CN102128553A - 换热器的列管 - Google Patents

Abstract

本发明公开的是一种换热器的列管，包括管体（1），以其在管体（1）上覆贴有形状记忆合金薄膜（2）为主要特征，具有结构简单，除垢简易等特点，本发明同样适用于流体物料输送管道等诸多方面。

Description

换热器的列管

技术领域

本发明涉及一种换热器的列管，属于列管式热交换器技术。

背景技术

本发明所述换热器，包括列管内热介质对热管外待加热介质加热的列管式换热器，和列管外热介质对热管内待加热介质加热的列管式换热器。

所述换热器在其使用过程中，由于存在于列管内外的流体介质或流体物料不可避免地会发生物理、化学反应或生物作用，形成沉积在列管管壁上的诸如污垢、锈垢、灰垢、物料垢和生物垢等的结垢和结焦。由于列管管壁存在污垢，导致其传热效率和单位时间内传热量的下降。试验结果显示，每1mm厚的污垢，要多消耗能源7~9%，热效率降低10~20%；严重时会造成列管堵塞，引发安全事故。因此，所述换热器的列管除垢，是业内一直广泛关注的问题。

目前所述列管清除结垢的常用方法，有化学法、机械物理法、生物法或它们的结合方法等。长期以来的实践证明，这些方法一定程度上会导致所述列管的腐蚀或损坏，清除效果不理想。

为此，业内正在翘首期待一种新的能够有效、方便地除垢的所述列管，以对所述换热器提供装备支持。

发明内容

本发明旨在提供一种结构简单，清除污垢简便的换热器的列管，以克服已有技术的不足。

实现本发明目的的技术构思是，本发明应用TRlZ理论及形状记忆合金的特性，采取在管壁上覆贴形状记忆合金薄膜，以阻止在所述列管管壁上直接结垢，而使介质或物料所产生的结垢，集结在形状记忆合金薄膜上，利用形状记忆合金随温度变化而收缩或膨胀，方便地拆换所述合金薄膜，定期清除所述列管在其运行过程中产生的污垢，保证换热器正常工作，从而实现本发明的目的。

为了能够说明问题，有必要对形状记忆合金作一简要描述。

1932年，瑞典人奥兰德在金镉合金中首次观察到记忆效应，即合金的形状被改变后，一旦加热到一定的跃变温度时，它又可以变回到原来的形状。人们把具有这种特殊功能的合金称之为形状记忆合金。至今为止已发现的形状记忆合金体系有Au－cd、Ag－cd、Cu－Zn－Al、Cu－Zn－Sn、Cu－Zn－Si、Cu－Sn、Cu－Zn－Ca、In－Ti、Au－Cu－Zn、Ni－Al、Fe－Pt、Ti－Ni、Ti－Nb、U－Nb和Fe－Mn－Si等。

其中，镍－钛合金在40℃或40℃以下的晶体结构是不同的，在温度40℃上下变化时，合金就会收缩或膨胀，使得它的形状发生变化。40℃就是镍－钛记忆合金的“变态温度”。各种合金都有自己的“变态温度”。因而镍-钛合金可以用来作为本发明的所述结构件。

基于上述技术构思，本发明实现其目的的技术方案是：

一种换热器的列管，包括管体，在管体上覆贴有形状记忆合金薄膜。

由以上所给出的技术方案不难明了，本发明由于在所述列管的管壁（管内壁或管外壁）上覆贴有形状记忆合金薄膜，使列管管壁在工况下不与介质或物料直接接触，而使介质或物料生成的污垢，在形状记忆合金薄膜表面结垢。作为结垢载体的形状记忆合金薄膜，在需要清除结垢时，可以方便地将形状记忆合薄膜取下来，实施列管外清除结垢或调换新的所述薄膜，从而实现了本发明的目的。

在上述技术方案中，本发明还主张，所述形状记忆合金薄膜是热膨胀形状记忆合金薄膜，且所述热膨胀形状记忆合金薄膜，覆贴在管体的管内壁上。按照这一技术方案制备的本发明，主要用于物料从所述列管内通过而所述列管的外部是加热介质。

在上述技术方案中，本发明还主张，所述形状记忆合金薄膜是热收缩形状记忆合金薄膜，所述热收缩形状记忆合金薄膜，覆贴在管体的管外壁上。按照这一技术方案制备的本发明，主要用于加热介质从所述列管内通过，而所述列管的外部是需要加热的物料。

当然，本发明也可以在所述列管的管内壁和管外壁，均分别覆贴形状记忆合金薄膜。

本发明所述形状记忆合金薄膜，可以是管材，也可以是板材，为了方便实际操作和降低运输仓储成本，本发明主张采用板材。即所述热膨胀形状记忆合金薄膜，和所述热收缩形状记忆合金薄膜，是分别由呈片状结构的热膨胀形状记忆合金薄板和呈片状结构的热收缩形状记忆合金薄板，通过圈圆后覆贴在管体的管内壁和管体的管外壁且有缝开口对接而构成管状结构。这一技术方案，由于其所述形状记忆合金薄膜是有缝开口对接，可以通过热膨胀变形或热收缩变形，而使所述形状记忆合金薄膜，紧贴在所述列管的管内壁上或管外壁上。在需要清除结垢时，也比较方便地将所述薄膜从列管上拆卸下来。

