一種化工汙水高效換熱裝置
2024-04-16 10:08:05
1.本發明涉及汙水熱交換領域，具體涉及一種化工汙水高效換熱裝置。
背景技術：
2.純淨的水在經過使用後改變了原來的物理性質或化學性質，成為了含有不同種類雜質的廢水，化工廢水就是在化工生產中排放出的工藝廢水、冷卻水、廢氣洗滌水、設備及場地衝洗水等廢水，這些廢水如果不經過處理而排放，會造成水體的不同性質和不同程度的汙染，從而危害人類的健康，影響工農業的生產。
3.我國是一個能源消耗大國，在工業產業中傳統產業佔了較大的比重，在生產加工過程中，有許多的能量最終以熱傳遞的方式轉移到了汙水當中去，如不對這部分能量進行充分的回收與利用，勢必會造成能源的浪費，並且會對環境造成一定的影響。
4.汙水換熱裝置是通過科學、合理的換熱技術與手段將汙水中的熱能進行有效地提取與利用的裝置，從而達到節約能源，減少環境汙染的目的，目前針對中小型的汙水換熱裝置較少，傳統的熱管換熱器和螺旋螺紋管式換熱器不具備一定的效能，改造的汙水熱管換熱器的翅片不具備抗衝擊能力，而螺紋管式換熱器體積不適合小型的換熱系統，且螺紋管式換熱器需具備較長的管道，提高了安裝強度和增加的成本，因此根據現有技術的不足，因而有必要設計一種化工汙水高效換熱裝置。
技術實現要素：
5.本發明的目的在於提供一種化工汙水高效換熱裝置。
6.為達此目的，本發明採用以下技術方案：
7.提供一種化工汙水高效換熱裝置，包括進汙管、排汙管和熱交換機構，所述進汙管和排汙管分別固定連接於熱交換機構上下端，所述熱交換機構包括熱交換罐、驅動組件、進水組件、出水組件和若干熱回收組件，所述熱交換罐呈內部設有過水腔的圓柱狀設置，若干所述熱回收組件呈環形陣列狀固定設置於熱交換罐的側圍一圈上，且若干熱回收組件延伸至過水腔內，所述進水組件固定設置於過水腔內並位於若干熱回收組件的頂部，所述出水組件位於過水腔的中部並延伸至若干熱回收組件的底端，若干所述熱回收組件與出水組件均轉動連通設置，所述出水組件的底端與熱交換罐固定連接，所述驅動組件固定設置於熱交換罐的外壁一周，且驅動組件與若干熱回收組件均嚙合設置。
8.進一步的，每組所述熱回收組件包括軸座、齒輪、轉軸、導管軸和熱回收扇片，所述熱回收扇片形狀是由兩個弧圍組成的扇形，所述軸座固定設置於熱交換罐外壁上，所述轉軸的一端穿過軸座和熱交換罐延伸至過水腔內，且轉軸與熱回收扇片的長弧圍端中部固定連接，所述齒輪位於熱交換罐外部並固定設置於轉軸的另一端固定連接，所述導管軸固定設置於熱回收扇片弧圍端中部。
9.進一步的，所述熱回收扇片的兩側對稱均勻設有若干浸槽，所述熱回收扇片內部兩端分別設有進水槽和出水槽，所述進水槽和出水槽之間對稱並連通設有四條輸水通道，
所述導管軸內設有通水槽，所述通水槽和出水槽銜接連通設置。
10.進一步的，所述熱回收扇片位於進水槽的一端設有進水口，所述進水口端固定連通有進水弧管，所述進水弧管呈四分之一空腔圓環狀設置，且進水弧管的頂部埠內壁對稱設有兩個限位密封條，所述進水弧管內部設有滑動設有進水弧柱，所述進水弧柱的底部埠內壁對稱設有兩個牴觸條。
11.進一步的，所述進水組件包括進水管、集水槽和若干固定銷，若干所述固定銷呈環狀均勻設置於過水腔內壁頂部，所述集水槽呈環形設置，且集水槽外緣固定設置於若干固定銷上，所述集水槽內部設有儲水道，若干所述進水弧柱均固定設置於集水槽底端並與儲水道連通設置，所述進水管一端固定插設於儲水道內，且進水管另一端延伸至熱交換罐頂部。
12.進一步的，所述出水組件包括中載盤、集水環道、四通管、出水管和三個支杆，三個所述支撐呈水平環形陣列狀固定設置於過水腔的底部內壁上，所述中載盤是由上合盤和下合盤組成，所述下合盤底部固定固定設置於三個支杆的一端，所述下合盤和上合盤通過三個螺杆固定連接且內部形成安裝腔。
13.進一步的，所述下合盤和上合盤的連接面處均呈環狀均勻設有若干半柱形槽，若干所述導管軸一端密封轉動插設於對應兩個半柱形槽之間，所述集水環道固定設置於安裝腔內，若干所述導管軸的一端均固定設置於集水環道外緣並與集水環道內部連通，所述四通管的一端固定插設於安裝腔底部，且四通管另三端固定連通至集水環道內緣，所述出水管的一端固定連接於四通管底部埠，且出水管的另一端延伸至熱交換罐的底端外部。
