[实用新型]在线自动除垢扰流管式热交换器

说明书

本实用新型属于热交换和传热设备，特别涉及一种在线自动除垢扰流管式热交换器。该管式热交换器包括管壳式、容积式、套管式、蛇管式、螺纹管式、横纹管式、波纹管式、波节管式、热管式、翅片管式换热器及空冷器。

在热交换器在线清洗的现有技术中，属于振动螺旋除垢清洗技术的主要有固定式、旋转式和穿梭式三种。固定式如中国专利CN 2055925(1990.04.11.)和美国专利US 4583585(1986.04.22.)，其优点是结构简单，成本低，在流体诱导振动下有强化传热作用，但除垢防垢能力不足是其严重缺陷。旋转式如中国专利CN 106787(1988.10.09.)、法国专利FR 013279(1988.10.10.)和法国专利FR 014996(1988.11.18.)，其优点是除垢能力较强，强化传热效率较高，流体阻力较小等：但对流体流速要求严格，推广应用比较困难。穿梭式尚未有专利公开和文献报导，此是现有技术的缺陷。

中国专利CN 2180963Y(1994.10.26.)及中国专利CN2186904Y(1995.01.04.)，其优点是避免了固定式振动螺旋除垢防垢能力不足的缺陷，而集上述专利技术的优点于一身，使之自洁能力更强，传热效果更佳：但其固定支架和限位挡板，增加了管口和管内流阻；中轴钢丝两端的拉振弹簧要求的技术性能很高，难度较大，实属美中不足。

本实用新型的目的在于弥补第一代在线自动除垢扰流管式热交换器专利技术(CN 2180963Y和CN 2186904Y一设计人同属本人)的不足，提供一种经过改进的结构更简单、制造更容易、流体阻力更小、除垢扰流能力更强、传热效率更高、使用寿命更长的第二代在线自动除垢扰流管式热交换器，为消除设备污垢瓶颈实现长周期运行提供技术支撑。

本实用新型的目的是这样实现的：在线自动除垢扰流管式热交换器，采用管式热交换器标准结构，换热管采用在线自动除垢扰流式换热管，即在普通换热管的内、外侧分别安插和套装在线自动除垢扰流螺旋弹簧系统；管内螺旋弹簧系统由固定于两端管板上的支架支撑起来的支杆拉撑定位；管束以扰流栅取代传统的折流板，对换热管施行四点限位并支撑整个管束。

换热管内侧安插的螺旋弹簧系统，是由分段设置的多节结构参数相同和变异的转振弹簧组成，一般情况下至少将最后一个管程中的转振弹簧套装于中轴钢丝上，换热管内两端的螺旋弹簧或者中轴钢丝的端圈套装在由固定于两端管板上的支架支撑起来的支杆上，构成一个在管内流体作用下能够全方位转振灵活和梭动自如的简单机械系统。

换热管外侧套装的螺旋弹簧系统，是由分段设置的多节结构参数相同和变异的转振弹簧组成，各节弹簧由扰流栅将它们隔开，构成一个在管外流体作用下能够全方位转振灵活和梭动自如的简单机械系统。

采用上述方案，由于取消了第一代管内螺旋弹簧系统中的中轴钢丝上的限位挡板和各节转振弹簧两端的异径端圈，不仅减少了流体阻力，而且使各节弹簧在管内流体作用下能够转振灵活和梭动自如，从而充分体现了集旋转式和穿梭式振动螺旋弹簧的优点于一身；由于取消了每根换热管两端管口的固定支架，不仅避免了管口阻力的增加，而且避免了管口施焊中出现的诸多困难和难免对弹簧系统造成的伤害；由于取消了中轴钢丝两端的拉振弹簧，不仅使整个弹簧系统结构更加简化，而且避免了该拉振弹簧技术要求较高的制造难度和相对较短的使用寿命。

在线自动除垢扰流管壳式和容积式换热器，在标准结构的壳体内，装有由上述的在线自动除垢扰流式换热管和扰流栅等组成的管束。扰流栅是由园形、方形或螺旋形的杆系组成的栅圈，用以取代折流板，扰流栅每四个为一组，分别从四个方位将换热管固定并支撑管束，构成在线自动除垢扰流管壳式和容积式换热器。

本实用新型的技术原理：在线自动除垢扰流管式热交换器的换热管内插、外套的螺旋弹簧系统，能够在流体流动和该系统所具有特性的共同作用下，使该系统产生持续不断地径向、环向和轴向的振动、旋转及穿梭运动，而对换热管内、外壁进行频繁地接触、刮摩和撞击；同时该系统又反作用于流体，对管内、外流体进行充分地扰动，以及由于该系统的特殊结构和管束的扰流栅取代折流板等，因而产生了一些独到的优越效果，如：

1.自动除垢防垢：已经在管内、外壁形成的污垢，能够在该系统与管壁的频繁摩擦和撞击下逐渐被除掉：尚未来得及扩展和聚结于管壁的污垢，由于该系统对管内、外流体的充分扰动，破坏了污垢生成条件，而有效地抑制了污垢的沉积与形成，实现了在线自动除垢防垢。