一种换热管在线清洗除垢元件制造技术

本发明专利技术涉及一种换热管在线清洗除垢元件，其特征在于：它包括一球状元件，所述球状元件具有若干与中心旋转轴线成螺旋或倾斜的流道，所述流道是由螺旋或倾斜的凸起将所述球状元件的球形空间分隔而成；所述球状元件的外径因浸没而产生的改变不大于２％，球状元件的密度因浸没而产生的变化不大于５％，球状元件的密度与输送的流体密度误差不大于１０％。本发明专利技术的清洗除垢元件的最大外轮廓呈球形或椭球形以及近似球形或椭球形，具有与某旋转轴线螺旋或倾斜的流道，流体在其螺旋或倾斜的流道中通过时，使在待清洗除垢的换热管内处于自由状态的球状元件产生快速旋转，因而具有清洗除垢效果好、流动阻力小、不易于堵塞换热管的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种清洗除垢元件，特别是关于一种利用流体运动作动力对换热管进行清洗的换热管在线清洗除垢元件。
技术介绍
管壳式换热器在电力、化工和石油等工业领域被大量而广泛的应用，换热器在运行中绝大部分都有积污和结垢的现象，特别是采用循环水冷却的冷凝器、水冷器等。换热器的积污和结垢导致设备传热系数降低，能耗增大，甚至出现堵管而导致设备无法正常运行；结垢还会形成垢下腐蚀，缩短设备的使用寿命。目前，管壳式换热器换热管内的清洗和除垢方式有在线方式和非在线方式，在线清洗除垢由于不影响生产的正常进行而具有独特的优势。目前换热器管内在线除垢主要有螺旋纽带/片类除垢、往复螺旋弹簧除垢和胶球清洗除垢等方式，但这些除垢方式都存在一定的不足而影响其使用。螺旋纽带/片类除垢和往复螺旋弹簧除垢方式，需要在换热管内挂插除垢物件而影响流道，流动阻力较大，同时使流体中的夹带物易于堵塞换热管。在线胶球清洗技术在电厂凝汽器中应用较为普遍，但目前使用的胶球为多微孔柔软的弹性体结构，在使用过程中胶球的湿态直径和比重难以准确受控，也易于被污泥、污垢和微生物等所附着，造成清洗除垢效果不够理想、收球率低、易于堵管等问题。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种清洗除垢效果好、流动阻力小，不易出现堵管现象的换热管在线清洗除垢元件。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案一种换热管在线清洗除垢元件，其特征在于它包括一球状元件，所述球状元件具有若干与中心旋转轴线成螺旋或倾斜的流道，所述流道是由螺旋或倾斜的凸起将所述球状元件的球形空间分隔而成；所述球状元件的外径因浸没而产生的改变不大于2％，球状元件的密度因浸没而产生的变化不大于5％，球状元件的密度与输送的流体密度误差不大于10％。所述球状元件的最大外轮廓呈球形、椭球形、近似球形和近似椭球形中的一种。所述螺旋或倾斜的凸起为螺旋状或倾斜状叶片、螺旋状或倾斜状肋片、螺旋状排列的毛刷中的至少一种或一种以上的结合。所述凸起的螺旋角或倾斜角为10°～80°，所述流道为左旋或左倾和右旋或右倾中的一种。所述球状元件内设置有调节球状元件密度的调节腔体，所述调节腔体内设置有用于调节球状元件密度的介质。所述最大外轮廓为非光滑表面，所述非光滑表面为微细条状、网状、突起、凹陷中的一种。所述球状元件的材料为非泡沫高分子材料和非泡沫高分子复合材料中的一种。本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点1、由于该清洗除垢元件的最大外轮廓呈球形或椭球形以及近似球形或椭球形，具有与某旋转轴线螺旋或倾斜的流道，流体在其螺旋或倾斜的流道中通过时，使在待清洗除垢的换热管内处于自由状态的球状元件产生快速旋转，因而具有清洗除垢效果好、流动阻力小、不易于堵塞换热管的特点。2、由于该清洗除垢元件的制作材料为非泡沫高分子材料(如塑料、橡胶等)及其复合材料，浸没时结构尺寸稳定，密度可控和稳定，相对于多微孔柔软清洗胶球而言，具有不易于堵塞换热管，不易被磨损、损坏和跑漏球，也不易于被污泥、污垢和微生物等所附着，因而具有更长的寿命。3、由于该清洗除垢元件采用高分子聚合材料制成，具有自润滑，耐腐，耐磨，抗老化特性，在运行时可避免与金属的硬摩擦，保护了金属表面的氧化膜，有效地延长了换热管的使用寿命。