波動(dòng)流往復(fù)螺旋振動(dòng)清洗式自然循環(huán)蒸發(fā)器的制造方法
【專利摘要】波動(dòng)流往復(fù)螺旋振動(dòng)清洗式自然循環(huán)蒸發(fā)器，加熱管內(nèi)安裝有鋼絲結(jié)構(gòu)的波動(dòng)往復(fù)螺旋。波動(dòng)往復(fù)螺旋的下端先與軟彈簧連接，軟彈簧穿過固定板后纏繞固定到組裝板上。軟彈簧的彈性系數(shù)比較低。波動(dòng)往復(fù)螺旋的流體動(dòng)力清洗原理是，利用加熱管內(nèi)汽液兩相流流速的較大波動(dòng)性對(duì)自身作用的流體動(dòng)力，產(chǎn)生較強(qiáng)的徑向振動(dòng)，同時(shí)發(fā)生行程大于自身一個(gè)螺距的軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)行對(duì)管內(nèi)壁污垢的自動(dòng)清洗和對(duì)流傳熱強(qiáng)化。波動(dòng)往復(fù)螺旋清洗機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，污垢清洗能力強(qiáng)，清洗均勻性好，適合于容易生長(zhǎng)污垢的自然循環(huán)蒸發(fā)器，也適用于外加熱室自然循環(huán)蒸發(fā)器和外加熱室自然循環(huán)再沸器。
【專利說明】波動(dòng)流往復(fù)螺旋振動(dòng)清洗式自然循環(huán)蒸發(fā)器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的波動(dòng)流往復(fù)螺旋振動(dòng)清洗式自然循環(huán)蒸發(fā)器，涉及自然循環(huán)蒸發(fā)器和再沸器的加熱管內(nèi)的自動(dòng)清洗、傳熱強(qiáng)化。它主要適用于加熱管內(nèi)容易生長(zhǎng)污垢、尤其是硬垢的自然循環(huán)結(jié)構(gòu)的蒸發(fā)器和再沸器。
【背景技術(shù)】
[0002]自然循環(huán)蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，但是自然循環(huán)流速低，加熱管內(nèi)結(jié)垢比其它結(jié)構(gòu)類型的蒸發(fā)器更快更厚，需要停車清洗更頻繁，效率最低、能耗最高。
[0003]現(xiàn)有的蒸發(fā)器自動(dòng)清洗技術(shù)雖然有多種，但是都不適用。國(guó)內(nèi)許多家公司生產(chǎn)的刮板式薄膜蒸發(fā)器，難以大型化，結(jié)構(gòu)復(fù)雜單位面積造價(jià)昂貴，刮板磨損快，除垢能耗高。扭帶清洗技術(shù)(ZL002224697.X自轉(zhuǎn)扭帶自動(dòng)清洗式高效蒸發(fā)器)除垢能力太弱，不能滿足要求。汽液固三相流態(tài)化技術(shù)(中國(guó)井礦鹽2012年第I期的三相流蒸發(fā)防垢節(jié)能技術(shù)；無機(jī)鹽工業(yè)2008年第8期的蒸發(fā)裝置防垢新技術(shù)及其在氯化鈣生產(chǎn)中的應(yīng)用)，清洗能力較大，但是，管束粒子均勻分布困難、粒子外循環(huán)系統(tǒng)復(fù)雜、粒子磨損變細(xì)后的流態(tài)化細(xì)粒子后不可避免地全部進(jìn)入料液內(nèi)等等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出的波動(dòng)流往復(fù)螺旋振動(dòng)清洗式自然循環(huán)蒸發(fā)器，利用自然循環(huán)蒸發(fā)器加熱管內(nèi)蒸汽泡與母液兩相流流速存在有較強(qiáng)波動(dòng)的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)清洗，不僅可以解決扭帶清洗能力不足的問題，而且結(jié)構(gòu)上遠(yuǎn)比刮板式蒸發(fā)器和三相流態(tài)化蒸發(fā)器簡(jiǎn)單，技術(shù)難度也大大降低。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案為:波動(dòng)流往復(fù)螺旋振動(dòng)清洗式自然循環(huán)蒸發(fā)器，主要部件有加熱管、波動(dòng)往復(fù)螺旋、軟彈簧、蒸發(fā)室、自然循環(huán)管。
