CN105674793A - 一种热交换器节能清洗设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热交换器节能清洗设备，包括有循环水箱，循环水箱通过出液管路、回液管路与热交换器形成循环回路，该设备还包括有加气系统，加气系统与出液管路连通。循环水箱上方设有清洗液箱，清洗液箱上设有一自由开闭的箱门，清洗液箱通过一放液管与循环水箱连通，出液管路上设有水泵；该清洗设备还包括有控制电柜，控制电柜与加气泵、水泵进行电气连接；该清洗设备还包括有一底座，循环水箱、加气系统以及水泵均设于底座上，底座的底部设有便于移动的万向轮，底座上还设有手动推杆。本发明适用于热交换器流道内各种位置的各类污垢的清洗，清洗效果佳，且无需对热交换器拆卸。此外，其清洗效率高，更节水节能环保，有利于节约成本。

Description

一种热交换器节能清洗设备

技术领域

本发明属于清洗设备技术领域，具体涉及一种热交换器节能清洗设备。

背景技术

热交换器，是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称换热器。热交换器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位，比如工业锅炉等。此外，热交换器也广泛运用于家庭生活中，比如常用的热水器等。

根据热交换器的工作原理、结构可知，其内部的流道用于流体流通，所以，热交换器在使用一段时间后，流道内壁难免会堆积附上诸多污垢。随着污垢在流道上的逐渐堆积，流道会被堵塞，则热交换器的换热效率会大幅度下降，能耗会大幅度提高，从而造成能源的巨大浪费和损失。为了确保热交换器的传热效率，一般来说，每台热交换器至少需要清洗1次/年，传统的清洗方法有：

(1)采用化学清洗溶液对流道进行浸泡、冲洗，即通过化学清洗溶液与污垢进行化学反应，然后再进行冲洗以达到清洗目的，但是这种方法只能针对可溶性较好的污垢，而对于堆积在异形流道的狭小边角且难溶的污垢，则很难取得较好的清洗效果，而且清洗效率也很难得到保证。此外，这种方法用于流道的去垢清理需要大量的化学清洗溶液，不利于节能环保。

(2)采用破坏性方式将热交换器各零件逐一拆卸，然后先用化学清洗溶液浸泡，再用钢丝刷进行人工清理，此方法不仅可以清理可溶性较好的污垢，而且对附着力强的难溶污垢也有不错效果。但是，该方法不仅拆装和清洗周期长、劳动强度大，效率极低，而且，由于反复拆装，热交换器的零部件极易造成损伤，增加维护成本。此外，该方法对处于极其狭小区域的污垢仍无能为力，而且该方法也需要消耗大量的化学清洗溶液，同样不利于节能环保。

(3)近些年，在很多的热交换器清洗作业中，尝试引入了管内旋转塑包钢丝螺旋自动清洗技术和振动钢丝螺旋自动清洗技术，这两种清洗技术属于比较先进的技术，但是使用成本偏高，并且对附着力强的难溶污垢的清洗能力仍然严重不足。

因此，寻找一种更优方法以实现热交换器的免拆卸高效节能清洗，仍然迫在眉睫。

发明内容

为了解决现有技术的缺陷，本发明提供了一种热交换器节能清洗设备，其不需对热交换器进行拆卸便可对热交换器的流道进行清洗，适用于各种位置的各类污垢的清洗，而且节水节能环保，清洗效果极佳。

为实现上述目的，本发明所采用技术方案如下：

一种热交换器节能清洗设备，包括有循环水箱，所述循环水箱通过出液管路、回液管路与所述热交换器形成循环回路，其特征在于：所述清洗设备还包括有加气系统，所述加气系统与所述出液管路连通。

进一步的，所述加气系统包括有加气泵和三通管；所述加气泵通过所述三通管的第一管口与所述三通管连通，所述第一管口处设有第一阀门；所述三通管的第二管口用于通入外界空气，所述第二管口处设有第二阀门；所述加气系统通过所述三通管的第三管口与所述出液管路连通。

