CN101881575B - 一种换热管用透空结构无规运动胶球 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换热管用透空结构无规运动胶球，主要包括连接环、透空和缺口，所述透空是连接环内的空心结构，所述的缺口是在连接环内透空部分，同一平面上的缺口左边和右边、上边和下边都不对称，连接环的外表面为圆形或近似圆形，直径等于或者小于换热管的内径，在本技术方案中，连接环上的缺口进一步加大透空部分，不对称的缺口导致流体作用在连接环上形成不平衡的旋转力矩，胶球作不停的无规旋转运动，连接环外表面可以对换热管内壁进行有效地清洗，胶球无规运动也不会堵塞在换热管内，提高胶球运动的灵活性，流体经过缺口时湍流度增大，胶球具有强化传热的效果；透空结构减小了胶球的重量，加大胶球在换热管内的运动灵活性，节省材料成本。

Description

一种换热管用透空结构无规运动胶球

技术领域

本发明涉及一种水净化装置的元件，特别涉及一种应用于管壳式换热器、热交换反应器等设备中换热管内清洗和强化传热的元件。

背景技术

当今世界的能源消耗速度不断增大，但地球上的有些能源却是有限的，如石油、天然气等。一直以来换热管内容易沉积污垢，特别是在冷却水为含有杂质的流体时，例如海水、河水时，换热管在很短时间，如3-5天就会沉积很厚的污垢。沉积的污垢具有很大的危害性，污垢的热阻很大，直接大大减低了换热管内的传热效率，造成了很大的能源浪费，另外污垢还具腐蚀性，会缩短换热管的寿命，从而给工厂带来很大的经济损失。

人们一直在寻找一种好的防垢除垢和强化传热方法来节约能源，应对能源危机。对于除去换热管内污垢的方法有机器清洗技术、胶球清洗技术和在线清洗技术。机器压力清洗技术需要很大的水压，对机器的要求很高，但是机器压力清洗的结果不是令人满意，清洗污垢不够完全。在线清洗技术是最近十年发展起来的技术，一般是在换热管内穿插除垢元件自动清洗，其结果是对污垢的清洗有效果，但是会造成很大压力损失，影响流道，同时流体中的夹带物易于堵塞换热管，同时该技术还不够完善。相对较好的技术是利用胶球在线清洗，形状和材料可以调整，对管壁有摩擦效果但是不会损伤管壁，同时胶球可以重复利用，成本较低。目前使用的胶球为多孔柔软的软体结构，在使用过程中胶球的湿态直径和比重难以控制，也易于被污泥、污垢和微生物等所附着，所以流通性能不好，回收是胶球被阻碍，回收效率较低；胶球做成实心状时，对流体的阻力较大，易阻塞管道。

发明内容

本发明的目的是设计一种换热管用透空结构无规运动胶球，其在换热管内流体介质作用下，在换热管内向前移动时，会发生无规则旋转，具有加强清洗的效果，并能加强胶球在换热管内的流通能力，有利于提高胶球清洗的效率，增加胶球回收率。

本发明为解决上述问题采用的技术方案是：一种换热管用透空结构无规运动胶球，它是由连接环、透空和缺口组成的，所述透空是连接环内的空心结构，所述的缺口是在连接环内透空部分，同一平面上的缺口左边和右边、上边和下边都不对称，流体在流过胶球时，作用在每个连接环的左边和右边、上边和下边的力不对等，胶球会发生偏转，在换热管内做无规则运动，连接环外表面不停清洗换热管内壁，流体在经过胶球缺口时，湍流度加大，增加冲刷的效果。

本发明一种换热管用透空结构无规运动胶球的连接环的个数可以是三个或者三个以上的，其中的三个连接环两两垂直相交且平分，在三维坐标中，每个平面有一个连接环，保证在换热管内多个胶球不会相互穿插干扰，连接环的外表面为圆形或近似圆形，最大转动直径等于或者小于换热管的内径，增加连接环时可以加大胶球的强度和清洗换热管壁的效率。

本发明一种换热管用透空结构无规运动胶球的连接环外表面上可以设有螺旋槽或者胶钉，螺旋槽的螺棱可以对换热管内壁具有清洗的效果，胶钉不停地洗刷换热管内壁，具有良好的除垢效果；当采用在线胶球清洗时，螺旋槽或者胶钉对换热管内壁的边界层有破坏作用，提高换热管的传热能力。

本发明一种换热管用透空结构无规运动胶球的缺口的形状可以是圆弧形，也可以是多边形结构，保证在同一连接环上的缺口左边和右边、上边和下边的面积是不一样的，连接环剩余的面积也会随着不一样，引起流体作用在连接环上的左边和右边、上边和下边的力也不相同，最后胶球能在换热管内作无规运动。

本发明一种换热管用透空结构无规运动胶球的材料可以是橡胶、塑料、或者复合材料，要求材料具有高耐磨性，延长胶球的使用寿命，提高胶球的清洗效果；材料的密度要小于流体介质的密度，有利于提高胶球的流通性能。

