CN102607326B - 一种换热管单元组合式内插件硬连接装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种换热管单元组合式内插件硬连接装置，主要包括中心转轴、连接卡扣、限位球头、铆钉，连接卡扣开有三个径向矩形通孔，连接卡扣开有内径略大于中心转轴外径的通孔；限位球头开有内径略大于中心转轴外径的限位球头通孔，在与此限位球头通孔垂直方向上一侧开有螺纹孔，采用螺钉将限位球头固定在中心转轴上，安装时由连接卡扣和限位球头将两段硬连接中心转轴连接在一起；本发明采用硬连接进行安装的转子可以很好地悬浮于换热管中，避免在运转过程中出现由于中心转轴的摆动而产生转子刮擦管壁的现象，限位球头为球形，也可减小增加的水阻，可利用连接卡扣和限位球头对两段硬连接进行快速拆装，提高现场内插件安装效率。
Description
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除垢阻垢装置，特别涉及一种换热管单元组合式内插件间的连接装置。
背景技术
随着社会的不断进步、人民生活水平的不断提高，人们对生活环境的要求也越来越高，因此，节能减排就成为了一项全世界都非常重视的关键技术，尤其是在石油、化工、核电、火电、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换热器，其中应用最为广泛的就是管壳式换热器，但这些换热器普遍存在换热管内壁结垢的现象，导致流体在管道中输送阻力增加，严重时还会阻塞管道，同时传热性能也大为下降；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，如果流体产生泄露，有可能会造成重大的安全隐患，因此在传统上的处理办法就是被迫采取停产清洗，这样不仅耽搁了正常的生产进度，同时还需要支付昂贵的清洗费用；为了更好地解决这些问题，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。
近年来出现了许多防垢除垢方法和装置，其中之一利用流体推动螺旋纽带旋转能实现在线自动除垢的方法，螺旋纽带中国专利申请号为：ZL95236063.2，名称为“传热管内除垢防垢的清洗装置”的发明创造，其技术方案中换热管内装有与换热管大体相等长度的纽带，纽带的径向尺寸小于换热管的内径，在换热管进液口处设置有轴向固定架，其中间部位有进液孔，轴向固定架的头部有一个轴孔，其内装有销轴，销轴尾部并与纽带相连接；之后中国专利号为ZL200520127121.9，公开了名称为“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；支撑架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，由于其连接采用的是柔性轴的软连接，转子和柔性轴自身存在一定重量，在重力的作用下，处于换热管中段的转子会偏离换热管轴心，出现下沉的现象，当换热器正常工作时，在介质的冲击下，转子连同柔性轴会产生偏离换热管轴心的偏心旋转运动，使得转子与换热管管壁产生刮擦，在对管壁造成磨损的同时，转子本身也受到磨损，从而降低了转子的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是设计一种新的换热管单元组合式内插件硬连接装置，采用了组合式硬连接转轴，保证转子在运转过程中不会产生偏心现象，提高转子使用寿命，同时提高现场安装效率。
