CN105021083A - 一种热交换器的自动清洗装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热交换器的自动清洗装置，包括发球器、进气阀、排气泵、动力泵、球水分离器、第一单向阀、捕球器、第二单向阀和第一阀门，所述发球器分别与排气泵和进气阀连接，所述发球器还与动力泵的一端及第一阀门的一端相连，所述动力泵的另一端和第一阀门的另一端均与球水分离器的底端相连，所述球水分离器的顶端通过第一单向阀与热交换器的进水口相连，所述捕球器的一端与热交换器的出水口相连，所述捕球器的出球端通过第二单向阀与球水分离器的顶端相连。本发明具有可发球迅速、收球率高、可适应更多现场工况、无冷热水混合、胶球不易被机械磨损和资源浪费少的优点，可广泛应用于换热器领域。

Description

一种热交换器的自动清洗装置

技术领域

本发明涉及换热器领域，尤其是一种热交换器的自动清洗装置。

背景技术

热交换器长时间使用后，其流体传热管道内部常会沉积一层较厚的污垢层，严重影响了传热管的传热效率。为使热交换器在最优状态下运行，就必须对热交换器进行清洗。目前主要的热交换器清洗方法包括机械法和化学法，机械法采用传统的拆卸清洗方法，清洗时需先停机，清洗效率低，成本高，且容易损伤热交换器的内管壁，降低其使用寿命；化学法由于需要采用化学药水进行清洗，容易造成管道破坏和环境污染。目前，热交换器常采用胶球清洗方式。

目前热交换器的胶球清洗方式，主要包括四管制双循环清洗方式和两管制单循环清洗方式，四管制清洗方式发球循环时的进水管与发球管各自独立，收球循环时回球管与出水管也各自独立，但结构不够简单，会耗费较多的安装辅材及占用较多的空间；而两管制单循环清洗方式是国内普遍采用的设计方式，虽然结构简单，安装方便，但存在以下主要缺点：

（1）、由于采用了两管制单循环式结构，其回水管（亦即是回球管）的热水需要回流至热交换器的进水口而与进水管的冷水混合，人为提高了热交换器的进水温度，一定程度上影响了热交换器的换热效率。

（2）、回收的胶球须经过水泵，容易因水泵叶轮的作用而被机械磨损。

（3）、虽然某些厂家对二管式的泵腔室做了改进，胶球经过水泵但不经过叶轮，但仍会因冷热水混合而提高了热交换器的入水温度。

（4）、此外，也有国外公司采用了以压缩空气为动力的两管式结构，使冷热水不再混合，但其空气容易进入换热器，收球时需要相应排出一定量的水，特别是应用在大系统上时的排水更严重，容易造成水资源与循环水药剂的浪费。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是：提供一种发球迅速、收球率高、适应范围更广、无冷热水混合、胶球不易被机械磨损和无需排水收球的热交换器管道自动清洗装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种热交换器的自动清洗装置，包括发球器、进气阀、排气泵、动力泵、球水分离器、第一单向阀、捕球器、第二单向阀和第一阀门，所述发球器分别与排气泵和进气阀连接，所述发球器还与动力泵的一端及第一阀门的一端相连，所述动力泵的另一端和第一阀门的另一端均与球水分离器的底端相连，所述球水分离器的顶端通过第一单向阀与热交换器的进水口相连，所述捕球器的一端与热交换器的出水口相连，所述捕球器的出球端通过第二单向阀与球水分离器的顶端相连。

进一步，还设有第一检修阀和第二检修阀，所述第一单向阀通过第一检修阀与热交换器的进水口相连，所述热交换器的出水口通过第二检修阀与第二单向阀相连。

进一步，还包括第二阀门和第三阀门，所述第二阀门的一端与球水分离器的底端连接，所述第二阀门的另一端分别与第一阀门的一端和第三阀门的一端连接，所述第三阀门的另一端与动力泵连接。

