CN103172209A - 一种循环冷却水的处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种循环冷却水的处理装置。包括有旋转开关、加液孔、空心连接杆、内刮擦器、散液腔、置线管、水处理套筒、电控箱，水处理套筒上设有电控室及用于装清洗液的储液室，储液室上设有加液孔，水处理套筒通过底部支架与超声波发生器相连，电控室通过置线管与电控箱和超声波发生器电连接，空心连接杆的一端通过旋转开关与储液室相连，空心连接杆的另一端与散液腔相连，散液腔的下部设有能将清洁液渗透到装设在水处理套筒的内壁的内刮擦器的孔洞。本发明可以自我清洁，环保高效，实现超声波、紫外线、光催化三者有机结合对循环冷却水进行处理，充分利用了清洁、成本低廉的太阳能和几乎没有材料损耗的光催化系统，运行稳定、维修方便、自动化程度高。

Description

一种循环冷却水的处理装置

技术领域

本发明是一种采用超声波技术和光催化技术联合处理循环冷却水且能自清洁的净化装置，尤其涉及一种循环水系统中微生物灭活的防垢除垢装置，属于循环冷却水的处理装置的创新技术。

背景技术

循环冷却水换热系统中普遍存在三大问题：水垢、腐蚀和微生物。其中微生物的影响尤为严重。冷却过程中循环冷却水吸入空气中大量的灰尘、泥沙、微生物，微生物在适宜条件下大量繁殖，与灰尘等结合形成生物黏泥沉积于冷却塔和换热设备内，降低了冷却塔的冷却效果和设备的传热效率。同时微生物不仅可以直接腐蚀金属，还会对金属设备造成严重的垢下腐蚀。另外，人工供水系统能为军团杆菌的大量繁殖提供生存环境，人们通常由于呼吸了被军团杆菌污染的水源散发的水雾而传染上致命的军团病。

水在冷却塔中的蒸发导致水中二氧化碳解析逸散，使水中碳酸钙在换热面上结垢析出，和Ca2+、Mg2+等接触，而产生水垢。水垢的危害是降低了设备的换热效率。研究表明，1mm的垢厚能造成大约8%的能源损失，同时也使管道内的阻力增大，造成动力的浪费，严重时不仅会损坏设备，还会引起生产事故，造成极大的经济损失。

同时，水与空气的接触，使水中的溶解氧得到了饱和，从而导致氧化腐蚀。腐蚀不仅增加了结垢，而且为微生物提供了营养。

水垢、腐蚀和微生物这三大问题对循环冷却水换热系统的危害是互为促进的，因此需要从这三个方面同时入手解决才能让循环冷却水的处理达到最优化。

传统的循环冷却水处理方法有物理方法和化学方法。物理方法有电场和磁场防垢，但是其作用是暂时的、有条件的。化学除垢是用化学药剂来进行水质净化，但使用的各种药剂不仅具有腐蚀性、有毒、对人体有害，而且在使用的过程中不仅需要反复投放，增加了人力财力的投入，而且需要停止生产，造成不必要的损失。

因此，寻求一种高效环保、节能经济、自动化程度高的循环冷却水处理装置迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种可以自我清洁，高度自动化的环保高效的循环冷却水的处理装置。本发明设计合理，方便实用，实现超声波、紫外线、光催化三者有机结合对循环冷却水进行处理，充分利用了清洁、成本低廉的太阳能和几乎没有材料损耗的光催化系统。具有高效低价、运行稳定、维修方便、自动化程度高等特点。

本发明的技术方案是：本发明的循环冷却水的处理装置，包括有旋转开关、加液孔、空心连接杆、内刮擦器、散液腔、置线管、水处理套筒、电控箱，水处理套筒上设有电控室及用于装清洗液的储液室，储液室上设有加液孔，水处理套筒通过底部支架与超声波发生器相连，电控室通过置线管与电控箱和超声波发生器电连接，空心连接杆的一端通过旋转开关与储液室相连，空心连接杆的另一端与散液腔相连，散液腔的下部设有能将清洁液渗透到装设在水处理套筒的内壁的内刮擦器的孔洞。

