專利名稱：低流阻快裝掛件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于管殼式換熱器、熱交換反應(yīng)器、凝汽器等設(shè)備中，用于換熱管內(nèi)強(qiáng)化傳熱及防污除垢的內(nèi)插元件的支撐元件。
背景技術(shù)：
自從20世紀(jì)70年代石油危機(jī)爆發(fā)以來(lái)，以能源為中心的環(huán)境、生態(tài)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)問題日益加劇。在石油、化工、火電、核電、冶金、輕工、航空器件和船舶車輛等眾多領(lǐng)域都要應(yīng)用到許多的換熱器，其中應(yīng)用最為廣泛的是管殼式換熱器，但在這些換熱管中內(nèi)壁普遍存在層積污垢，導(dǎo)致流體在管道中輸送阻力增加，嚴(yán)重時(shí)會(huì)堵塞管道，同時(shí)換熱管內(nèi)污垢會(huì)嚴(yán)重降低傳熱效率而引起重大能源浪費(fèi)，與此同時(shí)污垢一般具有腐蝕性，管壁會(huì)因此遭受嚴(yán)重腐蝕，導(dǎo)致流體泄露產(chǎn)生重大安全隱患。世界各國(guó)充分認(rèn)識(shí)到節(jié)能的重要意義，能源的合理利用也已成為當(dāng)今世界各國(guó)實(shí)現(xiàn)工業(yè)良性發(fā)展急需解決的問題，為此，各種節(jié)能技術(shù)如雨后春筍般競(jìng)相出現(xiàn)。管內(nèi)插入物技術(shù)是一項(xiàng)較為方便的強(qiáng)化傳熱技術(shù)，其最大優(yōu)點(diǎn)是適合于舊換熱器的改造設(shè)計(jì)，且加工制造方便，可避免額外增加換熱器，大大節(jié)省投資，且該技術(shù)有助于清除管內(nèi)污垢，這是其他強(qiáng)化傳熱技術(shù)所無(wú)法比擬的。管內(nèi)插物的種類很多，常見的管內(nèi)插物有扭帶、螺旋線圈、繞花絲、螺旋彈簧和靜態(tài)混合器等，近年來(lái)，還出現(xiàn)了一種新的管內(nèi)插物形式，中國(guó)專利號(hào)為ZL200520127121.9， 公開了發(fā)明名稱為“轉(zhuǎn)子式自清潔強(qiáng)化傳熱裝置”的專利申請(qǐng)，此裝置是由固定架、轉(zhuǎn)子、 柔性軸和支撐管構(gòu)成，兩固定架分別固定在換熱管的兩端；轉(zhuǎn)子的外表有螺旋棱，轉(zhuǎn)子上有中心孔；支撐管設(shè)在轉(zhuǎn)子與固定架之間，柔性軸穿過轉(zhuǎn)子的中心孔和支撐管固定在兩固定架上。該裝置具有不停產(chǎn)在線自動(dòng)防垢除垢和強(qiáng)化傳熱的功能，流體在傳熱管內(nèi)順流或者逆流的情況下，均有防垢除垢和強(qiáng)化傳熱的作用。但是缺點(diǎn)是在一定流體通過時(shí)， 轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度是由螺棱的螺旋升角所決定的，螺旋升角越小，即是在螺棱導(dǎo)程小時(shí)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度越快，同時(shí)對(duì)流體的阻力隨之增加；為解決此問題，又出現(xiàn)了中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?200620172805. 