CN102384698B - 刚性连接强化传热装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种刚性连接强化传热装置，其包括传热管；传热管内设有若干刚性支撑轴，传热管通过挂件与位于传热管内端部的刚性支撑轴紧固连接，传热管内相邻的刚性支撑轴通过刚性支撑带相连；刚性支撑轴上设有转子，转子在传热管内能在刚性支撑轴上转动；刚性支撑轴及转子的轴线与传热管的轴线位于同一直线上。本发明挂件、连接支撑带以及支撑架都使刚性支撑轴轴线与传热管轴线的一致性，从而使刚性支撑轴上的转子保持在传热管的中心，可使转子不与传热管管壁接触，防止对转子本身以及传热管的磨损，延长装置以及传热管的使用寿命；刚性支撑轴与挂件的连接为螺纹连接，可以方便进行安装维修；结构紧凑，降低水阻，增强传热效果，安全可靠。

Description

刚性连接强化传热装置

技术领域

本发明涉及一种传热装置，尤其是一种刚性连接强化传热装置，属于传热管内插件的技术领域。

背景技术

在工业中用到大量的换热器，其中管壳式换热器使用量最多，但是管壳式换热器传热管内壁结垢情况普遍存在，管壁结垢不仅降低了传热管的传热效率，并且还存在着安全隐患，于是人们一直在寻找解决管壁结垢并且能增加穿热效率的装置。在现有的强化传热方法中，转子式强化传热装置有一定的强化传热以及清洁效果，“转子式自清洁强化传热装置”（公开号 CN 2833094）由转子、固定架、钢丝绳以及支撑管组成，固定架安装在传热管的两端，钢丝绳通过固定架的轴孔固定在固定架上，转子沿传热管轴向排列在钢丝绳上，转子在流体的推动下做旋转运动达到除垢以及强化传热的作用。

上述专利提到的装置有除垢以及强化传热的效果，但是在实际运用中由于中心轴为钢丝绳，两端固定时会产生一定的挠度，在传热管中有相当一部分装置是与管壁直接接触的，当装置在传热管中工作时，穿在钢丝绳上的转子转动会磨损管壁；由于中心轴是一整根钢丝绳，钢丝绳是用支撑管铆死在固定架上，当传热管中的装置损坏时，无法对其维修。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种刚性连接强化传热装置，其结构紧凑，安装维修方便，降低水阻，增强传热效果，延长使用寿命，降低使用成本，安全可靠。

按照本发明提供的技术方案，所述刚性连接强化传热装置，包括传热管；所述传热管内设有若干刚性支撑轴，传热管通过挂件与位于传热管内端部的刚性支撑轴紧固连接，传热管内相邻的刚性支撑轴通过刚性支撑带相连；刚性支撑轴上设有转子，所述转子在传热管内能在刚性支撑轴上转动；刚性支撑轴及转子的轴线与传热管的轴线位于同一直线上。

所述刚性支撑轴上设有支撑架。

所述刚性支撑轴上设有垫片。

所述挂件包括支撑轴连接管，所述支撑轴连接管上设有对称分布的挂件支撑部，所述挂件支撑部沿支撑轴连接管的长度分布；挂件支撑部的一端端部设有挂件限位部。

所述转子包括转子中心轴，所述转子中心轴内的中心区设有贯通转子中心轴的转子安装孔；转子中心轴的外周面上设有均匀分布的叶片。

所述叶片呈螺旋状，叶片的一侧表面上设有动力面导流槽，叶片另一侧的表面上设有阻水面压水槽。

所述支撑架包括支撑架连接轴，所述支撑架连接轴内沿支撑架连接轴轴线长度方向分布的支撑架连接孔；支撑架连接轴的外周面上设有均匀分布的支撑杆，所述支撑杆对应于与支撑架连接轴相连的另一端端部设有支撑块体。

所述刚性支撑带包括支撑板体，所述支撑板体的中心区设有中心连接定位槽；支撑板体对应于中心连接定位槽的两侧分别设有第一连接定位槽及第二连接定位槽；支撑板体对应于设置第一连接定位槽的端部设有第一定位块，所述第一定位块内设有第一支撑轴定位槽；第一连接定位槽与中心连接定位槽间设有第二定位块，所述第二定位块上设有第二支撑轴定位槽。

