CN101865629A - 一种换热管用内压膨胀式螺旋胶球 - Google Patents

一种换热管用内压膨胀式螺旋胶球 Download PDF

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赵本华
阎华�
丁玉梅
何雪涛
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Abstract

本发明公开了一种换热管用内压膨胀式螺旋胶球，所述胶球是由空心轴和叶片组成的，所述叶片是空心轴内的凸棱结构，所述凸棱以空心轴内径中心为圆心，具有一定的螺旋角，空心轴内孔两端直径大于中间孔径。本发明的胶球内部为空心结构，空心轴轴向为弧形或者锥形，流体作用在内表面时胶球膨胀，增加胶球外表面与换热管内壁之间的接触面积，加大流体对胶球向前的推动力；空心结构减小胶球的质量，节省了材料成本，减小对流体的阻力，提高胶球在换热管内的流通性能；空心轴内设置有叶片，当流体流过叶片时，胶球受到垂直于径向上的周向力而旋转，加强清洗效果；胶球不停旋转，能清除收球网上的污垢，加大胶球的回收率。

Description

一种换热管用内压膨胀式螺旋胶球
技术领域
本发明涉及一种水净化装置的元件，特别涉及一种应用于管壳式换热器、热交换反应器等设备中换热管内清洗元件。
背景技术
一直以来换热管内容易沉积污垢，特别是在冷却水为含有杂质的流体时，例如海水、河水时，换热管在很短时间，如3-5天就会沉积很厚的污垢。沉积的污垢具有很大的危害性，污垢的热阻很大，直接大大减低了换热管内的传热效率，另外污垢还具腐蚀性，会缩短换热管的寿命，从而给工厂带来很大的经济损失。对于除去换热管内污垢的方法有机器清洗技术、胶球清洗技术和在线清洗技术。机器压力清洗技术需要很大的水压，对机器的要求很高，但是机器压力清洗的结果不是令人满意，清洗污垢不够完全。在线清洗技术是最近十年发展起来的技术，一般是在换热管内穿插除垢元件自动清洗，其结果是对污垢的清洗有效果，但是会造成很大压力损失，影响流道，同时流体中的夹带物易于堵塞换热管，同时该技术还不够完善。相对较好的技术是利用胶球在线清洗，形状和材料可以调整，对管壁有摩擦效果但是不会损伤管壁，同时胶球可以重复利用，成本较低。专利号200710098489.0，名称为一种换热管在线清洗除垢元件，该元件有流道，但元件的缺点是最大外径与换热管内壁接触为线接触，清洗污垢的作用有限，空心轴为直轴，元件向前通行能力有限；目前使用的胶球为多孔柔软的软体结构，在使用过程中胶球的湿态直径和比重难以控制，也易于被污泥、污垢和微生物等所附着，所以流通性能不好，回收时胶球被阻碍，回收效率较低；胶球做成实心状时，对流体的阻力较大，易阻塞管道。
发明内容
本发明的目的是设计一种应用于换热管内清洗内壁的胶球，其在换热管内流体介质作用下，在换热管内向前移动时，会发生旋转，具有加强清洗的效果，并能加强胶球在换热管内的流通能力，有利于提高胶球清洗的效率，增加胶球回收率。
本发明为解决上述问题采用的技术方案是：一种换热管用内压膨胀式螺旋胶球，是由空心轴和叶片组成的，空心轴内表面为弧形结构或锥形结构，空心轴内孔两端直径较大于中间孔径，由于胶球的弹性，当有介质流入到空心轴内时，使其产生膨胀力，增加胶球与换热管壁之间的接触面积，进而加大空心轴外表面与换热管内表面之间摩擦强度，提高胶球清洗力度和效率；所述叶片是空心轴内的凸棱结构，该凸棱以空心轴内径中心为圆心，具有一定的螺旋角，呈螺旋状，叶片绕空心轴成左旋或者右旋，叶片均须固定在空心轴表面上，当胶球被发射到换热管内，流体介质作用在所述叶片上，胶球上产生垂直于径向上的周向力，形成旋转扭矩，胶球发生转动，增强胶球与换热管内壁的摩擦，减少滞留的可能性，有利于提高胶球的流通能力，胶球向前运行的速度加大，胶球表面与换热管内壁形成动摩擦，能提高胶球的清洗效率，空心轴做成空心状可以节省材料成本，减轻胶球的质量，加大胶球的流通性能，减小胶球清洗周期。
本发明一种换热管用内压膨胀式螺旋胶球的空心轴外表面开有螺旋槽，或者设有凸钉，所述螺旋槽螺旋方向与所述叶片的旋向相同，胶球流通过换热管时，内压膨胀作用使螺旋槽边缘会对换热管内壁发生刮擦作用，强化清洗效果；换热管内流体通过时，作用在螺旋槽壁上，空心轴受到垂直于径向上的周向力发生旋转，造成胶球的旋转扭矩更大，旋转时的螺旋槽壁与换热管壁之间的摩擦为动摩擦，进一步提高胶球清洗的效果。
本发明一种换热管用内压膨胀式螺旋胶球的空心轴上的叶片的个数可以是一个，或者多个，多个叶片分布在空心轴上时，最好是均匀分布，有利于胶球旋转均匀，流通换热管时比较稳定，提高清洗效率。
本发明一种换热管用内压膨胀式螺旋胶球的空心轴的内径形状可以是椭圆形，或者圆形，空心轴的外表面为球形，有利于通过换热管，空心轴的长度要小于或者等于空心轴的直径，有利于胶球在换热管内旋转清洗管壁。
