CN215810439U - 一种双层螺旋纽带及扰流装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及管式换热器强化换热领域，具体涉及一种双层螺旋纽带及扰流装置，一种双层螺旋纽带包括骨架层和氟塑料层，氟塑料层对骨架层进行包覆；扰流装置包括支架、连接销和双层螺旋纽带。采用本技术方案时，骨架层定型好、稳固性高，可以使螺旋纽带保持稳固，降低螺旋纽带发生变形、弯折的可能性；氟塑料层具有硬度较低的特性，包覆在骨架层外侧的氟塑料层能有效降低螺旋纽带刮花换热管内侧壁的几率；而且氟塑料层还具有摩擦系数极低和疏水性的特性，其表面光滑不易粘附杂质，能有效降低螺旋纽带结水垢的几率，从而防止因纽带结垢减损扭矩、转速下降造成的换热效率下降的问题；并且氟塑料具有较高的耐腐蚀性能，应用范围更为广泛。

Description

一种双层螺旋纽带及扰流装置

技术领域

本实用新型涉及管式换热器强化换热领域，具体涉及一种双层螺旋纽带及扰流装置。

背景技术

为打破换热管内水的层流使其变成紊流，以加快换热管内的热交换，通常在换热管内安装扰流装置。现有的扰流装置包括支架、连接销和螺旋纽带，螺旋纽带通过连接销与支架转动连接，现目前的螺旋纽带通常由单层高分子材料或者金属制成，而且市场上销售的螺旋纽带也是单层材质结构，业内尚未对螺旋纽带的材质与换热效果之间的关系进行研究，申请人多年精专于螺旋纽带的研究，发现螺旋纽带材料与换热效果之间存在非常大的关联性，现有的螺旋纽带存在的问题如下：

1、现有螺旋纽带材质硬度较高，与换热管的内管壁剐蹭时容易造成换热管的内管壁受损，使得换热管的使用寿命降低；2、螺旋纽带材质摩擦系数较高且疏水性弱，水垢易在纽带表面沉积，一方面导致螺旋纽带自重增加进而降低转速，另一方面自重增加导致螺旋纽带的扭矩减损、转速下降，进而造成换热效率下降；3、现有高分子材料螺旋纽带耐腐蚀性能较差，在工业用水换热环境下使用寿命较短。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种双层螺旋纽带，能够解决现有纽带易结垢、不耐腐蚀、及易刮伤管壁的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案提供一种双层螺旋纽带，包括骨架层和氟塑料层，氟塑料层对骨架层进行包覆。

本方案的技术效果是：本方案采用双层结构，其中骨架层定型好、稳固性高，可以使螺旋纽带保持稳固，降低螺旋纽带发生变形、弯折的可能性；在骨架层外设置氟塑料层，氟塑料层具有硬度较低的特性，包覆在骨架层外侧的氟塑料层能有效降低螺旋纽带刮花换热管内侧壁的几率；而且氟塑料层还具有摩擦系数极低的特性，其表面光滑不易粘附杂质，避免了纽带自重增加而导致的转速降低问题，同时氟塑料层具有较好的疏水性，能有效降低螺旋纽带结水垢的几率，避免了因纽带结水垢减损扭矩、转速下降而造成的换热效率下降的问题，而且降低了结水垢的螺旋纽带刮花换热管内侧壁的几率，对换热管内侧壁起到保护，延长了换热管的使用寿命；另外氟塑料层具有耐高温耐腐蚀的特性，能适应各种复杂工况，极大地扩大了产品的应用范围，解决了原有纽带在酸、碱等复杂工况下无法使用的问题。

进一步的，骨架层和氟塑料层的总宽度为14～60mm，骨架层的厚度为0.5～2mm，位于骨架层厚度方向的氟塑料层厚度为0.25～1mm，位于骨架层宽度方向的氟塑料层宽度为1～5mm，螺距的长度是总宽度的1.5～10倍。本方案的技术效果是：在保证最佳成型效果的前提下，通过上述尺寸的设计，不浪费材料，而且便于双层螺旋纽带成型、不易变形且耐摩擦；其中螺距的长度是总宽度的1.5～10倍，便于纽带标准化生产，同时是资源损耗与所产生的强化换热效果的最佳性价比，因为当螺距越小时，造成的水阻越大，会产生更多的资源损耗。

