CN102305570A

CN102305570A - 敞开式挂件和套管限位装置

Info

Publication number: CN102305570A
Application number: CN 201110256261
Authority: CN
Inventors: 丁玉梅; 阎华�; 赵本华; 彭威; 刘泽; 杨卫民
Original assignee: Beijing University of Chemical Technology
Current assignee: Beijing University of Chemical Technology
Priority date: 2011-09-01
Filing date: 2011-09-01
Publication date: 2012-01-04

Abstract

本发明提供了敞开式挂件和套管限位装置，主要包括挂件体、套管、限位件，挂件体包括伸出杆、支撑台、连接杆和空心轴，伸出杆、支撑台、连接杆用共同的内孔，连接杆之间有流体流入换热管的通道，支撑台支撑在换热管端部，空心轴的内孔开有径向的槽，套管的尾杆嵌入到挂件体的空心轴内，伸出杆伸入到换热管内，套管由尾杆和带槽圆柱组成，带槽圆柱的槽的外侧开口宽度比内侧大，内侧开口宽度小于转轴的外径，套管外设置有套管限位件，限位件固定在转轴上。本发明的挂件体、套管的结构便于提前将转子用限位件固定，在转轴的两端预留出挂件体、套管的安装位置，之后在现场将挂件体装到转轴上后卡入套管，实现整套节能元件的快速安装。

Description

敞开式挂件和套管限位装置

技术领域

本发明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强化传热和防污除污的内插元件的支撑元件及套管限位装置。

背景技术

二十一世纪随着社会的不断进步，当今社会节能减排是一项全世界都非常重视的关键技术，尤其是在石油、化工、火电、核电、冶金、轻工、航空器件和船舶车辆等众多领域都要应用到许多的换热器，其中应用最为广泛的是管壳式换热器，但在这些换热管中内壁普遍存在层积污垢，导致流体在管道中输送阻力增加，严重时会堵塞管道，同时传热性能大为下降；换热管内污垢会严重降低传热效率而引起重大能源浪费，与此同时污垢一般具有腐蚀性，管壁会因此腐蚀，泄露流体造成重大安全隐患。

在上述问题上，传统上的处理办法就是被迫采取停产请专业清洗人员进行清洗，这样不仅耽搁了工厂的生产进度，同时还需要支付昂贵的清洗费用；为了更好地解决这个问题，人们一直研究采用不停产的在线自动强化传热和除垢防垢的各种办法和装置。之后中国专利号为ZL200520127121.9，公开了发明名称为“转子式自清洁强化传热装置”的专利申请，此装置是由固定架、转子、柔性轴和支撑管构成，两固定架分别固定在换热管的两端；转子的外表有螺旋棱，转子上有中心孔；支撑管设在转子与固定架之间，柔性轴穿过转子的中心孔和支撑管固定在两固定架上。该装置具有在线自动防垢除垢和强化传热的功能，流体在传热管内顺流或者逆流的情况下，均有防垢除垢和强化传热的作用。但是缺点是在一定流体通过时，转子的旋转速度是由螺棱的螺旋升角所决定的，螺旋升角越小，即是在螺棱导程小时转子的旋转速度越快，同时对流体的阻力随之增加；为解决此问题，中国专利申请号200620172805.5，发明名称为“传热管内自清洁强化传热的低流阻转子”，该装置是由转子、挂件和连接轴线构成，挂件是固定在传热管两端，连接轴线的两端分别固定在挂件上，多个转子穿装在连接轴线上，转子是由空心轴和叶片构成，每个叶片与空心轴成同样的倾斜状，相邻叶片首尾相接。这种新型的节能减排产品，经过工业检验和应用，都达到了较好的强化传热和防垢除垢效果。换热管在换热器中的排布是有一定的距离，换热管外表面之间的空间是壳层流体空间。安装在换热管端部的挂件会减小流体流入的流量，其次是换热管由于在安装和使用过程中会发生形变，由圆形变成椭圆形或其他形状，导致在安装挂件时会比较费劲和耽误时间，安装效率较低。

发明内容

本发明的目的是设计一种新结构用于换热管端部转轴的固定，换热管内敞开式挂件和套管限位装置能够有利于加快挂件体安装的效率，加强挂件体在换热管上的稳定性，充分利用换热管端部的空间，加大换热流体的流入量，减少入口处流体的阻力，提高换热器的换热效率，利用好更多的换热介质流体加强换热，节省能源。