本发明一种换热管用内压膨胀式螺旋胶球的制作材料可以是橡胶、塑料、或者其他的复合材料，要求材料具有高耐磨性，延长胶球的使用寿命，提高胶球的清洗效果；材料的密度要小于流体介质的密度，有利于提高胶球的流通性能。
本发明一种换热管用内压膨胀式螺旋胶球的有益效果是：1、胶球具有空心轴结构，有利于减轻胶球的重量，提高胶球在换热管内的流通性能，同时节省了胶球的材料成本；2、胶球空心轴上内表面设置为弧形结构或者锥形结构，有利于胶球受到流体的冲击压力而膨胀，加大胶球外表面与换热管内表面的接触面积，提高胶球清洗的力度和效率；3、胶球作旋转运动，对收球网有清洗作用，收球网不会被换热管内杂质堵塞，同时胶球不会黏在收球网上，提高胶球的回收率，加强胶球清洗的效率；4、空心轴内有叶片结构，流体作用在叶片上时，胶球能够旋转，提高胶球的流通性能，提高胶球清洗换热管壁的效果；5、空心轴外面开有螺旋槽结构，螺旋槽方向与叶片的旋向相同，换热管流体介质作用在螺旋槽的棱边上产生垂直于径向上周向力，加大胶球的旋转转速，螺旋槽与换热管内壁具有动摩擦接触，加大胶球的清洗效果。
本发明一种换热管用内压膨胀式螺旋胶球是用在换热管内清洗管壁污垢，普遍用的装置是将胶球经过胶球泵发射后，流入到换热管中，所设胶球具有空心轴结构，能有效减小胶球的质量，降低对流体的阻力；同时所述空心轴上设有叶片，流体能推动叶片，空心轴上产生垂直于径向上的周向力，胶球能够旋转转动，有利于提高胶球的清洗效果，加大胶球在换热管内的流通性，胶球不会堵塞换热管；同时胶球作旋转运动，对收球网有很好的清洗力度，收球网不会被换热管内杂质堵塞，胶球不会黏在收球网上，更容易回收胶球，提高胶球的回收率；所述空心轴外设有螺旋槽或者凸钉，螺旋槽的螺棱或者凸钉对换热管内部有较大的摩擦作用，加强胶球清洗的力度，提高胶球清洗的效率。。
附图说明
图1是本发明一种换热管用内压膨胀式螺旋胶球三维结构示意图。
图2是本发明一种换热管用内压膨胀式螺旋胶球的主视图。
图3是图2的左视图，空心轴1的内表面为弧形结构。
图4是本发明一种换热管用内压膨胀式螺旋胶球另一种结构三维示意图，空心轴1内设置有三个叶片。
图5是本发明一种换热管用内压膨胀式螺旋胶球另一种结构示意图，空心轴1内表面为锥形结构。
图中，1-空心轴、2-叶片、3-螺旋槽、4-凸钉、5-弧形结构、6-锥面结构。
具体实施方式
如图所示，本发明涉及的一种换热管用内压膨胀式螺旋胶球实施例子，所述的胶球空心轴1是圆形结构，图1至图3所示胶球空心轴1上有两个叶片2，图1是胶球的三维结构示意图，图2是带有两个叶片2的胶球的左视图，图3是图2的左视图，图4是带有3个叶片的胶球的三维视图，该胶球的空心轴外设有凸钉4结构，图5是带有凸钉4和空心轴内轴向为锥形结构6的胶球的主视剖面视图。
本发明一种换热管用内压膨胀式螺旋胶球，是由空心轴1和叶片2组成的，所述叶片2是空心轴1上的凸棱结构，该凸棱以空心轴1内径中心为圆心，具有一定的螺旋角，叶片2绕空心轴1成左旋或者右旋，叶片2均须固定在空心轴1表面上，当胶球被发射到换热管内，流体介质作用在所述叶片2上，胶球上产生垂直于径向上的周向力，形成旋转扭矩，胶球发生转动，增强胶球与换热管内壁的摩擦，减少滞留的可能性，有利于提高胶球的流通能力，胶球向前运行的速度加大，胶球表面与换热管内壁形成动摩擦，能提高胶球的清洗效率，空心轴1做成空心状可以节省材料成本，减轻胶球的质量，加大胶球的流通性能，减小胶球清洗周期；空心轴1内表面为弧形结构或锥形结构，空心轴1内孔两端直径较大于中间孔径，由于胶球的弹性，内有介质流入到空心轴1内弧形结构5或锥形结构6表面上时，使其产生膨胀力，增加胶球与换热管壁之间的摩擦。
本发明一种换热管用内压膨胀式螺旋胶球的空心轴1外表面可以开有螺旋槽3或者凸钉4，图1所示空心轴外为螺旋槽3，图4实例为空心轴外有凸钉4；所述螺旋槽3螺旋方向与所述叶片2的旋向相同，胶球流通过换热管时，螺旋槽3边缘会对换热管内壁发生刮擦作用，强化清洗效果；换热管内流体通过时，作用在螺旋槽3壁上，空心轴1受到垂直于径向上的周向力发生旋转，造成胶球的旋转扭矩更大，旋转时的螺旋槽3与换热管壁之间的摩擦为动摩擦，进一步提高胶球清洗的效果；所述凸钉4排布在在空心轴1外表面上，胶球旋转时凸钉4对换热管内壁起到不停地洗刷作用。
本发明一种换热管用内压膨胀式螺旋胶球的空心轴1内的叶片2的个数可以是一个，或者多个，图1中实例为两个叶片，图4实例为三个叶片，多个叶片2分布在空心轴1上时，最好是均匀分布，有利于胶球旋转均匀，流通换热管时比较稳定，提高清洗效率。
本发明一种换热管用内压膨胀式螺旋胶球的空心轴1的内径形状可以是弧形结构5，或者锥形结构6，图1实例为弧形结构5，图4实例为锥形结构6，空心轴1的外表面为球形，椭圆形或者近似球形，有利于胶球通过换热管，空心轴1的长度要小于或者等于空心轴1的直径，有利于胶球在换热管内旋转清洗换热管壁。