上述水处理套筒的外侧设有有机玻璃外壁，电控室、储液室与有机玻璃外壁连接。

上述装清洗液的储液室设于水处理套筒内部的最上部，其侧面设有用以观察液面位置的视液窗，储液室的底部及侧边对应空心连接杆及外部送液连接杆，加液孔设于储液室的顶部。 

上述空心连接杆由若干层套管组成，套管的两端有环形的卡片，最外层套管的上部以及内刮擦片的下部均有第一卷线器，第一卷线器的卷线与电机相连，以承担内刮擦器的往复运动，空心连接杆除了最外部的套管外，其余套管上均有供清洁液流出的小孔。

上述水处理套筒的外壁设有外部送液连接杆，外部送液连接杆的一端与储液室相连，外部送液连接杆的另一端能将清洁液输送到装设在水处理套筒外部的外清洁片，对水处理套筒的外壁进行清洁的外清洁片与驱动其进行往复运动的驱动机构连接。

上述外部送液连接杆由若干层空心套管组成，其上部设有90度的弯管，并与储液室相连，其下部连接有外清洁片，外部送液连接杆的内层套管的管壁上设有孔洞，外部送液连接杆上设置有第二卷线器，通过电机驱动进行往复运动，外部送液连接杆除了最外层的套管，其余套管壁上均分布有供清洁液流出的小孔。

上述旋转开关下方设有换能器，换能器的下方设有光催化网，光催化网的中心装有紫外线灯，光催化网的下方设置底部刮淤板。

本发明由于采用由底部刮淤板、连接杆、外部送液连接杆等结构组成的结构，本发明采用超声波技术和光催化技术联合处理循环冷却水、能自我清洁、高度自动化、环保高效的循环冷却水净化系统；本装置基于超声波的空化作用和光催化的氧化还原反应，利用了超声波、光催化及紫外线协同使用比单独作用效果更好的原理，配合紫外线消毒装置有机结合成整个系统；可应用于空调循环冷却水的处理或其他需要进行水处理之处。本发明净化系统非常方便实用，超越现阶段的循环冷却水系统需要人力操作的弊端，并且将对环境的影响降到最低。紫外线有除菌的功能，可以杀死循环水中的细菌，而紫外线灯外的清洁片，可以保证紫外灯管套管表面的清洁性和透光性，从而保证了其灭菌效果和光催化反应器的功效。光催化反应器的原理是在一定波长光照条件下，半导体材料发生光生载流子的分离，然后光生电子和空穴在与离子或分子结合生成具有氧化性或还原性的活性自由基，这种活性自由基能将有机物大分子降解为二氧化碳或其他小分子有机物以及水，在反应过程中这种半导体材料也就是光催化剂本身不发生变化。另外，本发明还包含有采用流量控制达到冲洗内部和一种排污的刮擦片以及外清洁片。考虑到超声波在液体中随着液体的缝隙传播开时，液体的分子受到超声波的能量的传递而具有能量，分子相互作用产生大量的气泡，能量聚集到一定的程度的时候不断的发生猛烈爆破，产生强大的冲击力和负压吸力，从而使顽固污垢剥离，并将细菌、病毒杀死。这就是超声波所产生的强烈的空化和乳化现象。超声波即是利用这些现象灭菌除垢，并加快有机物的分解，不仅可以清除循环冷却水中的微生物，还能震碎管道和光催化金属网上的污垢，达到自我清洁的功能。另外，有研究表明，超声波结合光催化能使光催化的效果有很大的提高，而且超声波结合紫外线可以使紫外线的杀菌作用更为有力。本发明是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的循环冷却水的处理装置。