5，發(fā)明名稱為“傳熱管內(nèi)自清潔強(qiáng)化傳熱的低流阻轉(zhuǎn)子”的專利申請(qǐng)，該裝置是由轉(zhuǎn)子、掛件和連接軸線構(gòu)成，掛件是固定在傳熱管兩端，連接軸線的兩端分別固定在掛件上，多個(gè)轉(zhuǎn)子穿裝在連接軸線上，轉(zhuǎn)子是由空心軸和葉片構(gòu)成，每個(gè)葉片與空心軸成同樣的傾斜狀，相鄰葉片首尾相接。安裝在換熱管端部的掛件會(huì)減小流體流入的流量，并且由于在換熱器安裝和使用過程中換熱管會(huì)發(fā)生形變，由圓形變成橢圓形或其他形狀，導(dǎo)致在安裝掛件時(shí)會(huì)耗費(fèi)大量的精力和時(shí)間。本發(fā)明對(duì)這種新結(jié)構(gòu)管內(nèi)插物的掛件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，提出了一種低流阻快裝掛件，這種新型掛件減小了對(duì)換熱管內(nèi)流體流量的影響，同時(shí)便于快速安裝，有利于流體中污垢的排出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種可用于對(duì)換熱管內(nèi)插元件的轉(zhuǎn)軸端部進(jìn)行固定的新型結(jié)構(gòu)，所涉及的低流阻快裝掛件結(jié)構(gòu)能夠方便快速的安裝于換熱管端部，加快掛件的安裝效率，加強(qiáng)掛件在換熱管上的穩(wěn)定性，其橫截面積較小，對(duì)流體流動(dòng)阻力及流體流量的影響均較小。本發(fā)明為達(dá)到上述目的采用的技術(shù)方案是低流阻快裝掛件，主要是由掛件體、 定位凸臺(tái)、限位槽、空心軸和掛鉤組成的。定位凸臺(tái)位于掛件體靠近迎水面的兩側(cè)，限位槽位于定位凸臺(tái)內(nèi)側(cè)，空心軸位于掛件體的中間，由三段組成，掛鉤位于掛件靠近迎水端的前端。定位凸臺(tái)支撐在換熱器管板端部，限位槽卡在換熱管端部，其外沿略大于換熱管端部外徑，內(nèi)沿略小于端部?jī)?nèi)徑，從而限制掛架的徑向擺動(dòng)；掛件體伸入到換熱管內(nèi)，掛件體根部外徑大于端部外徑，形成錐形，便于掛件體快速插入換熱管中；掛件體靠近掛鉤處的外表面為楔形結(jié)構(gòu)，以減少入口處流體的阻力；同時(shí)掛件體遠(yuǎn)離掛鉤的端部及限位槽均開有非對(duì)稱的楔形結(jié)構(gòu)，以利于細(xì)長(zhǎng)雜物順利地從掛件中無(wú)掛鉤一側(cè)流出；掛件體和空心軸用共同的內(nèi)孔，空心軸的外徑與內(nèi)徑形成的壁厚使空心軸具有足夠的強(qiáng)度和剛度能滿足長(zhǎng)期使用要求，空心軸的內(nèi)孔開有徑向的槽，槽的寬度小于轉(zhuǎn)軸的外徑，空心軸內(nèi)孔的直徑略大于轉(zhuǎn)軸的外徑，使得轉(zhuǎn)軸能夠嵌入到掛件體的空心軸內(nèi)，同時(shí)可以卡緊轉(zhuǎn)軸，有效地防止轉(zhuǎn)軸從空心軸里脫出。掛鉤與迎水面頂端的限位件相連，可以跟限位件緊密配合，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)軸的限位作用，限位件固定在轉(zhuǎn)軸上，掛件體、掛鉤的結(jié)構(gòu)便于提前將轉(zhuǎn)子用限位件固定，在轉(zhuǎn)軸的兩端預(yù)留出掛件體、掛鉤的安裝位置，之后在現(xiàn)場(chǎng)將掛件體裝到轉(zhuǎn)軸上后卡入掛鉤， 實(shí)現(xiàn)整套節(jié)能裝置的快速安裝。