循環(huán)冷卻水阻垢及自動除垢裝置的制作方法

本實(shí)用新型屬于循環(huán)冷卻水除垢領(lǐng)域，具體涉及一種循環(huán)冷卻水阻垢及自動除垢裝置。

背景技術(shù)：

在循環(huán)冷卻水中，一般都存在Ca²⁺、Mg²⁺、硅酸等結(jié)垢傾向物質(zhì)，在敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，由于水份蒸發(fā)導(dǎo)致鹽類物質(zhì)濃縮，上述具有結(jié)垢傾向物質(zhì)會沉積在換熱設(shè)備或管道壁面上形成水垢；冷卻水在循環(huán)過程中，陽光、與空氣的接觸也給水中細(xì)菌及藻類的繁殖生長提供了有利條件，這些繁殖細(xì)菌與藻類形成的粘液會吸附雜質(zhì)附著在設(shè)備表面或管壁。沉積在換熱設(shè)備表面的水垢和菌類雜質(zhì)會降低設(shè)備的換熱效率，增加系統(tǒng)能耗，嚴(yán)重時(shí)會堵塞設(shè)備或管道，造成系統(tǒng)開機(jī)困難。

長期以來，學(xué)術(shù)界以及工業(yè)企業(yè)一直以來都在探索循環(huán)冷卻水阻垢、殺菌以及抑制藻類的技術(shù)及設(shè)備，目前常用的方法有兩大類：化學(xué)法和物理法。

化學(xué)法是當(dāng)前最常用的循環(huán)冷卻水阻垢及殺菌抑藻技術(shù)，可細(xì)分為加阻垢殺菌劑法、加酸法、離子樹脂法、石灰沉淀法等?；瘜W(xué)法在實(shí)際應(yīng)用中取得了一定的成效，但也暴露了很大的不足?；瘜W(xué)法最大的缺點(diǎn)是當(dāng)化學(xué)藥劑加到循環(huán)冷卻水中時(shí)，會造成受納水體的污染，同時(shí)加藥量多少、加藥時(shí)機(jī)對操作工人的實(shí)際操作水平有很高的要求。

為了克服化學(xué)法的上述缺陷，人們一直在尋求通過物理法來實(shí)現(xiàn)循環(huán)冷卻水阻垢及殺菌抑藻。目前常用的物理法技術(shù)主要有超聲波技術(shù)、磁化處理法、高壓電場處理法、電解處理技術(shù)等。上述物理法技術(shù)雖然有一定的實(shí)際應(yīng)用案例，但大多屬于被動阻垢技術(shù)，且殺菌及抑制藻類效果不明顯。電解處理技術(shù)有主動阻垢的效果且可殺菌抑藻，但很難做到自動除垢及設(shè)備連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

因此，研究通過物理法來實(shí)現(xiàn)循環(huán)冷卻水阻垢及自動除垢就顯得非常必要，這正是本實(shí)用新型得以完成的動力和出發(fā)點(diǎn)所在。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明人在進(jìn)行了仔細(xì)分析和研究之后，從而提供了一種以物理法為基礎(chǔ)的循環(huán)冷卻水主動阻垢裝置，可將結(jié)垢自動清理并排出，同時(shí)具有殺菌和抑制藻類繁殖的功能。

上述技術(shù)問題的解決通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種循環(huán)冷卻水阻垢及自動除垢裝置，包括反應(yīng)室，所述反應(yīng)室內(nèi)設(shè)置有至少一組陰極電極板和陽極電極板，所述陰極電極板和所述陽極電極板分別與直流電源的兩端連接。

優(yōu)選的，所述反應(yīng)室設(shè)置有進(jìn)水閥和出水閥。

優(yōu)選的，所述反應(yīng)室的底部設(shè)置有排渣閥。

優(yōu)選的，所述反應(yīng)室內(nèi)設(shè)置有轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)刷和電機(jī)，所述轉(zhuǎn)軸的兩端通過軸承與所述反應(yīng)室連接在一起，所述軸承的外部設(shè)置有密封箱，所述轉(zhuǎn)刷的一端固定在所述轉(zhuǎn)軸上，所述轉(zhuǎn)刷布置在所述陰極電極板或/和所述陽極電極板的兩側(cè)，所述轉(zhuǎn)軸由電機(jī)驅(qū)動。

