CN1482432A - 一种传热管内旋转清洗元件的轴向定位装置 - Google Patents

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Abstract

一种传热管内旋转清洗元件的轴向定位装置，设置在轴承座上的导流片和附壁筒与传热管壁构成螺旋流道，进入管内的传热流体经过这个螺旋流道时形成有较大半径的快速旋流，直接冲推旋转式清洗元件产生一个较大的动力矩，与清洗元件原有的自转力矩同向叠加，可以使工作力矩比原先增大两倍多，使带动清洗元件自转需要的管内流速降低60％以上，从而使自转式清洗防垢技术能够广泛地应用于低流速的各种列管式传热设备。这种管口固定装置还配套有调节盘，可以用来提高各传热管进液量多少的均匀性，提高传热效率，阻力又不大，因此应用范围相当广泛。

Description

一种传热管内旋转清洗元件的轴向定位装置
技术领域
本发明涉及的是一种传热管内旋转清洗元件的轴向定位装置。它适用于在线旋转清洗的各种列管式传热设备，如换热器、冷凝器、蒸发器等。
背景技术
美国专利US 4174750和中国专利文献CN2214239Y都公开了一种传热管内的清洗装置，它包括传热管、管内旋转清洗元件、旋转清洗元件在传热管的进液端的固定装置。旋转清洗元件在管内传热流体的带动下自转，刮扫管内壁的污垢，具有在线、自动、连续清洗防垢的功能；由于旋转清洗元件的导流作用使液体作螺旋线流动，又对管内流体流动的扰动作用，使管内的对流传热得到强化。但是，旋转清洗元件的管口固定装置在结构上存在这样的缺陷：没有对流体入口流向进行必要的导向，入流液体与旋转清洗元件接触前，会在传热管入口处产生不同程度的旋流，并且按照阻力最小原理旋流方向必定与旋转清洗元件的螺旋方向相同。由质点系动量矩定理可知，其结果必然是导致旋转清洗元件的自转力矩减少，使该技术在流速不高、或污垢清洗阻力比较大的工况下的难以应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是已有管口固定装置没有对入流液体导向引发的旋转清洗元件动力矩减弱问题，提出一种传热管内旋转清洗元件的轴向定位装置，能够导向形成反向旋流进口来增强旋转清洗元件的工作力矩，以便自动旋转式清洗防垢技术能够广泛地应用于较低流速、或污垢清洗阻力较大的传热设备。
本发明专利的目的是通过以下技术方案实现的：
一种传热管内旋转清洗元件的轴向定位装置，它有轴承座、轴承体和磨头组成的滑动轴承、转轴。轴承座固定在传热管的进口端，轴承座上设计有导流片和附壁筒。导流片的数量为1-6，导流片的螺旋方向与清洗元件的旋转方向相同。轴承座可以配带调节传热管进液量大小的调节盘。转轴尾部与旋转清洗元件连接，转轴的头部为螺纹结构与磨头连接，螺纹的方向与清洗元件的旋转方向相反。转轴由轴承体轴向固定，轴承体组装在轴承座上。轴承体可以是分体式结构，也可以是与轴承座一体结构。
传热设备运行时，传热管内的工作液体经过由轴承座的附壁筒、导流片、传热管壁共同构成的螺旋流道入流后直接冲推旋转清洗元件时，不仅流速成倍加快，而且螺旋流动的平均旋流半径也显著增大，形成比较大的入口冲推力矩，与旋转清洗元件原有的自转力矩同向叠加，使旋转清洗元件的工作力矩比原先增大两倍多，从而清洗元件自转要求的管内流速下限值下降60％以上，达到使自转清洗技术能够在低流速、或污垢清洗阻力比较大的工况下广泛应用的目的。
附图说明
图1是本发明的管口轴向定位装置的结构示意图。
图2是本发明的具有调节均布功能的管口轴承座结构示意图。
图3是本发明的调节盘结构示意图。
图4是本发明的一体式轴承座结构示意图。
图中1.磨头 2.轴承体 3.轴承座 4.导流片 5附壁筒 6.转轴 7.传热管 8.自转清洗元件 9.轴承座进液孔 10.定位卡 11.调节盘 12调节盘进液孔 13.定位口
具体实施方式
以下结合附图说明本发明专利的具体实施方案：
本发明的传热管内旋转清洗元件的轴向定位装置见图1，轴承座3安装在传热管7的入口端，轴承座3上设置有螺旋形的导流片4和附壁筒5。
导流片4的螺旋方向与旋转清洗元件8的旋转方向相同(与旋转清洗元件8的螺旋方向则相反)。导流片4的螺旋角α在20°∽60°的范围，优选方案是管内流速愈低螺旋角取值愈小，经螺旋导流片4出来的流速就增加得愈大。导流片4的数量为1-6，优选方案是传热管7的管径愈大片数也愈大。
轴承座3的附壁筒5的外径d与传热管7的内径D的比值d/D在0.2∽0.8范围，其作用是通过增大入流液体的旋流半径、减少入口流道面积提高流速，增大对旋转清洗元件8的入口冲推动力矩。
转轴6的尾部为弯钩形与旋转清洗元件8连接，头部为螺纹与磨头1连接。转轴6的螺纹方向与旋转清洗元件的旋转方向同向(与旋转清洗元件8的螺旋方向则相反)，以便利用磨头1受到的摩擦力矩始终保持自紧防止松动脱落。
设备运行时，进口液体在螺旋形导流片4的作用下形成旋流，在传热管7入口处直接冲推旋转清洗元件8旋转，以此成倍增大旋转清洗元件8的工作力矩。并且在立式膜状流的工况下，附壁筒5的另一作用是可以使进口的液体都能够很好地限制在传热管7与附壁筒5之间的环形间隙流道内呈螺旋线膜状向下流动，避免部分液体直接在传热管7的中心区下流，减少这种没有与传热管7的管壁接触的无效流量，提高传热效果。
配带进液量调节盘11的轴承座3(见图2和图3)。通过改变进液量调节盘11的进液孔12和轴承座3的进液孔9之间相对位置的不同偶合，来调节传热管7的进液量大小，以此提高传热设备各传热管7进液量的均匀性。依靠进液量调节盘11上面的定位口13和轴承座3上面的定位卡10的组装配合，防止进液量调节盘11在运行过程中受液体的冲刷松动而逐渐改变相对位置，使调节好的均匀状况能够在运行过程中得到长期保持。
轴承体2可以与轴承座3一体式结构(见图4)，也可以是分体式结构(见图1)。前者一般在小直径传热管应用，后者便于轴承体2采用比轴承座3更耐磨、摩擦系数更低、耐热性能更好的材料。