在滿足強(qiáng)度和剛度要求的情況下，掛件的厚度應(yīng)該盡可能小，不占用較多的流體流通面積，便于污垢及時(shí)排出。本發(fā)明低流阻快裝掛件，定位凸臺(tái)內(nèi)側(cè)為弧形結(jié)構(gòu)，外側(cè)邊緣有倒角，可以有效減小流體阻力，定位凸臺(tái)有兩個(gè)，相互間隔180度，可有效地減少掛件端部空間和流體的阻力，節(jié)省材料，減少成本。本發(fā)明低流阻快裝掛件，限位槽外徑略大于換熱管端部外徑，內(nèi)徑略小于換熱管端部?jī)?nèi)徑，可有效地對(duì)掛件進(jìn)行徑向定位。本發(fā)明低流阻快裝掛件，所述掛件體的兩個(gè)端部均采用楔形結(jié)構(gòu)，可以有效地降低流體流入和流出時(shí)的流動(dòng)阻力。本發(fā)明低流阻快裝掛件，掛件的材料可以是具有一定韌性的塑料、金屬或者復(fù)合材料。本發(fā)明低流阻快裝掛件，掛件體中心軸為若干個(gè)半圓筒結(jié)構(gòu)，每?jī)蓚€(gè)半圓筒相對(duì)于垂直于軸線的平面的投影相差180度，每?jī)蓚€(gè)半圓筒結(jié)構(gòu)之間開有方形或圓形槽，使流體可從開孔中流動(dòng)，進(jìn)一步增強(qiáng)對(duì)流體的擾動(dòng)。本發(fā)明低流阻快裝掛件，掛鉤邊緣和各個(gè)半圓筒及其之間的開孔邊緣均倒圓角， 可以減小流體阻力，掛件體遠(yuǎn)離掛鉤的端部及限位槽均開有非對(duì)稱的楔形結(jié)構(gòu)，以利于細(xì)長(zhǎng)雜物從掛件中無(wú)掛鉤一側(cè)順利地流出；本發(fā)明低流阻快裝掛件，其定位凸臺(tái)及限位槽的內(nèi)徑和外徑、掛件體的長(zhǎng)度、空心軸內(nèi)徑與外徑等參數(shù)確定時(shí)還要考慮換熱管內(nèi)徑及壁厚、換熱管內(nèi)的流體介質(zhì)流速、流體介質(zhì)溫度等工作條件以及制造加工成本等因素。本發(fā)明低流阻快裝掛件的有益效果是1、換熱管內(nèi)低流阻快裝掛件，便于提前用限位件將轉(zhuǎn)子固定，之后在現(xiàn)場(chǎng)安裝到掛件的掛鉤中，加快了裝置的安裝速度；2、充分利用換熱管內(nèi)空間，所占用換熱管內(nèi)橫截面積較小，便于換熱管內(nèi)流體流動(dòng)，采用楔形及圓角結(jié)構(gòu)形式，有效減小流動(dòng)阻力；3、掛件體采用非對(duì)稱的楔形結(jié)構(gòu)，避免了細(xì)長(zhǎng)雜物在換熱管出口處的堆積，減少了換熱管被堵塞的可能性；4、當(dāng)掛件受到管內(nèi)流體的軸向力或徑向力作用時(shí)，掛鉤及定位凸臺(tái)上的限位槽可以固定掛件和換熱管之間的相對(duì)位置，起到限位作用。本發(fā)明低流阻快裝掛件，可根據(jù)具體換熱管的內(nèi)徑確定掛件的尺寸，利用限位件對(duì)轉(zhuǎn)軸的兩端進(jìn)行軸向固定，用轉(zhuǎn)軸將數(shù)個(gè)轉(zhuǎn)子串聯(lián)在一起，穿在換熱管內(nèi)。掛件通過定位凸臺(tái)及限位槽固定在換熱管內(nèi)，轉(zhuǎn)軸穿過中心軸孔采用限位件固定，掛件的掛鉤勾住限位件，從而實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)軸的端部固定，安裝方便快捷。該結(jié)構(gòu)占用的換熱管橫截面積較小，減小了流體流經(jīng)時(shí)所受到的阻力，同時(shí)也使流體中的污垢能夠及時(shí)排出，避免了污垢的沉積，防止了換熱管管口堵塞。


