[发明专利]一种换热管内复合转子

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。

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。之后中国专利号为ZL200520127121. 9，公开了名称为“转子式自清洁强化传热装置”的专利申请，此装置是由挂件、转子、柔性轴和支撑管构成，两挂件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。公布号为CN 102128559的“换热管内低驱动力自清洁与强化传热转子”公开了一种特别适用于管程为粘性流体强化换热的换热管内低驱动力自清洁与强化传热转子。它的叶片根部与空心圆柱的边缘相切，使流体作用在叶片上的作用面积增加。专利号CN 102006594公开了发明名称为“换热管内径向非对称叶片组合式转子”，它由空心轴、主叶片和辅叶片构成，主叶片主要起到破坏换热管内壁的层流层的作用，强化传热和防垢除垢，辅叶片主要是扰动换热管内中心流体的作用。以上转子均是绕换热管中心旋转，因此无法对管内流体进行充分的扰动。

发明内容

本发明的目的是设计一种新结构的转子，采用了复合转子的形式，使其对管内各部分流体均能进行充分的扰动作用。

本发明为达到上述目的采用的技术方案是：一种换热管内复合转子，由主转子和行星转子组成，主转子包括主转子空心轴、驱动杆、行星轴和尾杆四部分，主转子空心轴类似一个圆柱管，其内径略大于转轴的外径，驱动杆和尾杆分别位于主转子空心轴的外径的两端，驱动杆固定主转子空心轴的外径上，尾杆可以从主转子空心轴的外径上取下来，驱动杆和尾杆分别由多个短叶片组成，并且短叶片与转子空心轴的轴线成一角度，驱动杆的短叶片与尾杆的短叶片相互对应，驱动杆的短叶片与尾杆的短叶片间有行星轴，行星转子由行星转子空心轴和叶片组成，行星转子的叶片位于行星转子空心轴的外径上，行星转子的叶片与行星转子空心轴的中心线成一定的角度，将行星转子空心轴套在主转子的行星轴上后，再将尾杆连接到主转子空心轴和行星轴的端部，防止行星转子从行星轴上脱落，行星转子既可以绕主转子空心轴公转、又可以绕行星轴自转，行星转子叶片公转扫过的最大直径小于换热管的内径。复合转子与限位件、挂件穿装在转轴上，挂件固定在换热管的两端，挂件的两端通过限位件进行轴向固定。流体通过推动主转子的驱动杆，使复合转子获得绕换热管中心旋转的角速度，流体通过推动行星转子的叶片，使行星转子绕行星轴自转，从而起到对管内各部分流体进行充分扰动的作用。

本发明一种换热管内复合转子，行星轴可以为两个、三个或四个，以便可以携带相应数目的行星转子，增加流体的扰动效果，提高换热效率。

本发明一种换热管内复合转子，行星转子叶片可以是直面、曲面或直面与曲面的拼装结构，以获得较好的换热效果。

本发明一种换热管内复合转子，行星转子的叶片数目可以是两个、三个或四个，以增加流体的扰动。

本发明一种换热管内复合转子，复合转子的材料可以是高分子材料、高分子复合材料、金属或陶瓷材料。