一种三螺自动清洗自然循环蒸发器制造技术

本发明专利技术公开了一种三螺自动清洗自然循环蒸发器，三螺机构由一个钢丝螺和两端的两个塑料螺旋轮相互串联构成，是加热管内污垢的自动清洗机构。位加热管上口的塑料螺旋轮，受蒸发室内剧烈沸腾的浪涌冲压力和加热管口的蒸汽泡与溶液的两相流的冲动力的共同作用下，带动清洗螺旋作上下浮沉、径向振动和自转的复杂运动，实现加热管内壁污垢的自动清洗和加热管内侧的传热强化。由于清洗螺旋的上下浮沉往复和自转的线速度都很低，并且清洗螺旋与加热管内壁之间的正压力近似于零，因此两者之间不会发生相互磨损。这种三螺机构自动清洗自然循环蒸发器，结构简单，可靠性高，适用于自然循环蒸发器加热管自动清洗节能和增产增效。

Three screw automatic cleaning natural circulation evaporator

The invention discloses a three screw automatic cleaning natural circulation evaporator, wherein, the three screw mechanism is composed of a steel wire screw and a pair of plastic spiral wheels at the two ends of the utility model which are mutually connected in series, which is an automatic cleaning mechanism of the dirt in the heating pipe. Plastic spiral wheel heating pipe is the steam boiling evaporation chamber by surge pressure and intense heating pipe and the global solution of two-phase flow impulse under the joint action of cleaning for complex motion driven spiral floating up and down, radial vibration and rotation, to strengthen the implementation of the heating pipe inner wall dirt automatic cleaning and heating the inner side of the heat transfer tube. Because the cleaning spiral floating up and down reciprocating rotation and the line speed is very low, and the cleaning and spiral heating pipe between the inner wall of the pressure is close to zero, so it won't happen between each wear. The utility model has the advantages of simple structure and high reliability, and the utility model is suitable for the natural circulation evaporator heating pipe to clean, save energy, increase production and improve the efficiency of the three screw mechanism.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及自然循环蒸发器的加热管管内污垢的自动清洗、对流传热强化节能；它主要适用于蒸发器加热管内容易生长污垢、尤其是结晶盐垢的蒸发器，也可以用于向上流动的立式列管换热器。
技术介绍
