專利名稱：一種管內污垢旋轉清洗件固定裝置的動力矩強化技術的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是一種管內污垢旋轉清洗件固定裝置的動力矩強化技術。它可以應用于各種列管式傳熱設備(例如換熱器、冷凝器、蒸發(fā)器等等)的在線旋轉清洗防垢及其傳熱強化。
背景技術：
法國專利(FR25545209和中國專利(CN2465140Y、CN2413319Y)等公開的傳熱管內污垢清洗旋轉扭帶清洗技術，旋轉扭帶的軸向固定都是滑動摩擦，其摩擦阻力矩較大，而且螺旋扭帶的螺距愈小，螺旋扭帶承受的軸向力愈大，相應的摩擦阻力矩也愈大，恰恰與螺旋扭帶的傳熱效果是螺距愈小愈好相反，制約效率的進一步提高。并且，旋轉清洗元件的管口固定裝置在結構上存在這樣的缺陷沒有對流體入口流向進行必要的導向，入流液體與旋轉清洗元件接觸前，會在傳熱管入口處產生不同程度的旋流，旋流方向按照阻力最小原理必定與旋轉清洗元件的螺旋方向相同。由質點系動量矩定理可知，其結果必然是導致旋轉清洗元件的自轉力矩減少，使該技術在流速不高、或污垢清洗阻力較大的工況下的難以應用。還有一個不足是在長期的運行過程中，個別的清洗元件可能發(fā)生脫落，可靠性不夠高。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是傳熱管內旋轉清洗件的已有管口固定裝置摩擦阻力矩大、入口旋流影響自轉力矩、可靠性不夠高等方面的問題，提出一種管內污垢旋轉清洗件固定裝置的動力矩強化技術，具有阻力矩小、可靠性高、并且還能夠產生一個較大的予旋反沖動力矩等優(yōu)點，使自動旋轉式清洗防垢元件能夠更廣泛地應用于較低流速、或污垢清洗阻力較大的傳熱設備。
本發(fā)明專利的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的一種管內污垢旋轉清洗件固定裝置的動力矩強化技術，它有軸承蓋、滾球、軸承碗、反向螺旋流道、轉軸、動力輪，傳熱管、旋轉清洗元件組成固定裝置。軸承碗與反向螺旋流道為一體式結構，也可以是分體式結構。反向螺旋流道的螺旋方向與旋轉清洗元件的螺旋(或斜齒)的方向相反。轉軸與軸承蓋鉚接或焊接固定，轉軸與旋轉清洗元件連接。塑料動力輪與轉軸注塑成型為一體。反向螺旋流道和動力輪的直徑比軸承座套的內徑小。反向螺旋流道固定在傳熱管的進口處。
由于以滾動軸承取代現(xiàn)有的滑動軸承結構，摩擦阻力矩大幅度降低。傳熱設備運行時，管程液體經過反向螺旋流道進入傳熱管時，流速成倍加快后直接沖推動力輪的螺旋翼片產生一個比較大的入口沖推動力矩，其方向與清洗元件的旋轉方向相同，兩者同向疊加的結果使旋轉清洗元件的工作力矩比原先顯著增大。由于阻力矩大幅度降低和動力矩顯著增大的雙重原因，使自動清洗元件自轉需要的管內流速明顯下降，達到使自轉清洗技術能夠在較低流速、或污垢清洗阻力比較大的工況下更廣泛應用的目的。
由于轉軸與軸承蓋鉚接或焊接固定，因此可以徹底解決旋轉清洗元件可能脫落的問題，運行可靠性大大提高。由于螺旋導流片和動力輪翼片的直徑比傳熱管的內徑略小，生產時可以將動力頭式滾動軸組裝成為一體，安裝時連接上旋轉清洗元件，最后靠其中的反向螺旋流道固定在傳熱管的進口處。因此，這種固定裝置的組裝也比較方便。
軸承碗—反向螺旋流道和動力輪采用耐老化的工程塑料制造，成本低廉，使用壽命長。


圖1是本發(fā)明的管內污垢旋轉清洗件固定裝置的動力矩強化技術結構原理圖。
圖中 1軸承蓋 2滾球 3軸承碗 4管板 5反向螺旋流道 6螺旋導流片 7轉軸 8動力輪翼片 9動力輪 10傳熱管 11旋轉清洗元件具體實施方式
以下結合

