CN107044793B - 一种凹坑传热管减振卡定装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种凹坑传热管减振卡定装置，该装置包括：包括左管板、凹坑传热管、折流板、衬套、抱卡、螺栓、抱卡盖板、右管板。凹坑传热管左端套有左管板，右端套有右管板，中部套有抱卡，抱卡外套有衬套，衬套为套有折流板，折流板通过螺栓连接有抱卡盖板。工作时，拧紧螺栓，抱卡的外斜面楔紧传热管与折流板之间的间隙，实现传热管与折流板的紧密配合，使流体诱导振动频率远离换热管的频率。解决凹坑传热管的振动、撞击、磨损等问题，并增强折流板对凹坑传热管的支撑作用，防止凹坑传热管弯曲，且与现有技术相比，本发明结构简单，安装、拆卸、维护方便。

Description

一种凹坑传热管减振卡定装置

技术领域

本发明涉及凹坑传热管领域，特别涉及一种凹坑传热管减振卡定装置。

背景技术

传热是一种非常普遍的自然现象，是动力、核能、电子、交通、制冷、化工、石油、航空航天等工业中的常见过程。为提高传热效率，降低能源浪费，常采用强化传热技术。

凹坑传热管作为一种新型的强化传热技术，其具有如下特点：1)凹坑传热管增加了受热面积，能够提传热效率；2)由于凹坑传热管的凹坑的缩放作用，使流体能够冲刷管壁，强化了传热管的传热性能，且抗污垢性能较光管优越；3)凹坑传热管可减小流体压力损失，进而可选用小功率泵，减少额外能源消耗；4)凹坑传热管由于凹坑的作用，使传热管壳程和管程流体扰动，并发展为湍流，从而达到了强化传热的目的。因此，在相同换热量条件下，采用凹坑传热管能有效减小换热器所占的空间体积、减少金属消耗、并减轻换热器重量。

由于凹坑传热管外表面设置有球形凹坑，球形凹坑由传热管加工装置挤压后得到。然而，挤压后的传热管由于塑性变形，凹坑与凹坑之间的管壁向外鼓出，使凹坑与折流板的孔壁接触不充分，导致折流板对传热管的支撑作用、防止振动作用，以及防止弯曲作用减弱，从而增强了凹坑传热管的振动。其表现为：传热管与传热管之间相互撞击加剧、传热管与折流板孔的内壁相互撞击加剧。振动将导致传热管受到磨损，使得管壁变薄，传热管的承压能力下降，使用寿命减短，以及产生强烈的噪音等。振动严重时，甚至导致传热管开裂、切断、以及发生泄露等，进而严重威胁到人的生命财产安全。

减少传热管振动具有重要意义，然而，减小凹坑传热管振动的专利较少，专利号“85108586”公布了一种换热器传热管的防振动支撑装置，该装置采用圆形缺口状的薄支持板插入传热管之间的空隙，从而防止振动。该装置的缺点是，薄形支持板结构复杂，不便于装配，且薄支持板与传热管之间任然存在间隙，不能较好的解决凹坑传热管束自振问题。专利号“201510605752.5”公布了一种换热器传热管漩涡脱落诱导振动的分析方法，该专利实现了传热管漩涡脱落诱发振动计算，但没有对传热管提出减振措施。

发明内容

为了克服现有凹坑传热管振动的上述缺点，本发明的目的：在于提供一种凹坑传热管减振卡定装置，该装置能减小凹坑传热管与折流板管孔的配合间隙，实现管与孔的紧密配合，增加管束的固有频率，使流体诱导振动频率远离换热管的频率，从而达到凹坑传热管减振的目的；并增强折流板的支撑和防传热管弯曲的作用。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种凹坑传热管减振卡定装置，包括左管板1、凹坑传热管2、折流板3、衬套4、抱卡5、螺栓6、抱卡盖板7、右管板8，其特征为：凹坑传热管2左端外表面套有左管板1，凹坑传热管2右端外表面套有右管板8；凹坑传热管2中部外表面套有抱卡5，抱卡5外套有衬套4，衬套4外套有折流板3；折流板3右侧安装有抱卡盖板7，抱卡盖板7由螺栓6紧固于折流板3表面；