[0006]加熱管內(nèi)安裝的波動(dòng)往復(fù)螺旋，是利用蒸發(fā)器加熱管內(nèi)蒸汽泡造成的不穩(wěn)定汽液兩相流的波動(dòng)流速，對(duì)自身作用的流體動(dòng)力的波動(dòng)性，產(chǎn)生較強(qiáng)的徑向振動(dòng)，又有每分鐘十次左右、行程大于自身螺距的軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)管內(nèi)壁污垢的自動(dòng)清洗。同時(shí)，由于波動(dòng)往復(fù)螺旋對(duì)管內(nèi)液流的周期性擾動(dòng)，實(shí)現(xiàn)加熱管內(nèi)對(duì)流傳熱的強(qiáng)化。波動(dòng)往復(fù)螺旋的鋼絲直徑在1.0?3.0mm范圍，波動(dòng)往復(fù)螺旋的外徑比加熱管內(nèi)徑小3?10mm，波動(dòng)往復(fù)螺旋的螺距為加熱管內(nèi)徑的(0.40?1.20)倍。波動(dòng)往復(fù)螺旋一般是不銹鋼鋼絲制造，對(duì)于強(qiáng)腐蝕性料液可以采用鋼絲包塑、噴塑、浸塑等防腐蝕處理。
[0007]波動(dòng)往復(fù)螺旋的上端，可以是自由的尾端，也可以是與強(qiáng)化球連接。強(qiáng)化球利用加熱管出口處汽液混合物流速數(shù)倍于進(jìn)口速度的高速流，沖擊力大，又波動(dòng)性較大，來增大波動(dòng)往復(fù)螺旋的往復(fù)運(yùn)動(dòng)行程。強(qiáng)化球的另一個(gè)作用是方便波動(dòng)往復(fù)螺旋的安裝，使得安裝管內(nèi)的波動(dòng)往復(fù)螺旋不會(huì)在自重的作用下變形為蛇形卡在管內(nèi)壁，影響開車時(shí)的正常工作。強(qiáng)化球的材質(zhì)可以為木材、塑料或橡膠。加熱管出口端設(shè)計(jì)有護(hù)套，避免波動(dòng)往復(fù)螺旋的尾段劇烈擺動(dòng)對(duì)管內(nèi)壁表面的損傷；護(hù)套設(shè)計(jì)有3條以上的支托筋，其高度大于加熱管內(nèi)徑的0.25倍，能夠在強(qiáng)化球不脫離護(hù)套時(shí)，保證環(huán)形出口流通面積仍然大于加熱管內(nèi)的流通面積。
[0008]軟彈簧的彈性系數(shù)低，在6-15 (N/m)的范圍，取值與傳熱溫差大小、加熱管長(zhǎng)度兩者有一致性關(guān)系。軟彈簧連接在波動(dòng)往復(fù)螺旋的下端。波動(dòng)往復(fù)螺旋承受汽液兩相流作用的軸向力大小的波動(dòng)變化，使得與之連接的軟彈簧的長(zhǎng)度產(chǎn)生較大的伸縮，達(dá)到波動(dòng)往復(fù)螺旋的往復(fù)行程不小于自身一個(gè)螺距的均勻清洗要求。軟彈簧安裝在組裝板上。固定方式是軟彈簧穿過組裝板的小孔，再纏繞在分組鋼絲上。分組鋼絲上至少纏繞固定兩個(gè)軟彈簧，防止波動(dòng)往復(fù)螺旋在管內(nèi)流體流動(dòng)的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，以免出現(xiàn)與加熱管內(nèi)壁磨損問題。組裝板通過固定桿焊接在自然循環(huán)管內(nèi)壁或管板上，方便波動(dòng)往復(fù)螺旋和軟彈簧安裝到組裝板的安裝工作。
[0009]波動(dòng)往復(fù)螺旋清洗機(jī)構(gòu)同樣能夠應(yīng)用于外加熱室自然循環(huán)蒸發(fā)器和再沸器。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的波動(dòng)流往復(fù)螺旋振動(dòng)清洗式自然循環(huán)蒸發(fā)器的示意圖。
[0011]圖2是加熱管出口處的護(hù)套結(jié)構(gòu)放大圖