进一步的，氟塑料层的连续使用温度为-180℃～290℃。本方案的技术效果是：有利于提高双层螺旋纽带的使用寿命。

进一步的，骨架层和氟塑料层共挤成型。本方案的技术效果是：氟塑料较软，不易成型，通过将骨架层支撑成型，便于双层螺旋纽带的加工。

本实用新型的另一目的在于提供扰流装置，双层螺旋纽带通过连接销与支架转动连接，支架包括支撑体和支撑脚，支撑脚和支撑体的连接处流线型过渡。本方案的技术效果是：支撑脚和支撑体的连接处流线型过渡，即支撑脚和支撑体的连接位置内凹，不仅便于支撑脚形变——便于支撑脚收拢和撑开，而且有利于降低经过支撑脚和支撑体连接位置处液体的阻力，甚至于能防止支撑脚和支撑体的连接位置处结水垢；另外解决了由于焊接不牢靠，运输或安装等过程中焊点脱落造成的断裂问题。

进一步的，支撑脚和支撑体一体成型，支撑脚撑开时其内侧由弧面过渡至平面，支撑脚的外侧由弧面过渡至内凹面。本方案的技术效果是：相较于支撑脚和支撑体焊接而言，支撑脚和支撑体的连接位置不易腐蚀；而且支撑脚撑开时其内侧由弧面过渡至平面，能最大程度使支撑脚的外侧与换热管的内管壁贴紧，提高整个扰乱装置的稳定性；另外支撑脚的外侧由弧面过渡至内凹面，在安装扰流装置时，能通过内凹面远离支撑脚自由端的一侧对支架进行预定位，当扰流装置安装完成安装设备从内凹面处拔出时，支撑脚的自由端与换热管的内管壁贴紧，不仅能防止水流直接冲击内凹面造成支架运行时安装不牢固的问题，而且通过预定位至安装完成阶段实现了扰流装置在换热管内的居中安装、避免了双层螺旋纽带安装出现偏心转动时容易刮花换热管内管壁的问题。

进一步的，还包括连接片，双层螺旋纽带通过连接片与连接销连接。本方案的技术效果是：连接销的尺寸较小，双层螺旋纽带的尺寸较大，通过连接片进行过渡，连接片与双层螺旋纽带连接的受力面积大于双层螺旋纽带直接与连接销连接的受力面积，能对尺寸较大的双层螺旋纽带和尺寸较小的连接销进行牢固连接，防止双层螺旋纽带在转动的过程中出现变形。

进一步的，支撑体内设有腔室，支撑体上螺纹连接有端盖，腔室内安装有轴承，连接销通过轴承与支撑体转动连接。本方案的技术效果是：降低连接销对支撑体的磨损，同时有利于连接销和双层螺旋纽带旋转的顺畅性。

进一步的，腔室内安装有微型电机，微型电机能驱动连接销旋转。本方案的技术效果是：通过微型电机驱动双层螺旋纽带旋转，便于将此扰流装置应用于低流速环境，如化工厂、冶金厂等，使其在低流速环境下也能转动，达到提升换热效率的目的。

进一步的，还包括磁极和磁传感器，磁极设置于连接销上，磁传感器设置于端盖上。本方案的技术效果是：便于进行在线测量双层螺旋纽带转速。

附图说明

图1为本实用新型扰流装置的结构示意图；

图2为本实用新型双层螺旋纽带的示意图；

图3为图2中A处的局部放大图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：双层螺旋纽带1、骨架层2、氟塑料层3、支架4、连接销5、连接片6、支撑体7、支撑脚8、腔室9、端盖10、陶瓷轴承11、塑料卡环12、内凹面13。

实施例一：

实施例一基本如附图1-3所示：如图2、3所示的一种双层螺旋纽带，包括骨架层2和氟塑料层3，骨架层2由特种高分子材料、如聚亚苯基砜树脂(PPSU)或聚醚砜树脂(PES)制成，氟塑料层3对骨架层2进行包覆，氟塑料层3与骨架层2采用挤塑机共挤成型后螺旋成型为螺旋状的双层螺旋纽带1；氟塑料层3连续使用温度为-180℃～290℃，具体的，本实施例中氟塑料层3连续使用温度为190℃。

如图3所示，双层螺旋纽带1的总宽度，即骨架层2和氟塑料层3的总宽度z为14～60mm，骨架层2的厚度h为0.5～2mm，位于骨架层2厚度方向的氟塑料层3厚度m为0.25～1mm，位于骨架层2宽度方向的氟塑料层3宽度n为1～5mm；如图2所示，双层螺旋纽带1螺距的长度l是双层螺旋纽带1总宽度z的1.5～10倍。具体的，本实施例中双层螺旋纽带1的总宽度、即骨架层2和氟塑料层3的总宽度z为17±0.5mm，骨架层2的厚度h为0.9±0.1mm，氟塑料层3的厚度m为0.4±0.1mm，氟塑料层3的宽度n为2±1mm；图2所示，双层螺旋纽带1螺距的长度l是双层螺旋纽带1总宽度z的三倍。