14.進一步的，所述驅動組件包括驅動杆、調節轉手、指針、刻度盤、金屬齒環、滑套、觀察窗和外罩，所述驅動杆的一端與對應轉軸端固定連接，所述指針固定設置於驅動杆上並位於對應齒輪旁側，所述刻度盤固定設置於熱交換罐的連接端上，所述滑套固定設置於熱交換罐外壁中部，且滑套底部設有限位槽，所述金屬齒環限位滑動設置於限位槽內，且金屬齒環與若干齒輪均嚙合設置，所述外罩固定設置於熱交換罐的外壁兩個連接端上，所述觀察窗固定設置於外罩的一側並與驅動軸同軸心設置，所述調節轉手固定設置於驅動軸的另一端。
15.進一步的，所述熱交換機構頂部固定連通設有濾汙罐，所述濾汙罐是由下環座和上罐蓋組成，所述下環座固定連通設置於熱交換罐的頂部，且下環座內壁頂部固定設有撐環，所述撐環上卡合設有金屬濾網，所述上罐蓋通過螺栓固定設置於下環座頂部。
16.進一步的，所述下環座內壁頂部對稱設有兩個取槽，兩個所述取槽與金屬濾網的對稱兩側呈銜接設置，所述進水組件穿過金屬濾網延伸至上罐蓋頂部，所述進汙管的連接端固定連通設有流量計，所述流量計的另一端固定連通設有主汙管。
17.與現有技術相比，本發明的有益效果是：
18.1、本發明中的熱交換機構空間佔用率低，便於安裝，熱交換罐內的熱回收組件可高效提取化工汙水中的熱能進行再利用，減少了能源消耗節約成本，達到了環保效果。
19.2、若干熱回收組件中的若干熱回收扇片緊挨呈扇形環繞設置，熱回收扇片兩側的浸槽增大了與熱汙水的接觸面積，達到了與熱汙水充分換熱的目的。
20.3、當熱回收扇片偏轉時，其內部設有的潔淨水通道兩端一般是通過軟管連接達到持續供水的目的，但軟管長期拉伸容易疲勞，且當熱能回收片偏轉時，軟管局部會被壓縮，
造成流量堵塞的情況，本發明中進水弧管和進水弧柱的設置，可根據熱回收扇片的偏轉，帶動進水弧管在進水弧柱的外壁呈弧形滑動，潔淨水通道兩端可持續有條不紊的供水，且避免了拉伸壓縮帶來的軟管零件疲勞。
21.4、本發明熱回收組件中的熱回收扇片呈扁平化設計，增大了其接觸熱汙水面積，提高了熱能回收效率，熱回收扇片內部還設有四道輸水通道，使得內部的潔淨水可以充分的吸取熱能。
22.5、本發明通過手動轉動驅動組件中的調節轉手，通過齒輪與金屬齒環的配合對熱回收扇片進行偏轉，齒輪與齒環的配合增強的穩定性，同時在齒輪旁側設有指針和刻度盤，指針隨著驅動杆和轉動同步轉動，可通過觀察窗清楚觀察熱回收扇片的偏轉角度，當汙水衝擊力過大時，可通過流量計來判斷熱回收扇片的偏轉角度。
23.本發明通過熱回收組件中的熱回收扇片，對化工汙水中熱能高效回收，當汙水流量過大時，可通過手動轉動驅動組件中的調節轉手來對熱回收扇片進行偏轉，安全高效，精確可控，極大提高了對化工汙水的熱交換效率。
附圖說明
24.為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面對本發明實施例中的附圖作簡單地介紹。
25.圖1為本發明的立體結構示意圖；
26.圖2為本發明的展開立體結構示意圖；
27.圖3為本發明的若干熱回收扇片收攏立體結構示意圖；
28.圖4為本發明的若干熱回收扇片展開立體結構示意圖；
29.圖5為本發明的熱回收組件立體結構示意圖；
30.圖6為圖5中a處的放大示意圖；
31.圖7為本發明的熱回收扇片側視圖；
32.圖8為圖7中沿a-a線的剖視圖；
33.圖9為本發明的驅動組件拆分示意圖；
34.圖10為圖9中b處的放大示意圖；
35.圖11為本發明的進水組件與若干進水弧管的立體結構示意圖；
36.圖12為本發明的出水組件拆分示意圖；
37.圖13為圖12中c處的放大示意圖；
38.圖14為本發明的濾汙罐拆分示意圖；
39.圖15為圖14中d處的放大示意圖；
40.圖中：
41.進汙管1、流量計10、主汙管11；
42.排汙管2；
43.熱交換機構3；
44.熱交換罐30、過水腔300；