本发明用的有益效果是：1、胶球是由连接环组成的，连接环内部为透空结构，减小对流体的流动阻力，减轻胶球的质量，提高胶球在换热管中流通性能，节省材料成本；2、胶球的连接环上开设的面积大小不同的缺口，造成连接环在每一个平面上的受力不均，胶球会发生无规运转，加大流体的湍流度，提高换热管的传热效率；3、连接环外可以开设有螺旋槽或者胶钉，螺旋槽螺棱加强对换热管壁的刮擦作用，提高除垢效果，胶钉对换热管壁的洗刷作用较为明显，能清除换热管壁的深层污垢；4、螺旋槽的螺棱或者胶钉能够破坏换热管壁的边界层，具有强化传热的效果。

本发明一种换热管用透空结构无规运动胶球是用在换热管内清洗管壁污垢和提高换热管的强化传热的场合，现在普遍用的装置是将胶球经过胶球泵发射后，流入到换热管中，本发明一种换热管用透空结构无规运动胶球是由连接环构成的，连接环内有透空结构，给流体流通的空间增大，降低对流体的阻力，减轻了胶球的质量，胶球在流体推动下，运行速度更快，连接环内设置有面积不等的缺口，并在左边和右边、上边和下边方向不对称，流体作用在不对称的连接环上，产生无规运动，减小胶球堵塞换热管的可能性，无规运动能在换热管内灵活运转，强化胶球对换热管壁的清洗效果，同时无规运动增大了流体的湍流程度，达到强化传热的效果；连接环外面设有的螺旋槽或者胶钉加强换热管壁的污垢清洗的效果，同时胶球做无规运动，对收球网有很好的清洗力度，收球网不会被换热管内杂质堵塞，胶球不会黏在收球网上，更容易回收胶球，提高胶球的回收率。

附图说明

图1是本发明一种换热管用透空结构无规运动胶球的主视图。

图2是图1的左视图。

图3是图1的三维结构示意图。

图4是本发明一种换热管用透空结构无规运动胶球的主视图，连接环外表面开设有螺旋槽。

图5是图4的左视图。

图6是图4的三维结构示意图。

图中，1-连接环、2-缺口、3-透空、4-胶钉、5-螺旋槽。

具体实施方式

如图所示，本发明一种换热管用透空结构无规运动胶球的实施例子，所述的胶球连接环1为圆环形结构，图1至图6中，图1是本发明一种换热管用透空结构无规运动胶球的主视图，连接环1外为胶钉4，图2是图1的左视图，图3是图1的三维结构示意图；图4是在胶球的连接环1上设有螺旋槽5的结构的主视图，图5是图4的左视图，图6是图4的三维结构结构示意图。

本发明一种换热管用透空结构无规运动胶球是由连接环1、透空3和缺口2组成的，所述透空3是连接环1内的空心结构，所述的缺口2是在连接环1内透空3部分，同一平面上的缺口2左边和右边、上边和下边都不对称，流体在流过胶球时，作用在每个连接环1的上与下、左与右的力不对等，胶球会发生偏转，在换热管内做无规则运动，连接环1外表面不停清洗换热管内壁，流体在经过胶球缺口2时，湍流度加大，具有强化传热的效果。

本发明一种换热管用透空结构无规运动胶球的连接环1的个数可以是大于或等于三个，若为三个连接环1时，三个连接环1的环面两两垂直相交且平分，图1至图6的三个连接环都是两两垂直的，在三维坐标中，每个平面有一个连接环1，这样保证了换热管中的胶球不会相互穿插干扰，在清洗过程中流通更为顺利，图中的连接环1的外表面为圆形或近似圆形，最大转动直径等于或者小于换热管的内径，增加连接环1的个数时可以加大胶球的强度和清洗换热管壁的效率，同时增强胶球的强度，延长胶球有的使用寿命。

本发明一种换热管用透空结构无规运动胶球的连接环1外表面上设有螺旋槽5或者胶钉4，螺旋槽5的螺棱可以对换热管内壁具有清洗的效果，胶钉4不停的洗刷换热管内壁，具有良好的除垢效果，同时螺旋槽5或者胶钉4对换热管内壁的边界层有破坏作用，能提高换热管的传热能力，加大换热管的换热效率。

本发明一种换热管用透空结构无规运动胶球的缺口2的形状可以是圆弧形，也可以是多边形结构，图1至图6为多边形结构，多边形的面大小不同，保证在同一连接环1上的缺口2上下作用的面积是不一样的，因而连接环1剩余的面积也不一样，这样胶球在换热管中的运动就为无规运动。

Claims (4)

1.一种换热管用透空结构无规运动胶球，其特征在于：主要包括连接环、透空和缺口，所述透空是连接环内的空心结构，所述的缺口是在连接环内透空部分，同一平面上的缺口左边和右边、上边和下边都不对称，连接环的个数为三个或者三个以上，其中的三个连接环两两垂直相交且平分，在三维坐标中，每个平面有一个连接环，连接环的外表面为圆形或近似圆形，最大转动直径等于或者小于换热管的内径。

2.根据权利要求1所述的一种换热管用透空结构无规运动胶球，其特征在于：所述的连接环外表面上设有螺旋槽或者胶钉。

3.根据权利要求1所述的一种换热管用透空结构无规运动胶球，其特征在于：所述的缺口的形状是圆弧形或多边形结构。

4.根据权利要求1所述的一种换热管用透空结构无规运动胶球，其特征在于：所述胶球的材料可以是橡胶、塑料、或者复合材料。

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