CN103357604B - 用于清洗换热器的板片的清洗装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于清洗换热器的板片的清洗装置。所述清洗装置包括机架以及安装在机架上的高度调节压架、高度调节件、驱动电机以及清洗刷子。机架包括平台，板片放置在平台上。高度调节压架沿着机架的宽度方向安装在平台上方。高度调节件连接平台和高度调节压架。清洗刷子安装在高度调节压架上且由驱动电机驱动以清洗板片。在清洗板片的过程中，根据板片的厚度通过高度调节件实时调节高度调节压架的位置，进而调节清洗刷子的位置，使得清洗刷子始终与板片接触。

Description

用于清洗换热器的板片的清洗装置

技术领域

本发明涉及一种用于清洗换热器的板片的清洗装置。

背景技术

板片式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器。各个板片之间形成薄的矩形通道，通过板片进行热量交换。板片式换热器是液—液、液—汽进行热交换的理想设备。它具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、安装清洗方便、应用广泛、使用寿命长等特点。在相同压力损失的情况下，板片式换热器的传热系数比管式换热器的传热系数高3-5倍，而其占地面积仅为管式换热器的占地面积三分之一，且板片式换热器的热回收率可高达90%以上。

然而，当板片式换热器用于烧结烟气、焦炉煤气等的脱硫环境，特别是烟气脱硫环境时，板片式换热器极易结垢堵塞而使换热效率降低，因此必须拆卸板片式换热器，清洗其板片之后恢复安装板片式换热器。然而，板片式换热器的板片数最大可达340片，如果逐一清洗每个板片，则拆卸清洗的工作量非常大，且清洗过程有毒有害的杂质对人员有一定的影响并二次污染环境。

发明内容

因此，本发明的一方面在于提供一种用于清洗换热器的板片的清洗装置，以减轻拆卸清洗的工作量，并减少有毒有害的杂质对人员和环境的影响。该清洗装置能够提供较好的清洗效果，从而确保清洗后的板片式换热器的工作效率。

根据本发明的一方面，提供一种用于清洗换热器的板片的清洗装置，其中，所述清洗装置包括机架以及安装在机架上的高度调节压架、高度调节件、驱动电机以及清洗刷子。机架包括平台，板片放置在平台上。高度调节压架沿着机架的宽度方向安装在平台上方。高度调节件连接平台和高度调节压架。清洗刷子安装在高度调节压架上且由驱动电机驱动以清洗板片。其中，在清洗板片的过程中，根据板片的厚度通过高度调节件实时调节高度调节压架的位置，进而调节清洗刷子的位置，使得清洗刷子始终与板片接触。

在平台上安装有厚度传感器，板片放置在厚度传感器上。高度调节件包括弹性件、致动件以及高度调节件控制器，弹性件的一端固定在平台上且弹性件的另一端固定在高度调节压架的下表面上以支撑高度调节压架，致动件与高度调节压架的上表面连接且与高度调节件控制器通信，高度调节件控制器还与厚度传感器通信。高度调节件控制器被配置成：在清洗板片的过程中，根据通过厚度传感器感测的板片的厚度和预先存储在高度调节件控制器中的弹性件参数，实时地控制致动件调节高度调节压架的位置，进而调节清洗刷子的位置，使得清洗刷子始终与板片接触。

弹性件是弹簧，致动件是包括电磁阀的液压缸。高度调节件控制器被配置成：通过控制电磁阀而控制液压缸调节高度调节压架的位置，进而调节清洗刷子的位置，使得清洗刷子始终与板片接触。

清洗刷子是抛光钢丝刷，在高度调节压架上以阵列的形式安装。一个清洗刷子的旋转轴通过联轴器与驱动电机的旋转轴连接，其余清洗刷子关于所述一个清洗刷子对称地安装，且所述其余清洗刷子的旋转轴通过中间动力传递机构与所述一个清洗刷子的旋转轴连接而保持与所述一个清洗刷子同步旋转。