優(yōu)選的，所述直流電源為10-20kHz的高頻直流電源。

優(yōu)選的，所述陰極電極板的材質(zhì)為鈦或鎂。

優(yōu)選的，所述陽極電極板采用具有金屬鈀涂層的鈦材。

優(yōu)選的，所述出水閥的位置高度大于所述進(jìn)水閥的位置高度。

優(yōu)選的，所述反應(yīng)室的底部設(shè)置有支架。

優(yōu)選的，還包括控制柜和電導(dǎo)率儀，所述控制柜與所述直流電源連接，所述電導(dǎo)率儀設(shè)置在所述出水閥的出水口處和所述進(jìn)水閥的進(jìn)水口處。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果如下：本發(fā)明屬于物理法阻垢及殺菌抑藻技術(shù)，可有效避免化學(xué)法帶來的二次污染，并能起到殺菌抑藻的效果；本發(fā)明屬于主動除垢技術(shù)，通過促使結(jié)垢類物質(zhì)主動沉積在電極板上面從而降低循環(huán)冷卻水中結(jié)垢類物質(zhì)的濃度，降低結(jié)垢傾向；本發(fā)明通過改變電極板極性或/和轉(zhuǎn)刷的強(qiáng)制除垢作用，自動去除沉積在電極板上的垢類物質(zhì)，并隨水流自動排出設(shè)備，做到設(shè)備穩(wěn)定自動運(yùn)行。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型在安裝運(yùn)行時(shí)的系統(tǒng)流程圖。

圖中，1為支架，2為反應(yīng)室，3A 為陽極電極板，3B 為陰極電極板，4為直流電源，5為電機(jī)，6為轉(zhuǎn)刷，7為密封箱，8為出水閥，9為轉(zhuǎn)軸，10為蓋板，11為接線端子，12為排渣閥，13為進(jìn)水閥，14為控制柜。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本實(shí)用新型，但不以任何形式限制本實(shí)用新型。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1 一種循環(huán)冷卻水阻垢及自動除垢裝置

如圖1所示的循環(huán)冷卻水阻垢及自動除垢裝置，安裝在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)旁路上(如圖2所示)不影響循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的運(yùn)行，包括支架1和反應(yīng)室2，反應(yīng)室2設(shè)置在支架1的上方，反應(yīng)室2的上部為主電解反應(yīng)區(qū)，下部為垢類物質(zhì)收集排出區(qū)，底部有排渣閥12，通過球閥與外部管道相連；反應(yīng)室2頂部有一蓋板10，反應(yīng)室2內(nèi)設(shè)置有多組陰極電極板3B和陽極電極板3A，陰極電極板3B和陽極電極板3A固定在蓋板10上，陰極電極板3B和陽極電極板3A通過接線端子11分別與直流電源4的兩端連接，反應(yīng)室2的兩側(cè)設(shè)置有出水閥8和進(jìn)水閥13，出水閥8的位置高度大于進(jìn)水閥13的位置高度，反應(yīng)室2內(nèi)設(shè)置有電機(jī)5、轉(zhuǎn)刷6(除垢刷)和轉(zhuǎn)軸9，轉(zhuǎn)軸9的兩端通過軸承與反應(yīng)室連2接在一起，軸承的外部設(shè)置有密封箱7(軸承位于密封箱7的內(nèi)部，軸承在圖中未示)，轉(zhuǎn)刷6的一端固定在轉(zhuǎn)軸9上，轉(zhuǎn)刷6布置在陰極電極板3B的兩側(cè)，轉(zhuǎn)軸9由電機(jī)5驅(qū)動，陰極電極板3B的材質(zhì)為鈦或鎂，陽極電極板3A采用具有金屬鈀涂層的鈦材；當(dāng)循環(huán)冷卻水從進(jìn)水閥的進(jìn)水口進(jìn)入反應(yīng)室后，接通電極板的直流電源，直流電源加載直流電，初始電壓≤15V，初始電流≤30A，電極板間形成電磁場，水中的鈣離子、鎂離子等在電場作用下被吸引到陰極電極板附近沉積，與陰極電極板附近的碳酸根離子等生成碳酸鈣、碳酸鎂等物質(zhì)沉淀析出并沉積在陰極電極板上面，形成晶體形態(tài)疏松的水垢，同時(shí)在陽極電極板附近會析出氧，并伴隨生成H₂O₂、O₃、羥基自由基、次氯酸鹽等，這些物質(zhì)具有很強(qiáng)的氧化性，可以去除循環(huán)冷卻水中的細(xì)菌、藻類等，強(qiáng)化殺菌除藻效果，抑制藻類生長；可以采用高頻直流電源(10-20kHz)，此時(shí)在電磁場作用下陰極板上析出的結(jié)垢類礦物質(zhì)晶體形態(tài)疏松，易從電極板上脫落；陰極電極板選用鈦、鎂等材質(zhì)可以兼顧垢類物質(zhì)的沉積效率和電極板極性變換時(shí)積垢的脫落率，易于垢類物質(zhì)脫落；在一定的時(shí)間間隔時(shí)，可通過變換電極板電源的極性，使得部分沉積在陰極的垢類礦物質(zhì)脫落并排出循環(huán)冷卻水阻垢裝置；由于通過改變電極板電源極性只能使得部分積垢從電極板上脫落，剩余的部分積垢需要強(qiáng)制去除，可以在一定時(shí)間間隔時(shí)，電機(jī)驅(qū)動轉(zhuǎn)軸并帶動轉(zhuǎn)刷轉(zhuǎn)動，清除電極板上剩余的垢類礦物質(zhì)，這些礦物質(zhì)脫落后隨水流排出循環(huán)冷卻水阻垢裝置。

