[發明專利]一種換熱管內清洗除垢元件

有效

• 申請號: 201110007108.X
• 申請日: 2011-01-13
• 公開（公告）號: CN102155861A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 孟繼安
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: F28G1/12
• 分類號: F28G1/12
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

技術領域

本發明涉及一種換熱管內清洗除垢元件，屬于熱管內清洗除垢和強化傳熱領域。

背景技術

管殼式換熱器在電力、化工和石油等工業領域被大量而廣泛的應用，換熱器在運行中絕大部分都有積污和結垢現象，特別是采用冷卻水冷卻的冷凝器等。污垢導致換熱器傳熱系數降低，能耗增大，甚至出現堵管而導致設備無法正常運行；結垢還會形成垢下腐蝕，縮短設備的使用壽命。在線膠球清洗技術在電廠凝汽器中應用較為普遍，但目前使用的膠球為多微孔柔軟的彈性體結構，在使用過程中膠球的濕態直徑和比重難以準確受控，也易于被污泥、污垢和微生物等所附著，造成清洗除垢效果不夠理想、收球率低、易于堵管等問題。

專利文獻ZL200710098489.0公開了一種換熱管在線清洗除垢元件(對比文獻1)，其特征是：具有若干與中心旋轉軸線成螺旋或傾斜的流道，所述流道是由螺旋或傾斜的凸起將所述球狀膠球的球形空間分隔而成；所述球狀膠球的外徑因浸沒而產生的改變不大于2％，球狀膠球的密度因浸沒而產生的變化不大于5％，球狀膠球的密度與輸送的流體密度誤差不大于10％。該專利文獻所公開的結構特征部分克服了上述問題，但還存在如下不足：1、對于帶螺旋翅的球形結構的膠球，其最小流動阻力的運動方向并不是所設計的旋轉軸線的方向，試驗表明其在換熱管內一般為橫在換熱管的平動或者滾動，而偏離該設計的旋轉軸線的方向可能出現堵塞或者清洗效果差的問題。2、對于橢球形結構的膠球，雖然在換熱管內可以保證按設定的方向運動，但特別容易出現橫堵在換熱管內端頭的問題。

專利文獻ZL2009102444504公開了一種帶定向尾翼的換熱管在線清洗除垢元件(對比文獻2)，其主要特征是：含有一個實心膠球、多個傾斜翅、若干個擋流翅以及一個定向尾翼，其中：多個傾斜翅，周向均勻布置在所述實心膠球表面，傾斜翅的最大外輪廓為球形；若干個擋流翅，呈2個十字交叉形布置在所述實心膠球的球面，且交接處為周向均勻布置多個傾斜翅的實心膠球的旋轉軸與實心膠球的球面交接處，也為旋轉球的兩端，擋流翅的最大外輪廓為球形；一個定向尾翼，為一個柱體和一個小球組成，柱體的一端連接小球而另一端連接所述實心膠球，且柱體與所述實心膠球的交接處為周向均勻布置多個傾斜翅的實心膠球的旋轉軸與實心膠球的球面交接處之一，也為旋轉球的一端，定向尾翼的柱面還與十字交叉形布置在該處的擋流翅相連。該專利文獻所公開的結構特征部分克服了前述技術和專利所存在的問題，但還存在如下不足：當所述的一種帶定向尾翼的換熱管在線清洗除垢元件在管內處于傾斜位置時，有部分傾斜翅可能沒有接觸換熱管內壁，以及換熱管內壁有部分換熱表面沒有在清洗除垢元件一次通過時被其傾斜翅擦刮，而在一定程度上影響清洗效果；由柱體和小球組成的定向尾翼，容易插在收球網的網孔和縫隙中而影響收球率。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供清洗除垢效果更好和收球率高的一種換熱管內清洗除垢元件。

本發明的技術方案為：

該清洗除垢元件含有：一個實心回轉體、多個圓柱外輪廓翅片和一個或兩個導引彈性交叉板尾翼，其中：

所述實心回轉體為圓柱體、鼓形體、錐臺體、球體或者橢球體，且實心回轉體的兩端倒圓或者倒角；

所述多個圓柱外輪廓翅片周向均勻布置在所述實心回轉體的外周，所述圓柱外輪廓翅片的根部與實心回轉體的圓柱面相連接；所述多個圓柱外輪廓翅片頂部的回轉包絡面為一個兩端倒圓或者倒角的圓柱體外表面；

所述導引彈性交叉板尾翼位于所述實心回轉體的軸向的一端或者兩端且與實心回轉體的端部相連接，所述導引彈性交叉板尾翼為多個相互交叉的翼板組成，在相互交叉的翼板交叉處可設置連接柱體；

結構參數取值范圍為：D/d＝0.95～1.05，S_max/d＝0.7～1.0，F_max/d＝1.03～1.2，(S_z+W_z)/d＝0.8～1.5，W_min/d＝0.5～1.0，其中，D是多個圓柱外輪廓翅片頂部的回轉包絡外輪廓的圓柱面直徑，S_max是實心回轉體的最大尺寸，F_max是圓柱外輪廓翅片的最大包絡外輪廓尺寸，(S_z+W_z)是所述清洗除垢元件的軸向長度，W_min是所述導引彈性交叉板尾翼的橫截面最小條縫尺寸，d是換熱管的內徑。

所述多個圓柱外輪廓翅片為傾斜翅片，或螺旋翅片，或間斷周向翅片，或交叉翅片。