中间动力传递机构是彼此啮合的多个齿轮且设置在联轴器下方，以在调节清洗刷子的位置的过程中，使清洗刷子的旋转轴始终与驱动电机的旋转轴连接而持续进行板片的清洗。

所述清洗装置还包括变频器，以用于调节驱动电机的运转频率。变频器与厚度传感器通信并包括变频器控制器。变频器控制器被配置成：在清洗板片的过程中，根据通过厚度传感器感测的板片的厚度和预先存储在变频器控制器中的厚度参数，实时地调节驱动电机的运转频率，进而调节清洗刷子的转速。

所述清洗装置还包括：喷淋集尘罩，安装在机架的位于高度调节压架上方的上部框架上，以收集在清洗板片的过程中从板片脱落的污垢；杂质收集箱，安装在机架的位于平台下方的下部框架上，以收集在清洗板片的过程中由喷淋集尘罩收集的且从喷淋集尘罩落下的污垢。

在喷淋集尘罩中安装有供水管，在供水管上安装有阀门。在清洗板片的过程开始时，人工打开阀门而使供水管供应清洗水，使得清洗水与污垢混合而与污垢一起落下到杂质收集箱中。

在驱动电机和变频器的外部安装防护装置，以防止在清洗板片的过程中从板片脱落的污垢和清洗水的渗入。

变频器控制器还被配置成：将通过厚度传感器感测的板片的厚度与预先存储在变频器控制器中的厚度参数进行对比，以确定清洗板片的过程结束。

变频器控制器还被配置成：在确定清洗板片的过程结束之后，控制驱动电机停止运转而停止清洗板片的操作，同时发出警报通知技术人员清洗板片的过程结束。

附图说明

图1是用于清洗换热器的板片的清洗装置的示意性俯视图。

图2是清洗装置的沿着图1的A-A线截取的示意性截面图。

[附图标号的解释]

1清洗装置的机架；2高度调节压架；3高度调节件的弹性件；4驱动电机；5变频器；6、61和62清洗刷子；7喷淋集尘罩；8杂质收集箱；11平台；12和13侧部框架；14中间框架。

具体实施方式

根据本发明的用于清洗换热器的板片的清洗装置适合于各种各样的板片和各种结垢程度的板片。下面结合附图对该清洗装置进行进一步的描述。

如图1和图2所示，清洗装置包括机架1以及安装在机架1上的高度调节压架2、具有弹性件3的高度调节件、驱动电机4以及清洗刷子6。

机架1固定在（例如）地面上并包括平台11，平台11固定在机架1的侧部框架12和13上，待清洗的板片放置在平台11上。优选地，在平台11上安装有厚度传感器（未示出），板片放置在厚度传感器上。这样，在清洗板片的过程中，根据（例如通过厚度传感器感测的）板片的厚度通过高度调节件实时调节高度调节压架2的位置，进而调节清洗刷子6的位置，使得清洗刷子6始终与板片接触。当然，考虑到由于在清洗板片的过程中板片上的污垢减少导致的板片的厚度变化较小，所以要求厚度传感器具有高的灵敏度，以感测变化了的板片厚度。另外，如何通过厚度传感器检测板片厚度以及排除清洗刷子6的干扰而获得板片厚度是本领域的技术，因此将省略其详细描述。将在下面详细描述调节高度调节压架2的位置的操作。

高度调节压架2沿着机架1的宽度方向（图1的A-A线方向）横跨机架1安装在平台11上方。

高度调节件连接平台11和高度调节压架2。高度调节件包括弹性件3、致动件以及高度调节件控制器（未示出，例如个人计算机、PLC、单片机等），弹性件3的一端固定在平台11上且弹性件3的另一端固定在高度调节压架2的下表面上以支撑高度调节压架2，致动件与高度调节压架2的上表面连接且与高度调节件控制器通信，高度调节件控制器还与厚度传感器通信。

