CN108759548A - 一种嵌有增强骨架轴芯的螺旋扭带 - Google Patents

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阎华�
关昌峰
丁秦
左夏华
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丁玉梅
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Abstract

本发明涉及一种嵌有增强骨架轴芯的螺旋扭带，它包括螺旋扭带、增强骨架轴芯和轴向定位装置，轴向定位装置包括支撑架和限位件，螺旋扭带和增强骨架轴芯固结为一体，其中增强骨架轴芯伸出螺旋扭带的部分作为芯轴，支撑架通过过盈配合安装在传热管两端，芯轴穿过支撑架内孔，通过将限位件固定在支撑架外侧的芯轴上将其进行轴向定位。本发明中，由于螺旋扭带中嵌有增强骨架轴芯，故增强了螺旋扭带的强度以及刚度，降低扭带的挠度，减少螺旋扭带对管壁的严重刮擦磨损；另外，限位件与支撑架的接触面接小，所以摩擦损耗小；同时由于液体在螺旋扭带的流道中产生螺旋流动增加了对液体的扰动，进一步增大了管内液体的湍流程度，使换热效率提高。

Description

一种嵌有增强骨架轴芯的螺旋扭带
技术领域
本发明涉及一种管壳式换热器、热交换反应器等换热设备中起到强化传热、扰流除垢作用的换热管内插件，特别是涉及一种利用换热管内流体作为动力的传热管内在线自清洁强化传热的螺旋扭带，属于强化传热领域。
背景技术
目前，换热器、热交换反应器等换热设备被广泛应用于火电、核电、石油、化工、冶金、食品、制药、轻工、船舶动力和航天航空等领域。换热管管内污垢沉积的现象非常普遍，换热管管壁结垢增加了管程热阻，还会增加换热管内液体的流动阻力，随着污垢的沉积，有时甚至会出现堵管等现象，严重的影响了换热设备的换热效率；管壁污垢不仅会带来腐蚀泄漏的安全隐患，而且因传热效率大幅度降低而造成严重的能源浪费，因此需要对连续运行的设备进行停机清洗。为了在设备不停机的状态下解决这种污垢堆积，换热效率降低的现象，螺旋扭带法是一种简单、高效的解决方法。通过螺旋扭带增加管内液体的扰流程度，刮扫管内壁的污垢，进行在线、自动、连续防污除垢，提高了换热管的换热效率，从而实现节能减排。公开号为CN 101256060A的专利《一种传热管管内污垢自旋转清洗装置》公开了一种传热管内的清洗装置，它包括传热管、螺旋纽带、螺旋扭带在传热管两端的固定装置。螺旋扭带在管内传热流体的带动下自传，刮扫管内壁的污垢，具有在线、自动、连续清洗防垢的功能，同时由于螺旋扭带的扰流作用使传热流体作螺旋线流动，使管内的传热效果得到强化。但是螺旋扭带的主要缺点是进液端固定装置横截面大造成流阻大、螺旋扭带挠度大对传热管内壁存在严重的刮磨以及端部固定装置结构复杂、寿命短，并且造价高。
发明内容
本发明公开了一种嵌有增强骨架轴芯的新型螺旋扭带，降低螺旋扭带的挠度，减少螺旋扭带对管壁的严重刮擦磨损，同时增强了螺旋扭带的强度，元件均采用耐磨性材料保证长期运行。采用电缆包覆技术，挤出机模头挤出上下两个片材，轴芯从片材中间进给，后续工艺将两层片材合为一体并将其扭转为螺旋状，生产制造成本低。
本发明为解决上述问题采用技术方案如下：一种嵌有增强骨架轴芯的螺旋扭带，它包括螺旋扭带、增强骨架轴芯和轴向定位装置，轴向定位装置包括支撑架和限位件，螺旋扭带和增强骨架轴芯固结为一体，其中增强骨架轴芯伸出螺旋扭带的部分作为芯轴，支撑架通过过盈配合安装在传热管两端，芯轴穿过支撑架内孔，通过将限位件固定在支撑架外侧的芯轴上将其进行轴向定位。螺旋扭带在流体的带动下自传，刮擦管内壁的污垢，连续清洗防垢，同时由于螺旋扭带的扰流作用使传热流体作螺旋线流动，使管内的传热效果得到强化。
本发明一种嵌有增强骨架轴芯的螺旋扭带，所述的螺旋扭带的增强骨架轴芯可以是钢丝绳、塑料绳、实心钢丝或纤维增强塑料绳。
本发明一种嵌有增强骨架轴芯的螺旋扭带，所述的螺旋扭带的增强骨架轴芯加工成有分支的骨架-骨刺结构，骨刺可以垂直于骨架或不垂直于骨架。
本发明一种嵌有增强骨架轴芯的螺旋扭带，所述螺旋扭带和支撑架可以由陶瓷、金属、高分子材料或者高分子基复合材料制造。
本发明一种嵌有增强骨架轴芯的螺旋扭带，限位件与芯轴的固定方式可以是铆接、铰接、粘连或螺纹连接。
本发明一种嵌有增强骨架轴芯的螺旋扭带，增强骨架轴芯直径小于螺旋扭带厚度或增强骨架轴芯大于螺旋扭带厚度。
本发明一种嵌有增强骨架轴线芯的螺旋扭带，所述螺旋扭带厚度可以是等厚或者是由轴心向外缘逐渐减小。
本发明一种嵌有增强骨架轴芯的螺旋扭带，所述螺旋扭带可以是导程固定、交叉变导程或者渐变导程。
本发明设计合理，结构简单，采用电缆包覆技术可连续生产，制造成本低且效率高。该扰流元件自旋转破坏了流动边界层，能够强化传热，同时能够避免管内结垢。对流体阻力较小，流速稳定，耗能少。由于嵌有增强骨架，较传统螺旋扭带的刚度以及强度均大幅提升，挠度降低，减少扭带对换热管壁的撞击以及严重摩擦。限位件和支撑架接触面积小，故摩擦阻力也会减少。
附图说明
图1为换热管内一种嵌有增强骨架轴芯的螺旋扭带安装示意图。
图2为本发明一种嵌有增强骨架轴芯的螺旋扭带左视图。
图3本发明一种嵌有增强骨架轴芯的螺旋扭带的换热管内截面结构示意图。
图4为本发明一种嵌有增强骨架轴芯的螺旋扭带截面图之一，增强骨架轴芯直径大于螺旋扭带厚度，且螺旋扭带厚度不变。
图5为本发明一种嵌有增强骨架轴芯的螺旋扭带截面图之二，增强骨架轴芯直径大于螺旋扭带厚度，但螺旋扭带厚度由轴芯向外部逐渐减小。
图6为本发明一种嵌有增强骨架轴芯的螺旋扭带截面图之三，增强骨架轴芯直径小于螺旋扭带厚度，且螺旋扭带厚度不变。
图7为一种嵌有增强骨架-骨刺的螺旋扭带结构示意图。
图8为本发明一种嵌有增强骨架轴芯的变导程螺旋扭带结构示意图。
图中：1-限位件，2-支撑架，3-换热管，4-螺旋扭带，5-增强骨架轴芯，6-骨刺。
具体实施方式
如图1至图8所示，它包括限位件1、支撑架2、传热管3、螺旋扭带4、增强骨架轴芯5以及骨刺6；螺旋扭带4和柔性轴5通过电缆包覆技术将其进行连续生产且螺旋扭带4和增强骨架轴芯5固结为一体，其中增强骨架轴芯伸出螺旋扭带的部分作为芯轴。
如图1安装示意图所示，支撑架2通过过盈配合安装在传热管3两端，芯轴穿过支撑架2的内孔，通过将限位件1固定在支撑架2外侧的芯轴上将其进行轴向定位，限位件1与芯轴的固定方式是铆接、粘接、粘连或螺纹连接，螺旋扭带4的外径要略小于传热管3的内径，防止螺旋扭带严重刮擦管内壁。
限位件1与支撑架2之间是相对滑动，为保证运行的稳定性与长期性，限位件1和支撑架2均使用耐磨、自润滑材料制造。
工作时，一定流速的液体从传热管3的一端进入，从另一端流出，螺旋扭带4和其固结在一起的增强骨架轴芯5旋转，破坏原有边界层，并与管壁轻微刮擦，防止管壁结垢。该扰流元件不需要外界动力以达到免清洗、强化换热的效果，同时由于液体在螺旋扭带4的流道中产生螺旋流动增加了对液体的扰动，进一步增大了管内液体的湍流程度，使换热效果提高。