为达到上述目的采用的技术方案是：一种换热管单元组合式内插件硬连接装置，包括中心转轴、连接卡扣、限位球头、铆钉，连接卡扣迎水端为弧形结构，减小由于加入连接卡扣而产生的流动阻力；连接卡扣的楔形开口槽为外侧开口宽度大于内侧开口宽度，内侧开口宽度略小于中心转轴直径，利于安装，同时可以卡紧中心转轴，避免发生脱落现象；连接卡扣开有三个径向矩形通孔；连接卡扣开有内径略大于中心转轴外径的通孔，可以使中心转轴顺利穿入；限位球头开有内径略大于中心转轴外径的限位球头通孔，可以使中心转轴顺利穿入，在与此通孔垂直方向上一侧开有螺纹孔，采用螺钉将限位球头固定在中心转轴上。限位球头外径略大于连接卡扣轴向通孔内径，同时略小于连接卡扣径向通孔长、宽中较小尺寸，保证限位球头可以顺利置于连接卡扣内。限位球头开有内径略大于中心转轴外径的通孔，可以使中心转轴顺利穿入，在与此通孔垂直方向上一侧开有螺纹孔，采用螺钉将限位球头固定在中心转轴上。
本发明一种换热管单元组合式内插件硬连接装置，该装置位于换热管内多段转子串之间，转子串包含转子和中心转轴，中心转轴是硬的钢丝或钢管，中心转轴通过固定在换热管两端的挂件进行轴向限位固定，中心转轴是连接转子的中心轴，中心轴穿过限位球头中心孔，通过换热管内插件硬连接装置的使用避免了转子在运转过程中产生偏心而刮擦管壁的现象，实现了转子的快速安装，提高现场安装效率。
本发明一种换热管单元组合式内插件硬连接装置，连接卡扣轴向通孔截面形状可以为空心圆锥台形、空心圆柱形、空心波节形或空心多棱形。
本发明一种换热管单元组合式内插件硬连接装置，连接卡扣径向通孔截面形状可以为矩形、圆形或椭圆形。
本发明一种换热管单元组合式内插件硬连接装置，连接卡扣两端以及三个径向通孔间存在四段连接过渡段，每个过渡段上均开有与径向通孔径向方向平行的楔形开口槽，相邻两个矩形开口槽相差180度，楔形开口槽外侧开口宽度大于内侧开口宽度，内侧开口宽度略小于中心转轴直径，利于安装，同时可以卡紧中心转轴，使其不会发生脱落，保证转子正常运转。
本发明一种换热管单元组合式内插件硬连接装置，连接卡扣迎水端外表面设计为弧形结构或流线形结构，降低加入连接卡扣后所产生的流动阻力。
本发明一种换热管单元组合式内插件硬连接装置，连接卡扣主体结构可以设计为圆柱形或圆锥台形，若设计为圆锥台形，小端锥台面作为迎水端，大端锥台面作为背水面，利用流线型减小加入连接卡扣而产生的流动阻力。
本发明一种换热管单元组合式内插件硬连接装置，中心转轴、连接卡扣、限位球头的材料可以是高分子材料、金属或其他复合材料。
本发明的有益效果是：1、连接卡扣上矩形开口槽外侧开口宽度比内侧大，内侧开口宽度略小于中心转轴直径，利于安装，同时可以卡紧中心转轴，使其不会发生脱落，保证转子正常运转；2、中心转轴穿入连接卡扣再由螺钉和限位球头连接，可以避免转子在运转过程中由于出现偏心现象而产生刮擦管壁现象，即保护管壁不被磨损，又延长了转子的使用寿命；3、连接卡扣迎水端外表面设计成弧形和/或连接卡扣为圆锥台形结构可以减小加入连接卡扣后产生的流动阻力；4、本发明一种换热管单元组合式内插件硬连接装置的分段式单元接连结构，在拆装过程中操作简单，有利于提高安装效率；。
本发明一种换热管单元组合式内插件硬连接装置，根据换热管的具体长度来确定单元中心转轴个数，用连接卡扣和限位球头将中心转轴连接起来，穿在换热管内，利用挂件对中心转轴的两端进行轴向限位和固定。在正常工况运转下，由于中心转轴为刚性轴，因此，转子在流体推动下进行旋转时，处于换热管中心位置，不会产生偏心现象，避免了转子与换热管内壁发生刮擦，使转子转动更趋平稳，同时起到保护换热管作用，也延长了转子使用寿命。使用连接卡扣和限位球头对中心转轴进行连接的操作简单易行，实现了转子的快速拆装，提高了现场安装效率。
附图说明
图1是本发明一种换热管单元组合式内插件硬连接装置安装结构示意图。
图2是本发明一种换热管单元组合式内插件硬连接装置中连接卡扣结构示意图。
图3是图2的左视图。
图4是图3的三维视图。
图5是本发明一种换热管单元组合式内插件硬连接装置中限位球头三维结构示意图。
图6是本发明一种换热管单元组合式内插件硬连接装置中限位球头与螺钉装配结构示意图。
图7是本发明一种换热管单元组合式内插件硬连接装置安装结构示意图。
