一種高壓水衝式旋轉循環水電解除垢裝置的製作方法

2023-05-09 22:08:27 1

本實用新型涉及循環水處理技術領域，具體為一種高壓水衝式旋轉循環水電解除垢裝置。

背景技術：

當前對於工業循環水來說，電解除垢技術應用範圍日益增加，而實際應用過程中常出現陰極板結垢效率不足以及物理刮刀難以完全去除硬垢等問題，對於電解除垢設備實際處理循環水系統保有水量時間大幅度延長，並且嚴重時實際除垢效率難以抵消補水量對於循環水系統影響，這樣使得工業循環水系統總硬度出現上升趨勢，最終導致換熱器以及管道出現結垢情況。同時物理刮刀對於硬垢去除能力不足，易出現局部硬垢損壞刮刀或者卡死刮刀情況，尤其一些補水總硬度較高地區，2-4小時結垢量足以填滿陰、陽極之間距離，這樣結垢量經常卡死刮刀，造成刮刀電機燒損，並且明顯降低電解除垢設備的實際工作效率。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提供一種高壓水衝式旋轉循環水電解除垢裝置，該裝置採用高壓水衝式旋轉物理刮刀方式，具有能耗低、刮垢乾淨等特點，同時高壓水衝式旋轉物理刮刀方式對於刮出垢進行強力衝刷，防止垢體大量積累在死水區。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

一種高壓水衝式旋轉循環水電解除垢裝置，該裝置包括出水管(1)、封頭(2)、殼體(3)、刮刀(4)、設備支架(5)、排渣口(6)、出水口(7)、第一單式旋轉接頭(8)、導電滑環(9)、陽極板(10)、陽極板及水管支撐杆(11)、分支水管(12)、中央水管(13)、正常反應循環水進水管(14)、第二單式旋轉接頭(15)、兩位兩通電磁閥(16)、布水噴頭(17)、排渣控制閥(18)、螺栓(19)、刮刀高壓噴水嘴(20)、陽極板與支撐杆固定點(21)、高壓衝洗水管(22)、高壓水泵(23)、普通水泵(24)、控制系統(25)、出水控制閥(26)、陰極接線柱(27)、陽極接線(28)及肋(29)；

所述殼體(3)上部與封頭(2)固定，殼體(3)中央設置中央水管(13),中央水管(13)水平方向上設置若干分支水管(12)，中央水管(13)上方設有出水口(7)，中央水管(13)上方與出水管(1)連接，出水管(1)上安裝出水控制閥(26)，殼體(3)下部為圓錐形或半圓形結構，內部噴塗聚四氟乙烯，排渣口(6)以及排渣控制閥(18)位於殼體(3)底部；

所述刮刀(4)與陽極板(10)通過肋(29)、陽極板及水管支撐杆(11)集成為一體，述肋(29)分別水平固定在中央水管(13)的上下兩端與刮刀(4)的兩端固定連接，中央水管(13)上、下兩端分別安裝第一單式旋轉接頭(8)、第二單式旋轉接頭(15)，保證整體刮刀結構能夠有效旋轉，刮刀(4)垂直固定在肋(29)的外側，中央水管(13)上端還設有導電滑環(9)，其一端連接電源，另一端通過陽極接線(28)連接陽極板(10)，同時中央水管(13)與陽極板(10)之間採用若干陽極板及水管支撐杆(11)進行固定連接，陽極板(10)上設有與陽極板及水管支撐杆(11)數量相等的陽極板與支撐杆固定點(21)，用於支撐杆的固定，陽極板及水管支撐杆(11)上表面固定導電滑環(9)與陽極板(10)之間接線，下表面固定連通中央水管(13)與刮刀高壓噴水嘴(20)的分支水管(12)；

所述殼體(3)下部一側設有進水管，分為兩路，分別連接高壓水泵(23)和普通水泵(24)，所述高壓水泵(23)和普通水泵(24)另一端匯總後與兩位兩通電磁閥(16)連接，然後又分成正常反應循環水進水管(14)以及衝洗循環水進水管(22)，正常反應循環水進水管(14)連接布水噴頭(17)，高壓衝洗水管(22)通過分支水管(12)與所述中央水管(13)底端相連通；

所述控制系統(25)分別與出水控制閥(26)、排渣控制閥(18)、兩位兩通電磁閥(16)、高壓水泵(23)及普通水泵(24)相連。

進一步地，所述陽極板(10)採用網狀釕銥或銥鉭塗層電極板，殼體(3)為電解反應陰極，使用碳鋼、不鏽鋼或鋁，其外壁噴塗聚四氟乙烯，殼體(3)上設置陰極接線柱(27)。

進一步地，所述殼體(3)上部與封頭(2)通過螺栓(19)固定，殼體(3)底部固定安裝設備支架(5)。

進一步地，所述封頭(2)形狀為半圓形。

進一步地，所述刮刀(4)的個數為2-8個，側面安裝刮刀高壓噴水嘴(20)，數量為8～20個，均勻分布在刮刀(4)側面，陽極板(10)的數量與刮刀(4)數量應一致，肋(29)的數量應為刮刀(4)數量的兩倍，平均分布安裝在中央水管(13)的上下兩端，並且陽極板及水管支撐杆(11)數量應當為刮刀數量四倍，在中央水管(13)與陽極板(10)之間均分為四層進行固定連接。

