CN2681074Y - 传热管内污垢在线自动清洗的流体动力塑包螺旋线 - Google Patents

Abstract

传热管内污垢在线自动清洗的流体动力塑包螺旋线，以管内流体为动力带动旋转实行自动除垢防垢又不磨损管壁。利用塑包螺旋线的导向作用使管内热流体螺旋线流动强化对流传热，传热系数可以提高30％左右。利用螺旋式管口固定装置和螺旋动力轮产生的冲击力矩，使塑包螺旋线的旋转力矩大大强化，能够在较低流速的各种列管式传热设备中广泛应用。这种塑包螺旋线结构简单，新旧设备通用，使用方便，综合效益高。

Description

传热管内污垢在线自动清洗的流体动力塑包螺旋线

本实用新型专利涉及的是一种传热管内污垢在线自动清洗的流体动力塑包螺旋线。它适用于各种列管式结构的传热发备，如换热器、冷凝器、蒸发器等设备的管内除垢防垢及其传热强化。

中国专利ZL91213000.8和文献(自动旋转螺旋线传热技术的试验研究，化工装备技术，1997，N5，P4-8)报道了一种传热管内钢丝螺旋线除垢防垢及其传热强化技术。钢丝螺旋线在管内传热液体流动能的带动下自转，刮扫管内壁的污垢，有在线、自动、连续清洗防垢的功能；由于钢丝螺旋线的导流作用使管内液体作螺旋线流动，还有钢丝螺旋线对管内边界层的扰动作用，使管内的对流传热也得到强化。该技术的原理和功能很理想，结构简单，成本低廉，但却至今未能工程应用。其根本原因是自转钢丝螺旋线与传热管壁之间的磨损问题难以解决；其次是螺旋线的自转力矩弱，需要有较高流速的管内流体驱动，使占其大多数的流速在0.8.0m/s以下的传热设备无法应用。

本实用新型专利为了解决现有自转金属螺旋线清洗技术存在的与传热管壁磨损问题和管内流速0.8m/s以下的清洗力矩小足无法应用问题，提出一种传热管内污垢在线自动清洗的流体动力塑包螺旋线，利用金属螺旋线的塑料包层彻底解决与传热管壁之间的磨损问题，同时利用螺旋式管口固定装置使管程液体形成快速旋流、冲击螺旋动力轮来显著强化塑料螺旋的旋转力矩，以便在数量最多的、流速0.8m/s以下的低流速传热设备中广泛应用。

本实用的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种传热管内污垢在线自动清洗的流体动力塑包螺旋线，它是由塑包螺旋线、螺旋式管口固定装置、螺旋动力轮、传热管组成。塑包螺旋线是塑料包复的金属螺旋线，通过螺旋动力轮-转轴安装到螺旋式管口固定装置上。传热管的出口端安装有护套。

设备运行时，传热管内流体本来轴向流动，在塑包螺旋线的导流作用下作螺旋线流动。被导向的流体给塑包螺旋线以反作用力力矩。在该力矩的作用下塑包螺旋线自动旋转，并且横向振动，实行管内污垢的自动清洗。由于传热管内流体作螺旋线流动，并且受旋转振动的塑包螺旋线的扰动，使管内的对流传热过程得到有效的强化。由于塑包螺旋线采用耐磨工程塑料制造，彻底地解决了现有金属螺旋线与传热管壁间的磨损问题。管内流体经过螺旋式管口固定装置形成的快速旋流，直接冲推螺旋动力轮，这一冲推力矩不仅其值较大，并且与塑包螺旋线的自转力矩同方向，叠加的结果使塑包螺旋线的工作力矩显著地强化，从而有效地解决中低流速(0.8m/s～0.4m/s)传热管内污垢清洗力矩不足的难题，使自动旋转清洗螺旋线技术的应用范围扩大了数倍。

附图说明

图1是本实用新型的一种传热管内污垢在线自动清洗的流体动力塑包螺旋线原理图。

图2是图1中A-A剖视的塑包螺旋线的结构图。

具体实施方式

下面结合附图1和附图2对本实用新型专利作进一步详细描述。

图中1.转轴  2.磨头  3.螺旋式管口固定装置  4.芯筒  5.螺旋片  6.螺旋动力轮  7.轮毂  8.螺旋翼片  9.螺旋线头部  10.塑包螺旋线  11.传热管12.护套  13.塑料包层  14.金属螺旋线

一种传热管内污垢在线自动清洗的流体动力塑包螺旋线，在传热管11内设置由金属螺旋线14和.塑料包层13结合的塑包螺旋线10。塑包螺旋线10的塑料包层6均有效地解决了金属螺旋线5与传热管11壁间的磨损问题。塑包螺旋线10通过螺旋线头部9通过螺旋动力轮6、转轴1和磨头2固定在螺旋式管口固定装置3上。螺旋式管口固定装置3由螺旋片5和芯筒4构成。螺旋动力轮6由螺旋翼片8和轮毂7构成。传热管11的出口端安装有护套12。