所述刚性支撑轴通过固定限位块与刚性支撑带对应连接。

所述刚性支撑带呈片状流线型结构或对双螺旋结构；刚性支撑带的最大外径大于转子的外径，且刚性支撑带的外径略小于传热管的内径。

本发明的优点：传热管内通过刚性支撑轴安装转子，相邻的刚性支撑轴通过刚性支撑带相连；位于传热管端部的刚性支撑轴通过挂件与传热管紧固连接；挂件、连接支撑带以及支撑架都使刚性支撑轴轴线保持与传热管轴线的一致性，从而使刚性支撑轴上的转子保持在传热管的中心，可使转子不与传热管管壁接触，防止对转子本身以及传热管的磨损，延长装置以及传热管的使用寿命；由于刚性支撑轴通过连接支撑带连接，并且刚性支撑轴与挂件的连接为螺纹连接，可以方便进行安装维修；维修时由于刚性支撑轴与挂件的连接是螺纹连接，可以很容易的分离挂件与刚性支撑轴，然后将刚性支撑轴与刚性支撑带将逐个分离，结构紧凑，降低水阻，增强传热效果，安全可靠。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明挂件的结构示意图。

图3为图2的俯视图。

图4为本发明刚性支撑带的结构示意图。

图5为图4的俯视图。

图6为本发明转子的结构示意图。

图7为图6的俯视图。

图8为图9的俯视图。

图9为本发明支撑架的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1~图9所示：本发明包括挂件1、刚性支撑轴2、刚性支撑带3、支撑架4、转子5、垫片6、固定限位块7、传热管8、挂件支撑部9、挂件限位部10、挂件定位槽11、第一挂件槽12、支撑轴连接管13、第二挂件槽14、定位板体15、第一支撑轴定位槽16、第一连接定位槽17、支撑板体18、第二连接定位槽19、第一定位块20、第二定位块21、中心连接定位槽22、转子中心轴23、中心轴定位块24、叶片25、动力面导流槽26、中心轴定位孔27、阻水面压水槽28、转子安装孔29、支撑块体30、支撑架连接孔31、支撑架连接轴32及支撑杆33。

如图1所示：所述传热管8内设有若干刚性支撑轴2，所述位于传热管8两端的刚性支撑轴2通过挂件1与传热管8紧固连接，传热管8内的相邻刚性支撑轴2通过刚性支撑带3相连，刚性支撑轴2上设有至少一个转子5，刚性支撑轴2的端部通过固定限位块7与刚性支撑带3紧固连接；刚性支撑带3的外径略小于传热管8的内径，转子5在传热管8内能在刚性支撑轴2上转动，且刚性支撑轴2及转子5的轴线与传热管8的轴线位于同一直线上；当转子5在传热管8内转动后，能够提高传热管8的传热效果，同时避免传热管8内壁的结垢，降低传热水阻。固定限位块7可以采用螺母制成，刚性支撑轴2与刚性支撑带3的连接可以通过将性支撑轴2的一端端部夹扁，也可以采用采用其他拆装方便的固定方式，只要使刚性支撑轴2与刚性支撑带3间的连接拆卸方便即可。刚性支撑轴2上设有支撑架4，所述支撑架4能够将相应的转子5相隔离，刚性支撑轴2的端部设有垫片6，通过垫片6能够避免转子5转动时从刚性支撑轴2上脱落。

如图2和图3所示：所述挂件1包括支撑轴连接管13，所述支撑管连接管13上设有对称分布的支撑板，所述支撑板与支撑轴连接管13对应连接后形成挂件支撑部9。所述挂件支撑部9沿支撑轴连接管13的长度分布，挂件支撑部9的一端端部设有挂件限位部10，所述挂件限位部10与挂件支撑部9端部两侧的结合部设有挂件定位槽11。所述挂件限位部10的外径大于传热管8的外径，挂件支撑部9的宽度与传热管8的内径相匹配。挂件支撑部9上设有第一挂件槽12，所述第一挂件槽12对称分布于支撑轴连接管13的两侧，挂件支撑部9对应于社会资挂件限位部10的另一端设有第二挂件槽14，所述第二挂件槽14也对称分布于支撑轴连接管13的两侧。通过第一挂件槽12及第二挂件槽14能够减轻挂件1的重量，并能够减小对传热水的阻力。支撑轴连接管13与刚性支撑轴2相对应配合，且刚性支撑轴2的一端穿过支撑轴连接管13后伸入传热管8内；为了安装维修方便，刚性支撑轴2与支撑轴连接管13间采用螺纹紧固连接。使用时，挂件1对应于设置挂件限位部10的一端伸入传热管8内，且挂件限位部10通过挂件定位槽11与传热管8的端部相连。挂件1的支撑轴连接管13的轴线与传热管8的轴线位于同一直线上。