附图说明

图1为本发明循环冷却水处理设备的结构示意图。

图2为循环冷却水处理设备的系统运行关系框图。

图3为循环冷却水处理设备的安装位置示意图。

图4为旋转开关的结构示意图。

图5为底部刮淤板的俯视图。

图6为底部刮淤板在B-B位置的剖视图。

图7为底部刮淤板的三维图。

图8为空心连接杆的结构图。

图9为外部送液连接杆的结构图。

具体实施方式

实施例：

本发明的结构示意图如图1、2、3、4所示，本发明的循环冷却水的处理装置，包括有旋转开关1、空心连接杆4、底部刮淤板10、内刮擦器16、散液腔18、外部送液连接杆19、置线管20、水处理套筒23，水处理套筒23内部的最上部设有装清洗液的储液室22，水处理套筒23的顶部设有加液孔2，水处理套筒23的侧面设有用以观察液面位置的视液窗3, 水处理套筒23上设有用以放置电机、电线、控制开关的电控室21，水处理套筒23通过底部支架13与超声波发生器25相连，电控箱24设置在超声波发生器25的上方，储液室22的下方均匀分布有四根可伸缩的空心连接杆4，空心连接杆4的一端通过旋转开关1与储液室22相连，空心连接杆4的另一端与散液腔18相连，散液腔18的下部设有能将清洁液渗透到装设在水处理套筒23的内壁的内刮擦器16的孔洞，电控室21通过置线管20与电控箱24和超声波发生器25电连接。在储液室22中，通过视液窗3观察清洁液的液面情况，如果液面过低，则清洁液不足，需从加液孔2从加入清洁液。空心连接杆4呈中空结构，由若干层套管组成，中间空隙可令清洁液通过，其底端与散液腔18相连，从而可以使清洁液可以流到散液腔18中，并且上部通过卷线器31与电机相连，可以通过卷线的伸卷内刮擦器16进行往复运动，清洗桶壁和紫外线灯管。 

上述水处理套筒23的外侧设有机玻璃外壁9，电控室21、储液室22与有机玻璃外壁9均采用螺纹连接，其中有机玻璃外壁9是从外清洁片17以下到底部刮淤板10之间的一段水处理套筒23的桶壁，这个范围的水处理套筒23的内部装有光催化网15，当阳光充足的时候，紫外线透过有机玻璃外壁9照射在光催化网15上，从而进行光催化作用，保证光催化系统的运行。储液室22的底部及侧边对应装有空心连接杆4及外部送液连接杆19。

此外，上述水处理套筒23的外壁设有若干个外部送液连接杆19，外部送液连接杆19，也是中空结构并由若干个空心套管组成。从而可以将清洁液输送到外清洁片17处，并控制其运动，使其清洗有机玻璃外壁9的外部，保证紫外线的透过。其上部有90度的弯曲并与储液室22相连，其下部与外清洁片17相连，外部送液连接杆19内层的套管43、44的壁上有一些孔洞，以保证清洗液可以顺利的流到外层的套管内，并将清洁液输送到装设在水处理套筒23外部的外清洁片17，外部送液连接杆19上设置有卷线器41，通过电机驱动进行往复运动以清洁水处理套筒23的外壁。

另外，上述旋转开关1的下方设有换能器7，换能器7的下方设有光催化网15，光催化网15的中心装有紫外线灯8，光催化网15的下方设置底部刮淤板10。

上述旋转开关1的下方设有六个换能器7，六个换能器7呈三角形分布。从而可以保证入射能量的均匀分布以及较高的辐射效率。换能器7可以根据系统所需要清洁的程度来转换超声波的功率大小。水处理套筒23的筒壁是用有机玻璃制成，因此在有阳光的时候即紫外线灯处于关闭状态，光催化系统依赖阳光中的紫外线工作；而在没有阳光的时候，紫外线灯8打开，并根据循环冷却水需处理的程度调节强度，以此达到节能的目的。在日照时间长的地域这种设计所节约的能源是可观的。

上述底部刮淤板10包括有两个L形的第一刮淤片51及第二刮淤片52及底部过滤网，L形刮淤片的底端与过滤网53紧密贴合。过滤网的级别较高，只允许极小的微粒通过，而大部分污垢残留在网上，由刮淤片刮去。首先第一刮淤片51运动，将过滤网过滤的污垢刮到L形刮片的底部，当其边缘接触到第二刮淤片52时，水流冲下，将污垢冲到排污管处并排出，随后第二刮淤片52运动，重复刚才A的运动方式，如此循环，可以将过滤网53上的淤泥刮集中起来，水流继续将污垢冲出排污管，达到刮淤的目的。

