一种换热管内清洗除垢元件，属于换热管在线清洗除垢技术领域。该清洗除垢元件含有：一个实心回转体、多个倾斜翅或螺旋翅或间断周向翅或交叉翅、一个或两个导引弹性交叉板尾翼；多个翅片周向均匀布置在实心回转体的外周且翅片的根部与实心回转体的外表面相连接，所有翅片的顶部的回转包络面为一个两端倒圆或者倒角的圆柱体外表面，一个或两个导引弹性交叉板尾翼为多个相互交叉的翼板或者翼板与连接柱体组成，位于实心回转体的轴向的一端或者两端且与实心回转体的端部相连接。本发明专利技术具有清洗除垢效果好、不易于堵塞换热管和收球率高的优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种换热管内清洗除垢元件，属于热管内清洗除垢和强化传热领域。
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现象，特别是采用冷却水冷却的冷凝器等。污垢导致换热器传热系数降低，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。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。专利文献ZL200710098489. 0公开了一种换热管在线清洗除垢元件(对比文献1)， 其特征是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胶球的球形空间分隔而成；所述球状胶球的外径因浸没而产生的改变不大于 2 %，球状胶球的密度因浸没而产生的变化不大于5 %，球状胶球的密度与输送的流体密度误差不大于10%。该专利文献所公开的结构特征部分克服了上述问题，但还存在如下不足 1、对于带螺旋翅的球形结构的胶球，其最小流动阻力的运动方向并不是所设计的旋转轴线的方向，试验表明其在换热管内一般为横在换热管的平动或者滚动，而偏离该设计的旋转轴线的方向可能出现堵塞或者清洗效果差的问题。2、对于椭球形结构的胶球，虽然在换热管内可以保证按设定的方向运动，但特别容易出现横堵在换热管内端头的问题。专利文献ZL2009102444504公开了一种带定向尾翼的换热管在线清洗除垢元件 (对比文献2)，其主要特征是含有一个实心胶球、多个倾斜翅、若干个挡流翅以及一个定向尾翼，其中多个倾斜翅，周向均勻布置在所述实心胶球表面，倾斜翅的最大外轮廓为球形；若干个挡流翅，呈2个十字交叉形布置在所述实心胶球的球面，且交接处为周向均勻布置多个倾斜翅的实心胶球的旋转轴与实心胶球的球面交接处，也为旋转球的两端，挡流翅的最大外轮廓为球形；一个定向尾翼，为一个柱体和一个小球组成，柱体的一端连接小球而另一端连接所述实心胶球，且柱体与所述实心胶球的交接处为周向均勻布置多个倾斜翅的实心胶球的旋转轴与实心胶球的球面交接处之一，也为旋转球的一端，定向尾翼的柱面还与十字交叉形布置在该处的挡流翅相连。该专利文献所公开的结构特征部分克服了前述技术和专利所存在的问题，但还存在如下不足当所述的一种带定向尾翼的换热管在线清洗除垢元件在管内处于倾斜位置时，有部分倾斜翅可能没有接触换热管内壁，以及换热管内壁有部分换热表面没有在清洗除垢元件一次通过时被其倾斜翅擦刮，而在一定程度上影响清洗效果；由柱体和小球组成的定向尾翼，容易插在收球网的网孔和缝隙中而影响收球率。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供清洗除垢效果更好和收球率高的一种换热管内清洗除垢元件。本专利技术的技术方案为该清洗除垢元件含有一个实心回转体、多个圆柱外轮廓翅片和一个或两个导引弹性交叉板尾翼，其中所述实心回转体为圆柱体、鼓形体、锥台体、球体或者椭球体，且实心回转体的两端倒圆或者倒角；所述多个圆柱外轮廓翅片周向均勻布置在所述实心回转体的外周，所述圆柱外轮廓翅片的根部与实心回转体的圆柱面相连接；所述多个圆柱外轮廓翅片顶部的回转包络面为一个两端倒圆或者倒角的圆柱体外表面；所述导引弹性交叉板尾翼位于所述实心回转体的轴向的一端或者两端且与实心回转体的端部相连接，所述导引弹性交叉板尾翼为多个相互交叉的翼板组成，在相互交叉的翼板交叉处可设置连接柱体；结构参数取值范围为:D/d= 0. 95 1. 05，Smax/d = 0. 7 1. 0，Fmax/d =1.03-1.2，(Sz+Wz)/d = 0.8 1.5，Wmin/d = 0.5 1.0，其中，D是多个圆柱外轮廓翅片顶部的回转包络外轮廓的圆柱面直径，^iax是实心回转体的最大尺寸，Fmax是圆柱外轮廓翅片的最大包络外轮廓尺寸，(Sz+ffz)是所述清洗除垢元件的轴向长度，Wmin是所述导引弹性交叉板尾翼的横截面最小条缝尺寸，d是换热管的内径。所述多个圆柱外轮廓翅片为倾斜翅片，或螺旋翅片，或间断周向翅片，或交叉翅片。