實(shí)施例2 一種循環(huán)冷卻水阻垢及自動除垢裝置

本實(shí)施例涉及一種循環(huán)冷卻水阻垢及自動除垢裝置，其與實(shí)施例1的區(qū)別在于：還包括控制柜14和電導(dǎo)率儀，電導(dǎo)率儀設(shè)置在出水閥的出水口處和進(jìn)水閥的進(jìn)水口處，控制柜與直流電源連接，根據(jù)電導(dǎo)率參數(shù)反饋到控制柜中的PLC裝置，控制柜可對直流電源的輸出電流、電壓以及頻率特性進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而控制優(yōu)化水中結(jié)垢傾向物質(zhì)向電極板的沉積速率、結(jié)垢礦物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)等，最大限度降低設(shè)備出水硬度；當(dāng)電極板電流衰減到一定程度時(shí)，可以通過控制柜內(nèi)PLC改變電源電極的極性，并持續(xù)5-10分鐘，這樣原來沉積在陰極電極板上的垢類物質(zhì)會脫落到水中并從反應(yīng)室底部排渣閥的排渣口排出，隨后可恢復(fù)電極板原極性；由于通過改變電極板電源極性只能使得部分積垢從電極板上脫落，剩余的部分積垢需要采用強(qiáng)制去除，因此可以在一定的時(shí)間間隔，由控制柜控制電機(jī)驅(qū)動轉(zhuǎn)軸，進(jìn)而帶動轉(zhuǎn)刷轉(zhuǎn)動，將陰極電極板兩側(cè)的積垢掃除并脫落在水中，從反應(yīng)室底部的排渣閥的排渣口排出。

使用效果

一電子廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)能力為500m³/h，在旁路上安裝實(shí)施例2提供的裝置后，在電壓為10V，電流35A情況下，裝置進(jìn)水硬度為363mg/L(以CaCO₃計(jì))，出水硬度為301.3mg/L(以CaCO₃計(jì))。

一化工廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)能力為500m³/h，在旁路上安裝實(shí)施例2提供的裝置后，在電壓為26V，電流36A情況下，裝置進(jìn)水硬度為458mg/L(以CaCO₃計(jì))，出水硬度為361mg/L(以CaCO₃計(jì))。

以上對本實(shí)用新型的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本實(shí)用新型并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。