本发明为达到上述目的采用的技术方案是：敞开式挂件和套管限位装置，主要包括挂件体、套管、限位件，挂件体包括伸出杆、支撑台、连接杆和空心轴，伸出杆、支撑台、连接杆用共同的内孔，伸出杆和连接杆分别有多根，连接杆之间有流体流入换热管的通道，支撑台支撑在换热管端部，支撑台一侧有伸出杆，支撑台另一侧有连接杆，连接杆的另一端连接有空心轴，空心轴有内孔，空心轴的内孔的直径大于转轴的外径，空心轴的内孔开有径向的槽，槽的宽度大于套管的尾杆的宽度，使得套管的尾杆能够嵌入到挂件体的空心轴内，伸出杆伸入到换热管内，伸出杆根部靠近支撑台的外沿略大于换热管的内径，伸出杆根部外径大于端部外径，形成锥形，便于挂件体快速插入换热管中，连接杆远离支撑台迎水面外表面为弧形结构，以减少入口处流体的阻力；套管由尾杆和带槽圆柱组成，套管的内孔直径大于转轴的外径，尾杆与带槽圆柱的槽错开或分别位于套管内孔直径的两端，带槽圆柱的槽的外侧开口宽度比内侧大，内侧开口宽度小于转轴的外径，便于转轴装入套管内，同时可以卡紧转轴，有效地防止套管从转轴上脱出，保证挂件体的轴向可靠定位，套管的尾杆安装在挂件体的空心轴的槽内；套管外设置有套管限位件，限位件固定在转轴上，挂件体、套管的结构便于提前将转子用限位件固定，在转轴的两端预留出挂件体、套管的安装位置，之后在现场将挂件体装到转轴上后卡入套管，实现整套节能元件的快速安装。

本发明敞开式挂件和套管限位装置，所述挂件体的支撑台上设置缺口，可以有效地节省材料，减少成本。

本发明敞开式挂件和套管限位装置，所述挂件体的连接杆远离支撑台的迎水面外表面为弧形结构或流线形结构，可以有效地降低入口处的流动阻力。

本发明敞开式挂件和套管限位装置，挂件体的材料可以是具有一定韧性的塑料、金属或者复合材料。

本发明敞开式挂件和套管限位装置，其支撑架的内径和外径、缺口的大小、连接杆的长度、空心轴内径与外径等参数确定时还要考虑换热管内径、换热管内的流体介质流速和流体介质温度等工作条件以及制造加工成本等因素。

本发明换热管内敞开式挂件和套管限位装置的有益效果是：1、换热管内挂件体有套管限位装置，便于提前用限位件将转子固定，之后在现场安装到挂件体的开槽中，加快了装置的安装速度；2、换热管内挂件体的伸出杆根部外径大于端部，便于挂件体快速插入到换热管中；3、套管外设置限位件用于卡紧转轴，保证转子的正常运转；4、支撑台上开设有的缺口，节省材料，降低挂件体的材料成本；5、挂件体的连接杆远离支撑台的迎水面外表面设置为弧形结构或流线形结构，可以有效地降低入口处的流动阻力；6、套管由尾杆和带槽圆柱组成，带槽圆柱的槽的外侧开口宽度比内侧大，内侧开口宽度小于柔性轴直径，利于安装，同时可以卡紧转轴，以保证转子的正常运转。

本发明敞开式挂件和套管限位装置，根据具体的换热管在换热器端部的形状，确定挂件支撑台的径向尺寸，根据换热管的直径，确定伸出杆的径向尺寸，利用挂件对换热管内转轴的两端进行轴向固定。

附图说明

图1是本发明换热管内敞开式挂件的主视图。

图2是图1的右视图。

图3是套管7的主视图。

图4是图3的右视图。

图5是图3的三维视图。

图6是限位件8的剖视图。

图7是本发明换热管内敞开式挂件和套管限位装置的安装结构示意图。

图8是图7的三维视图

图中，1-转轴；2-转子；3-伸出杆；4-支撑台；5-连接杆；6-空心轴；7-套管；8-限位件；9-缺口；10-挂件体

具体实施方式

本发明涉及的一种换热管内敞开式挂件和限位装置的一种实施例子，如图7和图8所示，它包括转轴1、转子2、挂件体10、套管7和限位件8，所述的挂件体10是穿装在转轴1上，数个转子2穿装在转轴1上，所述的挂件体是由伸出杆3、支撑台4、连接杆5和空心轴6四个部分组成，挂件体10的空心轴6处装有套管7，套管限位件8固定在转轴1上防止挂件体10从换热管内脱落。