45.驅動組件31、驅動杆310、調節轉手311、指針312、刻度盤313、金屬齒環314、滑套315、限位槽3150、觀察窗316、外罩317；
46.進水組件32、進水管320、集水槽321、儲水道3210、固定銷322；
47.出水組件33、中載盤330、上合盤3300、下合盤3301、安裝腔3302、半柱形槽3303、集水環道331、四通管332、出水管333、支杆334；
48.熱回收組件34、軸座340、齒輪341、轉軸342、導管軸343、通水槽3430、熱回收扇片344、浸槽3440、進水槽3441、出水槽3442、輸水通道3443、進水口3444、進水弧管3445、限位密封條3446、進水弧柱3447、牴觸條3448；
49.濾汙罐4、下環座40、撐環400、金屬濾網401、取槽402、上罐蓋41。
具體實施方式
50.下面結合附圖並通過具體實施方式來進一步說明本發明的技術方案。
51.其中，附圖僅用於示例性說明，表示的僅是示意圖，而非實物圖，不能理解為對本專利的限制；為了更好地說明本發明的實施例，附圖某些部件會有省略、放大或縮小，並不代表實際產品的尺寸。
52.本發明提供一種技術方案：
53.參照圖1至圖4所示的一種化工汙水高效換熱裝置，包括進汙管1、排汙管2和熱交換機構3，進汙管1和排汙管2分別固定連接於熱交換機構3上下端，熱交換機構3包括熱交換罐30、驅動組件31、進水組件32、出水組件33和若干熱回收組件34，熱交換罐30是為驅動組件31、進水組件32、出水組件33和若干熱回收組件34提供固定安裝載體，熱交換罐30呈內部設有過水腔300的圓柱狀設置，過水腔300是為若干熱回收扇片344提供安裝空間，若干熱回收組件34呈環形陣列狀固定設置於熱交換罐30的側圍一圈上，且若干熱回收組件34延伸至過水腔300內，進水組件32固定設置於過水腔300內並位於若干熱回收組件34的頂部，出水組件33位於過水腔300的中部並延伸至若干熱回收組件34的底端，若干熱回收組件34與出水組件33均轉動連通設置，出水組件33的底端與熱交換罐30固定連接，驅動組件31固定設置於熱交換罐30的外壁一周，且驅動組件31與若干熱回收組件34均嚙合設置。
54.參照圖5至圖8所示的每組熱回收組件34包括軸座340、齒輪341、轉軸342、導管軸343和熱回收扇片344，軸座340是為轉軸342提供限位轉動載體，導軸管在為熱回收扇片344提供限位轉動載體的同時，還為熱回收扇片344內部提供了連接通道，熱回收扇片344形狀是由兩個弧圍組成的扇形，軸座340固定設置於熱交換罐30外壁上，轉軸342的一端穿過軸座340和熱交換罐30延伸至過水腔300內，且轉軸342與熱回收扇片344的長弧圍端中部固定連接，齒輪341位於熱交換罐30外部並固定設置於轉軸342的另一端固定連接，導管軸343固定設置於熱回收扇片344弧圍端中部，驅動杆310帶動對應的轉軸342旋轉，從而轉軸342帶動齒輪341轉動的同時也帶動金屬齒環314轉動，金屬齒環314帶動若干齒輪341和轉軸342同步轉動，進而帶動與轉軸342固定連接的熱回收扇片344旋轉一定角度。
55.本發明中，熱回收扇片344的兩側對稱均勻設有若干浸槽3440，熱回收扇片344兩側的浸槽3440增大了與汙水的接觸面積，達到充分換熱的目的，熱回收扇片344內部兩端分別設有進水槽3441和出水槽3442，進水槽3441和出水槽3442之間對稱並連通設有四條輸水通道3443，導管軸343內設有通水槽3430，通水槽3430和出水槽3442銜接連通設置。
56.本發明中，熱回收扇片344位於進水槽3441的一端設有進水口3444，進水口3444端固定連通有進水弧管3445，進水弧管3445呈四分之一空腔圓環狀設置，且進水弧管3445的