上述空心连接杆4由若干层套管32、33、34组成，套管的层数可酌情增减。套管的两端有环形的卡片，最外层套管的上部以及内刮擦片16的下部均有小型卷线器31，卷线均与电机相连，以承担内刮擦器16的往复运动。除了最外层套管，其他的套管壁上有一些小孔，以保证清洗液可以顺利的流到外层的套管，从而通过散液腔18分布均匀，然后流到内刮擦器16上辅助清洁。

上述外部送液连接杆19的结构与空心连接杆4相似，不同的是最内层的套管44上部有90度的弯曲，以便于储液室相连。外部送液连接杆19下部与外清洁片17相连。其中内部套管43、44的壁上也有一些孔洞，以保证清洗液可以顺利的流到外层的套管内，从而可以流到外清洁片17上，以辅助清洁。

上述水处理套筒23的上部设有进水管5，水处理套筒23的底部设置有出水管12，出水管12与冷却水系统相连接，上述进水管5、出水管12、光催化网15、有机玻璃外壁9的内部分布有检测探头，检测探头检测到经过处理前后的水中所包含的微生物量、污垢严重程度、外部紫外线强度的信号反馈回电控箱24，电控箱24的信号输送到电控室21，电控室21通过超声波发生器25控制内刮擦器16、外清洁片17的运动与停止，调节换能器7和紫外线灯8发出的功率强弱。本实施例中，在系统的出入水口、光催化网等处分布有各种检测探头，可以检测到经过处理前后的水中所包含的微生物量、污垢严重程度、外部紫外线强度等，然后将信号反馈回控制系统，接着控制单元控制超声波发生器和自清洁系统的开关与否，并且调节紫外线灯和换能器所发出的功率强弱，从而在节能的同时又可以充分对循环水进行处理。

此外，上述电控室2的内部进行防水处理。上述刮淤板10的底部装设有排污管11，并处在刮淤片51和刮淤片52之间，两块刮淤片将污垢集中在这个区域，上部的水流将这些污垢冲进排污管11，从而可以将污垢排出。

上述进水管5上装设有进水量调节器6，当水处理套筒23的内部积累的污垢比较多时，进水量调节器6自动将水量调大，从而可以冲刷水处理套筒23内部，特别是光催化网15以及底部刮淤板10上聚集的污垢，从而可以将系统中的污垢排出。

另外，出水管12上设有出水管阀门14，用以控制进入空调冷却水系统的水量大小。

本发明的工作原理如下：当系统需要进行自我清洁时，连接杆的顶端的旋转开关便会旋转从而打开，并根据所需清洗液用量的大小来调节自身缺口与连接杆顶端孔的吻合程度。空心连接杆的下部与散液腔相连，当清洗液通过空心连接杆流到散液腔后，会在此腔体内均匀分布，然后通过散液腔下部的孔洞均匀渗透到内刮擦器的边缘部分，从而使清洁过程更为高效、平稳、均匀。另外，当外部的有机玻璃需要清洗时，外部送液连接杆开始将清洁液输送到外部的清洁片处，并开始使外清洁片进行往复运动，从而对桶壁进行清洁。储液室、电控室和散液腔使用螺纹连接，便于拆解，使清洁和更换零件等工作更加便利。循环冷却水处理设备通过旁支结构过滤循环水，可以方便的进行拆卸、维修等，并且此过程并不影响冷却水的循环。

Claims (10)

1.一种循环冷却水的处理装置，其特征在于包括有旋转开关（1）、加液孔（2）、空心连接杆（4）、内刮擦器（16）、散液腔（18）、置线管（20）、水处理套筒(23)、电控箱（24），水处理套筒(23)上设有电控室（21）及用于装清洗液的储液室（22），储液室（22）上设有加液孔（2），水处理套筒(23)通过底部支架（13）与超声波发生器（25）相连，电控室（21）通过置线管（20）与电控箱（24）和超声波发生器（25）电连接，空心连接杆（4）的一端通过旋转开关（1）与储液室（22）相连，空心连接杆（4）的另一端与散液腔（18）相连，散液腔（18）的下部设有能将清洁液渗透到装设在水处理套筒(23)的内壁的内刮擦器（16）的孔洞。