进一步，还包括喷淋头和第四阀门，所述喷淋头的一端与第一阀门连接，所述喷淋头的另一端通过第四阀门与发球器连接，所述喷淋头和第四阀门均位于发球器内。

进一步，所述发球器的一侧还开有溢水进气口，所述溢水进气口还连接有第五阀门。

进一步，还包括控制器和流量传感器，所述球水分离器通过流量传感器而分别与第一单向阀和第二单向阀连接；所述第一单向阀、第二单向阀、第一阀门、排气泵、进气阀、第一检修阀、第二检修阀、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门和流量传感器均与控制器连接。

进一步，所述发球器内还设有散热翅片。

进一步，所述捕球器上设有第一滤网，所述捕球器与热交换器的出水管之间的角度为30度，所述第一滤网的开孔总面积是热交换器出水管通径面积的5倍以上。

进一步，所述球水分离器上设有第二滤网和透明观察窗。

进一步，所述发球器内还设有液位计。

本发明的有益效果是：根据气压差原理及动力泵与排气泵、进气阀及其他阀门间的配合来进行收发胶球，动力泵仅仅提供发球动力，无需协调兼顾收球动力，这样泵浦无需频繁启动，可选择的型式功率范围更大；能适应更多现场水流水压工况，有利于提高清洗效果；增设了第一单向阀、第二单向阀及发球器，能使出水管的热水在发球器充分散热冷却后再泵入热交换器的入水口，避免因入水口冷热水混合而提高热交换器进水温度的现象；水泵位于球水分离器的下方，经捕球器回收的胶球直接回到球水分离器，不再需要经过泵浦的叶轮，胶球不易被磨损；根据气压差原理及其他阀门与进气阀、排气泵的配合来回收胶球，通过产生的旋流及虹吸现象来保证收球的速度，回球率也较高；不再需要通过排水来收球，减少了资源的浪费。进一步，还包括喷淋头和第四阀门，可通过喷淋头喷淋来加快热水的冷却速度。进一步，发球器内还设有散热翅片，加快了热水的散热。进一步，球水分离器上设有透明观察窗，可随时对球水分离器内的胶球数量和磨损情况进行观察，防止因球水分离器内回球率低或胶球磨损过多而影响清洗效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明一种热交换器的自动清洗装置的结构示意图。

附图标记：1、捕球器；2、球水分离器；3、发球器；4、动力泵；5、第一单向阀；6、第二单向阀；7、第一阀门；8、排气泵；9、进气阀；10、热交换器；11、第一检修阀；12、第二检修阀；13、第二阀门；14、第三阀门；15、喷淋头；16、第四阀门；17、第五阀门；18、流量传感器。

具体实施方式

参照图1，一种热交换器的自动清洗装置，包括发球器3、进气阀9、排气泵8、动力泵4、球水分离器2、第一单向阀5、捕球器1、第二单向阀6和第一阀门7，所述发球器3分别与排气泵8和进气阀9连接，所述发球器3还与动力泵4的一端及第一阀门7的一端相连，所述动力泵4的另一端和第一阀门7的另一端均与球水分离器2的底端相连，所述球水分离器2的顶端通过第一单向阀5与热交换器10的进水口相连，所述捕球器1的一端与热交换器10的出水口相连，所述捕球器1的出球端通过第二单向阀6与球水分离器2的顶端相连。

其中，动力泵可为水泵或气泵。

球水分离器内设有用于清洗热交换器的胶球。

参照图1，进一步作为优选的实施方式，还设有第一检修阀11和第二检修阀12，所述第一单向阀5通过第一检修阀11与热交换器10的进水口相连，所述热交换器10的出水口通过第二检修阀12与第二单向阀6相连。

其中，第一检修阀11和第二检修阀12在正常状态下都是打开的，只有在检修时才会关闭。

参照图1，进一步作为优选的实施方式，还包括第二阀门13和第三阀门14，所述第二阀门13的一端与球水分离器2的底端连接，所述第二阀门13的另一端分别与第一阀门7的一端和第三阀门14的一端连接，所述第三阀门14的另一端与动力泵4连接。

其中，第三阀门，用于防止热水回流至动力泵。

参照图1，进一步作为优选的实施方式，还包括喷淋头15和第四阀门16，所述喷淋头15的一端与第一阀门7连接，所述喷淋头15的另一端通过第四阀门16与发球器3连接，所述喷淋头15和第四阀门16均位于发球器3内。