因此，高度调节件控制器可被配置成：在清洗板片的过程中，根据通过厚度传感器感测的板片的厚度和预先存储在高度调节件控制器中的弹性件3的参数（例如，弹性件3的弹性系数等），实时地控制致动件调节高度调节压架2的位置，进而调节清洗刷子6的位置，使得清洗刷子6始终与板片接触。例如，随着清洗板片的过程进行，板片上的污垢逐渐减少，导致板片的厚度发生改变，高度调节件根据变化了的板片厚度实时地调节高度调节压架2的位置，进而调节清洗刷子6的位置。例如，高度调节件控制器控制增加由致动件施加到高度调节压架2的力直至由致动件施加的力大于由弹性件3提供的弹性力，而使高度调节压架2沿着机架1的高度方向向下运动一定距离，使得清洗刷子6始终与板片接触。

为了方便实现清洗装置，弹性件3是弹簧，致动件是包括电磁阀的液压缸。因此，高度调节件控制器可被配置成：通过控制电磁阀而控制液压缸调节高度调节压架2的位置，进而调节清洗刷子6的位置，使得清洗刷子6始终与板片接触。由于液压缸与高度调节压架2如何连接以及如何通过电磁阀控制液压缸是本领域公知的技术，因此将省略其详细描述。

清洗刷子6安装在高度调节压架2上且由驱动电机4驱动以清洗板片。为了提高清洗效率和保持良好的清洗效果，考虑到板片的材料、形状和结垢程度、清洗作业的强度、持续时间以及清洗刷子6的磨损，清洗刷子6优选的是抛光钢丝刷，在高度调节压架2上以阵列的形式安装，以完全覆盖板片。这样，在清洗板片的过程中，只需要沿着机架1的高度方向上下调节清洗刷子6的位置使得清洗刷子6始终与板片接触，而不必沿着机架1的长度方向（图1的B-B线方向）和/或宽度方向（图1的A-A线方向）横向地调节清洗刷子6的位置。

为了方便实现清洗装置，驱动电机4安装在机架1的位于高度调节压架2上方的中间框架14上。另外，为了提高清洗效率和保持良好的清洗效果，在形成阵列的多个清洗刷子6中，一个清洗刷子61的旋转轴通过联轴器（未示出）与驱动电机4的旋转轴连接，其余清洗刷子62关于所述一个清洗刷子61对称地安装，且所述其余清洗刷子62的旋转轴通过中间动力传递机构（未示出）与所述一个清洗刷子61的旋转轴连接而保持与所述一个清洗刷子61同步旋转。

为了方便实现清洗装置，中间动力传递机构是彼此啮合的多个齿轮且设置在联轴器下方，通过固定结构（未示出）固定，以在调节清洗刷子6的位置的过程中，使清洗刷子6的旋转轴始终与驱动电机4的旋转轴连接而持续进行板片的清洗。当然，考虑到板片的各个区域的结垢程度的不均匀性，中间动力传递机构可包括中间动力传递机构控制器，中间动力传递机构控制器与厚度传感器通信，以通过厚度传感器感测的板片的厚度而控制中间动力传递机构使一些清洗刷子6停止清洗操作，而不至于损坏已经完成清洗的某些板片区域，同时仍然清洗其他板片区域。由于如何通过中间动力传递机构使一些清洗刷子6停止清洗操作是本领域公知的技术，因此将省略其详细描述。

为了在清洗板片的过程中调节驱动电机4的运转频率，所述清洗装置还包括变频器5，以用于调节驱动电机4的运转频率。变频器5与厚度传感器通信并包括变频器控制器（未示出，例如个人计算机、PLC、单片机等）。因此，变频器控制器可被配置成：在清洗板片的过程中，根据通过厚度传感器感测的板片的厚度和预先存储在变频器控制器中的厚度参数（例如，通过经验确定的厚度-速度曲线等），实时地调节驱动电机4的运转频率，进而调节清洗刷子6的转速。例如，随着清洗板片的过程进行，板片上的污垢逐渐减少，导致板片的厚度发生改变，变频器5根据变化了的板片厚度实时地调节驱动电机4的运转频率，进而调节清洗刷子6的转速。