蒸发器和换热器都非常容易结垢，尤其结晶盐溶液换热器和蒸发器，包括高盐废水蒸发器。自然循环蒸发装置，自然循环流速低，加热管内生长结垢，效率更低。因此，大多只好采用高耗能的大功率循环泵来强制循环。例如，一个大型的硝酸盐蒸发器系统，竟然需要配置数千KW的强制循环泵。即使采用如此高能耗的循环泵后，也只是比自然循环蒸发器延长了定期清洗的周期，仍然需要频繁地周期性停车清洗。结晶盐换热器比蒸发器结晶盐垢更严重，例如，联碱生产工艺的外冷器需要每班停车清洗。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述技术问题提出一种三螺机构作为加热管内污垢的自动清洗机构和对流传热强化元件；其原理是：利用蒸发器加热管内沸腾状态时，管口流速大小的强烈波动、甚至达到倍数脉动，驱动加热管口的塑料螺旋轮、再带动三螺机构的清洗螺旋一起，进行每分钟十次左右的上下80mm左右的往复运动和慢速自转，同时发生每分钟数百次的径向振动，以此实现自动清洗和管内侧传热强化，免除周期性停车自动清洗，显著地提高产能，显著降低蒸发器的电耗和蒸汽消耗。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种三螺机构自动清洗自然循环蒸发器，主要部件有蒸发室、三螺机构、加热管、塑料螺旋轮、清洗螺旋、限位筛网。三螺机构是自然循环蒸发器加热管内污垢的自动清洗机构。三螺机构由一个清洗螺旋和两端的两个塑料螺旋轮组成。三螺机构的基本结构，是在加热管上口塑料螺旋轮的下短悬挂加热管内的清洗螺旋，清洗螺旋的下端倒挂连接加热管下口的塑料螺旋轮。三螺机构能够在加热管内自由旋转，也能够上下往复运动。塑料螺旋轮的螺旋叶片的外切圆直径D3比加热管内径Di小2～8mm，螺旋叶片的螺旋角α在35°～70°的范围内，按与加热管的传热温差大小为一致性关系的原则选择。螺旋叶片的叶片数为2～4，一般为3片，大直径加热管可以4片。塑料螺旋轮的其中一端设计有3～4个筋板，筋板的外切圆直径D2比加热管内径Di大3～8mm，筋板高度H0要求10mm以上，筋板厚度2mm以上。筋板功能是对三螺机构的往复运动的行程作一定的弹性限制。塑料螺旋轮中心圆柱的直径D为8～18mm，满足刚度即可，选用小直径的为圆棒结构，选用大直径的为圆管结构。螺旋叶片部的轴向总长度H4为80～220mm，取值与自动清洗能力要求的高低有一致性关系；其中的H1为往复行程中无软弹簧压缩抗力的自由上升段，作用使三螺机构容易回升；H2为往复行程中受软弹簧压缩阻力的“软着陆”减速段，作用是行程后期提供减速抗力有助软着陆，也是为回程下降储备弹性压缩变形能量的蓄能段；H5为软弹簧最大压缩量后的剩余长度；H3为加热管内的留存段，作用是维护往复运动的竖直度，减少塑料螺旋轮上下往复运动时的倾斜度，避免与周边的塑料螺旋轮相互接触卡咬而阻碍自由地上下浮沉的往复运动。塑料螺旋轮的另外一端，设计有安装清洗螺旋的组装孔。加热管上口的塑料螺旋轮作为清洗螺旋自动清洗的动力头。自然循环蒸发器运行时，蒸发室内剧烈沸腾，蒸汽泡与溶液的两相流对塑料螺旋轮运动到加热管口外的部分的浪涌冲压力，其大小和方向都是多变的。加热管内的沸腾状态，加热管口的蒸汽泡与溶液的两相流的流速的高低和密度大小，也存在不稳定的、大幅度的剧烈波动，对还在加热管内的塑料螺旋轮部分的冲动力的大小自然跟随大幅度的波动。塑料螺旋轮在这两种力的共同作用下，带动清洗螺旋作上下浮沉、径向振动和自转的复杂运动，实现加热管内壁污垢的自动清洗和加热管内侧的传热强化。加热管下口的塑料螺旋轮的作用有三，一是对清洗螺旋向上运动行程的限位，二是给软弹簧提供组装定位的部位，三是管口段的自动清洗。由于清洗螺旋结构是一个大螺距的钢丝圆柱弹簧，自身就是一个弹性零件。因此，在加热管上下两端管口的塑料螺旋轮的筋板，对三螺机构的上下往复运动的行程大小的限制，是非刚性的、有一定弹性的。限位筛网安装在与管板之间的距离60～180mm处，取值与自动清洗能力要求的高低有一致性关系。限位筛网选用2～5目。限位筛网的作用有两方面，其一是刚性限位，为三螺机构往复运动的上下死点的刚性约束；其二是个可靠性机构，当个别塑料螺旋轮与清洗螺旋之间出现脱钩现象时，能够防止它跑到加热管口外面来影响周边塑料螺旋轮的自由运动。清洗螺旋的外径为加热管内径的0.65～0.90倍，螺距为加热管内径的0.75～2.0倍，长度比加热管短100～300mm。清洗螺旋的两端均采用弯钩结构，便于与塑料螺旋轮连接安装。清洗螺旋采用弹簧钢丝或弹簧钛丝制造，钢丝直径1.5～3.0mm。软弹簧套装在加热管下管口塑料螺旋轮的螺旋叶片的外面、筋板的上方。软弹簧的刚度远低于清洗螺旋，只有后者的1/2～1/4。采用直径0.5～1.5mm的钢丝制造。面向管板端的最末圈的钢丝外面最好采用塑料套管进行保护。清洗螺旋的径向振动频率是每分钟数百次，而上下浮沉和自转都只是每分钟数次到十多次。因此，清洗螺旋相对于加热管内壁表面的上下浮沉和自转运动都是跳跃式的振动移动，而不是贴面滑动；径向振动对加热管内壁的碰撞接触力又很轻微。所以，清洗螺旋只能够对加热管内壁污垢实现有效的自动清洗，却不会发生相互磨损。