参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述发球器3的一侧还开有溢水进气口，所述溢水进气口还连接有第五阀门17。

其中，第五阀门打开后，水将从发球器排出，这样能有效防止发球器内的回水过多。

参照图1，进一步作为优选的实施方式，还包括控制器和流量传感器18，所述球水分离器2通过流量传感器18而分别与第一单向阀5和第二单向阀6连接；所述第一单向阀5、第二单向阀6、第一阀门7、排气泵8、进气阀9、第一检修阀11、第二检修阀12、第二阀门13、第三阀门14、第四阀门16、第五阀门17和流量传感器18均与控制器连接。

其中，控制器，用于触发相应的控制信号，以自动控制单向阀、阀门、气阀等阀门的打开与关闭及记录相应的信息（如收发球次数等），其可采用现有技术的PLC控制器来实现。

流量传感器，用于获取发球流速与收球流速。

进一步作为优选的实施方式，所述发球器3内还设有散热翅片。

进一步作为优选的实施方式，所述捕球器1上设有第一滤网，所述捕球器1与热交换器10的出水管之间的角度为30度，所述第一滤网的开孔总面积是热交换器10出水管通径面积的5倍以上。

其中，第一滤网的开孔总面积是指第一滤网所有网孔的面积之和。

进一步作为优选的实施方式，所述球水分离器2上设有第二滤网和透明观察窗。

进一步作为优选的实施方式，所述发球器3内还设有液位计。

其中，液位计，用于防止发球时把发球器里的水全部抽完而影响水泵。此外，液位计也可以和溢水进气口及第五阀门配合，防止发球器里的水过多。

本发明的工作原理如下：

（1）发球过程：进气阀9、第二阀门13、第三阀门14、第一单向阀5和第一检修阀11均打开，排气泵8和第一阀门7关闭，运行动力泵4，使球水分离器2内的胶球沿着第一单向阀5和第一检修阀11进入热交换器10，随后完成清洗工作的胶球进入捕球器1。

（2）收球过程：进气阀9、第三阀门14和喷淋头15均关闭，排气泵8、第二检修阀12、第二阀门13和第四阀门16均打开，动力泵4停止，而第一阀门7则须在排气泵8打开之后才打开，以在发球器3内形成负压。此时，由于系统管网水压及发球器3负压的作用，热交换器10出水口的水流依次经过捕球器1、第二检修阀12、第二单向阀6、第二阀门13、第一阀门7和第四阀门16后回到发球器3内，同时，在捕球器1内的胶球也随着水流回到球水分离器2。由于球水分离器2的第二滤网滤隔作用，胶球被储存在球水分离器2里。至此，一次清洗过程结束。

回到发球器3内的热交换器热水经过发球器3散热冷却后在下一次发球循环时再被注入热交换器10的进水口，以避免人为提高热交换器10的进水温度。

（3）喷淋散热过程：第二阀门13、进气阀9和第四阀门16均关闭，第一阀门7、第三阀门14、排气泵8、第五阀门17和喷淋头15均打开，运行动力泵4，动力泵4将热水从发球器3中抽取出来，最后经喷淋头15喷淋回发球器3。而空气则从第五阀门17进入发球器3并从排气泵8排出，这种喷淋方式有效加大了水与空气的接触面积，加快了热水的冷却速度。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

（1）适用范围更广，结构简单，安装方便，节省了安装时间和人力。

（2）根据气压差原理及动力泵与排气泵、进气阀间的配合来进行收发胶球，动力泵仅仅提供发球动力，无需协调兼顾收球动力，这样泵浦无需频繁启动，可选择的型式功率范围更大，能适应更多现场水流水压工况，有利于提高清洗效果。

（3）增设了第一单向阀、第二单向阀及发球器，能使出水管的热水在发球器充分散热冷却后再泵入热交换器的入水口，避免因入水口冷热水混合而提高热交换器进水温度的现象。

（4）水泵位于球水分离器的下方，经捕球器回收的胶球直接回到球水分离器，不再需要经过水泵或水泵的叶轮，胶球不易被磨损。

（5）根据气压差原理及阀门与排气泵的配合来回收清洗球，通过产生的旋流及虹吸现象，确保了收球的速度与回球率；也不再需要通过排水来回收清洗球，减少了水资源及药剂的浪费。

