一種扭曲管內循環流態化粒子除防垢與強化傳熱裝置製造方法
2023-05-29 02:23:06 1
一種扭曲管內循環流態化粒子除防垢與強化傳熱裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供了一種扭曲管內循環流態化粒子除防垢與強化傳熱裝置，包括離心泵、粒子循環管、一級旋流分離器、二級旋流分離器及換熱器，所述的離心泵的出口通過管道與換熱器下端的排空口連通；離心泵與換熱器下端的排空口連通的管道上設有加球器；加球器內設有流態化粒子，換熱器的上端與一級旋流分離器的進口連通，一級旋流分離器的第一出口通過粒子循環管連接在離心泵的出口和換熱器下端的排空口連通的管道上，一級旋流分離器的第二出口與二級旋流分離器的進口連通，所述換熱器的列管採用扭曲管。本發明換熱器的流道採用扭曲管，扭曲管內流體流態化粒子隨機頻繁地碰撞、刮擦管內壁，對傳熱設備有很好的防除垢作用，且強化了傳熱效果。
【專利說明】一種扭曲管內循環流態化粒子除防垢與強化傳熱裝置
【技術領域】
[0001]本發明專利涉及一種扭曲管內循環流態化粒子除防垢與強化傳熱裝置。
【背景技術】
[0002]列管式換熱器的流道多數是簡單的直線狀，運行過程中生長的汙垢便於在線機械清洗，但是存在清洗效率不高，流動阻力比較大引起能耗比較高，同時對管內的流體流速要求比較高的缺陷。管內流態化技術具有防除垢和強化傳熱的功能，扭曲管內的流體具有旋流特徵。現有的管程粒子循環流態化換熱技術均未涉及到扭曲管技術，這是一種適用於管內低流速並綜合旋流與液固兩相流態化的新型技術。
【發明內容】
[0003]為了解決上述技術問題，本發明提供一種運行過程中不需要除垢且熱能傳遞效率高的扭曲管內循環粒子除防垢與強化傳熱裝置。
[0004]本發明採用的技術方案是:包括離心泵、粒子循環管、一級旋流分離器、二級旋流分離器及換熱器，所述的離心泵的出口通過管道與換熱器下端的排空口連通；粒子循環管中心軸線與換熱器下端的排空口之間的管道上設有加球器；加球器內設有流態化粒子，換熱器的上端與一級旋流分離器的進口連通，一級旋流分離器下部的第一出口通過粒子循環管豎直連接在離心泵的出口和換熱器下端的排空口連通的管道上，一級旋流分離器上部的第二出口與二級旋流分離器的進口連通，二級旋流分離器上部的第二出口與循環料液出口接管連接，所述換熱器的列管採用扭曲管。
[0005]上述的扭曲管內循環流態化粒子除防垢與強化傳熱裝置中，所述的粒子循環管上設有玻璃視盅和自動控制閥，若需操作更可靠，可在粒子循環管的自動控制閥和上部玻璃視盅之間再設一個玻璃視盅。
[0006]上述的扭曲管內循環流態化粒子除防垢與強化傳熱裝置中，與加球器進口連通的短節上設有加球器控制閥；加球器出口和粒子循環管中心軸線與換熱器下端的排空口之間連通的管道上設有加球器控制閥。
[0007]上述的扭曲管內循環流態化粒子除防垢與強化傳熱裝置中，所述的換熱器下端的排空口連接有排空管，排空管上設有排空閥。
[0008]上述的扭曲管內循環流態化粒子除防垢與強化傳熱裝置中，所述的流態化粒子為瓷球、玻璃球或塑料球，流態化粒子的直徑為Imm?5mm。
[0009]上述的扭曲管內循環流態化粒子除防垢與強化傳熱裝置中，離心泵與粒子循環管中心軸線之間設有流量控制閥及電磁流量計。
[0010]與現有技術相比，本發明的有益效果是:本發明的換熱器的列管採用扭曲管，扭曲管的旋流作用使管內流體及流態化粒子同時作切向與軸向運動，因此扭曲管內流體具有高湍流強度，流態化粒子隨機頻繁地碰撞、刮擦管內壁，更有效地破壞流體邊界層，並對傳熱設備有很好的防除垢作用，且強化了傳熱效果；本發明具有一級旋流分離器和二級旋流分離器，兩個旋流分離器使得流態化粒子或被清洗的較大塊狀汙垢徹底分離，防止了流態化粒子或被清洗的塊狀汙垢進入料液儲槽或影響下一工序；本發明採用加球器在線加球，力口入適合的一定粒子量時，調節粒子循環管上自動控制閥門可實現一定粒子濃度的連續穩定的循環；本發明在粒子循環管上設有玻璃視盅，便於控制循環料液中流態化粒子的濃度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本發明的原理示意圖。
[0012]圖2是本發明的扭曲管的結構示意圖。
[0013]圖3是圖2中的A-A剖面圖。
[0014]圖4是圖2中的B-B剖面圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖對本發明作進一步的說明。