本發(fā)明專利的具體實施方案本發(fā)明的管內污垢旋轉清洗件固定裝置的動力矩強化技術的結構原理見圖1。軸承碗3與反向螺旋流道5為一體式結構，也可以是分體式結構。轉軸7與軸承蓋1鉚接或焊接固定。反向螺旋流道5的螺旋方向與旋轉清洗元件11的螺旋(或斜齒)的方向相反。塑料動力輪9在注射成型時與轉軸7形成為一體。轉軸7與旋轉清洗元件11連接。螺旋導流片6和動力輪翼片8的直徑比傳熱管10的內徑小。生產時，可以將軸承蓋1、滾球2、軸承碗3、反向螺旋流道5、轉軸7、動力輪9組裝為一整體的動力頭式滾動軸承。安裝時連接上旋轉清洗元件11，最后靠其中的反向螺旋流道5固定在傳熱管10的進口處。因此，這種固定裝置的組裝也比較方便。
傳熱設備運行時，管程液體經過反向螺旋流道5進入傳熱管10時，流速成倍加快，直接沖推動力輪翼片8，產生一個比較大入口沖推動力矩，其方向也與旋轉清洗元件的旋轉方向相同，同向疊加的結果使旋轉清洗元件11的工作力矩比原先顯著增大。由于現(xiàn)有的滑動軸承改為滾動軸承后阻力矩大幅度降低和沖推動力矩的雙重原因，使自動旋轉清洗元件11的總動力矩顯著增大，自轉要求的管內流速隨之明顯下降，達到使自轉清洗技術能夠在較低流速、或污垢清洗阻力比較大的工況下更廣泛應用的目的。
由于轉軸7的頭部與軸承蓋1采用鉚接或焊接固定，轉軸7的尾部與旋轉清洗元件11連接，因此可以徹底解決旋轉清洗元件11可能脫落的問題，可靠性大大提高。
反向螺旋流道5的螺旋方向與旋轉清洗元件11的螺旋(斜齒)方向相反，與旋轉清洗元件11的旋轉運動方向相同。反向螺旋流道5的螺旋角α在25°～70°的范圍，管內流速愈低螺旋角取值愈小，經螺旋導流片6出來的流體流速就增加得愈大。螺旋導流片6的數(shù)量為2～6，傳熱管10的管徑愈大螺旋導流片6的片數(shù)也愈大。反向螺旋流道5的底部直徑d與傳熱管10的內徑D的比值d/D在0.40～0.75范圍，其作用是通過增大入流液體的旋流半徑、減少入口流道面積提高流速，增大對動力輪9的入口沖推動力矩。
軸承碗3、反向螺旋流道5、動力輪9等為耐老化的工程塑料制造，耐腐蝕、成本低，使用壽命長。
權利要求
1.一種管內污垢旋轉清洗件固定裝置的動力矩強化技術，有軸承蓋(1)、滾球(2)、軸承碗(3)、反向螺旋流道(5)、轉軸(7)、動力輪(9)組成，其特征在于由軸承蓋(1)、滾球(2)、軸承碗(3)組成滾動軸承，反向螺旋流道(5)的螺旋方向與旋轉清洗元件(11)的螺旋(或斜齒)的方向相反，動力輪翼片(8)的螺旋方向與反向螺旋流道(5)的螺旋方向相反，螺旋導流片(6)和動力輪翼片(8)的直徑比傳熱管(10)的內徑略小。
2.根據(jù)權利要求1所述的管內污垢旋轉清洗件固定裝置的動力矩強化技術，其特征在于轉軸(7)的頭部與軸承蓋(1)鉚接或焊接固定，轉軸(6)的尾部與旋轉清洗元件(11)連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的管內污垢旋轉清洗件固定裝置的動力矩強化技術，其特征在于反向螺旋流道(5)、動力輪(9)采用工程塑料制造。
4.根據(jù)權利要求1所述的管內污垢旋轉清洗件固定裝置的動力矩強化技術，其特征在于軸承碗(3)與反向螺旋流道(5)為一體式結構，也可以是分體式結構。
全文摘要
管內污垢旋轉清洗件固定裝置的動力矩強化技術，使進入管內的流體經過傳熱管口的反向螺旋流道時形成有較大半徑的快速旋流，直接沖推動力輪，產生一個較大的動力矩，與旋轉清洗元件的自轉力矩同向疊加，總的工作力矩大幅度增大，使帶動清洗元件自轉需要的管內流速大幅度降低。在傳熱設備中，流速較低的占其大多數(shù)，因此該固定裝置使傳熱管內在線旋轉自動清洗技術的應用范圍得以極大的擴展。
文檔編號B08B9/04GK1657189SQ20041002289
公開日2005年8月24日 申請日期2004年2月16日 優(yōu)先權日2004年2月16日
發(fā)明者彭德其, 俞天蘭, 俞秀民, 吳金香, 蔣少青, 林偉璐, 支校衡, 劉桂英 申請人:株洲工學院