进一步的，所述循环水箱上方设有清洗液箱，所述清洗液箱上设有一自由开闭的箱门，所述清洗液箱通过一放液管与所述循环水箱连通，所述放液管上设有第三阀门。

进一步的，所述出液管路上设有水泵，所述水泵位于所述加气系统和所述热交换器之间。

进一步的，所述水泵为耐酸泵。

进一步的，所述清洗设备还包括有控制电柜，所述控制电柜与所述加气泵、所述水泵进行电气连接，所述控制电柜固定于所述循环水箱侧。

进一步的，所述出液管路上还设有第四阀门，所述第四阀门位于所述加气系统和所述水泵之间。

进一步的，所述清洗设备包括有一底座，所述循环水箱、所述加气系统以及所述水泵均设于所述底座上。

进一步的，所述底座的底部设有便于移动的万向轮，所述底座上还设有手动推杆。

进一步的，所述循环水箱上设有排水管，所述排水管上设有第五阀门。

相对于现有技术，本发明取得的有益技术效果如下：

本发明在传统的热交换器清洗设备基础上增设加气系统，其供应的空气与化学清洗溶液一起进入热交换器的流道内部，根据气液两相流的振动特点，空气和化学清洗溶液这一气液两相流在流道内部因压力波动会产生振动，结合热交换器流道本身的固有频率可使该振动放大(即引起共振)，形成微爆效应，而微爆效应可以将顽固污垢和流道内壁进行脱离、或者直接将顽固污垢震碎掉落，然后再由化学清洗溶液将这些污垢带出热交换器的流道，从而实现良好的清洗效果。换言之，本发明不仅可以通过化学清洗溶液与易溶污垢进行化学反应以将易溶污垢清除，更重要的是，本发明还可以将处于异常狭小空间内的附着力强的难溶污垢干净清除。

因此，本发明适用于热交换器流道内各种位置的各类污垢(包括难溶和易溶污垢)的清洗，清洗过程无需对热交换器进行拆卸，清洗效果极佳。并且，本发明更加节水节能环保，比传统的清洗方法节能节水90％以上。此外，本发明用于热交换器的清洗时只需投入较少人力，清洗效率高，有利于节约成本。

附图说明

此附图说明所提供的图片用来辅助对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1是本发明所述的一种热交换器节能清洗设备的主视图；

图2是本发明所述的一种热交换器节能清洗设备的俯视图；

图3是本发明所述的一种热交换器节能清洗设备的加气系统的结构示意图；

图4是本发明所述的一种热交换器节能清洗设备的三维立体示意图；

图5是本发明所述的一种热交换器节能清洗设备的工作流程图。

附图标记：

1、循环水箱；2、出液管路；3、回液管路；4、热交换器；5、加气系统；51、加气泵；52、三通管；521、第一管口；522、第二管口；523、第三管口；53、第一阀门；54、第二阀门；6、清洗液箱；61、箱门；7、放液管；8、第三阀门；9、水泵；10、控制电柜；11、第四阀门；12、底座；13、万向轮；14、手动推杆；15、排水管；16、第五阀门。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明能够以很多不同于此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。

为了更好地理解本发明，首先对本发明所使用的气液两相流的振动理论进行解释和说明，如下：

根据气液两相流的振动特点，气液两相流由于压力波动会产生振动，当气液两相流因压力波动而产生的振动的频率与所处环境(比如本发明所述的热交换器的流道)的固有频率相同时，会产生共振，使得原振动放大，形成微爆效应。

实施例1

如图1～5所示，本实施例公开了一种热交换器节能清洗设备，包括有循环水箱1，循环水箱1通过出液管路2、回液管路3与热交换器4形成循环回路，特别的，该清洗设备还包括有加气系统5，加气系统5与出液管路2连通。

在本实施例中，如图2～5所示，加气系统5与出液管路2连通的具体结构形式为：加气系统5包括有加气泵51和三通管52，其中，加气泵51的作用是自动控制，以向出液管路2中充入所需的空气，三通管52的作用是为空气提供流通通道。加气泵51通过三通管52的第一管口521与三通管52连通，第一管口521处设有用于控制空气流通的第一阀门53；三通管52的第二管口522用于直接通入外界空气，第二管口522处设有用于控制空气流通的第二阀门54；加气系统5通过三通管52的第三管口523与出液管路2连通。

首先，需要说明的是，第一管口521与三通管52、以及第三管口523与出液管路2的连通方式可以是机械活性式，也可以是焊接固定式或者其它方式，只要可以保证第一管口521与三通管52、以及第三管口523与出液管路2之间保持连通且不泄漏的结构，均属于本发明的保护范围。

其次，发明人综合考虑了各种工况，在加气系统5中设置无源加气结构和有源加气结构，具体的选择需要根据热交换器4的流道的固有频率而定。比如，在热交换器4的流道的固有频率较小时，要引起共振只需要气液引起的振动的频率较小，则只需要向出液管路2通入少量的空气，此时使用无源加气结构加气即可，即打开第二阀门54，关闭第一阀门53，使得外界空气从第二管路522直接自动进入出液管路2内。又比如，在热交换器4的流道的固有频率较大时，要引起共振则需要气液引起的振动的频率较大，需要向出液管路2通入大量的空气，此时必须使用有源加气结构加气，即打开第一阀门53，关闭第二阀门54，然后启动加气泵51以向出液管路2内供应所需的大量空气。但是，无源加气结构和有源加气结构不能同时使用，以避免相互之间发生干涉。因此，加气系统5中设置有无源加气结构和有源加气结构，使得该清洗设备的加气方式更加灵活多样，则使用在不同的热交换器4上均有利于提高其清洗效果和清洗效率。通常情况下，使用无源加气结构供应空气已经可以达到清洗效果，而无需使用耗电的有源加气结构，这样也起到节能效果。