進一步地，所述出水控制閥(26)、排渣控制閥(18)及兩位兩通電磁閥(16)根據具體防爆要求選擇氣動閥或電動閥。

進一步地，所述控制系統(25)為單片機或PLC控制系統。

本實用新型的工作原理：

本實用新型電解反應工作電流密度為20～160A/m2，這樣在陰極區域產生一定濃度的氫氧根離子以及碳酸根離子，此時pH值明顯升高(pH＞10)，這樣促使水中鈣、鎂離子與氫氧根離子以及碳酸根結合生成氫氧化鈣、氫氧化鎂、碳酸鈣以及碳酸鎂，並大量附著在殼體內壁形成一定厚度垢體，由於陰極產生大量氫氣，使得殼體內壁水垢基本為疏鬆性軟水垢，因此使用物理刮刀以及高壓水衝洗便可清洗乾淨。

同時陽極附近反應區域，電場作用下氯離子失去電子轉化為游離氯，伴隨產生微量臭氧、氫氧根自由基，這些物質起到良好的殺菌滅藻效果。另外直流電解反應、陰極高pH環境以及陽極低pH環境，可以營造良好的消毒環境。

陽極反應：

陰極反應：

本實用新型與現有技術相比，有益效果在於：本裝置採用高壓水衝式旋轉物理刮刀方式，具有能耗低、刮垢乾淨等特點，同時高壓水衝式旋轉物理刮刀方式對於刮出垢進行強力衝刷，防止垢體大量積累在死水區。陽極板採用網狀釕銥或銥鉭塗層電極板，有利於提升電解結垢效率，並且網狀結構還可增強實際循環水傳質效果。同時採用網狀陽極可以提升陰極與陽極面積比，從而增加陽極殺菌滅藻效果。

附圖說明

圖1為本實用新型結構示意圖；

圖2為本實用新型的陽極板與刮刀具體結構示意圖；

圖中零部件及編號：

1—出水管，2—封頭，3—殼體，4—刮刀，5—設備支架，6—排渣口，7—出水口，8—第一單式旋轉接頭，9—導電滑環，10—陽極板，11—陽極板及水管支撐杆，12—分支水管，13—中央水管，14—進水管，15—第二單式旋轉接頭，16—兩位兩通電磁閥，17—布水噴頭，18—出水閥，19—螺栓，20—刮刀高壓噴水嘴，21-陽極板與支撐杆固定點，22—高壓衝洗水管，23—高壓水泵，24-普通水泵，25-控制系統，26-出水控制閥，27-陰極接線柱，28-陽極接線，29-肋。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

實施例1

請參閱圖1-2，一種高壓水衝式旋轉循環水電解除垢裝置，該裝置包括出水管1、封頭2、殼體3、刮刀4、設備支架5、排渣口6、出水口7、第一單式旋轉接頭8、導電滑環9、陽極板10、陽極板及水管支撐杆11、分支水管12、中央水管13、正常反應循環水進水管14、第二單式旋轉接頭15、兩位兩通電磁閥16、布水噴頭17、排渣控制閥18、螺栓19、刮刀高壓噴水嘴20、陽極板與支撐杆固定點21、高壓衝洗水管22、高壓水泵23、普通水泵24、控制系統25、出水控制閥26、陰極接線柱27、陽極接線28及肋29；

所述殼體3上部與封頭2固定，殼體3中央設置中央水管13，中央水管13水平方向上設置若干分支水管12，中央水管13上方設有出水口7，中央水管13上方與出水管1連接，出水管1上安裝出水控制閥26，殼體3下部為圓錐形或半圓形結構，內部噴塗聚四氟乙烯，排渣口6以及排渣控制閥18位於殼體3底部；

本實施例採用4個弧面的陽極板10，所述刮刀4與陽極板10通過肋29及陽極板及水管支撐杆11集成為一體，中央水管13上、下兩端分別安裝第一單式旋轉接頭8、第二單式旋轉接頭15，保證整體刮刀結構能夠有效旋轉，肋29呈發散狀分別固定在所述中央水管13的上下兩端，刮刀4垂直固定在肋29的外側，中央水管13上端還固定有導電滑環9，其一端連接電源，另一端通過陽極接線28連接陽極板10，同時中央水管13與陽極板10之間採用16個陽極板及水管支撐杆11均分為四層進行固定連接，陽極板10上設有與陽極板及水管支撐杆11數量相等的陽極板與支撐杆固定點21，用於支撐杆的固定，陽極板及水管支撐杆11上表面固定導電滑環9與陽極板10之間接線，下表面固定連通中央水管13與刮刀高壓噴水嘴20的分支水管12；

所述殼體3下部一側設有進水管，分為兩路，分別連接高壓水泵23和普通水泵24，所述高壓水泵23和普通水泵24另一端匯總後與兩位兩通電磁閥16連接，然後又分成正常反應循環水進水管14以及高壓衝洗水管22，正常反應循環水進水管14連接布水噴頭17，高壓衝洗水管22通過分支水管12與所述中央水管13底端相連通；