[0016]如圖1所示，本發明包括離心泵1、粒子循環管7、一級旋流分離器9、二級旋流分離器11及換熱器17，所述的離心泵I的出口通過管道13與換熱器17下端的排空口連通；離心泵I與換熱器17下端的排空口連通的管道13上設有加球器6、流量控制閥2及電磁流量計3，排空口處設有過濾網，排空口連接有排空管15，排空管15上設有排空閥14。加球器6內設有流態化粒子，所述的流態化粒子為瓷球、玻璃球或塑料球，流態化粒子的直徑為Imm?5mm。與加球器6進口連通的管道上設有加球器控制閥18 ;加球器6出口與管道13連通的管道上設有加球器控制閥5。換熱器17的上端與一級旋流分離器9的進口 93連通，一級旋流分離器9下部的第一出口 91通過粒子循環管7連接在離心泵I的出口和換熱器17下端的排空口連通的管道13上，所述的粒子循環管7上設有玻璃視盅8和自動控制閥4。一級旋流分離器9上部的第二出口 92與二級旋流分離器11的進口 111連通，所述的二級旋流分離器11下部的第一出口 112連接有一管道，管道上設有控制閥10 ;二級旋流分離器11上部的第二出口 113與循環料液出口接管12連接；所述換熱器17的列管16採用扭曲管。如圖21所示，所述扭曲管由025圓管經扭曲加工裝置加工而成，橢圓截面長軸約為29-32mm，短軸約為19_21mm，扭曲管導程為200_280mm。
[0017]本發明運行時，先關閉自動控制閥4、加球器控制閥5、控制閥10及排空閥14，然後再開啟離心泵1，根據所加粒子種類緩慢開啟流量控制閥2至粒子循環所需流量，待電磁流量計3穩定時開始進行加球操作。保持加球器6下方的加球器控制閥5關閉，並打開加球器6上方的加球器控制閥18往加球器中加入適量粒子，每次所加流態化粒子的量以不超過加球器控制閥5、18之間操作距離為宜，然後關閉加球器控制閥18再打開加球器6下方的加球器控制閥5，流態化粒子則依靠自重進入管道13，通過換熱器17中的列管16，循環料液到達一級旋流分離器9和二級旋流分離器11進行液固分離，固相流態化粒子主要在一級旋流分離器9中進行分離，循環料液通過一級旋流器9上部第二出口 92進入二級旋流分離器11，二級旋流分離器11用以在一級旋流器9中未被完全分離的流態化粒子或被清洗的較大塊狀汙垢在此徹底分離，控制閥10排空在一級旋流器9中未被完全分離的流態化粒子或被清洗的塊狀汙垢，防止了流態化粒子或被清洗的塊狀汙垢進入料液儲槽或下一工序而造成物料汙染，在循環過程中始終保持排空閥14處於關閉狀態。可通過玻璃視盅8觀察流態化粒子回流至粒子循環管7的情況，流態化粒子一般在一級旋流分離器9中即可完全分離，如上往復操作加球器6上的控制閥5、18加入粒子至一定量，以分離回流的流態化粒子量超過玻璃視盅8高度為宜。然後關閉加球器6上的控制閥5、18，此時再緩慢開啟自動控制閥4至一定開度進行流態化粒子循環，若通過玻璃視盅8觀察到流態化粒子循環不連續則可配合加球器6再往其中添加適量的流態化粒子，直至流態化粒子循環量與流態化粒子回流量達到平衡，此時流態化粒子循環連續穩定，可通過玻璃視盅8中觀察的流態化粒子循環情況，計算扭曲管內流態化粒子的濃度。若需增大循環流態化粒子的濃度，在阻力允許範圍內，可再逐漸增加自動控制閥4的開度並配合加球器6添加適量的流態化粒子，達到流態化粒子循環量與流態化粒子回流量新的平衡，若條件需要可調節電磁流量計3與加球器6之間的旁路管道上的控制閥進行分流。
【權利要求】
1.一種扭曲管內循環流態化粒子除防垢與強化傳熱裝置，其特徵是:包括離心泵、粒子循環管、一級旋流分離器、二級旋流分離器及換熱器，所述的離心泵的出口通過管道與換熱器下端的排空口連通；離心泵與換熱器下端的排空口連通的管道上設有加球器；加球器內設有流態化粒子，換熱器的上端與一級旋流分離器的進口連通，一級旋流分離器的第一出口通過粒子循環管連接在離心泵的出口和換熱器下端的排空口連通的管道上，一級旋流分離器的第二出口與二級旋流分離器的進口連通，所述換熱器的列管採用扭曲管。
2.根據權利要求1所述的扭曲管內循環流態化粒子除防垢與強化傳熱裝置，其特徵是:所述的粒子循環管上設有玻璃視盅和自動控制閥。
3.根據權利要求1所述的扭曲管內循環流態化粒子除防垢與強化傳熱裝置，其特徵是:與加球器進口連通的管道上設有加球器控制閥；加球器出口與離心泵與換熱器下端的排空口連通的管道連接的管道上設有加球器控制閥。
4.根據權利要求1所述的扭曲管內循環流態化粒子除防垢與強化傳熱裝置，其特徵是:所述的換熱器下端的排空口連接有排空管，排空管上設有排空閥。
5.根據權利要求1所述的扭曲管內循環粒子除防垢與強化傳熱裝置，其特徵是:所述的流態化粒子為瓷球、玻璃球或塑料球，流態化粒子的直徑為Imm?5mm。
6.根據權利要求1所述的扭曲管內循環流態化粒子除防垢與強化傳熱裝置，其特徵是:離心泵與換熱器下端的排空口連通的管道上設有流量控制閥及電磁流量計。
7.根據權利要求1-6中任一權利要求所述的扭曲管內循環流態化粒子除防垢與強化傳熱裝置，其特徵是:所述扭曲管由0 25圓管經扭曲加工裝置加工而成，橢圓截面長軸約為29-32mm，短軸約為19_21mm，扭曲管導程為200_280mm。
【文檔編號】F28F1/08GK103528415SQ201310522473
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月30日 優先權日:2013年10月30日
【發明者】彭德其, 黃軍, 吳淑英, 陳前 申請人:湘潭大學