[发明专利]一种铁芯塑料螺旋扭带自动清洗机构

说明书

一种铁芯塑料螺旋扭带自动清洗机构，有中孔塑料螺旋扭带、塑料轴承、钢丝钩头轴组成。主要适用于中低流速的卧式换热器管内硬垢的自动清洗和对流传热强化。显著特点是中孔塑料螺旋纽带的横截面积比较大，使换热管内的流速有较大幅度的增大；制造中孔塑料螺旋纽带的塑料选用硬度显著大于被清洗的硬垢，并且密度尽可能大的添加剂，而且在塑料包芯管内填装铁芯加重，生产运行时螺旋片对硬垢有比较大的自重压力。这种自动清洗机构结构简单，制造成本较低，硬垢自动清洗效果好，对流传热强化，能够成倍提高该侧的传热系数。

技术领域

本发明涉及的是换热管内一种铁芯塑料螺旋扭带自动清洗机构。它主要适用于中低流速的卧式换热器(如换热器、冷凝器、变温结晶换热器等)管内硬垢的自动清洗和对流传热强化。例如，石化行业和有机合成工业管外传热系数不是太高的有机产品冷凝器，结晶速度不是太快的变温结晶工艺换热器，管外高温冷却的管内钙镁类硬垢的水冷器。本发明也可以应用于长期运行会结硬垢的输送管道。

背景技术

自转塑料扭带高效传热设备(中国专利ZL95110822.8)，内置异形等间距扭带的管内传热与流动特性对比(热能动力工程,2017,32(2):11-16)，螺旋带装置在300MW机组凝汽器中的研究与应用(沈阳工程学院学报(自然科学版),2015,11(3):236-240)，等文献，报道了这种塑料螺旋扭带已经在许多卧式水冷设备的软水垢自动清洗应用中，取得良好的效果。但是，发现塑料螺旋扭带对于温度较高的水冷器内形成的钙镁类硬垢和浓缩结晶或蒸发结晶的盐类硬垢清洗，基本上无效。例如，天津某化工大厂的列管冷却结晶换热器，曾试用过这类塑料纽带自动清洗技术，塑料螺旋纽带安装好后，投入运行考核，结果不到两天就惨重失败，塑料螺旋纽带全部被结晶盐卡咬住后变成一体化了。被迫立即停车，用热水把盐溶解后，拆除所有塑料螺旋纽带。原因就是塑料螺旋扭带能够比较好地自动清洗表层的软污垢，却不能清洗换热管内的结晶盐垢和紧贴管内壁面的白色钙镁类硬垢。

此外，现有技术的塑料螺旋纽带，对换热管内的流速要求较高，一般需要1.0m/s以上，很多会结晶盐析出的工艺换热器达不到这样的高流速要求，例如蒸发器前的预热器，普遍难以达到，因此工程应用范围受到很大的影响。

发明内容

本发明主要针对现有技术的塑料螺旋扭带没有自动清洗硬垢能力和流速要求较高的两大问题，提出一种铁芯塑料螺旋扭带自动清洗机构，利用塑料包芯管内填装的铁芯自重，使自动清洗的塑料螺旋片获得对管内硬垢清洗所需的压力，大大增强硬垢自动清洗的能力；同时利用塑料包芯管横截面减少换热管内的实际流通面积，可以大幅度增大液体流速，既能显著强化对流传热，又能够有效地增大自动清洗的动力矩，降低换热管内的流速要求。这种铁芯螺旋扭带自动清洗机构，能够很好地保留了现有自转塑料扭带自动清洗技术结构简单、制造成本低廉的优势，又拓展了中低流速换热管内硬垢自动清洗的新市场。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种铁芯塑料螺旋扭带自动清洗机构，主要针对中低流速的卧式换热器管内硬垢的自动清洗和对流传热强化。这种铁芯塑料螺旋扭带自动清洗机构，主要有中孔塑料螺旋扭带、塑料轴承、钢丝钩头轴组成。中孔塑料螺旋扭带通过钢丝钩头轴，挂到塑料轴承上，塑料轴承安装固定在换热管入口端。

这种铁芯塑料螺旋扭带自动清洗机构，也可以应用于输送管道的自动清洗防堵。不同点只是塑料轴承一般安装固定在输送管道拐弯部位。

中孔塑料螺旋纽带由塑料螺旋片、铁芯、塑料包芯管、锁定钢丝、锁定孔组成。

塑料螺旋片是直接刮洗硬垢的结构部件。塑料螺旋片厚度0.8～3mm，自动清洗硬垢的强度要求愈高，厚度取值愈大；换热管内径愈大，厚度取值也愈大。塑料螺旋片与换热管内壁之间的间隙大小为2～8mm，取值与换热管内径大小、与换热管的长度，均为一致性关系；塑料螺旋片的螺距为换热管内径的2～6倍，换热管内径愈大，倍数取值愈小。