Claims (5)

1.一种嵌有增强骨架轴芯的螺旋扭带，其特征在于：包括螺旋扭带、增强骨架轴芯和轴向定位装置，轴向定位装置包括支撑架和限位件，螺旋扭带和增强骨架轴芯固结为一体，其中增强骨架轴芯伸出螺旋扭带的部分作为芯轴，支撑架通过过盈配合安装在传热管两端，芯轴穿过支撑架内孔，通过将限位件固定在支撑架外侧的芯轴上将其进行轴向定位。
2.根据权利要求1所述的一种嵌有增强骨架轴芯的新型螺旋扭带，其特征在于：所述的螺旋扭带的增强骨架轴芯可以是钢丝绳、塑料绳、实心钢丝或纤维增强塑料绳。
3.根据权利要求1所述的一种嵌有增强骨架轴芯的新型螺旋扭带，其特征在于：所述的螺旋扭带的增强骨架轴芯加工成有分支的骨架-骨刺结构，骨刺与骨架呈一定的角度。
4.根据权利要求1所述的一种嵌有增强骨架轴芯的新型螺旋扭带，其特征在于：所述螺旋扭带厚度可以是等厚或者是由轴心向外缘逐渐减小。
5.根据权利要求1所述的一种嵌有增强骨架轴芯的新型螺旋扭带，其特征在于：所述螺旋扭带可以是导程固定、交叉变导程或者渐变导程。
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