圖I是本發(fā)明換熱管內(nèi)低流阻快裝掛件的三維結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明換熱管內(nèi)低流阻快裝掛件的主視圖。圖3是圖2的俯視圖。圖4是本發(fā)明換熱管內(nèi)低流阻快裝掛件應(yīng)用的連接結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是圖4的局部放大圖。圖中，I-轉(zhuǎn)軸、2-轉(zhuǎn)子、3-限位槽、4-掛件體、5-定位凸臺(tái)、6-空心軸、7_掛鉤、 8-四氟墊圈、9-限位件。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明換熱管內(nèi)低流阻快裝掛件，主要包括限位槽3、掛件體4、定位凸臺(tái)5、空心軸6、掛鉤7，掛件體4和空心軸6用共同的內(nèi)孔，限位槽3、定位凸臺(tái)5和掛鉤7分別有兩個(gè)，空心軸6有內(nèi)孔，空心軸6的內(nèi)孔的直徑大于轉(zhuǎn)軸I的外徑，空心軸6的內(nèi)孔開有徑向的槽，槽的寬度小于轉(zhuǎn)軸I的外徑，可以卡緊轉(zhuǎn)軸I，有效地防止轉(zhuǎn)軸I從空心軸6里脫出。 掛件體4伸入到換熱管內(nèi)，掛件體4靠近迎水面根部外徑大于遠(yuǎn)離迎水面根部外徑，形成錐形，便于掛件體4快速插入換熱管中；掛件體4靠近掛鉤7處的外表面為楔形結(jié)構(gòu)，以減少入口處流體的阻力；同時(shí)掛件體4遠(yuǎn)離掛鉤7的端部及限位槽3均開有非對(duì)稱的楔形結(jié)構(gòu)， 以利于細(xì)長(zhǎng)雜物順利地從掛件體4中無(wú)掛鉤7 —側(cè)流出；掛鉤7與迎水面頂端的限位件9 相連，可以跟限位件9緊密配合，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)軸I的限位作用，限位件9固定在轉(zhuǎn)軸I上， 掛件體4、掛鉤7的結(jié)構(gòu)便于提前將轉(zhuǎn)子2用限位件9固定，在轉(zhuǎn)軸I的兩端預(yù)留出掛件體 4、掛鉤7的安裝位置，之后在現(xiàn)場(chǎng)將掛件體4裝到轉(zhuǎn)軸I上后卡入掛鉤7，實(shí)現(xiàn)整套節(jié)能裝置的快速安裝。本發(fā)明換熱管內(nèi)低流阻快裝掛件的定位凸臺(tái)5及限位槽3的內(nèi)徑和外徑、掛件體 4的長(zhǎng)度、空心軸6內(nèi)徑與外徑等參數(shù)確定時(shí)還要考慮換熱管內(nèi)徑及壁厚、換熱管內(nèi)的流體介質(zhì)流速、流體介質(zhì)溫度等工作條件以及制造加工成本等因素。本發(fā)明換熱管內(nèi)低流阻快裝掛件的一種實(shí)施例子如圖4所示，圖中包括轉(zhuǎn)軸I、轉(zhuǎn)子2、掛件體4、四氟墊圈8和限位件9，所述的掛件體4是穿裝在轉(zhuǎn)軸I上，數(shù)個(gè)轉(zhuǎn)子2穿裝在轉(zhuǎn)軸I上，所述的掛件體是由限位槽3、掛件體4、定位凸臺(tái)5、空心軸6和掛鉤7五個(gè)部分組成，掛件體4的掛鉤7根部與四氟墊圈8配合，掛件體4的掛鉤7端部與限位件9配合， 以保證限位件9固定在轉(zhuǎn)軸I上防止掛件體4從換熱管內(nèi)脫落。圖I至圖5中，圖I為掛件體4的三維結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為掛件體4的主視圖，圖 3是圖2的俯視圖，圖4是本發(fā)明換熱管內(nèi)低流阻快裝掛件應(yīng)用的連接結(jié)構(gòu)示意圖，圖4中只顯示了入水口側(cè)掛件體的連接，圖5是圖4的局部放大圖，顯示了掛鉤7與四氟墊圈8、限位件9的連接關(guān)系。