（6）球水分离器上设有透明观察窗，可随时对球水分离器内的胶球的数量及磨损情况进行观察，保证了清洗的效果。

（7）增设了喷淋头和第四阀门，可通过喷淋头喷淋来加快热水的冷却速度。

（8）增设了散热翅片，加快了发球器内热水的散热。

（9）设有控制器和流量传感器，可以获取发球流速与收球流速以及进行自动化控制，智能化程度高。

（10）增设了液位计，可防止发球时把发球器里的水全部抽完而影响水泵；也可以和溢水进气口及第五阀门配合，防止发球器里的水过多。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种热交换器的自动清洗装置，其特征在于：包括发球器（3）、进气阀（9）、排气泵（8）、动力泵（4）、球水分离器（2）、第一单向阀（5）、捕球器（1）、第二单向阀（6）和第一阀门（7），所述发球器（3）分别与排气泵（8）和进气阀（9）连接，所述发球器（3）还与动力泵（4）的一端及第一阀门（7）的一端相连，所述动力泵（4）的另一端和第一阀门（7）的另一端均与球水分离器（2）的底端相连，所述球水分离器（2）的顶端通过第一单向阀（5）与热交换器（10）的进水口相连，所述捕球器（1）的一端与热交换器（10）的出水口相连，所述捕球器（1）的出球端通过第二单向阀（6）与球水分离器（2）的顶端相连。

2.根据权利要求1所述的一种热交换器的自动清洗装置，其特征在于：还设有第一检修阀（11）和第二检修阀（12），所述第一单向阀（5）通过第一检修阀（11）与热交换器（10）的进水口相连，所述热交换器（10）的出水口通过第二检修阀（12）与第二单向阀（6）相连。

3.根据权利要求2所述的一种热交换器的自动清洗装置，其特征在于：还包括第二阀门（13）和第三阀门（14），所述第二阀门（13）的一端与球水分离器（2）的底端连接，所述第二阀门（13）的另一端分别与第一阀门（7）的一端和第三阀门（14）的一端连接，所述第三阀门（14）的另一端与动力泵（4）连接。

4.根据权利要求3所述的一种热交换器的自动清洗装置，其特征在于：还包括喷淋头（15）和第四阀门（16），所述喷淋头（15）的一端与第一阀门（7）连接，所述喷淋头（15）的另一端通过第四阀门（16）与发球器（3）连接，所述喷淋头（15）和第四阀门（16）均位于发球器（3）内。

5.根据权利要求4所述的一种热交换器的自动清洗装置，其特征在于：所述发球器（3）的一侧还开有溢水进气口，所述溢水进气口还连接有第五阀门（17）。

6.根据权利要求5所述的一种热交换器的自动清洗装置，其特征在于：还包括控制器和流量传感器（18），所述球水分离器（2）通过流量传感器（18）而分别与第一单向阀（5）和第二单向阀（6）连接；所述第一单向阀（5）、第二单向阀（6）、第一阀门（7）、排气泵（8）、进气阀（9）、第一检修阀（11）、第二检修阀（12）、第二阀门（13）、第三阀门（14）、第四阀门（16）、第五阀门（17）和流量传感器（18）均与控制器连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种热交换器的自动清洗装置，其特征在于：所述发球器（3）内还设有散热翅片。

8.根据权利要求1-6所述的一种热交换器的自动清洗装置，其特征在于：所述捕球器（1）上设有第一滤网，所述捕球器（1）与热交换器（10）的出水管之间的角度为30度，所述第一滤网的开孔总面积是热交换器（10）出水管通径面积的5倍以上。

9.根据权利要求1-6所述的一种热交换器的自动清洗装置，其特征在于：所述球水分离器（2）上设有第二滤网和透明观察窗。

10.根据权利要求1-6所述的一种热交换器的自动清洗装置，其特征在于：所述发球器（3）内还设有液位计。