2.根据权利要求1所述的循环冷却水的处理装置，其特征在于上述水处理套筒(23)的外侧设有有机玻璃外壁（9），电控室（21）、储液室（22）与有机玻璃外壁（9）连接。

3.根据权利要求2所述的循环冷却水的处理装置，其特征在于上述装清洗液的储液室（22）设于水处理套筒(23)内部的最上部，其侧面设有用以观察液面位置的视液窗（3），储液室（22）的底部及侧边对应空心连接杆（4）及外部送液连接杆（19），加液孔（2）设于储液室（22）的顶部。

4.根据权利要求1所述的循环冷却水的处理装置，其特征在于上述空心连接杆（4）由若干层套管组成，套管的两端有环形的卡片，最外层套管的上部以及内刮擦片（16）的下部均有第一卷线器（31），第一卷线器（31）的卷线与电机相连，以承担内刮擦器（16）的往复运动，空心连接杆（4）除了最外部的套管外，其余套管上均有供清洁液流出的小孔。

5.根据权利要求1所述的循环冷却水的处理装置，其特征在于上述水处理套筒(23)的外壁设有外部送液连接杆（19），外部送液连接杆（19）的一端与储液室（22）相连，外部送液连接杆（19）的另一端能将清洁液输送到装设在水处理套筒(23)外部的外清洁片（17），对水处理套筒(23)的外壁进行清洁的外清洁片（17）与驱动其进行往复运动的驱动机构连接。

6.根据权利要求1所述的循环冷却水的处理装置，其特征在于上述外部送液连接杆（19）由若干层空心套管组成，其上部设有90度的弯管，并与储液室（22）相连，其下部连接有外清洁片（17），外部送液连接杆（19）的内层套管的管壁上设有孔洞，外部送液连接杆（19）上设置有第二卷线器（41），通过电机驱动进行往复运动，外部送液连接杆（19）除了最外层的套管，其余套管壁上均分布有供清洁液流出的小孔。

7.根据权利要求1至6任一项所述的循环冷却水的处理装置，其特征在于上述旋转开关（1）下方设有换能器（7），换能器（7）的下方设有光催化网（15），光催化网（15）的中心装有紫外线灯（8），光催化网（15）的下方设置底部刮淤板（10）。

8.根据权利要求7所述的循环冷却水的处理装置，其特征在于上述底部刮淤板（10）包括有两个L形的刮淤片及底部过滤网，L形刮淤片的底端与过滤网紧密贴合。

9.根据权利要求7所述的循环冷却水的处理装置，其特征在于上述水处理套筒（23）的上部设有进水管（5），水处理套筒（23）的底部设置有出水管（12），出水管（12）与冷却水系统相连接，进水管（5）、出水管（12）、光催化网（15）、有机玻璃外壁（9）的内部分布有检测探头，检测探头的信号输出端反馈回电控箱（24），电控箱（24）的信号输送到电控室（21），电控室（21）通过超声波发生器（25）控制内刮擦器（16）及外清洁片（17）的运动与停止，且电控室（21）与换能器（7）和紫外线灯（8）连接，调节换能器（7）和紫外线灯（8）发出的功率强弱；上述电控室（21）的内部进行防水处理；上述刮淤板（10）的底部装有排污管（11），并处在第一刮淤片（51）和第二刮淤片（52）之间；上述进水管（5）上装设进水量调节器（6）；出水管（12）上设有用于控制进入空调冷却水系统的水量大小的出水管阀门（14）。

10.根据权利要求7所述的循环冷却水的处理装置，其特征在于上述旋转开关（1）下方设有六个换能器（7），六个换能器（7）呈三角形分布；上述旋转开关（1）的圆周处开有槽，对应储液室（22）下部的孔以及空心连接杆（4），电控室（21）上设有放置电机、电线、控制开关。

Images