为了方便实现清洗装置，变频器5也安装在中间框架14上，与驱动电机4分开预定距离，通过线缆与驱动电机4连接以调节驱动电机4的运转频率。

为了方便收集在清洗板片的过程中从板片脱落的污垢，所述清洗装置还包括喷淋集尘罩7和杂质收集箱8。喷淋集尘罩7安装在机架1的位于高度调节压架2上方（具体地说，位于中间框架14上方）的上部框架（未示出）上，以收集在清洗板片的过程中从板片脱落的污垢。杂质收集箱8安装在机架1的位于平台11下方的下部框架（未示出）上，以收集在清洗板片的过程中由喷淋集尘罩7收集的且从喷淋集尘罩7落下的污垢。

为了避免污垢对污染的环境以及使收集的污垢容易从喷淋集尘罩7落下，在喷淋集尘罩7中安装有供水管（未示出），在供水管上安装有阀门。这样，在清洗板片的过程开始时，通过人工打开阀门而使供水管喷淋清洗水，使得清洗水与污垢混合而与污垢一起落下到杂质收集箱8中。当然，还可通过控制器（例如，高度调节件控制器或变频器控制器）控制阀门的打开。

当然，本领域技术人员容易想到的是，相对于高度调节压架2、高度调节件、驱动电机4、变频器5、清洗刷子6来说，喷淋集尘罩7和杂质收集箱8在如图1所示的机架1的平面内的覆盖面积是最大的（甚至杂质收集箱8的覆盖面积比喷淋集尘罩7的覆盖面积还要大），以充分收集在清洗板片的过程中产生的污垢和污水。在这种情况下，为了防止从喷淋集尘罩7落下的清洗水和污垢的混合物渗入驱动电机4和变频器5而损坏驱动电机4和变频器5，在驱动电机4和变频器5的外部安装防护装置（例如，塑料外壳）以遮挡驱动电机4和变频器5。

在清洗板片的过程中，变频器控制器还可被配置成：将通过厚度传感器感测的板片的厚度与预先存储在变频器控制器中的厚度参数（例如，已完成清洗的板片或新的板片的厚度）进行对比，以确定清洗板片的过程结束。变频器控制器还可被配置成：在确定清洗板片的过程结束之后，控制驱动电机4停止运转而停止清洗板片的操作，同时发出警报通知技术人员清洗板片的过程结束，这样，方便技术人员关闭清洗装置的其他部件（例如，关闭阀门而停止供应清洗水）。当然，还可通过控制器（例如，高度调节件控制器或变频器控制器）控制其他部件（例如，阀门）的关闭。

另外，考虑到清洗装置在结构上的对称性，机架1具有规则形状（例如，长方形形状），平台11沿着机架1的宽度方向（图1的A-A线方向）横跨机架1对称地安装在机架1上。高度调节件的弹性件3关于B-B线对称地安装在平台11上。高度调节压架2关于B-B线对称地安装在弹性件3上。这样，在根据板片的厚度实时地调节高度调节压架2的位置的过程中，使高度调节压架2平稳地运动。

另外，考虑到清洗刷子6的布置方式，中间框架14沿着A-A线方向横跨机架1对称地安装到侧部框架12和13，驱动电机4与B-B线重合地安装在中间框架14上，即，驱动电机4居中地安装在中间框架14上。另外，考虑到方便技术人员调试和诊断变频器5，变频器5紧挨机架1的侧部框架12或13安装。在图2中，变频器5紧挨机架1的侧部框架13安装。