如图4和图5所示：所述刚性支撑带3包括支撑板体18，所述支撑板体18呈片状流线型结构、对双螺旋结构或其它片状结构。支撑板体18的中心区设有中心连接定位槽22，所述中心连接定位槽22的两侧分布设有第一连接定位槽17及第二连接定位槽19，所述第一连接定位槽17、中心连接定位槽22及第二连接定位槽19的连接方向与支撑板体18的长度方向相对应。支撑板体18对应于设置第一连接定位槽17的一端端部设有第一定位块20，所述第一定位块20内设有第一支撑轴定位槽16，所述第一支撑轴定位槽16与支撑板体18的轴线位于同一直线上。第一连接定位槽17与中心连接定位槽22间通过第二定位块21相连，所述第二定位块21内设有第二支撑轴定位槽，所述第二支撑轴定位槽的槽口设有定位板体15，第一定位块20及定位板体15均位于第二支撑轴定位槽的一侧，第二定位块21位于第二支撑轴定位槽的另一侧。具体地，刚性支撑轴2与刚性支撑带3连接时，刚性支撑带3的对应于设置第一连接定位槽17、第二连接定位槽19的两侧均设有刚性支撑轴2，其中，位于第二连接定位槽19一端的刚性支撑轴2沿支撑板体18的轴线方向穿入第二连接定位槽19内，并通过固定限位块7与支撑板体18固定连接；位于第一连接定位槽17一端的刚性支撑轴2通过第一支撑轴定位槽16穿入第一连接定位槽17内，且穿入第一连接定位槽17的端部穿过第二支撑轴定位槽伸入中心连接定位槽22；刚性支撑轴2伸入中心连接定位槽22的端部通过固定限位块7与支撑板体18对应相连。由于第一定位块20与第二定位块21的分布状态，及固定限位块7与定位板体15间的位置关系，能够确保刚性支撑轴2与刚性支撑带3间连接的可靠性；且位于第一连接定位槽17一端的刚性支撑轴2能够通过抬高位于中心连接定位槽22的端部，便于实现刚性支撑轴2与刚性支撑带3间的分离，安装维修方便。

如图6和图7所示：所述转子5包括转子中心轴23，所述转子中心轴23内设有沿转子中心轴23轴线分布的转子安装孔29，通过转子安装孔29能够将转子中心轴23套在刚性支撑轴2上。转子中心轴23的外周面上设有均匀分布的叶片25，所述叶片25呈螺旋状；叶片25在转子中心轴23的外周面上也呈螺旋状分布，本实施例中，转子中心轴23上设有三个叶片25，叶片25分布于转子中心轴23的不同部位。叶片25的一侧表面上设有动力面导流槽26，叶片25另一侧的表面上设有阻水面压水槽28，所述动力面导流槽26及阻水面压水槽28均从叶片25与转子中心轴23的结合部向叶片25的端部延伸。所述转子5的外径略小于传热管8内径，当流体流经叶片25时，流体会沿叶片25的动力面导流槽26流向传热管8内壁，即流体流动方向与传热方向成很小的角度流向传热管管壁，流体的流动方向在传热管8的传热方向上速度分量增大，大大增强传热管8的传热效率。流体提供动力推动转子5在刚性支撑轴2上转动，由于流体的冲刷作用，使转子5及传热管8的在线清洁效果更佳。同时，当转子5转动时，叶片25的阻水面压水槽28会压迫流体，使流体沿阻水面压水槽28流向传热管8内壁，即流体流动方向与传热方向成很小的角度流向传热管管壁，流体的流动方向在传热管8的传热方向上的速度分量增大，大大增强传热管8的传热效率。转子中心轴23的一端设有中心轴定位块24，所述中心轴定位块24的外径小于转子中心轴23的外径，从而在转子中心轴23的一端形成凸台结构，转子中心轴23通过中心轴定位块24能够与相应的转子中心轴23相连。转子中心轴23对应于设置中心轴定位块24的另一端设有中心轴定位孔27。

