CN113310330B - 双层螺旋纽带及双层扰流装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及螺旋纽带技术领域，尤其涉及双层螺旋纽带及双层扰流装置。包括纽带本体，所述纽带本体包括骨架层和软质包覆层，所述骨架层位于软质包覆层内部，所述软质包覆层将骨架层完全包覆；所述纽带本体绕其长度轴线旋转扭曲成型，介质沿纽带本体流动时带动纽带本体旋转；所述骨架层的硬度大于软质包覆层的硬度，所述骨架层的密度与软质包覆层的密度不相同，所述骨架层与软质包覆层贴合；所述软质包覆层的表面光滑，使用时，所述纽带本体与管内壁的距离为0.1mm‑5mm；双层扰流装置包括连接头和双层螺旋纽带，所述连接头包括卡紧支架和转轴。本技术方案用以解决现有现有扰流装置中的螺旋纽带易结垢、不耐腐蚀、及易刮伤管壁的问题。

Description

双层螺旋纽带及双层扰流装置

技术领域

本发明涉及螺旋纽带技术领域，尤其涉及双层螺旋纽带及双层扰流装置。

背景技术

为打破换热管内水的层流使其变成紊流，以加快换热管内的热交换，通常在换热管内安装扰流装置。现有的扰流装置包括连接头和螺旋纽带，现目前的螺旋纽带通常由单层高分子材料或者金属制成，而且市场上销售的螺旋纽带也是单层材质结构，业内尚未对螺旋纽带的材质与换热效果之间的关系进行研究，申请人通过研究发现现有的螺旋纽带存在着如下的问题：

(1)现有螺旋纽带材质硬度较高，与换热管的内管壁发生剐蹭时容易造成换热管的内管壁受损，使得换热管的使用寿命降低；(2)螺旋纽带材质摩擦系数较高且疏水性弱，水垢易在纽带表面沉积，一方面导致螺旋纽带自重增加进而降低转速，另一方面自重增加导致螺旋纽带的扭矩减损、转速下降，进而造成换热效率下降；(3)现有高分子材料螺旋纽带耐腐蚀性能较差，在酸碱环境下使用寿命较短。

发明内容

针对上述技术的不足，本发明的目的在于提供双层螺旋纽带及双层扰流装置，用以解决现有现有扰流装置中的螺旋纽带易结垢、不耐腐蚀、及易刮伤管壁的问题。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案如下：

双层螺旋纽带，包括纽带本体，所述纽带本体包括骨架层和软质包覆层，所述骨架层位于软质包覆层内部，所述软质包覆层将骨架层完全包覆；所述纽带本体绕其长度轴线旋转扭曲成型，介质沿纽带本体流动时带动纽带本体旋转；所述骨架层的硬度大于软质包覆层的硬度，所述骨架层的密度与软质包覆层的密度不相同，所述骨架层与软质包覆层贴合；所述软质包覆层的表面光滑，使用时，所述纽带本体与管内壁的距离为0.1mm-5mm。

本发明的技术效果如下：

(1)在市面上常见的高分子单层螺旋纽带的基础上，设置内部骨架层和外部软质包覆层形成双层螺旋纽带。由于中间骨架层硬度较大，使得双层螺旋纽带相比于单层螺旋纽带的挠度值更小，这样的好处在于，当在水平或者竖直较长的换热管内使用时，双层螺旋纽带因为其自重在换热管内产生的挠度位移小，即降低了与换热管内壁接触的概率，进而降低换热管或者双层螺旋纽带因为接触损坏的概率。(2)在不改变外侧软质包覆层的最佳扭径比的情况下，由于骨架层和软质包覆层因材质不同存在密度差，可根据换热管内部介质的密度对骨架层和软质包覆层的尺寸比例进行调整，使双层螺旋纽带的整体密度始终临近于介质的密度，即在流体多方向力的作用下，可保证双层螺旋纽带在介质中的悬浮效果，使其能较好的悬浮在换热管的中部位置，进而避免了双层螺旋纽带旋转时与换热管内壁接触的概率。(3)骨架层可以对软质包覆层起到支撑的作用，有利于双层螺旋纽带的成型和定型，同时包覆在骨架层外侧的软质包覆层可以选择耐腐蚀材料如氟塑料，氟塑料层具有硬度较低的特性，包覆在骨架层外侧能有效降低螺旋纽带刮花换热管内侧壁的几率；而且氟塑料层还具有摩擦系数极低和疏水性的特性，其表面光滑不易粘附杂质，能有效降低螺旋纽带结水垢的几率，从而防止因纽带结垢减损扭矩、转速下降造成的换热效率下降的问题；并且氟塑料具有较高的耐高温耐腐蚀性能，应用范围更为广泛可以适用于各种恶劣工况，进而拓宽螺旋纽带应用领域，增长螺旋纽带使用寿命，提高换热效率