附图说明图1是本专利技术的实施例一结构组装示意2是本专利技术的工作原理示意3是本专利技术的多个螺旋叶片外轮廓为椭球形结构示意4是本专利技术的旋转轴为空心不等径回转壳体结构示意5是本专利技术的旋转轴为空心圆柱和空心球组成的回转壳体结构示意6是本专利技术的螺旋叶片顶部设置毛刷的结构示意7是本专利技术的螺旋叶片侧面设置毛刷的结构示意8是本专利技术的中空圆柱体外周向布置螺旋毛刷排的结构示意9是本专利技术的实施例二结构示意10是本专利技术的实施例三结构示意11是本专利技术的实施例四结构示意图(一)图12是本专利技术的实施例四结构示意图(二)图13是本专利技术的实施例四结构示意图(三) 图14是本专利技术的实施例五结构示意15是本专利技术的实施例六结构示意16是本专利技术的环形球壳外测为直肋片的结构示意17是本专利技术的环形球壳外测为菱形凸起的结构示意18是本专利技术的环形球壳外测为倾斜排列毛刷的结构示意19是本专利技术的实施例七结构示意20是实施例的七剖视示意21是本专利技术的中空球体内部为圆型腔体的结构示意22是本专利技术的中空球体内部为圆型腔体的剖视示意图具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术进行详细的描述。实施例1如图1所示，本专利技术包括一中空圆柱状密度调节腔体1，调节腔体1的一端封闭，另一端密封连接一端盖2，端盖2与调节腔体1的连接可采用过盈配合，也可以采用粘接，还可以是倒钩连接等方式连接。在调节腔体1的腔体内设置有调节介质3，在调节腔体1外周向以调节腔体1的轴线为旋转轴线均匀布置有四个螺旋叶片4，螺旋叶片4的螺旋角为β，四个螺旋叶片4和调节腔体1的最大外轮廓共同形成一近似球形的球形元件，各螺旋叶片4之间的空间形成四个螺旋状流道5。本实施例中，螺旋叶片4与调节腔体1的制作材料采用非泡沫型高分子材料之一——聚氯乙烯材料，其还可以采用其它非泡沫型高分子材料或者非泡沫型高分子复合材料，如聚乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯等塑料类非泡沫型高分子材料或者塑料类非泡沫型高分子复合材料，如顺丁橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶等橡胶类非泡沫型高分子材料或者橡胶类非泡沫型高分子复合材料。本专利技术采用上述材料是为了保证球状元件的外径因浸没而产生的改变(即浸没流体浸入球状元件而使被浸入球状元件的外径发生的改变)不大于2％，球状元件的密度因浸没而产生的变化(即浸没流体浸入球状元件而使被浸入球状元件的密度发生的改变)不大于5％，而且其浸没外径的改变和密度的变化的一致性也明显优于目前使用的多微孔柔软弹性胶球。本实施例的调节腔体1的内径为6mm，长度为16mm，壁厚为2mm，螺旋叶片4的厚度为0.5～1.5mm。本实施例的球状元件的密度为1.02±0.02g/cm3，可以用于电厂的凝汽器换热管的在线清洗除垢。本实施例所采用的材料使得本专利技术浸没时几乎不膨胀和变形，因浸没而产生的球状元件外径的改变不大于2％，因此球形元件可以采用比较准确和稳定的尺寸。本实施例的球形外轮廓的直径为Φ23.2±0.05mm，可用于公称内径为Φ23.4mm以上的换热管(如图2所示)的清洗除垢。对于不同管径的待清洗换热管，可根据使用材料的软硬不同选择合适的间隙或过盈量，选择适当直径的本专利技术。本实施例中，调节腔体1内的调节介质可以是空气、泡沫、水或金属等，用以调节本专利技术球状元件的密度，使其湿态密度与输送流体的密度相近。一般应使本专利技术的球状元件的密度与待清洗的换热管内流体的密度误差控制在不超过10％。本实施例的螺旋叶片4的螺旋角β为45°，一般螺旋角β的范围为10°～80°；本实施例的螺旋叶片4为右旋，也可为左旋。本实施例的螺旋叶片4为周向均匀布置，也可为周向非均匀布置。当螺旋叶片4为周向非均匀布置时，本实施例在工作状态下依然存在一个旋转轴线，即作向前和旋转运动并具有最小流动阻力的方向，但可能与连接螺旋叶片4的调节腔体1的轴线不重合。如图2所示，本专利技术的一种清洗除垢元件用于换热管6清洗除垢的原理如下球状元件工作时位于被清洗除垢的换热管6中，流体从换热管6的一端进入(如图2中箭头7所示)，从换热管6的另一端流出，球状元件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种换热管在线清洗除垢元件，其特征在于：它包括一球状元件，所述球状元件具有若干与中心旋转轴线成螺旋或倾斜的流道，所述流道是由螺旋或倾斜的凸起将所述球状元件的球形空间分隔而成；所述球状元件的外径因浸没而产生的改变不大于２％，球状元件的密度因浸没而产生的变化不大于５％，球状元件的密度与输送的流体密度误差不大于１０％。

【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：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]