绕丝螺旋波纹换热管制造技术

绕丝螺旋波纹换热管是由螺旋薄壁波纹基管１、端部套管２、缠绕金属丝３和固定挡套４组成。其优点是绕丝螺旋波纹换热管同时具有旋流扰动强化、横向扰流强化和扩展表面强化等作用，属于管内外同时强化的双面强化换热管，强化传热效果显著。此外，绕丝螺旋波纹换热管还具有承压高、管内流阻小、管壁导热热阻小、热应力小和自除垢或防结垢等特点，制造工艺简便，应用范围广泛。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于传热过程的高效换热元件，特别是通过管内胀接使基管与管外缠绕金属丝贴合并在管壁产生螺旋波纹的双面高效换热管。薄壁波纹/波节换热管由于其横向扰流强化和扩展表面强化等作用，具有较好的强化传热效果。同时，由于其薄壁波纹优良的可伸缩性，薄壁波纹/波节换热管还具有热应力小和自除垢或防结垢等特点。薄壁波纹/波节换热管已在供热、热电等行业中得到推广，主要用于水—水、水—汽等介质的换热，但其阻力降过大、承压低以及安全性等问题，障碍了其在具有巨大市场的炼油、化工等行业中的应用。螺旋扭曲椭型截面换热管具有较强的旋流扰动强化传热作用，特别是对于难于传热的粘性介质(如油类)等的换热具有突出的强化传热效果和小阻力降等特点，但由于与薄壁管比较其管壁较厚(常规换热管壁厚)，在管内外换热系数较大(如水—水换热等)的场合下，其管壁导热热阻较大，强化效果不如薄壁波纹/波节换热管显著。薄壁螺旋波纹(波节)换热管由于其薄壁波纹和强制旋流的特点，同时具有薄壁波纹/波节换热管和螺旋扭曲椭型截面换热管所具有的综合优良特性。但在非圆截面条件下，薄壁管的承压能力将进一步明显降低。因此，无加强等措施的薄壁波纹/波节换热管，特别是具有优良旋流特性的多头螺旋波纹换热管，由于承压能力较低的缘故，其实际应用价值十分有限。本专利技术的目的是提供一种管外绕丝的螺旋波纹换热管，是现有薄壁螺旋波纹/波节换热管的改进，既通过在管外绕丝等措施提高其承压能力，拓宽了其应用范围，并简化了制造工艺，提高了加工效率。本专利技术的目的是这样实现的(1)将一定规格的金属丝按一定的节距缠绕在或将弹簧状金属丝套在具有良好塑性薄壁金属基管上，将基管通过胀接使其在与管外缠绕金属丝紧密贴合的同时，在基管管壁上产生螺旋波纹。由于管外的缠绕金属丝的作用，薄壁螺旋波纹换热管的承压能力得到提高，其承压能力一般高于同规格的薄壁波纹/波节换热管。(2)为了减少由于管外缠绕金属丝的部分松动或损坏以及管间支撑折流件对薄壁管的磕碰而引起薄壁螺旋波纹换热管的失效，在薄壁基管外还每按一定的距离套装一套管(固定挡套)，以提高其可靠性。固定挡套通过胀接等方法与缠绕金属丝、薄壁基管相连接。(3)为了保证薄壁金属基管与管板的连接强度，在基管两端各套装一套管，并通过胀接、胀接+焊接等方法，使其接合牢靠紧密。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点。(1)绕丝螺旋波纹换热管由于管外采用缠绕金属丝等措施，与薄壁波纹/波节换热管相比较，使其具有更高的承压能力和安全可靠性，应用更加广泛。(2)绕丝螺旋波纹换热管可通过管内挤胀和管外的缠绕金属丝的限位作用等形成螺旋波纹，与薄壁波纹/波节换热管的成型需要复杂的模具和较准确的定位相比较，其制造工艺更简便，效率更高。(3)绕丝螺旋波纹换热管由于其较强的管内旋转扰动，与波纹/波节换热管相比，因而具有更好的强化传热效果，且管内流阻较小。