下面参照图1和图2描述根据本发明的清洗装置清洗板片的过程。

首先，技术人员操作装载机器或人工将待清洗的板片放置在机架1的平台11的厚度传感器上并固定。

此时，厚度传感器将感测的关于板片厚度的信息发送到高度调节件控制器，高度调节件控制器根据该厚度信息和预先存储在高度调节件控制器中的弹性件3的参数控制致动件调节高度调节压架2的位置，进而调节清洗刷子6的位置，使得清洗刷子6与板片接触。同时，变频器控制器根据该厚度信息发出命令启动驱动电机4，进而驱动电机4带动清洗刷子6开始清洗板片的过程，对板片进行清洗。

此时，通过人工打开阀门而使供水管供应清洗水。优选地，从喷淋集尘罩7的供水管喷淋的清洗水形成水雾，与从板片脱落的污垢混合而与污垢一起落下到杂质收集箱8内，以随后统一处理而避免对环境的污染。

随着清洗板片的过程进行，板片上的污垢逐渐减少，导致板片的厚度发生改变，高度调节件控制器根据通过厚度传感器感测的板片的厚度和预先存储在高度调节件控制器中的弹性件3的参数，实时地控制致动件调节高度调节压架2的位置，进而调节清洗刷子6的位置，使得清洗刷子6始终与板片接触。

同时，随着清洗板片的过程进行，板片上的污垢逐渐减少，导致板片的厚度发生改变，变频器控制器根据通过厚度传感器感测的板片的厚度和预先存储在变频器控制器中的厚度参数，实时地调节驱动电机4的运转频率，进而调节清洗刷子6的转速，从而提高清洗效率和保持良好的清洗效果。

同时，随着清洗板片的过程进行，板片上的污垢逐渐减少，导致板片的厚度发生改变，变频器控制器将通过厚度传感器感测的板片的厚度与预先存储在变频器控制器中的厚度参数（例如，已完成清洗的板片或新的板片的厚度）进行对比，以确定清洗板片的过程结束。例如，在某些板片区域已经完成清洗同时其他板片区域未完成清洗的情况下，使一些清洗刷子6停止清洗操作。这里，如果通过厚度传感器感测的板片的厚度（例如，板片的结垢表面上的多个区域的厚度）与预先存储在变频器控制器中的厚度参数相等或相差不大（例如，通过厚度传感器的感测确定二者的厚度差值在5%以内），则变频器控制器控制驱动电机4停止运转而停止清洗板片的操作，同时发出警报通知技术人员清洗板片的过程结束。这样，方便技术人员关闭清洗装置的其他部件（例如，关闭阀门而停止供应清洗水）。可选地，变频器控制器可以不控制驱动电机4停止运转而是控制驱动电机4怠速运转，同时高度调节件控制器控制致动件调节高度调节压架2的位置，使得怠速运转的清洗刷子6与板片脱离接触（例如，减小由致动件施加到高度调节压架2的力直至由弹性件3提供的弹性力大于由致动件施加的力，而使高度调节压架2沿着机架1的高度方向向上运动一定距离）。在这种情况下，变频器控制器发出警报通知技术人员板片的清洗操作结束，需要技术人员人工停止清洗装置的操作。在发出警报过去预定时间（例如，5秒）之后，如果技术人员没有人工停止清洗板片的操作，则变频器控制器控制驱动电机4停止运转，同时发出警报通知技术人员清洗板片的过程结束。

在清洗装置完成板片的清洗操作并停止之后，技术人员操作装载机器或人工从清洗装置取出已完成清洗的板片，将其他待清洗的板片放置在厚度传感器上并固定，然后重复上面的操作过程。

如上所述，根据本发明的清洗装置不但可以清洗板片上不同的沉淀物，还可以设定不同的速度来提高清洗厚度。此外，该清洗装置还提高了清洗效率和保持良好的清洗效果。

本发明不限于此，而是可进行各种变型。

Claims (10)

