專利名稱：一種傳熱管內旋轉清洗元件的軸向定位裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種傳熱管內旋轉清洗元件的軸向定位裝置。它適用于在線旋轉清洗的各種列管式傳熱設備，如換熱器、冷凝器、蒸發器等。
背景技術：
美國專利US 4174750和中國專利文獻CN2214239Y都公開了一種傳熱管內的清洗裝置，它包括傳熱管、管內旋轉清洗元件、旋轉清洗元件在傳熱管的進液端的固定裝置。旋轉清洗元件在管內傳熱流體的帶動下自轉，刮掃管內壁的污垢，具有在線、自動、連續清洗防垢的功能；由于旋轉清洗元件的導流作用使液體作螺旋線流動，又對管內流體流動的擾動作用，使管內的對流傳熱得到強化。但是，旋轉清洗元件的管口固定裝置在結構上存在這樣的缺陷沒有對流體入口流向進行必要的導向，入流液體與旋轉清洗元件接觸前，會在傳熱管入口處產生不同程度的旋流，并且按照阻力最小原理旋流方向必定與旋轉清洗元件的螺旋方向相同。由質點系動量矩定理可知，其結果必然是導致旋轉清洗元件的自轉力矩減少，使該技術在流速不高、或污垢清洗阻力比較大的工況下的難以應用。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是已有管口固定裝置沒有對入流液體導向引發的旋轉清洗元件動力矩減弱問題，提出一種傳熱管內旋轉清洗元件的軸向定位裝置，能夠導向形成反向旋流進口來增強旋轉清洗元件的工作力矩，以便自動旋轉式清洗防垢技術能夠廣泛地應用于較低流速、或污垢清洗阻力較大的傳熱設備。
本發明專利的目的是通過以下技術方案實現的一種傳熱管內旋轉清洗元件的軸向定位裝置，它有軸承座、軸承體和磨頭組成的滑動軸承、轉軸。軸承座固定在傳熱管的進口端，軸承座上設計有導流片和附壁筒。導流片的數量為1-6，導流片的螺旋方向與清洗元件的旋轉方向相同。軸承座可以配帶調節傳熱管進液量大小的調節盤。轉軸尾部與旋轉清洗元件連接，轉軸的頭部為螺紋結構與磨頭連接，螺紋的方向與清洗元件的旋轉方向相反。轉軸由軸承體軸向固定，軸承體組裝在軸承座上。軸承體可以是分體式結構，也可以是與軸承座一體結構。
傳熱設備運行時，傳熱管內的工作液體經過由軸承座的附壁筒、導流片、傳熱管壁共同構成的螺旋流道入流后直接沖推旋轉清洗元件時，不僅流速成倍加快，而且螺旋流動的平均旋流半徑也顯著增大，形成比較大的入口沖推力矩，與旋轉清洗元件原有的自轉力矩同向疊加，使旋轉清洗元件的工作力矩比原先增大兩倍多，從而清洗元件自轉要求的管內流速下限值下降60％以上，達到使自轉清洗技術能夠在低流速、或污垢清洗阻力比較大的工況下廣泛應用的目的。
圖1是本發明的管口軸向定位裝置的結構示意圖。
圖2是本發明的具有調節均布功能的管口軸承座結構示意圖。
圖3是本發明的調節盤結構示意圖。
圖4是本發明的一體式軸承座結構示意圖。
圖中1.磨頭 2.軸承體 3.軸承座 4.導流片 5附壁筒 6.轉軸 7.傳熱管 8.自轉清洗元件 9.軸承座進液孔 10.定位卡 11.調節盤 12調節盤進液孔 13.定位口具體實施方式
以下結合
本發明專利的具體實施方案本發明的傳熱管內旋轉清洗元件的軸向定位裝置見圖1，軸承座3安裝在傳熱管7的入口端，軸承座3上設置有螺旋形的導流片4和附壁筒5。
導流片4的螺旋方向與旋轉清洗元件8的旋轉方向相同(與旋轉清洗元件8的螺旋方向則相反)。導流片4的螺旋角α在20°∽60°的范圍，優選方案是管內流速愈低螺旋角取值愈小，經螺旋導流片4出來的流速就增加得愈大。導流片4的數量為1-6，優選方案是傳熱管7的管徑愈大片數也愈大。