本专利技术的具体结构由以下的实施例及其附图给出。附图说明图1是绕丝螺旋波纹换热管的结构示意图。图中，1为螺旋薄壁波纹基管，2为端部套管，3为缠绕金属丝，4为固定挡套。见图1，本专利技术的具体结构可进一步说明如下绕丝螺旋波纹换热管的螺旋波纹的头数(也即管外缠绕金属丝的头数)可以为单头也可以为多头，可以为单旋向(左或右)也可以为双旋向(左和右)，推荐选用头数为2-4头的单旋向螺旋波纹。绕丝紧贴螺旋波纹外壁的凹槽中，承受部分工作应力，以提高螺旋波纹换热管的承压能力。绕丝螺旋波纹换热管的波纹可以为三角形、矩形、梯形、圆弧形、弧线形和渐缩渐放的其它截面形状，推荐选用圆弧形或弧线形。固定挡套的主要作用是固定缠绕金属丝和防止管间支撑折流件对薄壁管的磕碰而引起薄壁螺旋波纹换热管的失效。固定挡套的间距可根据需要确定，一般为换热器管束的折流板/杆间距。固定挡套可以为波纹壁面也可以为光滑壁面。端部套管与管板相连接的两端为圆形光滑截面，端部套管可通过胀接(包括翻边胀接)、胀接+焊接或焊接与基管相连接。端部套管与基管的连接方式建议使用胀接或胀接+焊接方式。端部套管可根据换热管与管板连接的方式和要求进行取舍。权利要求1.绕丝螺旋波纹换热管是由螺旋薄壁波纹基管1、端部套管2、缠绕金属丝3和固定挡套4组成，其特征在于薄壁基管通过胀接产生塑性变形而与管外缠绕金属丝贴合，并在基管壁面上形成螺旋波纹。2.根据权利要求1所述绕丝螺旋波纹换热管，其特征在于薄壁基管的波纹可以为三角形、矩形、梯形、圆弧形、弧线形和渐缩渐放的其它截面形状，推荐选用圆弧形或弧线形。3.根据权利要求1所述绕丝螺旋波纹换热管，其特征在于薄壁基管的螺旋波纹的头数可以为单头也可以为多头，可以为单旋向也可以为双旋向，推荐选用头数为2-4头的单旋向螺旋波纹。4.根据权利要求1所述绕丝螺旋波纹换热管，其特征在于薄壁基管的管外绕丝紧贴螺旋波纹外壁的凹槽中，承受部分工作应力，以提高螺旋波纹换热管的承压能力。5.根据权利要求1所述绕丝螺旋波纹换热管，其特征在于固定挡套可以为波纹壁面也可以为光滑壁面；固定挡套的间距可根据需要确定，一般为换热器管束的支撑折流件间距。6.根据权利要求1所述绕丝螺旋波纹换热管，其特征在于端部套管可根据需要取舍。全文摘要绕丝螺旋波纹换热管是由螺旋薄壁波纹基管1、端部套管2、缠绕金属丝3和固定挡套4组成。其优点是绕丝螺旋波纹换热管同时具有旋流扰动强化、横向扰流强化和扩展表面强化等作用,属于管内外同时强化的双面强化换热管,强化传热效果显著。此外,绕丝螺旋波纹换热管还具有承压高、管内流阻小、管壁导热热阻小、热应力小和自除垢或防结垢等特点,制造工艺简便,应用范围广泛。文档编号F28F1/08GK1343866SQ00124550公开日2002年4月10日 申请日期2000年9月20日 优先权日2000年9月20日专利技术者孟继安 申请人:孟继安本文档来自技高网...

【技术保护点】
绕丝螺旋波纹换热管是由螺旋薄壁波纹基管１、端部套管２、缠绕金属丝３和固定挡套４组成，其特征在于薄壁基管通过胀接产生塑性变形而与管外缠绕金属丝贴合，并在基管壁面上形成螺旋波纹。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孟继安，
申请(专利权)人：孟继安，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]