CN1485596A - 一种管内自转式清洗及传热强化的齿形扭带 - Google Patents

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Abstract

一种管内自转式清洗及传热强化的齿形扭带，具有传热管内自动清洗防垢和传热强化双重功能。在螺旋扭带的两面都按一定间距设置有强化齿，但是在螺旋扭带的正面和背面上的强化齿分列在中心线的两边。被强化齿导向的流体作用在螺旋扭带上的反作用力，左右不对称的形成一个附加旋转力矩，与光滑螺旋扭带原有的自转力矩同向叠加，可以使自转清洗力矩增大277％，能够在0.35m/s左右的低流速传热管内可靠地自转清洗防垢。强化齿的强烈扰动使对流传热系数也比光滑螺旋扭带平均提高30％左右。该技术可以在低流速的各种列管式传热设备中广泛应用。

Description

一种管内自转式清洗及传热强化的齿形扭带
技术领域
本发明涉及一种管内自转式清洗及传热强化的齿形扭带。特别涉及列管式换热器的自动除垢防垢装置。它适用于列管式结构的各种传热设备，如换热器、冷凝器、蒸发器等。
背景技术
美国专利US4174750和中国专利文献CN2214239Y都公开了一种传热管内的旋转式自动清洗装置，它由可以在传热管内旋转的螺旋扭带和将螺旋扭带的一端固定在传热管进液端的轴向固定装置组成。螺旋扭带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；由于螺旋扭带的导流作用而使液体呈螺旋流动，使管内的对流传热功能得到强化。但是上述装置一般需要管内液体的流速在1m/s以上时才能被带动而自转，而目前大多数列管式传热设备管内液体在0.4m/s-1.0m/s的较低流速范围运行，低流速下的螺旋扭带动力矩太弱小不能自转而无法应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是已有螺旋扭带在较低流速下的动力矩太小不能自转难以应用的问题，提出一种一种管内自转式清洗及传热强化的齿形扭带，能成倍增大自转力矩、可以在较低流速(在0.4m/s-1.0m/s范围)下应用、并且传热强化效果更好。
本发明的技术方案为：一种管内自转式清洗及传热强化的齿形扭带，它由螺旋扭带、强化齿、管口固定装置、传热管组成。置于传热管内的螺旋片状的螺旋扭带与传热管长度基本相同。螺旋扭带的两面均固定有片状的强化齿，强化齿与螺旋扭带表面呈夹角β、与螺旋扭带的中心线呈夹角α。一部分强化齿设置在螺旋扭带中心线的一侧，另一部分强化齿设置在螺旋扭带的反面并位于中心线的另一侧。强化齿在螺旋扭带两面错开、沿长度方向等间距的方式排列。强化齿的齿顶线有直线形、弧线形、折线形及其折线和弧线的复合形。强化齿及螺旋扭带均用不会磨损管壁的工程塑料制造。螺旋扭带一端的中心位置的连接孔与转轴连接，转轴的另一端置轴向固定于安装在传热管流体进口端的管口固定装置上。螺旋扭带可以是一条整体结构，也可以是由若干段连接而成的。
本发明由于螺旋扭带上设置了强化齿，在运行时液体从传热管的进口端流入后，受到强化齿的阻挡和导向而产生一个与扭带面垂直的法向分速度，被改变方向的液体同时对螺旋扭带作用一个等值的法向反作用力。螺旋扭带正反两面受到左右不对称的法向反作用力，对螺旋扭带中心线形成一个附加的旋转动力矩，与螺旋扭带原有的自转力矩同向叠加，所产生的合力矩能够达到光滑螺旋扭带自转力矩的3倍以上，能够螺旋扭带在0.35m/s左右的低流速传热管内自转实行自动清洗。由于螺旋扭带上的强化齿使流体产生强烈的涡流，使低流速的管内对流传热效果得到进一步的强化，比光滑螺旋扭带的对流传热系数高30％左右。
附图说明
图1是本发明的一种管内自转式清洗及传热强化的齿形扭带的结构示意图。
图2是本发明的齿形扭带的虚拟展平表示结构参数的主视图。
图3是本发明的齿形扭带扭带的虚拟展平表示结构参数俯视图。
图4是本发明的齿形扭带的虚拟展平表示结构原理的侧视图。
图5是本发明的齿形扭带的虚拟展平表示夹套角β的A-A剖面图。
图6是本发明的齿形扭带的齿形图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的描述。
图中的  1.管口固定装置  2.转轴  3.螺旋扭带头部  4.连接孔  5.螺旋扭带  6.传热管  7.强化齿  8.管内流动液体  9.反作用力  10.附加旋转动力矩
一种管内自转式清洗及传热强化的齿形扭带，用工程塑料制成的、宽度略小于传热管6直径的、长度与传热管6长度与基本相同的、开有连接孔4的螺旋片状扭带5置于传热管6内。转轴2与螺旋扭带头部3的连接孔4相接，转轴2的另一端固定轴向固定在管口固定装置1上，转轴2周向可以自由旋转。
螺旋扭带5的两面均固定有片状的与螺旋扭带5的法向表面呈夹角β、与螺旋扭带5的中心线呈夹角α的、用工程塑料制成的强化齿7，夹角α在-15°到+60°范围，夹角β在-25°到+45°范围。强化齿7部分位于螺旋扭带5中心线的一侧，另一部分位于螺旋扭带5的反面并位于螺旋扭带5的中心线的另一侧，正反两面的强化齿7沿螺旋扭带5的长度方向等间距的、交错排布。强化齿7的间距t为传热管6直径的1.0-6.0倍，流速愈低，优选间距t愈小。
强化齿7的高度靠近螺旋扭带5中心线一端大于另一端，齿顶线有直线形、弧线形、折线形及其折线和弧线的复合形，优选形状是折线和弧线的复合形。
螺旋扭带5可以是一条整体结构，也可以是由若干段连接而成的。