实施例二：

包含双层螺旋纽带1的扰流装置，如图1所示，包括支架4、连接销5、连接片6和双层螺旋纽带1，支架4包括支撑体7和三根支撑脚8，支撑脚8和支撑体7一体铸造成型，支撑脚8和支撑体7的连接处流线型过渡，即图1中B处呈内凹状，另外支撑脚撑开安装在换热管内后其内侧由弧面过渡至水平面，支撑脚的外侧由弧面过渡至内凹面13，内凹面13左侧拱起部位、内凹面13向右上倾斜部位(以图1中上方的支撑脚8为参照)以及支撑脚8的自由端(例如图1上方支撑脚8的内凹面13向右上倾斜部位的最右上侧位置)均能与换热管的内侧壁接触，内凹面13向右上倾斜部位以及支撑脚8的自由端均能与换热管的内侧壁贴紧。

支撑体7内开有腔室9，支撑体7上还开有与腔室9连通的圆孔，支撑体7上螺纹连接有端盖10，腔室9内安装有轴承，轴承选用端面轴承，而且轴承为陶瓷轴承11，连接销5穿过圆孔且与圆孔的侧壁转动连接，连接销5通过陶瓷轴承11安装在腔室9内，连接销5上同轴过盈配合有塑料卡环12。

连接销5的右端和双层螺旋纽带1的左端通过连接片6连接，即连接片6的左端与连接销5的右端通过铆钉固定连接，连接片6的右端与双层螺旋纽带1的左端通过铆钉固定连接。

实施例三：

在实施例二的基础上，腔室9内安装有微型电机(图中未示出)，微型电机通过螺栓与端盖10固定连接，微型电机的输出轴与连接销5的左端通过法兰连接，微型电机可以选用型号为RF-500TB-12560的耐高温微型电机，其中微型电机的设置与专利一种管式换热器在线清洗及强化换热装置(公告号为CN109668472A)类似。

实施例四：

在实施例二或三的基础上，在端盖10左侧的内侧壁上粘接有磁传感器(图中未示出)，在塑料卡环12的左侧壁上粘接有磁极(图中未示出)，磁极与磁传感器对应设置，与专利一种具转速信号反馈的列管式换热扰流装置(公告号为CN211782994U)的设置相似。

实施例五：

在实施例四的基础上，支撑体7上安装有热电阻(图中未示出)，用于在线测温，热电阻可以采用四线制连接方式，即在热电阻的根部两端各连接两根导线，其中两根引线为热电阻提供恒定电流I,把R转换成电压信号U，再通过另两根引线把U引至二次仪表，方便用户观看换热器内的运行数据；当然除了设置热电阻进行运行数据监测外，也可以采用专利一种远程监控外源动力强化换热系统(公告号为CN209840825U)的方式进行远程数据监控，在此不再赘述。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。

Claims (10)

1.一种双层螺旋纽带，其特征在于：包括骨架层和氟塑料层，氟塑料层对骨架层进行包覆。

2.根据权利要求1所述的一种双层螺旋纽带，其特征在于：骨架层和氟塑料层的总宽度为14～60mm，骨架层的厚度为0.5～2mm，位于骨架层厚度方向的氟塑料层厚度为0.25～1mm，位于骨架层宽度方向的氟塑料层宽度为1～5mm，螺距的长度是总宽度的1.5～10倍。

3.根据权利要求2所述的一种双层螺旋纽带，其特征在于：氟塑料层的连续使用温度为-180℃～290℃。

4.根据权利要求1～3任意一项所述的一种双层螺旋纽带，其特征在于：骨架层和氟塑料层共挤成型。

5.扰流装置，包括支架、连接销以及权利要求4所述的一种双层螺旋纽带，双层螺旋纽带通过连接销与支架转动连接，其特征在于：支架包括支撑体和支撑脚，支撑脚和支撑体的连接处流线型过渡。

6.根据权利要求5所述的扰流装置，其特征在于：支撑脚和支撑体一体成型，支撑脚撑开时其内侧由弧面过渡至平面，支撑脚的外侧由弧面过渡至内凹面。

7.根据权利要求6所述的扰流装置，其特征在于：还包括连接片，双层螺旋纽带通过连接片与连接销连接。

8.根据权利要求7所述的扰流装置，其特征在于：支撑体内设有腔室，支撑体上螺纹连接有端盖，腔室内安装有轴承，连接销通过轴承与支撑体转动连接。

9.根据权利要求8所述的扰流装置，其特征在于：腔室内安装有微型电机，微型电机能驱动连接销旋转。

10.根据权利要求8～9任意一项所述的扰流装置，其特征在于：还包括磁极和磁传感器，磁极设置于连接销上，磁传感器设置于端盖上。

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