所述控制系統25分別與出水控制閥26、排渣控制閥18、兩位兩通電磁閥16、高壓水泵23及普通水泵24相連。

所述陽極板10採用網狀釕銥或銥鉭塗層電極板，殼體3為電解反應陰極，使用碳鋼、不鏽鋼或鋁，其外壁噴塗聚四氟乙烯，殼體3上設置陰極接線柱27。

所述殼體3上部與封頭2通過螺栓19固定，殼體3底部固定安裝設備支架5。

所述封頭2形狀為半圓形。

所述刮刀4的個數為4個，側面安裝刮刀高壓噴水嘴20，數量為8～20個，均勻分布在刮刀4側面，陽極板10的數量與刮刀4數量應一致，肋29的數量應為刮刀4數量的兩倍，平均分布安裝在中央水管13的上下兩端，並且陽極板及水管支撐杆11數量應當為刮刀4數量四倍，在中央水管13與陽極板10之間均分為四層進行固定連接。

所述出水控制閥26、排渣控制閥18及兩位兩通電磁閥16根據具體防爆要求選擇氣動閥或電動閥。

所述控制系統25為單片機或PLC控制系統。

本裝置的除垢過程主要包括電解結垢過程以及清洗除垢過程，首先電解結垢過程是設置電流密度20A/m2，通過控制系統25控制兩位兩通電磁閥16開啟其中的循環水進水管閥，循環水通過正常反應循環水進水管14及布水噴頭17進入殼體3內，接通殼體3與陽極板10，陰、陽極之間產生電解反應，從而在殼體內壁形成一定厚度的水垢，當反應時間達到設置時間4h，便啟動除垢程序，清洗除垢過程是將兩位兩通電磁閥16開啟另一個循環水進水管閥，高壓循環水通過高壓衝洗水管22進入中央水管13，經過分支水管12，從刮刀4上的刮刀高壓噴水嘴20噴出，利用水衝擊反向作用力帶動刮刀旋轉運動，對於殼體3內壁形成的水垢體進行去除，同時高壓水能夠對於陰極垢體衝洗，也可輔助刮刀進行除垢，當除垢時間達到設定時間5分鐘時，兩位兩通電磁閥16關閉，開啟排渣控制閥18排出含有垢體廢水。

本實施例的電解除垢裝置的試驗選擇在東藥集團207廠，其循環水系統循環水量為3000m3/h，保有水量為280m3，循環水冷卻塔進出溫差為5℃，補水硬度為200ppm。當不使用本電解裝置時，循環水總硬度會呈現不斷上升趨勢，循環水系統運行400小時後，其總硬度保持在650ppm。使用本電解除垢裝置後，處理能力為40m3/h，同樣經過400小時處理後，其鈣硬度基本保持在250～300ppm範圍內。根據未使用以及使用本電解除垢設備循環水水質參數對比來說，總硬度降低幅度為87.5％。

實施例2

與實施例1不同之處在於，所述刮刀4的個數為2個，陽極板10為2個，刮刀4採用4個肋29分別固定在中央水管13的頂端和底端，中央水管13與陽極板10之間採用8個陽極板及水管支撐杆11均分為四層進行固定連接。

電解結垢過程的電流密度為160A/m2，電解反應的時間為48h，除垢時間為15分鐘。

本實施例的電解除垢裝置的試驗選擇在東藥集團207廠，其循環水系統循環水量為3000m3/h，保有水量為280m3，循環水冷卻塔進出溫差為5℃，補水硬度為250ppm。當不使用本電解裝置時，循環水總硬度會呈現不斷上升趨勢，循環水系統運行400小時後，其總硬度保持在700ppm。使用本電解除垢裝置，處理能力為40m3/h，同樣經過400小時處理後，其鈣硬度基本保持在250～300ppm範圍內。根據未使用以及使用本電解除垢設備循環水水質參數對比來說，總硬度降低幅度為87.5％。

實施例3

與實施例1不同之處在於，所述刮刀4的個數為8個，陽極板10為8個，刮刀4採用8個肋29分別固定在中央水管13的頂端和底端，中央水管13與陽極板10之間採用32個陽極板與水管支撐杆11均分為四層進行固定連接；

電解結垢過程的電流密度為100A/m2，電解反應的時間為20h，除垢時間為10分鐘。

本實施例的電解除垢裝置的試驗選擇在東藥集團207廠，其循環水系統循環水量為3000m3/h，保有水量為280m3，循環水冷卻塔進出溫差為5℃，補水硬度為220ppm。當不使用本電解裝置時，循環水總硬度會呈現不斷上升趨勢，循環水系統運行400小時後，其總硬度保持在670ppm。使用本電解除垢裝置後，處理能力為40m3/h，同樣經過400小時處理後，其鈣硬度基本保持在250～300ppm範圍內。根據未使用以及使用本電解除垢設備循環水水質參數對比來說，總硬度降低幅度為87.5％。

儘管已經示出和描述了本發明的實施例，對於本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的範圍由所附權利要求及其等同物限定。