图1至图8中，图1为挂件体10的主视图，图2为图1的右视图，图3是套管7的主视图，图4是图3的右视图，图5是图3的三维视图，图6是限位件8的剖视图，图7是本发明换热管内敞开式挂件和套管限位装置的安装结构示意图，图8是图7的三维视图。

本发明换热管内敞开式挂件和套管限位装置，主要包括挂件体10、套管7、限位件8，挂件体10包括伸出杆3、支撑台4、连接杆5和空心轴6，伸出杆3、支撑台4、连接杆5用共同的内孔，伸出杆3和连接杆5分别有三根，连接杆5之间有流体流入换热管的通道，支撑台4支撑在换热管端部，支撑台4一侧有伸出杆3，支撑台4另一侧有连接杆5，连接杆5的另一端连接有空心轴6，空心轴6有内孔，空心轴6的内孔的直径大于转轴1的外径，空心轴6的内孔开有径向的槽，槽的宽度大于套管7的尾杆的宽度，使得套管7的尾杆能够嵌入到挂件体10的空心轴6内，伸出杆3伸入到换热管内，伸出杆3根部靠近支撑台4的外沿略大于换热管的内径，伸出杆3根部外径大于端部外径，形成锥形，便于挂件体10快速插入换热管中，连接杆5远离支撑台4迎水面外表面为弧形结构，以减少入口处流体的阻力；套管7由尾杆和带槽圆柱组成，套管7的内孔直径大于转轴1的外径，尾杆与带槽圆柱的槽错开或分别位于套管7内孔直径的两端，带槽圆柱的槽的外侧开口宽度比内侧大，内侧开口宽度小于转轴1的外径，便于转轴1装入套管7内，同时可以卡紧转轴1，有效地防止套管7从转轴1上脱出，保证挂件体10的轴向可靠定位，套管7的尾杆安装在挂件体10的空心轴6的槽内；套管7外设置有套管限位件8，限位件8固定在转轴1上，挂件体10、套管7的结构便于提前将转子用限位件8固定，在转轴1的两端预留出挂件体10、套管7的安装位置，之后在现场将挂件体10装到转轴1上后卡入套管7，实现整套节能元件的快速安装。

支撑台上4可设置有缺口，缺口9的个数可以是一个或者是多个，在满足挂件定位功能的基础上缺口尽量大，有利于节省材料，节省成本。

所述支撑台4的内径和外径、缺口9的大小、连接杆5的长度、空心轴6内径与外径等参数确定时还要考虑换热管内径、换热管内的流体介质流速和流体介质温度等工作条件以及制造加工成本等因素。

Claims

1.敞开式挂件和套管限位装置，其特征在于，主要包括挂件体、套管、限位件，挂件体包括伸出杆、支撑台、连接杆和空心轴，伸出杆、支撑台、连接杆用共同的内孔，伸出杆和连接杆分别有多根，连接杆之间有流体流入换热管的通道，支撑台支撑在换热管端部，支撑台一侧有伸出杆，支撑台另一侧有连接杆，连接杆的另一端连接有空心轴，空心轴有内孔，空心轴的内孔的直径大于转轴的外径，空心轴的内孔开有径向的槽，槽的宽度大于套管的尾杆的宽度，套管的尾杆嵌入到挂件体的空心轴内，伸出杆伸入到换热管内，连接杆远离支撑台迎水面外表面为弧形结构；套管由尾杆和带槽圆柱组成，套管的内孔直径大于转轴的外径，带槽圆柱的槽的外侧开口宽度比内侧大，内侧开口宽度小于转轴的外径，套管的尾杆安装在挂件体的空心轴的槽内；套管外设置有套管限位件，限位件固定在转轴上。

2.根据权利要求1所述的敞开式挂件和套管限位装置，其特征在于：伸出杆根部靠近支撑台的外沿略大于换热管的内径，伸出杆根部外径大于端部外径，形成锥形。

3.根据权利要求1所述的敞开式挂件和套管限位装置，其特征在于：挂件体的支撑台上设置有缺口。

4.根据权利要求1所述的敞开式挂件和套管限位装置，其特征在于：挂件体的连接杆远离支撑台的迎水面外表面为流线形结构。