在上述技术方案中，本发明还主张，所述热膨胀形状记忆合金薄板和热收缩形状记忆合金薄板均是钛镍合金薄板，其厚度在0.1~0.5mm范围内。这是本发明所优选的。但不局限于此。

本发明还主张，所述热膨胀形状记忆合金薄板和热收缩形状记忆合金薄板，分别通过圈圆且有缝对接后的开口宽度在0.5~1.50 mm范围内。但不局限于此。所述开口的存在，可以在一定温度条件下，使所述形状记忆合金薄片紧紧地覆贴在列管的管体上，同时，还可以有效避免所述形状记忆合金薄片，在热冷变形条件上产生“鼓凸”问题，以降低列管管内介质运动的阻力。

上述技术方案得以实施后，本发明所具有的结构简单，除垢简便，换热器工作效率高等特点，是非常明显的。

附图说明

图1是本发明一种具体实施方式的结构示意图；

图2是图1的侧视图；

图3是本发明另一种具体实施方式的结构示意图；

图4是图3的侧视图。

具体实施方式

以下对照附图，通过具体实施方式的描述，对本发明作进一步说明。

具体实施方式之一，如附图1、2所示。

一种换热器的列管，包括管体1，在管体1上覆贴有形状记忆合金薄膜2。所述形状记忆合金薄膜2是热膨胀形状记忆合金薄膜2-1，且所述热膨胀形状记忆合金薄膜2-1，覆贴在管体1的管内壁上。且所述热膨胀形状记忆合金薄膜2-1，是由呈片状结构的热膨胀形状记忆合金薄板，通过圈圆后覆贴在管体1的管内壁上且有缝开口对接而构成管状结构。所述热膨胀形状记忆合金薄板是钛镍合金薄板，其厚度在0.1~0.2mm范围内。所述热膨胀形状记忆合金薄板，分别通过圈圆且有缝对接后的开口宽度在0.5~1.50 mm范围内。

具体实施方式之二，如附图3、4所示。

一种换热器的列管，包括管体1，在管体1上覆贴有形状记忆合金薄膜2。所述形状记忆合金薄膜2是热收缩形状记忆合金薄膜2-2，所述热收缩形状记忆合金薄膜2-2，覆贴在管体1的管外壁上。且所述热收缩形状记忆合金薄膜2-2，是由呈片状结构的热收缩形状记忆合金薄板，通过圈圆后覆贴在管体1的管外壁上且有缝开口对接而构成管状结构。所述热收缩形状记忆合金薄板是钛镍合金薄板，其厚度在0.1~0.2mm范围内。所述热收缩形状记忆合金薄板，通过圈圆且有缝对接后的开口宽度在0.5~1.50 mm范围内。

本发明所述镍－钛形状记忆合金薄片（即板材），采用陕西海鹏金属材料有限公司公司生产的产品。

本发明小试的效果至少有以下3个方面。

（1）使用管内或管外形状记忆合金薄膜后，换热器的列管本身不结垢（污垢结在所述薄膜表面上）；管状薄膜可以定期方便地拆卸清理；清洗后换热器的传热速率可提高10%以上，从而提高了换热效率。

（2）所述管状薄膜可以拆卸下来进行清除污垢，克服和避免了传统在机除垢方法，对换热器设备造成的腐蚀和损伤。

（3）由于所述管状薄膜拆卸清洗方便简易，从而提高了换热设备的使用效率（约5~10%）。

本发明取得了明显的技术经济效益。

基于本发明的技术构思，也可以采用金属薄膜，通过机械固定方式覆包在所述列管的管内壁或管外壁上，同样可以实现本发明的目的，但其结构相对比较复杂，使用和使用效果相对比较差。

本发明的使用范围，不受本说明书描述的限制，至少还可以用于流体物料输送管道等诸多方面。

Claims (6)

1.一种换热器的列管，包括管体（1），其特征在于，在管体（1）上覆贴有形状记忆合金薄膜（2）。

2.根据权利要求1所述的换热器的列管，其特征在于，所述形状记忆合金薄膜（2）是热膨胀形状记忆合金薄膜（2-1），且所述热膨胀形状记忆合金薄膜（2-1），覆贴在管体（1）的管内壁上。

3.根据权利要求1所述的换热器的列管，其特征在于，所述形状记忆合金薄膜（2）是热收缩形状记忆合金薄膜（2-2），所述热收缩形状记忆合金薄膜（2-2），覆贴在管体（1）的管外壁上。

4.根据权利要求2或3所述的换热器的列管，其特征在于，所述热膨胀形状记忆合金薄膜（2-1），和所述热收缩形状记忆合金薄膜（2-2），是分别由呈片状结构的热膨胀形状记忆合金薄板和呈片状结构的热收缩形状记忆合金薄板，通过圈圆后覆贴在管体（1）的管内壁和管体（1）的管外壁且有缝开口对接而构成管状结构的。

5.根据权利要求4所述的换热器的列管，其特征在于，所述热膨胀形状记忆合金薄板和热收缩形状记忆合金薄板均是钛镍合金薄板，其厚度在0.1~0.5mm范围内。

6.根据权利要求4所述的换热器的列管，其特征在于，所述热膨胀形状记忆合金薄板和热收缩形状记忆合金薄板，分别通过圈圆且有缝对接后的开口宽度在0.5~1.50 mm范围内。

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