CN101349521A - 一种变螺距的螺纹金属管 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种金属管，尤其涉及一种应用在套管换热器、同轴换热器以及锅炉行业中的变螺距螺纹金属管。包括管端和置于两个管端之间的波纹段管体，两个管端之间的波纹段金属管体上的波纹为螺旋状，所述的螺旋状的波纹段的螺距是变化的，所述的螺距的变化是根据流体在管体内部和表面流过的速度场和压力场变化的。本发明主要是提供了一种能够根据流体在管体的内部和表面的流动速度和压力场的分布而变化螺距，从而热交换效率高的金属管；解决现有技术所存在的单位面积的热交换效率低，成本高的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属管，尤其涉及一种应用在套管换热器、同轴换热器以及锅炉行业中的变螺距螺纹金属管。
背景技术
随着社会的向前发展，如今换热器广泛应用于锅炉、空调、化工、电子等行业。换热器的材质也多种多样，如铜、钛、不锈钢、铜镍合金、铝、铜铝复合管等。大部分的换热器采用结构简单、加工方便的铜管作为换热元件，但单位面积的换热效率低、制造成本高。近年来，出现了滚花、螺纹、褶皱等强化表面来提高换热性能，如中国专利：“螺旋波纹金属管(CN2837760)”，但加工工艺繁琐，生产成本高。而且现在生产出来的波纹管都属于恒定螺距的波纹管，不能根据在管体内流动的液体情况来改善换热性能，从而使得单位面积的换热效率还不是很高。
发明内容
本发明主要是提供了一种能够根据流体在管体的内部和表面的流动速度和压力场的分布而变化螺距，从而热交换效率高的金属管；解决现有技术所存在的单位面积的热交换效率低，成本高的技术问题。
本发明同时还提供了一种管材结构稳定，使用寿命长的变螺距金属管；解决现有技术中存在的管材安全性能不高的技术问题。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种变螺距螺纹金属管，包括管端和置于两个管端之间的波纹段管体，两个管端之间的波纹段金属管体上的波纹为螺旋状，所述的螺旋状的波纹段的螺距是变化的，所述的螺距的变化是根据流体在管体内部和表面流过的速度场和压力场变化的。螺距不是恒定大小，而是根据流体在管体内外流动的速度场和压力场变化的，从而使得在流体流动过程中出现湍流状态或者流速变化时，流体温度瞬时混合均匀，增强了换热效果，提高了单位面积的换热效率。
波纹段管体有两条以上螺旋槽的螺纹，是称为多头螺纹。沿螺旋槽旋转一周所前进的距离，称为螺纹金属管的螺距。
波纹段管体的螺距变化可以为以下几种：
其中一种是：所述的波纹段管体的螺距由一端到另一端是由小到大逐渐变化的。
另一种是：所述的波纹段管体的螺距由一端到另一端是由大到小再到大逐渐变化的。
再一种是：所述的波纹段管体的螺距由一端到另一端是由小到大再到小逐渐变化的。
当然上述的变化情况也可以是波纹段管体中的一段的变化情况，整个波纹段是上述一段的重复变化连接成一体的，螺距的变化原则始终是根据流体在管体内外流动的速度场和压力场变化，最大程度的提高换热系数。压力场和速度场的数值是可以根据外部测压测速仪器中直接测得的。根据测得的数据来确定螺距的变化规则。
作为优选，所述的螺距的变化范围为25mm-120mm，螺纹的切线与管体横截面的夹角α为15°-45°，螺纹的深度H为3mm-12.5mm，螺纹的头数为2-12头。螺距的变化带动螺纹夹角的变化，由于管体材料的伸缩极限，角度太小，管材容易变形破裂，角度太大，换热面积减小，金属消耗量大。上述螺距、螺纹夹角、螺纹深度的变化范围能在满足提高散热系数的基础上，管材的使用寿命更长，金属消耗量小。
作为优选，所述的管体为由铜、钛、钢、不锈钢、铜镍合金、铝、铜铝复合管等金属材料制成的。材料的选择根据应用的可以变化选择不同的金属材料。
因此，本发明的变螺距螺纹金属管，具有下述特点：金属管的波纹段的波纹呈螺旋状，且螺距是可以变化的，变化的规则是根据在管体内外流动的流体的速度场和压力场的分布变化的，使得流体温度瞬时混合均匀，增强了换热效果；螺距变化的参数在保证提高换热系数的同时，延长管体的使用寿命。
附图说明：