设备运行时，传热管11内的流体本来是轴向流动的，在塑包螺旋线10的导流作用下作螺旋线流动。被导向的流体给塑包螺旋线10以反作用力力矩。在此力矩作用下，塑包螺旋线10自动旋转，并且横向振动，实行自动除垢防垢。经过碳钢传热管11内壁的人工模拟污垢(1/5水泥，4/5碳酸钙粉，乳胶调制)200小时运转试验表明自动清洗能力强。由于传热管11内热流体作螺旋线流动，并且受旋转振动的塑包螺旋线10的扰动，使管内的对流传热过程得到有效的强化。在内径32mm、水冷却的不锈钢管、管外水蒸汽加热的条件下测试表明，传热系数平均提高了50％作用。

螺旋式管口固定装置3和螺旋动力轮6是塑包螺旋线10的旋转力矩的强化机构。传热管11的内流体经过螺旋式管口固定装置3形成的快速旋流，直接冲击螺旋动力轮6，这一冲击力矩不仅其值较大，并且与塑包螺旋线10的自转力矩同方向，叠加的结果使塑包螺旋线10的工作力矩显著地强化，从而使塑包螺旋线10在中低流速(8.0m/s～0.4m/s)传热管内污垢清洗力矩不足的难题得以破解，使其应用范围大大的扩展。例如，在内径32mm、管内水冷却的立式不锈钢管的条件下试验表明，塑包螺旋线10可以在0.35m/s的条件下自动旋转。

螺旋式管口固定装置3由螺旋片5和芯筒4两部分构成。螺旋片5的螺旋方向与塑包螺旋线10的方向恰好相反。螺旋片5的螺旋角在20°～60°的范围，优选方案是管内流速较低者螺旋角取较小值，使流体增速较大。螺旋片5的数量为3～6，优选方案是传热管11的管径愈大螺旋片5的片数也愈多。芯筒4的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，增大对螺旋动力轮6的冲推矩。芯筒4的优选方案是外径与传热管11的内径的比值在0.2～0.8的范围。

螺旋动力轮6由螺旋翼片8和轮毂7两部分构成。螺旋翼片8的螺旋方向与塑包螺旋线10的方向相同。螺旋翼片8的螺旋角一般在20°～60°的范围，优选方案是使螺旋翼片8尽量与从旋流管口固定装置3来的冲击旋流垂直，使其产生的冲击力矩最大化。螺旋翼片8的数量为3～6，优选方案是传热管11的管径愈大翼片8的片数也愈多，轮毂7的外径与传热管11的内径的比值在0.2～0.6的范围。

螺旋式管口固定装置3和螺旋动力轮6，采用工程塑料注塑成形，制造简便，成本低廉。

金属螺旋线14的制造材料可以是不锈钢、碳钢、铜与铜合金、钛与钛合金，主要依据传热管11内的流体的腐蚀性选择。

塑料包层13的厚度在0.5mm～3.0mm的范围，采用耐磨性好、注塑工艺性好的工程塑料制造，同时考虑传热管11内的热流体的温度高低条件选择。

在传热管11的出口端安装有护套12，作用是防止塑包螺旋线10尾部与传热管11之间发生磨损，保护传热管11的出口部；并且个别塑包螺旋线10若出现脱落时防止随管内流体带到下游。

Claims (5)

1.一种传热管内污垢在线自动清洗的流体动力塑包螺旋线，由传热管(11)、螺旋式管口固定装置(3)、螺旋动力轮(6)、塑包螺旋线(10)组成，其特征在于传热管(11)内设置的塑包螺旋线(10)是由金属螺旋线(14)和塑料包层(13)组成，经过螺旋动力轮(6)、转轴(1)安装到螺旋式管口固定装置(3)上。

2.根据权利要求1的传热管内污垢在线自动清洗的流体动力塑包螺旋线，其特征是螺旋式管口固定装置(3)和螺旋动力轮(6)，采用工程塑料制造。

3.根据权利要求1的传热管内污垢在线自动清洗的流体动力塑包螺旋线，其特征是螺旋式管口固定装置(3)由螺旋片(5)和芯筒(4)两部分构成，螺旋片(5)的螺旋方向与塑包螺旋线(10)或塑料螺旋扭带(20)的螺旋方向都恰好相反。

4.根据权利要求1的传热管内污垢在线自动清洗的流体动力塑包螺旋线，其特征是螺旋动力轮(6)由螺旋翼片(8)和轮毂(7)两部分构成，螺旋翼片(8)的螺旋方向与塑包螺旋线(10)的螺旋方向都相同。

5.根据权利要求1的传热管内污垢在线自动清洗的流体动力塑包螺旋线，其特征是传热管(11)的出口端安装有护套(12)。

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