图中，1-弧形结构、2-连接卡扣、3-径向矩形通孔、4-轴向圆形通孔、5-楔形开口槽、6-限位球头、7-限位球头通孔、8-螺纹孔、9-螺钉、10-中心转轴、11-挂件、12-转子、13-限位铆钉、14-换热管。
具体实施方式
如图7所示，为本发明一种换热管单元组合式内插件硬连接装置的一个实施例子，图中所示强化传热装置包括硬连接装置、转子12、换热管14和挂件11，本发明一种换热管单元组合式内插件硬连接装置穿装在换热管14内，连接卡扣2完成对两端中心转轴10的连接，中心转轴10两端分别固定在挂件11上，挂件11固定在换热管14两端，四个转子12穿装在两个挂件11之间的中心转轴10上，连接卡扣2前后装有限位铆钉13。
如图1至图6所示，本发明一种换热管单元组合式内插件硬连接装置，包括中心转轴10、连接卡扣2、限位球头6、铆钉9；如图2至图4所示，连接卡扣2迎水端为弧形结构1，减小由于加入连接卡扣2而产生的流动阻力；连接卡扣2的楔形开口槽5为外侧开口宽度大于内侧开口宽度，内侧开口宽度略小于中心转轴直径，利于安装，同时可以卡紧中心转轴，避免发生脱落现象；连接卡扣2开有三个径向矩形通孔；如图5图6所示，限位球头6开有内径略大于中心转轴外径的限位球头通孔7，可以使中心转轴10顺利穿入，在与此通孔垂直方向上一侧开有螺纹孔8，采用螺钉9将限位球头6固定在中心转轴上。
本发明一种换热管单元组合式内插件硬连接装置，连接卡扣2主体结构可以设计为圆柱形或圆锥台形，若设计为圆锥台形，小端锥台面作为迎水端，大端锥台面作为背水面，利用流线型减小加入连接卡扣而产生的流动阻力。
本发明一种换热管单元组合式内插件硬连接装置，连接卡扣2轴向通孔截面形状可以为空心圆锥台形，空心圆柱形、空心波节形或空心多棱形。
本发明一种换热管单元组合式内插件硬连接装置，限位球头6外径略大于连接卡扣2轴向圆形通孔4内径，同时略小于连接卡扣2径向矩形通孔3长、宽中较小尺寸，保证限位球头6可以顺利置于连接卡扣2内。
本发明一种换热管单元组合式内插件硬连接装置，中心转轴10为刚性轴，使转子12在运转过程中处于换热管14中心位置，不会产生偏心现象，避免转子12与换热管14内壁发生刮擦，保护换热管14，延长转子12使用寿命。连接卡扣2和限位球头6对中心转轴10进行连接的操作简单易行，实现了转子12快速拆装，提高了现场安装效率。
Claims (6)
1.一种换热管单元组合式内插件硬连接装置，其特征在于：主要包括中心转轴、连接卡扣、限位球头、螺钉，两段中心转轴由连接卡扣和限位球头进行首尾连接，中心转轴穿过限位球头中心孔，在侧向用螺钉固定，连接卡扣的楔形开口槽为外侧开口宽度大于内侧开口宽度，内侧开口宽度略小于中心转轴直径；连接卡扣开有三个径向矩形通孔，连接卡扣开有内径略大于中心转轴直径的通孔；限位球头开有内径略大于中心转轴直径的限位球头通孔，在与此限位球头通孔垂直方向上一侧开有螺纹孔，采用螺钉将限位球头固定在中心转轴上；限位球头外径略大于连接卡扣轴向通孔内径，同时略小于连接卡扣径向通孔长、宽中较小尺寸。
2.根据权利要求1所述的一种换热管单元组合式内插件硬连接装置，其特征在于：连接卡扣轴向通孔形状为空心圆柱形、空心波节形或空心多棱形。
3.根据权利要求1所述的一种换热管单元组合式内插件硬连接装置，其特征在于：连接卡扣径向通孔截面形状为矩形、圆形或椭圆形。
4.根据权利要求1所述的一种换热管单元组合式内插件硬连接装置，其特征在于：连接卡扣迎水端外表面设计为弧形结构或流线形结构。
5.根据权利要求1所述的一种换热管单元组合式内插件硬连接装置，其特征在于：连接卡扣主体结构设计为圆柱形或圆锥台形。
6.根据权利要求5所述的一种换热管单元组合式内插件硬连接装置，其特征在于：圆锥台形连接卡扣主体结构，小端锥台面作为迎水端，大端锥台面作为背水面。
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