Claims (8)

1.一种换热管用内压膨胀式螺旋胶球，是由空心轴和叶片组成的，所述叶片是空心轴内的凸棱结构，其特征在于：所述凸棱以空心轴内径中心为圆心，具有一定的螺旋角，呈螺旋状，空心轴内孔两端直径大于中间孔径。
2.根据权利要求1所述的一种换热管用内压膨胀式螺旋胶球，其特征在于：空心轴内表面沿轴向成弧形或者锥形结构
3.根据权利要求1所述的一种换热管用内压膨胀式螺旋胶球，其特征在于：胶球外表面开有螺旋槽
4.根据权利要求3所述的一种换热管用内压膨胀式螺旋胶球，其特征在于：螺旋槽旋向与所述叶片的旋向相同。
5.根据权利要求1所述的一种换热管用内压膨胀式螺旋胶球，其特征在于：胶球外表面有凸钉。
6.根据权利要求1所述的一种换热管用内压膨胀式螺旋胶球，其特征在于：叶片的个数是一个或者多个。
7.根据权利要求1所述的一种换热管用内压膨胀式螺旋胶球，其特征在于：所述空心轴内径的形状是椭圆形或者圆形。
8.根据权利要求1所述的一种换热管用内压膨胀式螺旋胶球，其特征在于：胶球的材料是具有高耐磨性的橡胶、塑料、或者复合材料，材料的密度小于流体介质的密度。
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