[发明专利]管内自清洁强化传热装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于管壳式换热设备传热管内强化传热与自清洁的装置，该装置能够广泛应用于热力发电、石油化工、食品、制药、轻工、冶金、船舶等行业的管壳式换热设备与反应设备上，尤其是以传热管内流体做动力的能够进行强化传热与在线清洗的管内自清洁强化传热装置。

背景技术

管壳式换热器的传热管内壁在使用一段时间后容易结垢，而结垢会导致传热效率下降、流体流动阻力增大，从而增加了企业能源费用和生产成本，更为严重的是结垢还会形成垢下腐蚀，造成安全隐患，缩短了传热设备的使用寿命。而停产清洗将会影响生产的正常进行，从而降低生产效率。

在现有的强化传热与在线清洗方法中，螺旋扭带法是以流体动能为驱动力使扭带旋转而达到在线清洗与强化传热的目的。在专利号为ZL 95236063.2的中国实用新型专利中公开了一种传热管内除垢防垢的清洗装置，该装置由传热管内装设的螺旋扭曲带构成，扭曲带的径向尺寸小于传热管的内径，在传热管介质进口端装有轴向固定架，其中部有流孔，轴向固定架的头部有一个轴孔，轴孔内装销轴，销轴的尾部与扭曲带连接。公开号CN 1424554的中国专利申请公开了一种双扰流螺旋式强化换热及自动除垢装置，该装置除了设有螺旋扭带、固定架之外，螺旋扭带设置在螺旋管内，靠通过螺旋管内的流体流动带动螺旋扭带转动。

上述前两种专利提到的装置具有一定的强化传热效果和在线清洗能力，在特定领域得到工业应用。但由于该两种自清洁强化传热装置的螺旋扭带的长度与传热管大体相等，为一体式内插件，在使用过程中扭带局部卡死将会导致整根扭带不能顺利转动，并且其动力矩不足。此外，两种装置均采用一端与固定架相连接，一端自由摆动的方式。虽然扭带外径小于传热管内径，但是由于整条螺旋扭带径向摆动幅度不同，将导致螺旋扭带清除污垢不均匀以及刮擦传热管管壁等问题。此类装置自身结构特点决定了只能在高流速、短管程的换热场合应用。

为解决上述问题，本发明人曾提出了一种转子式自清洁强化传热装置(公开号CN 2833494)，该装置由转子、固定架、钢丝及支撑管组成，固定架安装在传热管两端，钢丝通过固定架轴孔，使转子沿传热管轴线排列，转子在流体冲击下做旋转运动，从而达到强化传热与在线清洗的目的。该技术能够有效均匀清理污垢并且对管壁无任何磨损，具有应用范围广、适应能力强等特点，但是转子与转子之间存在相互干涉、相互摩擦等问题，导致传热管内的转子转速不均匀，更为严重的会导致传热管出口处转子停止转动，丧失其强化传热与自清洁的功能。并且，转子转速的不同也导致转子与转子之间磨损严重，缩短了转子的使用寿命。另外，钢丝与固定架缠绕联接也给现场安装带来了不便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种管内自清洁强化传热装置，有效解决现有传热管内强化传热与在线自清洁技术的动力不足、现场安装不便以及转动件间相互磨损和干涉等问题，以便延长转动件的使用寿命，增强其强化传热与自清洁效果，拓宽在线自动清洗与强化传热技术的应用范围。

本发明采用的技术方案如下：一种管内自清洁强化传热装置，其包括有多个设置在传热管内的转动件，在传热管两端部设有固定架，在该固定架上固定支撑有穿过所述传热管的支撑轴，所述多个转动件具有供支撑轴穿过的中心孔，该中心孔的孔径略大于支撑轴的轴径，从而该多个转动件可转动地支撑于该支撑轴上，并且至少在一对相邻的转动件之间设有将该对转动件的相邻端部隔开的限位件，该限位件固定于支撑轴上，由该限位件将所述多个转动件分隔成二组或二组以上的转动件组。

在本发明中，在所述转动件与固定架之间也可设有限位件。

在本发明中，在一个所述的转动件组中可仅具有一个转动件，也可具有两个或者两个以上的转动件。

在本发明中，所述限位件的一端部和与该端部相邻的转动件之间设有凸凹配合结构。

在本发明中，所述的凸凹配合结构包括形成在限位件和转动件其中一方上的凸起部和形成在另一方上的与该凸起部配合的凹槽。

在具有两个或者两个以上转动件的转动件组中，相邻的转动件的两相邻端面之间设有相配合的凸凹配合结构。在该例子中，所述的相邻转动件的两相邻端面上分别设有突出于端面且径向尺寸小于端面径向尺寸的连接部，所述的凸凹配合结构形成于该两突出的连接部上，从而在该凸凹配合结构相配合时，通过该两连接部将两相邻端面分隔开，从而消除了相邻转动件的端面间的摩擦干扰。

在本发明中，所述的两相邻转动件之间的凸凹配合结构可包括形成在两相邻转动件其中一方上的凸起部和形成在另一方上的与该凸起部配合的凹槽。