进一步限定，所述软质包覆层为氟塑料；所述骨架层为高分子材料或金属条。高分子材料可以为PPSU或PES，其有益之处在于，骨架层可以对软质包覆层起到支撑的作用，有利于双层螺旋纽带的成型和定型，包覆在骨架层外侧的软质包覆层为氟塑料，因为氟塑料具有耐酸碱、耐磨和疏水性强等特性，可以适用于各种恶劣工况，进而拓宽螺旋纽带应用领域，增长螺旋纽带使用寿命，提高换热效率。

进一步限定，所述软质包覆层和所述骨架层共挤成型，或者所述软质包覆层喷涂于所述骨架层上。

进一步限定，所述纽带本体的两头端部密封处理，其有益之处在于，对双层螺旋纽带的端部进行密封可以避免换热管内的介质进入双层螺栓纽带的内部，对骨架层造成腐蚀的问题。

进一步限定，所述纽带本体的软质包覆层宽度为14～60mm，骨架层的厚度为0.5～2mm，位于骨架层厚度方向上的软质包覆层包覆材料厚度为0.25～0.8mm；所述软质包覆层位于骨架层的两侧设有实心的包边，所述包边的宽度为0.1～5mm，其有益之处在于，根据凝汽器管径尺寸选择制造，可以适用于市面上绝大多数的凝汽器，两侧的实心包边可以增强双层螺旋纽带边缘的耐磨性能，在特殊情况下，双层螺旋纽带与换热管内壁接触，也不会轻易的将软质包覆层磨损，造成双层螺旋纽带损坏的问题。

进一步限定，所述纽带本体的螺距与宽度的比值大于等于1.5:1，其有益之处在于，螺距与宽度的比值大于1.5:1时，可有效的提升螺旋纽带的旋转性能和使用性能。

进一步限定，至少一条所述骨架层设置于软质包覆层内部；所述骨架层为深色，所述软质包覆层为透明色或浅色。其有益之处在于，在不改变外侧软质包覆层的最佳扭径比的情况下，可根据凝汽器内部介质的密度对骨架层的数量进行调整，使双层螺旋纽带的整体密度始终临界于介质的密度，即在流体多方向力的作用下，可保证双层螺旋纽带在介质中的悬浮效果，使其能较好的悬浮在换热管的中部位置，同时还避免了双层螺旋纽带旋转时与换热管内壁接触的概率，同时骨架层和软质包覆层之间设有色差，形成骨架层的颜色深于包覆层，便于视觉上对单层螺旋纽带和双层螺旋纽带进行区分，同时还便于检测内部骨架层时候暴露损坏。

进一步限定，在PH小于1或者PH大于13、T小于200℃、P小于10MPa、介质流速V小于3m/s的极端环境下，使用寿命至少为1年。

双层扰流装置，包括连接头和双层螺旋纽带，所述连接头包括卡紧支架和转轴，所述卡紧支架卡紧在换人管的端部，所述转轴设置在卡紧支脚的内部，所述双层螺旋纽带的端部与转轴的一端固定连接。