[0012]圖3是本發(fā)明的波動(dòng)流往復(fù)螺旋振動(dòng)清洗式外加熱室自然循環(huán)蒸發(fā)器的示意圖。
[0013]圖4是本發(fā)明的波動(dòng)流往復(fù)螺旋振動(dòng)清洗式外加熱室自然循環(huán)再沸器的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖1，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0015]圖中的I蒸發(fā)室2視鏡3強(qiáng)化球4管板5波動(dòng)往復(fù)螺旋6加熱管7軟彈簧8組裝板9分組鋼絲10底槽11固定桿12加熱室13自然循環(huán)管14液面15護(hù)套16支托筋17外加熱室18塔板19塔底
[0016]波動(dòng)流往復(fù)螺旋振動(dòng)清洗式自然循環(huán)蒸發(fā)器，主要部件有加熱管6、波動(dòng)往復(fù)螺旋
5、軟彈簧7、組裝板8、分組鋼絲9、蒸發(fā)室1、自然循環(huán)管13。
[0017]加熱管6內(nèi)安裝的波動(dòng)往復(fù)螺旋5，是利用蒸發(fā)器加熱管6內(nèi)蒸汽泡造成的不穩(wěn)定汽液兩相流的波動(dòng)流速，對(duì)自身作用的流體動(dòng)力的波動(dòng)性，產(chǎn)生較強(qiáng)的徑向振動(dòng)，又有每分鐘十次左右、行程大于自身螺距的軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)管內(nèi)壁污垢的自動(dòng)清洗。同時(shí)，由于波動(dòng)往復(fù)螺旋5對(duì)管內(nèi)液流的周期性擾動(dòng)，實(shí)現(xiàn)加熱管6內(nèi)對(duì)流傳熱的強(qiáng)化。波動(dòng)往復(fù)螺旋5的鋼絲直徑在1.0?3.0mm范圍，波動(dòng)往復(fù)螺旋5的外徑比加熱管6內(nèi)徑小3?10mm，波動(dòng)往復(fù)螺旋5的螺距為加熱管6內(nèi)徑的(0.40?1.20)倍。波動(dòng)往復(fù)螺旋5 —般是不銹鋼鋼絲制造，對(duì)于強(qiáng)腐蝕性料液可以采用鋼絲包塑、噴塑、浸塑等防腐蝕處理。
[0018]波動(dòng)往復(fù)螺旋5的上端，可以是自由的尾端，也可以是與強(qiáng)化球3連接。強(qiáng)化球3利用加熱管6出口處汽液混合物流速數(shù)倍于進(jìn)口速度的高速流，沖擊力大，又波動(dòng)性較大，來增大波動(dòng)往復(fù)螺旋5的往復(fù)運(yùn)動(dòng)行程。強(qiáng)化球3的另一個(gè)作用是方便波動(dòng)往復(fù)螺旋5的安裝，使得安裝加熱管6內(nèi)的波動(dòng)往復(fù)螺旋5不會(huì)在自重的作用下變形為蛇形卡在管內(nèi)壁，影響開車時(shí)的正常工作。強(qiáng)化球3的材質(zhì)可以為木材、塑料或橡膠。加熱管6出口端設(shè)計(jì)有護(hù)套15，避免波動(dòng)往復(fù)螺旋5的尾段劇烈擺動(dòng)對(duì)管內(nèi)壁表面的損傷；護(hù)套15設(shè)計(jì)有3條以上的支托筋16，其高度大于加熱管6內(nèi)徑的0.25倍，能夠在強(qiáng)化球3不脫離護(hù)套3時(shí)，保證環(huán)形出口流通面積仍然大于加熱管6內(nèi)的流通面積。
[0019]軟彈簧7的彈性系數(shù)低，在6-15 (N/m)的范圍，取值與傳熱溫差大小、加熱管6長(zhǎng)度兩者有一致性關(guān)系。軟彈簧7連接在波動(dòng)往復(fù)螺旋5的下端。波動(dòng)往復(fù)螺旋5承受汽液兩相流作用的軸向力大小的波動(dòng)變化，使得與之連接的軟彈簧7的長(zhǎng)度產(chǎn)生較大的伸縮，達(dá)到波動(dòng)往復(fù)螺旋5的往復(fù)行程不小于自身一個(gè)螺距的均勻清洗要求。軟彈簧7安裝在組裝板8上。固定方式是軟彈簧7穿過組裝板8的小孔，再纏繞在分組鋼絲9上。分組鋼絲9上至少纏繞固定兩個(gè)軟彈簧7，防止波動(dòng)往復(fù)螺旋5在管內(nèi)流體流動(dòng)的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，以免出現(xiàn)與加熱管6內(nèi)壁磨損問題。組裝板8通過固定桿11焊接在16循環(huán)管內(nèi)壁或管板4上，方便波動(dòng)往復(fù)螺旋5和軟彈簧7安裝到組裝板8的安裝工作。
