[发明专利]换热管内多孔组合式挂件

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于管壳式换热器、热交换反应器等设备中换热管内强化传热和防污除污的内插元件的支撑元件。

背景技术

二十一世纪随着社会的不断进步，当今社会节能减排是一项全世界都非常重视的关键技术，尤其是在石油、化工、火电、核电、冶金、轻工、航空器件和船舶车辆等众多领域都要应用到许多的换热器，其中应用最为广泛的是管壳式换热器，但在这些换热管中内壁普遍存在层积污垢，导致流体在管道中输送阻力增加，严重时会堵塞管道，同时传热性能大为下降；换热管内污垢会严重降低传热效率而引起重大能源浪费，与此同时污垢一般具有腐蚀性，管壁会因此腐蚀，泄露流体造成重大安全隐患。

在上述问题上，传统上的处理办法就是被迫采取停产请专业清洗人员进行清洗，这样不仅耽搁了工厂的生产进度，同时还需要支付昂贵的清洗费用；为了更好地解决这个问题，人们一直研究采用不停产的在线自动强化传热和除垢防垢的各种办法和装置。中国专利号为ZL200520127121.9公开了发明名称为“转子式自清洁强化传热装置”的专利申请，此装置是由固定架、转子、柔性轴和支撑管构成，两固定架分别固定在换热管的两端；转子的外表有螺旋棱，转子上有中心孔；支撑管设在转子与固定架之间，柔性轴穿过转子的中心孔和支撑管固定在两固定架上。该装置具有在线自动防垢除垢和强化传热的功能，流体在传热管内顺流或者逆流的情况下，均有防垢除垢和强化传热的作用。但是缺点是在一定流体通过时，转子的旋转速度是由螺棱的螺旋升角所决定的，在螺棱导程小时转子的旋转速度快，扰流作用显著，但对流体的阻力随之增加；为解决此问题，中国专利申请号200620172805.5的发明名称为“传热管内自清洁强化传热的低流阻转子”，该装置是由转子、挂件和连接轴线构成，挂件是固定在传热管两端，连接轴线的两端分别固定在挂件上，多个转子穿装在连接轴线上，转子是由空心轴和叶片构成，每个叶片与空心轴成同样的倾斜状，相邻叶片首尾相接。这种新型的节能减排产品，经过工业检验和应用，都达到了较好的强化传热和防垢除垢效果。换热管在换热器中的排布是有一定的距离，换热管外表面之间的空间是壳层流体空间，安装在换热管端部的挂件会减小流体流入的流量，其次是换热管由于在安装和使用过程中会发生形变，由圆形变成椭圆形或其他形状，导致在安装挂件时会比较费劲和耽误时间。以前挂件都是单个生产加工的，加工效率低，一个挂件只能安装在一个换热管内，安装时挂件的数量比较多，安装效率也较低。

发明内容

本发明的目的是设计一种新结构用于换热管端部转轴的固定，换热管内多孔组合式挂件能够有利于加快挂件安装的效率，加强挂件在换热管上的稳定性，充分利用换热管端部的空间，加大换热流体的流入量，提高换热器的换热效率，利用好更多的换热介质流体加强换热，节省能源，具有强化传热和防垢除垢的功能。

本发明为达到上述目的采用的技术方案是：换热管内多孔组合式挂件，主要包括伸出端、支撑台、连接杆和空心轴，每个支撑台与一个换热管端部相对应，支撑台上设置有伸出端，伸出端深入到换热管内，每个支撑台上设置有一个或者一个以上的伸出端，伸出端外表面与换热管内表面相配合，利用伸出端与换热管内壁的配合来固定挂件，连接杆固定于支撑台和空心轴之间，连接杆之间的空间用于流体介质流入换热管内，连接杆用于空心轴的稳固支撑，通常每个支撑台上设置有三个或三个以上的连接杆，支撑台的外径大于或等于换热管的外径，支撑台的内径小于换热管的内径，支撑台内、外径形成的平台支撑在换热管端部，支撑台的数量为两个或两个以上，因而可以同时固定在两个或者两个以上的换热管上，提高了安装的效率，在同等换热管数量时，需要的挂件数量减少，因而生产的挂件个数减少，提高挂件的生产效率，换热器上的换热管之间有一定的间隔区域，流体通过组合式挂件的导流作用，流入到换热管内，避免了流体直接作用在换热管端部造成较大的动能损失，更大量的流体直接流入到换热管内，提高换热器换热的效率，节省成本。

本发明换热管内多孔组合式挂件的支撑台内表面设置成锥形或者弧形结构，支撑台内径直径在流体流入方向的内径较大于流体出口的支撑台内径，对流体流入到换热管内有导流作用，减少流体直接与换热管端部碰撞造成的动能损失，提高换热效果。

本发明换热管内多孔组合式挂件的支撑台内表面可以设置有螺旋槽，螺旋槽的截面形状可以是圆弧形或者是多边形结构，有利于流体沿螺旋槽流入到换热管内，螺旋槽对流入流体起到扰流的作用，加大流体的湍流度，具有强化传热和防垢除垢结果。