进一步限定，所述纽带本体与转轴的连接部外侧设有将其完全包覆的密封套，其有益之处在于，密封套可以避免介质进入双层螺旋纽带与转轴的连接部，即保证了介质不能通过连接部渗透进双层螺旋纽带的内部，从而有效的保护了双层螺旋纽带不受到介质的侵蚀。

附图说明

图1为实施例1中连接头与双层螺旋纽带的连接示意图；

图2为实施例1中双层纽带的立体结构示意图。

图3为图2中A处的局部放大示意图。

图4为实施例2中多条骨架层分布在软质包覆层内的示意图。

附图编号

连接头1、双层螺旋纽带2、软质包覆层3、骨架层4。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

实施例1

如图1、图2和图3所示，双层螺旋纽带以及双层扰流装置，在本实施例中双层扰流装置具体为，包括连接头1和双层螺旋纽带2，连接头1主要包括将连接头1卡紧在换热管一端的卡紧支架，在卡紧支架内设有转轴，双层螺旋纽带2的一端与转轴的一端固定连接，在本实施中固定连接的方式采用的铆钉连接，优选地，双层螺旋纽带2与转轴的连接部外侧设有将其完全包覆的密封套，其有益之处在于，密封套可以避免介质进入双层螺旋纽带2与转轴的连接部，即保证了介质不能通过连接部渗透进双层螺旋纽带2的内部，从而有效的保护了双层螺旋纽带2不受到介质的侵蚀。同时双层螺旋纽带2的端部均经过密封处理，密封处理可以为热熔处理，类似于熔接。

双层螺旋纽带2是通过纽带本体绕其长度轴线旋转扭曲成型，换热管内部的介质沿纽带本体流动时带动纽带本体旋转，且骨架层4的硬度大于软质包覆层3的硬度，内部的骨架层4较硬，能对软质包覆层3起到支撑的作用，外部的软质包覆层3较软，和换热管内壁接触时，可以降低换热管内壁被刮花的概率，且骨架层4的密度与软质包覆层3的密度不相同，骨架层4与软质包覆层3贴合，软质包覆层3的表面光滑，使用时，所述纽带本体与管内壁的距离为0.1mm-5mm，在本实施例中优选为1mm。双层螺旋纽带2在本实施中主要包括骨架层4和软质包覆层3，软质包覆层3将骨架层4完全包覆在其内部，在本实施例中，软质包覆层3和骨架层4共挤成型，因为共挤成型可以有效的简化工艺生产流程，具有成型时间短，消耗能源低，以及成型的复合制品一体性程度高的优点。且软质包覆层3的两侧边缘设有实心的包边，两侧的实心包边可以增强双层螺旋纽带2边缘的耐磨性能，在特殊情况下，双层螺旋纽带2与换热管内壁接触，也不会轻易的将软质包覆层3磨损，造成双层螺旋纽带2损坏的问题。且双层螺旋纽带2的软质包覆层3宽度为14～60mm，骨架层4的厚度为0.5～2mm，位于骨架层4厚度方向上的软质包覆层3包覆材料厚度为0.25～0.8mm，包边的宽度为0.1～5mm，其有益之处在于，根据凝汽器的管径进行尺寸的选择制造，可以适用于市面上绝大多数的凝汽器。优选地，双层螺旋纽带2的螺距与宽度的比值大于1.5:1，其有益之处在于，螺距与宽度的比值大于1.5:1时，可有效的提升螺旋纽带的旋转性能和使用性能。

在本实施例中，软质包覆层3和骨架层4均为高分子材料。具体为软质包覆层3材质为为氟塑料，骨架层4的材质为PPSU或PES，其有益之处在于，骨架层4为硬度高的高分子材料，可以对软质包覆层3起到支撑的作用，有利于双层螺旋纽带2的成型和定型，包覆在骨架层4外侧的软质包覆层3为氟塑料，因为氟塑料具有耐酸碱、耐磨和疏水性强等特性，可以适用于各种恶劣工况，进而拓宽螺旋纽带应用领域，增长螺旋纽带使用寿命，提高换热效率。

