[發明專利]換熱管內多孔組合式掛件

有效

• 申請號: 201010246336.8
• 申請日: 2010-08-06
• 公開（公告）號: CN101907420A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發明（設計）人: 丁玉梅;趙本華;閻華;何雪濤;楊衛民
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: F28G15/02
• 分類號: F28G15/02;F28F13/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種應用于管殼式換熱器、熱交換反應器等設備中換熱管內強化傳熱和防污除污的內插元件的支撐元件。

背景技術

二十一世紀隨著社會的不斷進步，當今社會節能減排是一項全世界都非常重視的關鍵技術，尤其是在石油、化工、火電、核電、冶金、輕工、航空器件和船舶車輛等眾多領域都要應用到許多的換熱器，其中應用最為廣泛的是管殼式換熱器，但在這些換熱管中內壁普遍存在層積污垢，導致流體在管道中輸送阻力增加，嚴重時會堵塞管道，同時傳熱性能大為下降；換熱管內污垢會嚴重降低傳熱效率而引起重大能源浪費，與此同時污垢一般具有腐蝕性，管壁會因此腐蝕，泄露流體造成重大安全隱患。

在上述問題上，傳統上的處理辦法就是被迫采取停產請專業清洗人員進行清洗，這樣不僅耽擱了工廠的生產進度，同時還需要支付昂貴的清洗費用；為了更好地解決這個問題，人們一直研究采用不停產的在線自動強化傳熱和除垢防垢的各種辦法和裝置。中國專利號為ZL200520127121.9公開了發明名稱為“轉子式自清潔強化傳熱裝置”的專利申請，此裝置是由固定架、轉子、柔性軸和支撐管構成，兩固定架分別固定在換熱管的兩端；轉子的外表有螺旋棱，轉子上有中心孔；支撐管設在轉子與固定架之間，柔性軸穿過轉子的中心孔和支撐管固定在兩固定架上。該裝置具有在線自動防垢除垢和強化傳熱的功能，流體在傳熱管內順流或者逆流的情況下，均有防垢除垢和強化傳熱的作用。但是缺點是在一定流體通過時，轉子的旋轉速度是由螺棱的螺旋升角所決定的，在螺棱導程小時轉子的旋轉速度快，擾流作用顯著，但對流體的阻力隨之增加；為解決此問題，中國專利申請號200620172805.5的發明名稱為“傳熱管內自清潔強化傳熱的低流阻轉子”，該裝置是由轉子、掛件和連接軸線構成，掛件是固定在傳熱管兩端，連接軸線的兩端分別固定在掛件上，多個轉子穿裝在連接軸線上，轉子是由空心軸和葉片構成，每個葉片與空心軸成同樣的傾斜狀，相鄰葉片首尾相接。這種新型的節能減排產品，經過工業檢驗和應用，都達到了較好的強化傳熱和防垢除垢效果。換熱管在換熱器中的排布是有一定的距離，換熱管外表面之間的空間是殼層流體空間，安裝在換熱管端部的掛件會減小流體流入的流量，其次是換熱管由于在安裝和使用過程中會發生形變，由圓形變成橢圓形或其他形狀，導致在安裝掛件時會比較費勁和耽誤時間。以前掛件都是單個生產加工的，加工效率低，一個掛件只能安裝在一個換熱管內，安裝時掛件的數量比較多，安裝效率也較低。

發明內容

本發明的目的是設計一種新結構用于換熱管端部轉軸的固定，換熱管內多孔組合式掛件能夠有利于加快掛件安裝的效率，加強掛件在換熱管上的穩定性，充分利用換熱管端部的空間，加大換熱流體的流入量，提高換熱器的換熱效率，利用好更多的換熱介質流體加強換熱，節省能源，具有強化傳熱和防垢除垢的功能。

本發明為達到上述目的采用的技術方案是：換熱管內多孔組合式掛件，主要包括伸出端、支撐臺、連接桿和空心軸，每個支撐臺與一個換熱管端部相對應，支撐臺上設置有伸出端，伸出端深入到換熱管內，每個支撐臺上設置有一個或者一個以上的伸出端，伸出端外表面與換熱管內表面相配合，利用伸出端與換熱管內壁的配合來固定掛件，連接桿固定于支撐臺和空心軸之間，連接桿之間的空間用于流體介質流入換熱管內，連接桿用于空心軸的穩固支撐，通常每個支撐臺上設置有三個或三個以上的連接桿，支撐臺的外徑大于或等于換熱管的外徑，支撐臺的內徑小于換熱管的內徑，支撐臺內、外徑形成的平臺支撐在換熱管端部，支撐臺的數量為兩個或兩個以上，因而可以同時固定在兩個或者兩個以上的換熱管上，提高了安裝的效率，在同等換熱管數量時，需要的掛件數量減少，因而生產的掛件個數減少，提高掛件的生產效率，換熱器上的換熱管之間有一定的間隔區域，流體通過組合式掛件的導流作用，流入到換熱管內，避免了流體直接作用在換熱管端部造成較大的動能損失，更大量的流體直接流入到換熱管內，提高換熱器換熱的效率，節省成本。

本發明換熱管內多孔組合式掛件的支撐臺內表面設置成錐形或者弧形結構，支撐臺內徑直徑在流體流入方向的內徑較大于流體出口的支撐臺內徑，對流體流入到換熱管內有導流作用，減少流體直接與換熱管端部碰撞造成的動能損失，提高換熱效果。

本發明換熱管內多孔組合式掛件的支撐臺內表面可以設置有螺旋槽，螺旋槽的截面形狀可以是圓弧形或者是多邊形結構，有利于流體沿螺旋槽流入到換熱管內，螺旋槽對流入流體起到擾流的作用，加大流體的湍流度，具有強化傳熱和防垢除垢結果。