主体1，螺旋形主体1的两侧设有附件2，本实施例中附件2设在螺旋形主体1的侧边沿。

所述螺旋形主体1由长条形板材扭曲或加工而成，具有单头螺旋结构，左旋或右旋均可。螺旋形主体1沿长度方向的投影为圆形或椭圆形，根据换热管的截面形状设置。

所述附件2的形状为方形，附件2在螺旋形主体1的两侧交替排列。

定义螺旋形主体1的板材厚度为t，螺旋形主体1的螺距为P，附件2的高度为H，附件2的宽度为M，同侧相邻两个附件2之间的间距为L。

则附件2的参数应满足以下条件：H=（1~3）t；M=（2~4）t；L=（0.5~1.5）P。

所述附件2沿螺旋形主体1的螺旋方向弯折，或逆螺旋方向弯折。例如，若附件2和螺旋形主体1一体成型，则可将附件2在螺旋形主体1上进行折弯。

附件2与其所连接的螺旋形主体1位置处的角度优选为80°~100°。

经过大量验证，附件2的高度H、间距L、宽度M满足上述条件时既能够满足螺旋形插件固定牢度的要求，且结垢现象明显降低。

所述附件2可采用在平板上切割形成，切割的方式可以采用激光、等离子切割、水切割等方式。

本实施例中的附件2可以采用半圆形或其他结构。

如图4所述，一种换热管，包括换热管本体3，将上述螺旋形插件放置于换热管本体3内，附件2位于螺旋形主体1与换热管本体3内壁之间，附件2由弹性片折弯而成，既可以保证螺旋形插件能够装入换热管本体3内，同时附件2可以使得螺旋形主体1和换热管本体3之间具有一定的接触应力，实现螺旋形插件在换热管本体3内不会发生抖动，有效避免螺旋形插件和换热管主体之间的磨损。螺旋形主体1和附件2优选为一体结构，螺旋形主体1及附件2采用的弹性片的材料优选奥氏体不锈钢、双相不锈钢或其它镍基合金钢等。也可以为非一体成型设计，此时附件2的采用的弹性片的材料为上述材料。

螺旋形插件的两端设有固定装置，固定装置固定在换热管的两端，以阻止螺旋形插件的轴向移动。所述固定装置与换热管本体3可拆卸连接，本实施例中固定装置可以为安装孔4和挂钩，所述安装孔4设置在螺旋形主体1的端部。

所述螺旋形插件可应用于直管换热管或U型换热管本体内，组成换热管。

实施例2，如图5-图7所示，一种螺旋形插件，包括螺旋形主体1，螺旋形主体1由长条形板材扭曲而成，所述长条形板材两侧优选平行设置，长条形板材的两侧切割出附件2。

所述附件2的结构优选为长条形，附件2的一端和螺旋形主体1连接，另一端悬空，并向螺旋形主体1的外侧探出。附件2可以在螺旋形主体1扭曲时自然形成外侧探出的结构。也可以将该附件2提前弯折后，再将长条形板片进行扭曲形成螺旋形主体1。

定义螺旋形主体1的板材厚度为t，螺旋形主体1的螺距为P，附件2的高度为H，附件2的宽度为M，同侧相邻两个附件2之间的间距为L。

则附件2的参数应满足以下条件：H=（1~3）t；M≥5t；L=（0.5~1.5）P。

附件2可采用激光、等离子切割而成，附件2受切割时的热量影响，而自动向螺旋形主体1的板材外侧探出，加工效率高。

所述螺旋形插件可应用于直管换热器或U型换热管内，组成换热管。

实施例3，一种换热器，包括实施例1或实施例2中的换热管，所述换热管连接有壳体、封头及进出口部件。

以上所述为本实用新型最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本实用新型的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本实用新型的技术启示而进行的等效变换，也在本实用新型的保护范围之内。