頂部埠內壁對稱設有兩個限位密封條3446，限位密封條3446達到了對進水弧管3445密封的效果，同時限位密封條3446與對應兩個牴觸條3448的配合，對進水弧管3445和進水弧柱3447之間進行限位，進水弧管3445內部設有滑動設有進水弧柱3447，進水弧柱3447的底部埠內壁對稱設有兩個牴觸條3448，當潔淨水順著進水弧管3445經進水口3444進入至熱回收扇片344內部的進水槽3441內時，順著與進水槽3441連通的四個輸水通道3443進入至出水槽3442內，而在此期間，四個輸水通道3443內的潔淨水吸收經過熱回收扇片344上汙水的熱能，而熱回收扇片344兩側的浸槽3440增大了與汙水的接觸面積，達到充分換熱的目的，潔淨水進入至出水槽3442後，經導管軸343內的通水槽3430進入至集水環道331內
57.參照圖9至圖10所示的驅動組件31包括驅動杆310、調節轉手311、指針312、刻度盤313、金屬齒環314、滑套315、觀察窗316和外罩317，外罩317是為保護內部的齒輪341和金屬齒環314，驅動杆310的一端與對應轉軸342端固定連接，指針312固定設置於驅動杆310上並位於對應齒輪341旁側，刻度盤313固定設置於熱交換罐30的連接端上，滑套315固定設置於熱交換罐30外壁中部，且滑套315底部設有限位槽3150，金屬齒環314限位滑動設置於限位槽3150內，且金屬齒環314與若干齒輪341均嚙合設置，外罩317固定設置於熱交換罐30的外壁兩個連接端上，觀察窗316固定設置於外罩317的一側並與驅動軸同軸心設置，調節轉手311固定設置於驅動軸的另一端，當化工汙水經進汙管1進入至熱交換罐30時，手動轉向調節轉手311帶動驅動杆310旋轉一定角度，驅動杆310帶動對應的轉軸342旋轉，從而轉軸342帶動齒輪341轉動的同時也帶動金屬齒環314轉動，金屬齒環314帶動若干齒輪341和轉軸342同步轉動，進而帶動與轉軸342固定連接的熱回收扇片344旋轉一定角度，當驅動杆310旋轉時，驅動杆310也帶動指針312旋轉，指針312在刻度盤313上所指的刻度值就是熱回收扇片344旋轉的角度，工作人員可通過透明觀察窗316進行觀察，通過指針312在刻度盤313上所指的刻度值，可邊轉動調節轉手311時邊通過觀察窗316查看，從而精準判斷所旋轉的角度。
58.參照圖11所示的進水組件32包括進水管320、集水槽321和若干固定銷322，固定銷322是為集水槽321提供固定安裝載體，若干固定銷322呈環狀均勻設置於過水腔300內壁頂部，集水槽321呈環形設置，且集水槽321外緣固定設置於若干固定銷322上，集水槽321內部設有儲水道3210，儲水道3210是為潔淨水提供環形暫儲空間，若干進水弧柱3447均固定設置於集水槽321底端並與儲水道3210連通設置，進水管320一端固定插設於儲水道3210內，且進水管320另一端延伸至熱交換罐30頂部，當熱汙水經每相鄰兩個熱回收扇片344之間流動至熱交換罐30的底部時，潔淨水經進水管320進入至集水槽321內，順著集水槽321進入至進水弧柱3447和進水弧管3445內部。
59.參照圖12至圖13所示的下合盤3301和上合盤3300的連接面處均呈環狀均勻設有若干半柱形槽3303，若干導管軸343一端密封轉動插設於對應兩個半柱形槽3303之間，兩個半柱形槽3303是為導管柱提供限位轉動集水環道331固定設置於安裝腔3302內，若干導管軸343的一端均固定設置於集水環道331外緣並與集水環道331內部連通，四通管332的一端固定插設於安裝腔3302底部，且四通管332另三端固定連通至集水環道331內緣，出水管333的一端固定連接於四通管332底部埠，且出水管333的另一端延伸至熱交換罐30的底端外部，出水組件33包括中載盤330、集水環道331、四通管332、出水管333和三個支杆334，支撐杆是為中載盤330提供固定安裝載體，三個支撐呈水平環形陣列狀固定設置於過水腔300的