所述实心回转体为短圆柱体，短圆柱体的两端倒圆或者倒角。本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点当所述清洗除垢元件进入换热管内之后，由于圆柱外轮廓翅片的回转包络面为圆柱且翅片的回转包络外轮廓最大尺寸明显大于换热管内径，故所述清洗除垢元件在换热管内尽量保持所述清洗除垢元件的回转轴线与换热管的轴线重合，当所述清洗除垢元件的回转轴线出现小的倾斜或者偏移，所述清洗除垢元件的圆柱外轮廓翅片将在换热管管内壁的反作用力的作用下，使所述清洗除垢元件回到上述所述的理想设计状态，不会出现明显倾斜或者翻转，换热管内壁清洗除垢均勻， 因而具有清洗效果好和不易于堵塞换热管的特点；同时由于导引弹性交叉板尾翼采用多个相互交叉的翼板或者翼板与柱体组成的结构，不会出现所述清洗除垢元件插入收球网的网孔和缝隙中而影响收球率的问题。附图说明图1是本专利技术的实施例1结构示意图。图2是图1的右视图。图3是本专利技术的实施例1的三维结构示意图。图4是本专利技术的实施例1的圆柱外轮廓翅片的三维结构示意图。图5是本专利技术的实施例1工作原理示意图(处于管端，弹性交叉板尾翼在后)。图6是本专利技术的实施例1工作原理示意图(处于管端，弹性交叉板尾翼在前)。图7是本专利技术的实施例1工作原理示意图(处于管内)。图8是对比工作原理示意图。图9是本专利技术的实施例2的结构示意图。图10是图9的右视图。图11是本专利技术的实施例2的三维结构示意图。图12是本专利技术的实施例2的圆柱外轮廓翅片的三维结构示意图。图13是本专利技术的实施例3的结构示意图。图14是图13的右视图。图15是本专利技术的实施例3的三维结构示意图。图16是本专利技术的实施例4的结构示意图。图17是图16的右视图。图18是本专利技术的实施例4的三维结构示意图。图19是本专利技术的实施例5的结构示意图。图20是图19的右视图。图21是本专利技术的实施例5的三维结构示意图。图22是本专利技术的实施例6结构示意图。图23是图22的右视图。图24是本专利技术的实施例6的三维结构示意图。图25是本专利技术的实施例7的结构示意图。图26是图25的左视图。图27是图25的右视图。图28是本专利技术的实施例7的三维结构示意图。图29是本专利技术的实施例8的结构示意图。图30是本专利技术的实施例9的结构示意图。图31是本专利技术的实施例10的结构示意图。图32是本专利技术的实施例11的三维结构示意图。图中标号1-实心回转体；2-圆柱外轮廓翅片；201-圆柱外轮廓翅片的根部；202-圆柱外轮廓翅片的顶部；203-圆柱外轮廓翅片的两侧面；3-导引弹性交叉板尾翼；4-清洗除垢元件设计旋转轴线；5-待清洗换热管；6-待清洗换热管的轴线；D-多个圆柱外轮廓翅片顶部的回转包络外轮廓的圆柱面直径；Smax-实心回转体的最大尺寸；SZ-实心回转体的轴向尺寸；Fmax-翅片的回转包络外轮廓最大尺寸；WX-导引弹性交叉板尾翼在图示位置的纵向尺寸；Wy-导引弹性交叉板尾翼在图示位置的横向尺寸；WZ-导引弹性交叉板尾翼轴向尺寸； Wmin-尾翼横截面最小条缝尺寸；SZ+WZ-清洗除垢元本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种换热管内清洗除垢元件，其特征在于，该清洗除垢元件含有：一个实心回转体（１）、多个圆柱外轮廓翅片（２）和一个或两个导引弹性交叉板尾翼（３），其中：所述实心回转体（１）为圆柱体、鼓形体、锥台体、球体或者椭球体，且实心回转体（１）的两端倒圆或者倒角；所述多个圆柱外轮廓翅片（２）周向均匀布置在所述实心回转体（１）的外周，所述圆柱外轮廓翅片（２）的根部与实心回转体（１）的外表面相连接；所述多个圆柱外轮廓翅片（２）顶部的回转包络面为一个两端倒圆或者倒角的圆柱体外表面；所述导引弹性交叉板尾翼（３）位于所述实心回转体（１）的轴向的一端或者两端且与实心回转体（１）的端部相连接，所述导引弹性交叉板尾翼（３）为多个相互交叉的翼板组成，在相互交叉的翼板交叉处可设置连接柱体；结构参数取值范围为：Ｄ／ｄ＝０．９５～１．０５，Ｓｍａｘ／ｄ＝０．７～１．０，Ｆｍａｘ／ｄ＝１．０３～１．２，（Ｓｚ＋Ｗｚ）／ｄ＝０．８～１．５，Ｗｍｉｎ／ｄ＝０．５～１．０，其中，Ｄ是多个圆柱外轮廓翅片（２）顶部的回转包络外轮廓的圆柱面直径，Ｓｍａｘ是实心回转体（１）的最大尺寸，Ｆｍａｘ是圆柱外轮廓翅片（２）的最大包络外轮廓尺寸，（Ｓｚ＋Ｗｚ）是所述清洗除垢元件的轴向长度，Ｗｍｉｎ是所述导引弹性交叉板尾翼（３）的横截面最小条缝尺寸，ｄ是换热管的内径。...
【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
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