附图说明图1是本专利技术专利的一种三螺自动清洗自然循环蒸发器的方案总图；图2是加热管内三螺机构的放大图。图中的1蒸发室2限位筛网3三螺机构4塑料螺旋轮5清洗螺旋6加热管7自然循环管8加热室9底罐10人孔11视镜12筋板13螺旋叶片14中心圆柱15组装孔16管板17塑料套管18软弹簧具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，以下结合附图及实施例，对本专利技术的技术方案进行进一步详细说明，显而易见地，下面描述仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些实施例获得其他的实施例。参照图1、图2，一种三螺自动清洗自然循环蒸发器，主要部件有蒸发室1、三螺机构3、加热管6、塑料螺旋轮4、清洗螺旋5、限位筛网2。三螺机构3是自然循环蒸发器加热管6内污垢的自动清洗机构。三螺机构3由一个清洗螺旋5和两端的两个塑料螺旋轮4组成。三螺机构3的基本结构，是在加热管6上口塑料螺旋轮4的下短悬挂加热管6内的清洗螺旋5，清洗螺旋5的下端倒挂连接加热管6下口的塑料螺旋轮4。三螺机构3能够在加热管6内自由旋转，也能够上下往复运动。塑料螺旋轮4的螺旋叶片13的的外切圆直径D3比加热管6内径Di小1～6mm，螺旋叶片13的叶片数为2～4，一般为3，大直径加热管可以去4；螺旋叶片13的螺旋角α在35°～70°的范围内，按与加热管的传热温差大小为一致性关系的原则选择。螺旋叶片13一般为3片，大直径加热管6可以4片。塑料螺旋轮4的其中一端设计有3～4个筋板12，筋板12的外切圆直径D2比加热管6内径Di大3～8mm，筋板12的高度H0要求10mm以上，筋板12的厚度2mm以上。筋板12的功能是对三螺机构3的往复运动的行程作一定的弹性限制。塑料螺旋轮4的中心圆柱14的直径D为8～18mm，满足刚度即可，选用小直径的为圆棒结构，选用大直径的为圆管结构。螺旋叶片13部的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三螺自动清洗自然循环蒸发器，主要部件有蒸发室(1)、三螺机构(3)、加热管(6)、塑料螺旋轮(4)、清洗螺旋(5)，其特征在于：三螺机构(3)是自然循环蒸发器加热管(6)内污垢的自动清洗机构；三螺机构(3)由一个清洗螺旋(5)和两端串联的两个塑料螺旋轮(4)构成；塑料螺旋轮(4)的螺旋叶片(13)的叶片数为2～4，一般为3；螺旋叶片(13)外切圆直径D3比加热管(6)内径Di小2～8mm；螺旋叶片(13)的螺旋角α在35°～70°的范围，按与加热管的传热温差大小为一致性关系的原则选择；螺旋叶片(13)的轴向总长度H4为80～220mm，取值与自动清洗能力要求的高低有一致性关系；塑料螺旋轮(4)的其中一端设计有3～4个筋板(12)，筋板(12)的外切圆直径D2比加热管(6)内径Di大3～8mm，筋板(12)的高度H0要求10mm以上，筋板(12)的厚度2mm以上；塑料螺旋轮(4)的中心圆柱(14)的直径D为8～18mm，满足刚度即可；软弹簧(18)的刚度远低于清洗螺旋(5)，只有后者的1/2～1/4，套装在加热管(6)下管口的塑料螺旋轮(2)的螺旋叶片(13)的外面、筋板(12)的上方，作用是三螺机构(3)上升后期提供减速压缩抗力，为回程下降储备弹性压缩的变形能，并且有助软着陆。...

【技术特征摘要】
1.一种三螺自动清洗自然循环蒸发器，主要部件有蒸发室(1)、三螺机构(3)、加热管(6)、塑料螺旋轮(4)、清洗螺旋(5)，其特征在于：三螺机构(3)是自然循环蒸发器加热管(6)内污垢的自动清洗机构；三螺机构(3)由一个清洗螺旋(5)和两端串联的两个塑料螺旋轮(4)构成；塑料螺旋轮(4)的螺旋叶片(13)的叶片数为2～4，一般为3；螺旋叶片(13)外切圆直径D3比加热管(6)内径Di小2～8mm；螺旋叶片(13)的螺旋角α在35°～70°的范围，按与加热管的传热温差大小为一致性关系的原则选择；螺旋叶片(13)的轴向总长度H4为80～220mm，取值与自动清洗能力要求的高低有一致性关系；塑料螺旋轮(4)的其中一端设计有3～4个筋板(12)，筋板(12)的外切圆直径D2比加热管(6)内径Di大3～8mm，筋板(12)的高度H0要求10mm以上，筋板(12)的厚度2mm以上；塑料螺旋轮(4)...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞天翔，俞天兰，吴金香，俞秀民，张治坤，冯修燕，彭徳其，蒋少青，刘桂英，
申请(专利权)人：湖南帅科节能环保装备有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43