所述凹坑传热管2由凹坑段10及光管段11构成，凹坑传热管2的凹坑段10挤压成型有球形凹坑，凹坑传热管2的光管段11外侧套有抱卡5；抱卡5端面呈弓状，抱卡5内、外表面为圆弧表面，抱卡5外表面中部设置有斜矩形凸起，斜矩形凸起外表面设置有外斜面25；

所述抱卡5安装于衬套4内，衬套4呈空心阶梯轴状；衬套4内表面为圆柱表面20，圆柱表面20上设置有斜矩形凹腔，斜矩形凹腔的底面设置有内斜面22；衬套4内斜面22与抱卡5外斜面25的角度一致；衬套4外表面为圆柱面，所述外圆柱面上端设置有阶梯21；

所述衬套4安装于折流板3内，折流板3呈双弓形；折流板3端面设置阶梯通孔15，阶梯通孔15与相邻阶梯通孔15之间呈等边三角形分布；折流板3端面处设置有圆形通孔16；

所述抱卡盖板7端面设置有螺栓通孔30，螺栓6穿过螺栓通孔30将抱卡盖板7固定于折流板3的表面；抱卡盖板7端面设置有穿管通孔31，穿管通孔31与相邻穿管通孔31之间呈边等三角形分布；穿管通孔31内套有传热管。

附图说明

图1为本发明结构局部半剖视图。

图2为凹坑传热管三维剖视图。

图3为凹坑传热管平面剖视图。

图4为衬套三维视图。

图5为衬套三维剖视图

图6为抱卡三维示意图。

图7为折流板示意图。

图8为折流板局部示意图。

图9为抱卡盖板平面示意图。

图中，1.左管板，2.凹坑传热管，3.折流板，4.衬套，5.抱卡，6.螺栓，7.抱卡盖板，8.右管板，10.凹坑段，11.光管段，15.阶梯通孔，16.螺纹孔，20.圆柱表面，21.阶梯，22.内斜面，25.外斜面，30.圆形通孔，31.穿管通孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细叙述。

参照图1，一种凹坑传热管减振卡定装置，包括左管板1、凹坑传热管2、折流板3、衬套4、抱卡5、螺栓6、抱卡盖板7、右管板8，其特征为：凹坑传热管2左端外表面套有左管板1，凹坑传热管2右端外表面套有右管板8；凹坑传热管2中部外表面套有抱卡5，抱卡5外套有衬套4，衬套4外套有折流板3；折流板3右侧安装有抱卡盖板7，抱卡盖板7由螺栓6紧固于折流板3表面；

该装置的工作原理为：凹坑传热管2穿过折流板3、衬套4；然后将六片抱卡5安装于衬套4的六个斜矩形凹腔内，再盖上抱卡盖板7，最后采用螺栓6将抱卡盖板7紧固于折流板3端面，且由抱卡5斜面的楔紧作用，螺母拧的越紧，抱卡5对凹坑传热管2的抱紧作用力越大，从而实现凹坑传热管2与折流板3的紧密配合，起到防止凹坑传热管2振动，以及支撑凹坑传热管2，防止凹坑传热管2弯曲的作用。

参照图1～3，所述凹坑传热管2外套折流板3，折流板3与凹坑传热管2之间安装有衬套4、抱卡5。所述凹坑传热管2由凹坑段10及光管段11构成；凹坑段10表面布置有球形凹坑，球形凹坑由加工装置挤压形成。然而，挤压后的传热管由于塑性变形，使凹坑与凹坑之间的管壁向外鼓出，导致凹坑传热管2与折流板3的孔壁接触不充分。因此，在加工凹坑传热管2时，设计有光管段11，光管段11即为装配预留段，该部分未经过加工装置挤压，光管段11外表面为光滑的圆柱表面，用于安装抱卡5，从而使凹坑传热管2外表面与抱卡5充分接触。

参照图1、图6，所述抱卡5安装在凹坑传热管2与衬套4的中间。抱卡5抱端面呈弓状，抱卡5内、外表面为圆弧表面；抱卡5内侧圆弧表面与凹坑传热管2相配合；抱卡5外表面设计有斜矩形凸起，斜矩形凸起用于与将抱卡5安装在衬套4内。斜矩形凸起外表面设置有外斜面25，外斜面25具有楔紧作用，能使抱卡5与凹坑传热管2的光管段11紧密接触。