Claims (4)

1.一种传热管内旋转清洗元件的轴向定位装置，有轴承座(3)、轴承体(2)和磨头(1)组成的滑动轴承以及转轴(6)。其特征在于：轴承座(3)固定在传热管(7)的进口端，轴承座(3)上设计有导流片(4)和附壁筒(5)导流片(4)的数量为1-6。
2.根据权利要求1所述的传热管内旋转清洗元件的轴向定位装置，其特征在于轴承座(3)可以与轴承体(2)一体结构，也可以是分体式结构。
3.根据权利要求1所述的传热管内旋转清洗元件的轴向定位装置，其特征在于转轴(6)的尾部与旋转清洗元件(8)连接，转轴(6)的头部与磨头(1)螺纹连接，螺纹的方向必须与旋转转清洗元件(8)的旋转方向相反，转轴(6)由轴承体(2)轴向固定，轴承体(2)组装在轴承座(3)上。
4.根据权利要求1所述的传热管内旋转清洗元件的轴向定位装置，其特征在于轴承座(3)配带有调节传热管进液量大小的调节盘(11)，可以通过改变调节盘(11)的进液孔(12)和轴承座(3)的进液孔(9)之间相对位置的不同偶合，来调节该传热管(7)的进液量大小，提高传热设备各传热管(7)进液量多少的均匀性，并且依靠调节盘11上的定位口13和轴承座3上的定位卡10防止运行过程中的冲刷松动保持长期不变。
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