[发明专利]相间叶片自振荡转子

说明书

技术领域

本发明涉及一种管壳式换热器设备中换热管内的强化传热以及防垢清垢的内插元件，尤其涉及一种以换热管管内液体提供动力的，起到强化传热以及防垢除垢作用的相间叶片自振荡转子。

技术背景

管壳式换热器作为石油、化工、火电、核电、冶金、轻工、航空器件和船舶车辆等众多领域中应用最为广泛的热交换设备，但是管壳式换热器的换热效率不高，以及换热管中普遍存在结垢问题，导致了管壳式换热器不能充分地进行有效的换热。污垢不但能够增加热阻，降低传热效率，还会增加管道的流动阻力，有时甚至会出现堵管等现象，严重地影响了设备运行安全，产生重大能源浪费。换热管污垢会造成传热恶化，流通面积降低，流通阻力增大，增加初始投资，严重的还会出现垢下腐蚀，对设备的安全造成很大的威胁。现在对污垢的处理方法是进行停机清洗，采用高压水枪清洗或者酸洗等清洗方式，不但造成人力物力的浪费，清洗的废水还会造成环境的污染，并且停机清洗还影响了工厂的连续生产，降低了生产效率。人们一直试图发明一种在线清洗技术，其中之一就是利用流体推动螺旋纽带旋转来实现在线自动除垢的方法，例如中国专利名称为“双扰流螺旋式强化换热及自动除垢装置(CN1424554)”，但是由于螺旋纽带为一条整带，换热管在经过加工安装后不够顺直，螺旋纽带与换热管内壁之间会产生不均匀的缝隙，这样纽带的除垢作用小而不均匀，除垢效果不理想。之后中国专利号为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；转子的外表面有螺旋棱，转子上有中心孔；支撑架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。但是该转子为单一旋向螺旋形，虽然对换热管内液体的传热起到一定的强化作用，但是强化传热效果受到一定的限制；转子采用扰流冲击管壁的方式进行防垢，只是对延缓结垢有一定的效果，但是其不能清垢，并且转子在液体的推动下运转速度较快，不能够精确地控制转子转动的速度。

发明内容

本发明的目的是为解决上述问题而设计了一种增强换热效率、以及防垢除垢的新型转子。新型转子由左右旋叶片相间转子跟螺旋弹簧组成，左右旋叶片相间转子的叶片由左旋叶片以及右旋叶片相间组成，运转时相间叶片能增强流体的扰动，起到强化传热的作用，并且扰动的流体对换热管管壁的污垢进行冲击，起到防垢除垢的作用。螺旋弹簧包覆在转子外侧，与转子叶片相连接，在运行时，当流体波动时，螺旋弹簧会前后振动，振动的弹簧打破边界层，起到强化传热的作用，并且弹簧的振动会与换热管壁发生一定的摩擦，能起到换热管防止除垢的作用。