1.一种用于清洗换热器的板片的清洗装置，其中，所述清洗装置包括机架以及安装在机架上的高度调节压架、高度调节件、驱动电机以及清洗刷子，

机架包括平台，板片放置在平台上，

高度调节压架沿着机架的宽度方向安装在平台上方，

高度调节件连接平台和高度调节压架，

清洗刷子安装在高度调节压架上且由驱动电机驱动以清洗板片，

其中，在平台上安装有厚度传感器，板片放置在厚度传感器上，

高度调节件包括弹性件、致动件以及高度调节件控制器，弹性件的一端固定在平台上且弹性件的另一端固定在高度调节压架的下表面上以支撑高度调节压架，致动件与高度调节压架的上表面连接且与高度调节件控制器通信，高度调节件控制器还与厚度传感器通信，

高度调节件控制器被配置成：在清洗板片的过程中，根据通过厚度传感器感测的板片的厚度和预先存储在高度调节件控制器中的弹性件参数，实时地控制致动件调节高度调节压架的位置，进而调节清洗刷子的位置，使得清洗刷子始终与板片接触。

2.根据权利要求1所述的清洗装置，其中，弹性件是弹簧，致动件是包括电磁阀的液压缸，

高度调节件控制器被配置成：通过控制电磁阀而控制液压缸调节高度调节压架的位置，进而调节清洗刷子的位置，使得清洗刷子始终与板片接触。

3.根据权利要求1所述的清洗装置，其中，

清洗刷子是抛光钢丝刷，在高度调节压架上以阵列的形式安装，

一个清洗刷子的旋转轴通过联轴器与驱动电机的旋转轴连接，其余清洗刷子关于所述一个清洗刷子对称地安装，且所述其余清洗刷子的旋转轴通过中间动力传递机构与所述一个清洗刷子的旋转轴连接而保持与所述一个清洗刷子同步旋转。

4.根据权利要求3所述的清洗装置，其中，

中间动力传递机构是彼此啮合的多个齿轮且设置在联轴器下方，以在调节清洗刷子的位置的过程中，使清洗刷子的旋转轴始终与驱动电机的旋转轴连接而持续进行板片的清洗。

5.根据权利要求1所述的清洗装置，所述清洗装置还包括变频器，以用于调节驱动电机的运转频率，

变频器与厚度传感器通信并包括变频器控制器，

变频器控制器被配置成：在清洗板片的过程中，根据通过厚度传感器感测的板片的厚度和预先存储在变频器控制器中的厚度参数，实时地调节驱动电机的运转频率，进而调节清洗刷子的转速。

6.根据权利要求1所述的清洗装置，所述清洗装置还包括：

喷淋集尘罩，安装在机架的位于高度调节压架上方的上部框架上，以收集在清洗板片的过程中从板片脱落的污垢；

杂质收集箱，安装在机架的位于平台下方的下部框架上，以收集在清洗板片的过程中由喷淋集尘罩收集的且从喷淋集尘罩落下的污垢。

7.根据权利要求6所述的清洗装置，其中，

在喷淋集尘罩中安装有供水管，在供水管上安装有阀门，

在清洗板片的过程开始时，人工打开阀门而使供水管供应清洗水，使得清洗水与污垢混合而与污垢一起落下到杂质收集箱中。

8.根据权利要求5所述的清洗装置，其中，

在驱动电机和变频器的外部安装防护装置，以防止在清洗板片的过程中从板片脱落的污垢和清洗水的渗入。

9.根据权利要求5所述的清洗装置，其中，变频器控制器还被配置成：

将通过厚度传感器感测的板片的厚度与预先存储在变频器控制器中的厚度参数进行对比，以确定清洗板片的过程结束。

10.根据权利要求9所述的清洗装置，其中，变频器控制器还被配置成：

在确定清洗板片的过程结束之后，控制驱动电机停止运转而停止清洗板片的操作，同时发出警报通知技术人员清洗板片的过程结束。