图1是本发明的一种变螺距的螺纹金属管的波纹段立体示意图。
图2是图1的端面示意图。
图3是本发明的一种变螺距的螺纹金属管的示意图。
具体实施方式：
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：
如图1和2和3所示，一种变螺距的螺纹金属管，金属管是采用铜质材料制成。金属管包括管端1和置于两个管端之间的波纹状管体2，管体2的外圆周表面的波纹呈螺旋状，管体2的外径为30mm，管壁厚为0.5mm。波纹段管体2的螺距是变化的，由管体2的一端到另一端的螺距由25mm到70mm不断递增的，螺纹的夹角α随着螺距的递增而变化，由15°到30°不断递增，螺纹的深度H为3mm，螺纹的头数为2。变螺距的螺纹管的螺纹角度变化，和调节流体流动速度以便流体更好的混合，达到较高换热系数的目的。
实施例2：
一种变螺距的螺纹金属管，金属管是采用钛质材料制成。金属管包括管端1和置于两个管端2之间的波纹状管体，管体2的外圆周表面的波纹呈螺旋状，管体2的外径为50mm，管壁厚为1.0mm。波纹段管体的螺距是变化的，由管体的一端到另一端的螺距由60mm到100mm不断递增的，然后再由100mm不断递减到60mm，螺纹的夹角α随着螺距的变化而变化，由30°到40°不断递增，然后在不断递减，螺纹的深度H为8mm，螺纹的头数为5。
实施例3：
金属管包括管端1和置于两个管端之间的波纹状管体2，管体2的外圆周表面的波纹呈螺旋状，管体2的外径为80mm，管壁厚为3mm。波纹段管体的螺距是变化的，由管体的一端到另一端的螺距由120mm到90mm不断递减，然后由90mm到120mm再不断递增的，螺纹的夹角α随着螺距的变化而变化，由45°不断递减到40°，然后再不断递增，螺纹的深度H为12.5mm，螺纹的头数为12。
实施例4：
金属管包括管端1和置于两个管端2之间的波纹状管体，管体2的外圆周表面的波纹呈螺旋状，管体2的外径为50mm，管壁厚为1.0mm。波纹段管体的螺距是变化的，由管体的一端到另一端的螺距由60mm到100mm不断递增的，然后再由100mm不断递减到60mm，然后再由60mm到100mm，如此循环3个周期，螺纹的夹角α随着螺距的变化而变化，由30°到40°不断递增，然后在不断递减，然后再不断递增，如此往复循环3个周期，螺纹的深度H为8mm，螺纹的头数为5。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (7)
1.一种变螺距的螺纹金属管，包括管端和置于两个管端之间的波纹段管体，其特征在于：两个管端之间的波纹段金属管体上的波纹为螺旋状，所述的螺旋状的波纹段的螺距是变化的，所述的螺距的变化是根据流体在管体内部和表面流过的速度场和压力场变化的。
2.根据权利要求1所述的一种变螺距的螺纹金属管，其特征在于：所述的螺旋状的波纹段是由若干段波纹段金属管体重复叠加构成。
3.根据权利要求1或2所述的一种变螺距的螺纹金属管，其特征在于：所述的波纹段金属管体的螺距由一端到另一端是由小到大逐渐变化的。
4.根据利要求1或2所述的一种变螺距的螺纹金属管，其特征在于：所述的波纹段金属管体的螺距由一端到另一端是由大到小再到大逐渐变化的。
5.根据利要求1或2所述的一种变螺距的螺纹金属管，其特征在于：所述的波纹段金属管体的螺距由一端到另一端是由小到大再到小逐渐变化的。
6.根据利要求1任意一项所述的一种变螺距的螺纹金属管，其特征在于：所述的螺距的变化范围为25mm-120mm，螺纹的切线与管体横截面的夹角α为15°-45°，螺纹的深度H为3mm-12.5mm，螺纹的头数为2-12头。
7.根据利要求1任意一项所述的一种变螺距的螺纹金属管，其特征在于：所述的管体为由铜、钛、钢、不锈钢、铜镍合金、铝、铜铝复合管制成的。
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Publications (1)
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2008
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