Claims (10)

1.一种管内自转式清洗及传热强化的齿形扭带，由管口固定装置(1)、强化齿(7)和螺旋扭带(5)组成，其特征在于：所述的螺旋扭带(5)的正反两面均设置有片状的强化齿(7)，所述的强化齿(7)一部分位于螺旋扭带(5)正面中心线的一侧，另一部分位于螺旋扭带(5)的反面并位于中心线的另一侧，所述的强化齿(7)在正反两面、沿螺旋扭带(5)长度方向等间距的方式交错排布。
2.根据权利要求1所述的管内自转式清洗及传热强化的齿形扭带，其特征在于：所述的强化齿(7)的齿顶线形状为直线形。
3.根据权利要求1所述的管内自转式清洗及传热强化的齿形扭带，其特征在于：所述的强化齿(7)的齿顶线形状为弧线形。
4.根据权利要求1所述的一种管内自转式清洗及传热强化的齿形扭带，其特征在于：所述的强化齿(7)的齿顶线形状为折线形。
5.根据权利要求1所述的管内自转式清洗及传热强化的齿形扭带，其特征在于：所述的强化齿(7)的齿顶线形状为梯形。
6.根据权利要求1所述的管内自转式清洗及传热强化的齿形扭带，其特征在于：所述的强化齿(7)的齿顶线形状为折线和弧线的复合形。
7.根据权利要求2、3、4、5所述的管内自转式清洗及传热强化的齿形扭带，其特征在于：所述的强化齿(7)和螺旋扭带(5)的材质均为工程塑料。
8.根据权利要求6所述的管内自转式清洗及传热强化的齿形扭带，其特征在于：螺旋扭带(5)的长度与传热管(6)基本相同，为一条整体结构，也可以是由若干段连接而成的。
9.根据权利要求1所述的管内自转式清洗及传热强化的齿形扭带，其特征在于：所述的强化齿(7)与螺旋扭带(5)的法向表面之间的夹角β在-25°到+45°范围。
10.根据权利要求1所述的管内自转式清洗及传热强化的齿形扭带，其特征在于：所述的强化齿(7)与螺旋扭带(5)的中心线之间夹角α在-15°到+60°范围。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103162572A (zh) * 2013-04-03 2013-06-19 浙江工业大学 强化传热的绕流子
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CN111536825A (zh) * 2020-03-26 2020-08-14 俞天翔 一种塑料双螺旋纽带自动清洗技术

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