[0020]波動(dòng)往復(fù)螺旋6的成套清洗機(jī)構(gòu)同樣能夠應(yīng)用于外加熱室17的自然循環(huán)蒸發(fā)器和再沸器。
【權(quán)利要求】
1.波動(dòng)流往復(fù)螺旋振動(dòng)清洗式自然循環(huán)蒸發(fā)器，主要部件有加熱管(6)、波動(dòng)往復(fù)螺旋(5)、軟彈簧(7)、蒸發(fā)室(I)、自然循環(huán)管(13)，其特征為:加熱管內(nèi)(6)安裝的波動(dòng)往復(fù)螺旋(5)，在蒸汽泡造成的不穩(wěn)定汽液兩相流的作用下，產(chǎn)生行程大于自身一個(gè)螺距的往復(fù)運(yùn)動(dòng)和徑向振動(dòng)，自動(dòng)清洗管內(nèi)壁的污垢，又強(qiáng)化對(duì)流傳熱；軟彈簧(7)的彈性系數(shù)在6-15 (N/m)的范圍；波動(dòng)往復(fù)螺旋(5)的固定方式是下端先與軟彈簧(7)連接，通過軟彈簧(7)固定到組裝板⑶上:組裝板⑶通過固定桿焊接在自然循環(huán)管(13)內(nèi)壁上，方便波動(dòng)往復(fù)螺旋(5)和軟彈簧(7)的安裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的波動(dòng)流往復(fù)螺旋振動(dòng)清洗式自然循環(huán)蒸發(fā)器，其特征在于:波動(dòng)往復(fù)螺旋(5)的鋼絲直徑在1.0~3.0mm范圍，波動(dòng)往復(fù)螺旋(5)的外徑比加熱管(6)內(nèi)徑小3~10mm，波動(dòng)往復(fù)螺旋(5)的螺距為加熱管(6)內(nèi)徑的(0.40~1.20)倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的波動(dòng)流往復(fù)螺旋振動(dòng)清洗式自然循環(huán)蒸發(fā)器，其特征在于:波動(dòng)往復(fù)螺旋(5)的上端連接強(qiáng)化球(3)，來增大波動(dòng)往復(fù)螺旋(5)的軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)行程，又方便波動(dòng)往復(fù)螺旋(5)的安裝；強(qiáng)化球(3)的材質(zhì)為木材、或者塑料和橡膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的波動(dòng)流往復(fù)螺旋振動(dòng)清洗式自然循環(huán)蒸發(fā)器，其特征在于:加熱管(6)出口端設(shè)計(jì)有護(hù)套(15)，避免波動(dòng)往復(fù)螺旋(5)的尾部劇烈擺動(dòng)對(duì)管內(nèi)壁表面的損傷；護(hù)套(15)設(shè)計(jì)有3條以上的支托筋(16)，支托筋(16)的高度大于加熱管(6)內(nèi)徑的0.25 倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 的波動(dòng)流往復(fù)螺旋振動(dòng)清洗式自然循環(huán)蒸發(fā)器，其特征在于:軟彈簧(7)的固定方式是先穿過組裝板(8)的小孔，再纏繞固定在分組鋼絲(9)上，并且每根分組鋼絲(9)上至少纏繞固定兩個(gè)軟彈簧(7)。
【文檔編號(hào)】F28G13/00GK103712516SQ201210374812
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2012年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月8日
【發(fā)明者】俞天翔, 俞秀民, 俞天蘭, 彭德其, 吳金香 申請(qǐng)人:俞天翔