如图8和图9所示：所述支撑架4包括支撑架连接轴32，所述支撑架连接轴32内设有沿支撑架连接轴23轴线长度方向分布的支撑架连接孔31，所述支撑架连接孔31贯通支撑架连接轴32。支撑架连接轴32的外侧壁上设有均匀分布的支撑杆32，所述支撑杆32对应于与支撑架连接轴32相连的另一端设有支撑块体30，从而支撑架4形成三爪形。支撑架4通过支撑架连接孔31套在刚性支撑轴2上，支撑架4能在刚性支撑轴2上转动，能够增大流体在传热管8内的流通速度。支撑架4的最大外径大于转子5的最大外径，且与刚性支撑带3的最大外径相同。

刚性支撑轴2内的长度相同，刚性支撑轴2可以采用不锈钢钢管或者不锈钢钢棒制成，也才可以采用陶瓷棒、陶瓷管以及有一定刚度的高分子材料或者是高分子基合成材料制成的棒管。挂件1、转子5、刚性支撑带3都可用陶瓷、金属、高分子材料以及高分子基复合材料制成。

如图1~图9所示：使用时，先将刚性支撑轴2通过刚性支撑带3相连。连接时，先将位于第二连接定位槽19一端的刚性支撑轴2与刚性支撑带3相连，刚性支撑轴2穿过支撑板体18后伸入第二连接定位槽19内，刚性支撑轴2通过固定限位块7与刚性支撑带3固定连接。然后，在刚性支撑轴2上安装相应数量的垫片6、转子5及支撑架4，形成初步安装的结构。上述连接后，刚性支撑轴2的一端没有与另外的刚性支撑带3相连，同时，刚性支撑带3对应于设置第一定位块20的一端没有与相应的刚性支撑轴2相连。当需要将刚性支撑轴2、转子5及刚性支撑带3安装于传热管8内时，将刚性支撑轴2没有与刚性支撑带3相连的端部伸入传热管8内，同时将刚性支撑带3对应于设置第一定位块20的端部预置于传热管8的一端管口。此后，将上述初步安装结构与传热管8内的初步安装结构对应相连。具体连接时，将需要连接的刚性支撑轴2的一端依次穿过位于传热管8一端管口的刚性支撑带3第一支撑轴定位槽16、第一连接定位槽17及第二支撑轴定位槽后伸入中心连接定位槽22内，且刚性支撑轴2的端部通过固定限位块7与中心连接定位槽22及定位板体15相连，由于第一定位块20、第二定位块21、定位板体15与固定限位块7、刚性支撑轴2的作用，使刚性支撑轴2与刚性支撑带3始终能够保持相应的连接，且拆装方便；通过上述连接后，能够将刚性支撑轴2的两端均与刚性支撑带3相连，同时，刚性支撑带3放置于传热管8的管口能够用于下一次的连接。通过多次上述连接操作后，位于传热管8内的刚性支撑轴2连接后的长度大于传热管8的长度。将穿出传热管8的刚性支撑轴2上安装挂件1，挂件1对应于设置挂件限位部10的端部伸入传热管8内，刚性支撑轴2与挂件1紧固连接，从而完成在传热管8内完成刚性支撑轴2及转子5结构的安装。工作时，需要传热的流体通入传热管8内，当流体在传热管8内流动时，流体能够推动转子5，当转子5转动后，叶片25上的动力面导流槽26及阻水面压水槽28能够提高传热的效率；同时转子5的转动能够提高在线清洁效果，避免在传热管8内壁结垢。转子5通过刚性支撑轴2能够保持与传热管8轴线的一致性，支撑架4及刚性支撑轴2定位后，能够防止转子5磨损传热管8的管壁，能够延长传热管8的使用寿命，降低使用成本。当需要拆卸维修时，松开刚性支撑轴2与挂件1间的连接，然后将刚性支撑轴2对应于与刚性支撑带3设置第一定位块20的一端拆离，能够在不破坏连接完整性的情况下进行维修。