權(quán)利要求
1.低流阻快裝掛件，其特征在于主要是由掛件體、定位凸臺(tái)、限位槽、空心軸和掛鉤組成的,定位凸臺(tái)位于掛件體靠近迎水面的兩側(cè)，限位槽位于定位凸臺(tái)內(nèi)側(cè),空心軸位于掛件體的中間，由三段組成，掛鉤位于掛件靠近迎水端的前端；定位凸臺(tái)支撐在換熱器管板端部，限位槽卡在換熱管端部，其外沿略大于換熱管端部外徑，內(nèi)沿略小于端部?jī)?nèi)徑；掛件體伸入到換熱管內(nèi)，掛件體根部外徑大于端部外徑，形成錐形；掛件體靠近掛鉤處的外表面為楔形結(jié)構(gòu)；掛件體遠(yuǎn)離掛鉤的端部及限位槽均開有非對(duì)稱的楔形結(jié)構(gòu)；掛件體和空心軸用共同的內(nèi)孔，空心軸的內(nèi)孔開有徑向的槽，槽的寬度小于轉(zhuǎn)軸的外徑，空心軸內(nèi)孔的直徑略大于轉(zhuǎn)軸的外徑；掛鉤與迎水面頂端的限位件相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低流阻快裝掛件，其特征在于定位凸臺(tái)內(nèi)側(cè)為弧形結(jié)構(gòu)，外側(cè)邊緣有倒角，定位凸臺(tái)有兩個(gè)，相互間隔180度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低流阻快裝掛件，其特征在于所述掛件體的兩個(gè)端部均采用楔形結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低流阻快裝掛件，其特征在于掛件體的中心軸為若干個(gè)半圓筒結(jié)構(gòu)，每?jī)蓚€(gè)半圓筒相對(duì)于垂直于軸線的平面的投影相差180度，每?jī)蓚€(gè)半圓筒結(jié)構(gòu)之間開有方形或圓形槽。
全文摘要
本發(fā)明公開了低流阻快裝掛件，主要是由掛件體、定位凸臺(tái)、限位槽、空心軸和掛鉤組成，兩個(gè)定位凸臺(tái)相互間隔180度，定位凸臺(tái)位于掛件體靠近迎水面的兩側(cè)，限位槽位于定位凸臺(tái)內(nèi)側(cè)，空心軸位于掛件體的中間，由三段組成，掛鉤位于掛件靠近迎水端的前端；定位凸臺(tái)支撐在換熱器管板端部，限位槽卡在換熱管端部；掛件體伸入到換熱管內(nèi)；掛件體遠(yuǎn)離掛鉤的端部及限位槽均開有非對(duì)稱楔形結(jié)構(gòu)；掛鉤與迎水面頂端的限位件相連。該結(jié)構(gòu)便于提前用限位件將轉(zhuǎn)子固定，現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)轉(zhuǎn)軸卡到掛件的掛鉤中，加快了安裝速度，并且能充分利用換熱管內(nèi)空間，減少了換熱管被堵塞的可能性，掛鉤及定位凸臺(tái)上的限位槽可以固定掛件和換熱管之間的相對(duì)位置，起到限位作用。
文檔編號(hào)F28G3/00GK102589345SQ201210067268
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月14日
發(fā)明者丁玉梅, 張震, 楊衛(wèi)民, 閻華 申請(qǐng)人:北京化工大學(xué)