底部內壁上，中載盤330是由上合盤3300和下合盤3301組成，下合盤3301底部固定固定設置於三個支杆334的一端，下合盤3301和上合盤3300通過三個螺杆固定連接且內部形成安裝腔3302，下合盤3301和上合盤3300形成的安裝腔3302是為集水環道331和四通管332提供安裝空間，當潔淨水進入至集水環道331內時，順著集水環道331分別從三個入口進入至四通管332內，從而經四通管332的底部流出至出水管333內，進而回收熱能後的潔淨水可作廠區用水或為附近居民提供熱水，節省了成本和能源消耗。
60.工作原理：
61.當化工汙水經進汙管1進入至熱交換罐30時，手動轉向調節轉手311帶動驅動杆310旋轉一定角度，驅動杆310帶動對應的轉軸342旋轉，從而轉軸342帶動齒輪341轉動的同時也帶動金屬齒環314轉動，金屬齒環314帶動若干齒輪341和轉軸342同步轉動，進而帶動與轉軸342固定連接的熱回收扇片344旋轉一定角度，此時熱汙水經每相鄰兩個熱回收扇片344之間流動至熱交換罐30的底部，潔淨水經進水管320進入至集水槽321內，順著集水槽321進入至進水弧柱3447和進水弧管3445內部，當熱回收扇片344旋轉時，進水弧管3445沿著進水弧柱3447呈弧形限位滑動，避免了軟管長期拉伸容易疲勞的弊端，從而潔淨水順著進水弧管3445經進水口3444進入至熱回收扇片344內部的進水槽3441內，順著與進水槽3441連通的四個輸水通道3443進入至出水槽3442內，在此期間，四個輸水通道3443內的潔淨水吸收經過熱回收扇片344上汙水的熱能，而熱回收扇片344兩側的浸槽3440增大了與汙水的接觸面積，達到充分換熱的目的，潔淨水進入至出水槽3442後，經導管軸343內的通水槽3430進入至集水環道331內，順著集水環道331分別從三個入口進入至四通管332內，從而經四通管332的底部流出至出水管333內，進而回收熱能後的潔淨水可作廠區用水或為附近居民提供熱水，節省了成本和能源消耗，當驅動杆310旋轉時，驅動杆310也帶動指針312旋轉，指針312在刻度盤313上所指的刻度值就是熱回收扇片344旋轉的角度，工作人員可通過透明觀察窗316進行觀察，通過指針312在刻度盤313上所指的刻度值，可邊轉動調節轉手311時邊通過觀察窗316查看，從而精準判斷所旋轉的角度，當汙水流量較大時，為避免汙水對若干熱回收扇片344的衝擊造成影響，可通過調節轉手311帶動熱回收扇片344旋轉一定角度，熱回收扇片344可在0
°‑
90
°
角度範圍內旋轉，減小了汙水對熱回收扇片344的衝擊，延長了熱回收扇片344的使用壽命，而當熱回收扇片344旋轉至90度時已是最大值，這樣每相鄰的兩個熱回收扇片344之間形成最大空間供汙水通過，此時熱回收扇片344上與進水口3444相對稱的另一端抵住進水弧柱3447的端部，達到限位的目的。
62.在本發明的一項實施例中：
63.參照圖14至圖15所示的熱交換機構3頂部固定連通設有濾汙罐4，濾汙罐4是由下環座40和上罐蓋41組成，下環座40固定連通設置於熱交換罐30的頂部，且下環座40內壁頂部固定設有撐環400，撐環400上卡合設有金屬濾網401，上罐蓋41通過螺栓固定設置於下環座40頂部。
64.而下環座40內壁頂部對稱設有兩個取槽402，兩個取槽402與金屬濾網401的對稱兩側呈銜接設置，進水組件32穿過金屬濾網401延伸至上罐蓋41頂部，進汙管1的連接端固定連通設有流量計10，流量計10的另一端固定連通設有主汙管11。
65.在本實施例中：
66.因化工汙水內部往往含有較多金屬雜質，直接通過進汙管1進入至熱交換罐30內，
較大的金屬雜質或是化工殘坯會損傷熱回收扇片344，基於此，在進汙管1與熱交換罐30之間設有濾汙罐4，汙水經排汙管2首先進入至濾汙罐4內，濾汙罐4內的金屬濾網401可將汙水中的較大金屬雜質和殘坯阻擋在熱交換罐30外，當金屬濾網401上的雜質堆積較多時，可拆卸掉濾汙罐4與熱交換罐30之間螺栓，通過兩個取槽402將金屬濾網401取出並清理，必要時如出現較大磨損或變形可進行更換。
67.為了更加準確的判斷汙水在進入熱交換罐30內時的流量大小，進汙管1的端部固定連通了流量計10，可實時監控進入的汙水流量大小，對後續熱回收扇片344提供精確偏轉角度信息。