本发明传热管8内通过刚性支撑轴2安装转子5，相邻的刚性支撑轴2通过刚性支撑带3相连；位于传热管8端部的刚性支撑轴2通过挂件1与传热管8紧固连接；挂件1、连接支撑带3以及支撑架4都使刚性支撑轴2轴线保持与传热管8轴线的一致性，从而使刚性支撑轴2上的转子5保持在传热管8的中心，可使转子5不与传热管8管壁接触，防止对转子8本身以及传热管8的磨损，延长装置以及传热管的使用寿命；由于刚性支撑轴2通过连接支撑带3连接，并且刚性支撑轴2与挂件1的连接为螺纹连接，可以方便进行安装维修；维修时由于刚性支撑轴2与挂件1的连接是螺纹连接，可以很容易的分离挂件1与刚性支撑轴2，然后将刚性支撑轴2与刚性支撑带3将逐个分离，结构紧凑，降低水阻，增强传热效果，安全可靠。

Claims (7)

1.一种刚性连接强化传热装置，包括传热管（8）；其特征是：所述传热管（8）内设有若干刚性支撑轴（2），传热管（8）通过挂件（1）与位于传热管（8）内端部的刚性支撑轴（2）紧固连接，传热管（8）内相邻的刚性支撑轴（2）通过刚性支撑带（3）相连；刚性支撑轴（2）上设有转子（5），所述转子（5）在传热管（8）内能在刚性支撑轴（2）上转动；刚性支撑轴（2）及转子（5）的轴线与传热管（8）的轴线位于同一直线上；

所述转子（5）包括转子中心轴（23），所述转子中心轴（23）内的中心区设有贯通转子中心轴（23）的转子安装孔（29）；转子中心轴（23）的外周面上设有均匀分布的叶片（25）；

所述叶片（25）呈螺旋状，叶片（25）的一侧表面上设有动力面导流槽（26），叶片（25）另一侧的表面上设有阻水面压水槽（28）；

所述刚性支撑带（3）包括支撑板体（18），所述支撑板体（18）的中心区设有中心连接定位槽（22）；支撑板体（18）对应于中心连接定位槽（22）的两侧分别设有第一连接定位槽（17）及第二连接定位槽（19）；支撑板体（18）对应于设置第一连接定位槽（17）的端部设有第一定位块（20），所述第一定位块（20）内设有第一支撑轴定位槽（16）；第一连接定位槽（17）与中心连接定位槽（22）间设有第二定位块（21），所述第二定位块（21）上设有第二支撑轴定位槽。

2.根据权利要求1所述的刚性连接强化传热装置，其特征是：所述刚性支撑轴（2）上设有支撑架（4）。

3.根据权利要求1所述的刚性连接强化传热装置，其特征是：所述刚性支撑轴（2）上设有垫片（6）。

4.根据权利要求1所述的刚性连接强化传热装置，其特征是：所述挂件（1）包括支撑轴连接管（13），所述支撑轴连接管（13）上设有对称分布的挂件支撑部（9），所述挂件支撑部（9）沿支撑轴连接管（13）的长度分布；挂件支撑部（9）的一端端部设有挂件限位部（10）。

5.根据权利要求2所述的刚性连接强化传热装置，其特征是：所述支撑架（4）包括支撑架连接轴（32），所述支撑架连接轴（32）内沿支撑架连接轴（32）轴线长度方向分布的支撑架连接孔（31）；支撑架连接轴（32）的外周面上设有均匀分布的支撑杆（33），所述支撑杆（33）对应于与支撑架连接轴（32）相连的另一端端部设有支撑块体（30）。

6.根据权利要求1所述的刚性连接强化传热装置，其特征是：所述刚性支撑轴（2）通过固定限位块（7）与刚性支撑带（3）对应连接。

7.根据权利要求1所述的刚性连接强化传热装置，其特征是：所述刚性支撑带（3）呈片状流线型结构；刚性支撑带（3）的最大外径大于转子（5）的外径，且刚性支撑带（3）的外径略小于传热管（8）的内径。

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