优选地，骨架层4和软质包覆层3具有色差，骨架层为深色，软质包覆层为透明色，其有益之处在于，便于视觉上对单层螺旋纽带和双层螺旋纽带2进行区分，同时还便于检测内部骨架层4时候暴露损坏。优选地，骨架层4和软质包覆层3具有色差，其有益之处在于，便于视觉上对单层螺旋纽带和双层螺旋纽带2进行区分，同时还便于检测内部骨架层4时候暴露损坏。

本双层螺旋纽带在PH小于1或者PH大于13、T小于200℃、P小于10MPa、介质流速V小于3m/s的极端环境下，使用寿命至少为1年。

实施例2

如图4所示，实施例2与实施例1的不同之处在于，软质包覆层3内设有多条骨架层4，这样的目的在于，在不改变外侧软质包覆层的最佳扭径比的情况下，可根据凝汽器内部介质的密度对骨架层的数量进行调整，使双层螺旋纽带的整体密度始终临界于介质的密度，即在流体多方向力的作用下，可保证双层螺旋纽带在介质中的漂浮效果，使其能较好的浮动在换热管的中部位置，同时还避免了双层螺旋纽带旋转时与换热管内壁接触的概率。

实施例3

实施例3实施例1的不同之处在于，骨架层4为金属条，如铁条和钢条，优选为不锈钢条，软质包覆层喷涂与骨架层上，金属条骨架层4的挠度更小，在长距离安装使用时，挠度位移更小，即能更好的保证双层螺旋纽带2在换热管内的旋转效果。

需要提前说明的是，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (9)

1.双层螺旋纽带，包括纽带本体，其特征在于，所述纽带本体包括骨架层和软质包覆层，所述骨架层位于软质包覆层内部，所述软质包覆层将骨架层完全包覆；所述纽带本体绕其长度轴线旋转扭曲成型，所述软质包覆层和所述骨架层共挤成型，介质沿纽带本体流动时带动纽带本体旋转；所述骨架层的硬度大于软质包覆层的硬度，所述骨架层的密度与软质包覆层的密度不相同，所述骨架层与软质包覆层贴合；所述软质包覆层的表面光滑，使用时，所述纽带本体与管内壁的距离为0.1mm-5mm。

2.根据权利要求1所述的双层螺旋纽带，其特征在于，所述软质包覆层为氟塑料；所述骨架层为高分子材料。

3.根据权利要求2所述的双层螺旋纽带，其特征在于，所述纽带本体的两头端部密封处理。

4.根据权利要求1或2所述的双层螺旋纽带，其特征在于，所述纽带本体的软质包覆层宽度为14~60mm，骨架层的厚度为0.5~2mm，位于骨架层厚度方向上的软质包覆层包覆材料厚度为0.25~0.8mm；所述软质包覆层位于骨架层的两侧设有实心的包边，所述包边的宽度为0.1~5mm。

5.根据权利要求1所述的双层螺旋纽带，其特征在于，所述纽带本体的螺距与宽度的比值大于等于1.5:1。

6.根据权利要求1所述的双层螺旋纽带，其特征在于，至少一条所述骨架层设置于软质包覆层内部；所述骨架层为深色，所述软质包覆层为透明色或浅色。

7.根据权利要求1所述的双层螺旋纽带，其特征在于，在PH小于1或者PH大于13、T小于200℃、P小于10MPa、介质流速V小于3m/s的极端环境下，使用寿命至少为1年。

8.双层扰流装置，采用如权利要求1所述的双层螺旋纽带，其特征在于，包括连接头和双层螺旋纽带，所述连接头包括卡紧支架和转轴，所述卡紧支架卡紧在换热管的端部，所述转轴设置在卡紧支脚的内部，所述双层螺旋纽带的端部与转轴的一端固定连接。

9.根据权利要求8所述的双层扰流装置，其特征在于，纽带本体与转轴的连接部外侧设有将二者连接部完全包覆的密封套。

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