軸承座3的附壁筒5的外徑d與傳熱管7的內徑D的比值d/D在0.2∽0.8范圍，其作用是通過增大入流液體的旋流半徑、減少入口流道面積提高流速，增大對旋轉清洗元件8的入口沖推動力矩。
轉軸6的尾部為彎鉤形與旋轉清洗元件8連接，頭部為螺紋與磨頭1連接。轉軸6的螺紋方向與旋轉清洗元件的旋轉方向同向(與旋轉清洗元件8的螺旋方向則相反)，以便利用磨頭1受到的摩擦力矩始終保持自緊防止松動脫落。
設備運行時，進口液體在螺旋形導流片4的作用下形成旋流，在傳熱管7入口處直接沖推旋轉清洗元件8旋轉，以此成倍增大旋轉清洗元件8的工作力矩。并且在立式膜狀流的工況下，附壁筒5的另一作用是可以使進口的液體都能夠很好地限制在傳熱管7與附壁筒5之間的環形間隙流道內呈螺旋線膜狀向下流動，避免部分液體直接在傳熱管7的中心區下流，減少這種沒有與傳熱管7的管壁接觸的無效流量，提高傳熱效果。
配帶進液量調節盤11的軸承座3(見圖2和圖3)。通過改變進液量調節盤11的進液孔12和軸承座3的進液孔9之間相對位置的不同偶合，來調節傳熱管7的進液量大小，以此提高傳熱設備各傳熱管7進液量的均勻性。依靠進液量調節盤11上面的定位口13和軸承座3上面的定位卡10的組裝配合，防止進液量調節盤11在運行過程中受液體的沖刷松動而逐漸改變相對位置，使調節好的均勻狀況能夠在運行過程中得到長期保持。
軸承體2可以與軸承座3一體式結構(見圖4)，也可以是分體式結構(見圖1)。前者一般在小直徑傳熱管應用，后者便于軸承體2采用比軸承座3更耐磨、摩擦系數更低、耐熱性能更好的材料。
權利要求
1.一種傳熱管內旋轉清洗元件的軸向定位裝置，有軸承座(3)、軸承體(2)和磨頭(1)組成的滑動軸承以及轉軸(6)。其特征在于軸承座(3)固定在傳熱管(7)的進口端，軸承座(3)上設計有導流片(4)和附壁筒(5)導流片(4)的數量為1-6。
2.根據權利要求1所述的傳熱管內旋轉清洗元件的軸向定位裝置，其特征在于軸承座(3)可以與軸承體(2)一體結構，也可以是分體式結構。
3.根據權利要求1所述的傳熱管內旋轉清洗元件的軸向定位裝置，其特征在于轉軸(6)的尾部與旋轉清洗元件(8)連接，轉軸(6)的頭部與磨頭(1)螺紋連接，螺紋的方向必須與旋轉轉清洗元件(8)的旋轉方向相反，轉軸(6)由軸承體(2)軸向固定，軸承體(2)組裝在軸承座(3)上。
4.根據權利要求1所述的傳熱管內旋轉清洗元件的軸向定位裝置，其特征在于軸承座(3)配帶有調節傳熱管進液量大小的調節盤(11)，可以通過改變調節盤(11)的進液孔(12)和軸承座(3)的進液孔(9)之間相對位置的不同偶合，來調節該傳熱管(7)的進液量大小，提高傳熱設備各傳熱管(7)進液量多少的均勻性，并且依靠調節盤11上的定位口13和軸承座3上的定位卡10防止運行過程中的沖刷松動保持長期不變。
全文摘要
一種傳熱管內旋轉清洗元件的軸向定位裝置，設置在軸承座上的導流片和附壁筒與傳熱管壁構成螺旋流道，進入管內的傳熱流體經過這個螺旋流道時形成有較大半徑的快速旋流，直接沖推旋轉式清洗元件產生一個較大的動力矩，與清洗元件原有的自轉力矩同向疊加，可以使工作力矩比原先增大兩倍多，使帶動清洗元件自轉需要的管內流速降低60％以上，從而使自轉式清洗防垢技術能夠廣泛地應用于低流速的各種列管式傳熱設備。這種管口固定裝置還配套有調節盤，可以用來提高各傳熱管進液量多少的均勻性，提高傳熱效率，阻力又不大，因此應用范圍相當廣泛。
文檔編號F28G3/00GK1482432SQ0213960
公開日2004年3月17日 申請日期2002年9月13日 優先權日2002年9月13日
發明者蔣少青, 俞秀民, 俞天蘭, 彭德其, 支校衡, 吳金香, 金俊杰 申請人:株洲工學院帥科機械清洗研究所