参照图1、图4～5，所述衬套4安装在抱卡5与折流板3的中间。衬套4整体上呈空心阶梯轴状。衬套4内表面为圆,形表面，圆形表面上设置有六个斜矩形凹腔，斜矩形凹腔用于安装抱卡5。斜矩形凹腔的底面设置有内斜面22，且衬套4内斜面22与抱卡5外斜面25角度一致，起到楔紧作用。衬套4外表面为圆柱表面20，圆柱表面20上端设置有阶梯21，阶梯21用于限制衬套4的轴向移动。

参照图1、图7～8，所述折流板3内部紧密接触有衬套4。折流板3呈双弓状，弓形折流板3的流动死角较小，结构简单，且便于清洗。折流板3端面设计有阶梯通孔15，阶梯通孔15与相邻阶梯通孔15之间呈等边三角形分布，等边三角形布孔在划线、制造、装配方面都相对简单，且结构紧凑。折流板3端面设计有圆形通孔16，圆形通孔16位于折流板3的边缘处。圆形通孔16内有螺栓6穿过，且螺栓6拧的越紧，抱卡5对凹坑传热管2的抱紧作用力越大，从而实现凹坑传热管2与折流板3紧密配合，起到防止凹坑传热管2振动，以及支撑凹坑传热管2，防止凹坑传热管2弯曲的作用。

参照图1、图9，所述折流板3右侧设置有抱卡盖板7，抱卡盖板7端面设计有螺栓通孔30，螺栓通孔30内有螺栓6穿过。螺栓6将抱卡盖板7固定于折流板3的表面。抱卡盖板7端面设计有穿管通孔31，穿管通孔31的布置形式与折流板3的一致。

Claims (1)

1.一种凹坑传热管减振卡定装置，包括左管板（1）、凹坑传热管（2）、折流板（3）、衬套（4）、抱卡（5）、螺栓（6）、抱卡盖板（7）、右管板（8），其特征为：凹坑传热管（2）左端外表面套有左管板（1），凹坑传热管（2）右端外表面套有右管板（8）；凹坑传热管（2）中部外表面套有抱卡（5），抱卡（5）外套有衬套（4），衬套（4）外套有折流板（3）；折流板（3）右侧安装有抱卡盖板（7），抱卡盖板（7）由螺栓（6）紧固于折流板（3）表面；

所述凹坑传热管（2）由凹坑段（10）及光管段（11）构成，凹坑传热管（2）的凹坑段（10）挤压成型有球形凹坑，凹坑传热管（2）的光管段（11）外侧套有抱卡（5）；抱卡（5）端面呈弓状，抱卡（5）内、外表面为圆弧表面，抱卡（5）外表面中部设置有斜矩形凸起，斜矩形凸起外表面设置有外斜面（25）；

所述抱卡（5）安装于衬套（4）内，衬套（4）呈空心阶梯轴状；衬套（4）内表面为圆柱表面（20），圆柱表面（20）上设置有斜矩形凹腔，使得抱卡（5）配合安装于斜矩形凹腔内；斜矩形凹腔的底面设置有内斜面（22），内斜面（22）与抱卡（5）的外斜面（25）角度一致，使得衬套（4）的内斜面（22）与抱卡（5）的外斜面（25）接触配合；衬套（4）外表面为圆柱面，所述圆柱面上端设置有阶梯（21），阶梯（21）左端面与折流板（3）接触，阶梯（21）右端面与抱卡盖板（7）接触；

所述衬套（4）安装于折流板（3）内，折流板（3）呈双弓形；折流板（3）端面设置阶梯通孔（15），阶梯通孔（15）与相邻阶梯通孔（15）之间呈等边三角形分布；折流板（3）端面边缘处设置有螺纹孔（16）；

所述抱卡盖板（7）端面设置有圆形通孔（30），螺栓（6）穿过圆形通孔（30）和螺纹孔（16）并将抱卡盖板（7）固定于折流板（3）的表面；抱卡盖板（7）端面设置有穿管通孔（31），穿管通孔（31）与相邻穿管通孔（31）之间呈等边三角形分布；穿管通孔（31）内套有传热管。