再者，加气系统5与出液管路2连通的结构包括但不限于如图3所示的结构，其还可以设置为其它结构，比如：加气系统5不包括有三通管52，而直接设置两根分别与出液管路2连通的直管，其中一条直管与加气泵51连通以用于自动加气，另一条直管用于直接通入外界空气。因此，诸如此类的种种变化都是本发明的等效保护范围。

在本实施例中，循环水箱1上方设有用于存放有高浓度化学清洗剂的清洗液箱6，其中，清洗液箱6设于循环水箱1的上方，可以充分利用该清洗设备的立体空间，使得结构更紧凑。清洗液箱6上设有一自由开闭的箱门61，当需要对清洗液箱6内部进行清洁或者需要向清洗液箱6内灌充化学清洗剂时，打开箱门61，当热交换器节能清洗设备正在工作而暂不需要向清洗液箱6灌充化学清洗剂时，可以关闭箱门61，以避免其它异物进行清洗液箱6中而对化学清洗剂造成污染。清洗液箱6通过一放液管7与循环水箱1连通，放液管7上设有用于控制化学清洗剂流通的第三阀门8。如此的结构设置，使得高浓度化学清洗剂可以直接与循环水箱1内的自来水进行配比，配比而成的化学清洗剂水溶液被充入热交换器4的流道内，与其中的污垢发生化学反应而将污垢溶解、清洗。而且，用户可以根据实际的清洗需求，自由调控第三阀门8以调节化学清洗剂与自来水的配比浓度(pH值)。此外，需要说明的是，清洗液箱6的位置包括但不限于图1所示的在循环水箱1的上方，其也可以劣化设在循环水箱1的侧壁(可能需要增设一个动力泵以将化学清洗剂从清洗液箱6抽至循环水箱1)，因此，只要能够将清洗液箱6与循环水箱1进行连通的结构，均属于本发明的等效保护范围。

在本实施例中，出液管路2上设有水泵9，水泵9位于加气系统5和热交换器4之间。其中，水泵9的作用是为出液管路2中的气液流体提供动力，以便能够将该气液流体快速充入热交换器4的流道内部，非牢固附于流道内壁的部分污垢可能直接就被快速的气液流体冲击掉落，有利于提高清洗效率；另外，将水泵9设于加气系统5和热交换器4之间，使得空气在液体处于缓流状态下即融入，然后共同由水泵9提供驱动力，从而被抽至热交换器4的流道内部。当然，水泵9也可以劣化设在循环水箱1和加气系统5之间，此时加气系统5提供的空气靠的是液体带动进入热交换器4的流道内部，而此时液体由于已从水泵9获得动力而具有较大的流动速度，出液管路2内部压力较大，则加气系统5供应的空气较难保证全部可以进入出液管路2内并与液体一起流入流道内部。但是，需要说明的是，水泵9设在循环水箱1和加气系统5之间这一结构虽然为一种劣化结构，但其仍然能够实现将气液流体抽至热交换器4的流道内部的效果，所以这类结构仍属于本发明的等效保护范围。

在本实施例中，水泵9选用耐酸泵，以避免化学清洗剂水溶液在使用过程中对水泵9造成腐蚀而将其损伤。当然，水泵9也可以劣化选用其它类型的动力水泵，诸如此类的变化均属于本发明的等效保护范围。

在本实施例中，该清洗设备还包括有控制电柜10，控制电柜10与加气泵51、水泵9进行电气连接，在控制电柜10上设有操作面板，操作人员直接在操作面板上对加气泵51和水泵9进行各种工作控制，使得本发明更显智能化。如图1、2或4所示，控制电柜10固定于循环水箱1侧，当然，在本发明中，控制电柜10包括但不限于固定在循环水箱1侧，比如：控制电柜10可以单独设立，然后使用电线将其与加气泵51、水泵9进行电气连接，同样也可以实现对加气泵51、水泵9的工作控制，因此，诸如这类的变化均属于本发明的等效保护范围。

在本实施例中，出液管路2上还设有用于控制流体流通的第四阀门11，第四阀门11位于加气系统5和水泵9之间，以便其对加气系统5所提供的空气、以及化学清洗剂水溶液两者的流动均可以进行控制，更方便对热交换器节能清洗设备的工作进行整体控制。当然，第四阀门11也可以劣化设于循环水箱1和加气系统5之间，其仍属于本发明的等效保护范围。

在本实施例中，该清洗设备还包括有一底座12，循环水箱1、加气系统5以及水泵9均设于底座12上。而且，底座12的底部设有便于移动的万向轮13，底座12上还设有手动推杆14。在本实施例中，如图1或4所示，在底座12的底部设有4个万向轮13，手动推杆14设于底座12的一端，便于该清洗设备在水平面上进行整体移动，或者力量不够的人也能轻松在水平面上移动该清洗设备。基于此，比如安装公司需要在现场布置清洗工位时，若使用该清洗设备，可以快速、简便地对清洗工位进行布置和安装，省时省力。当然，万向轮13的数量包括但不限于设置为本实施例所述的4个，在万向轮13的设置点合理的前提下，还可以是3个或者更多，因此，任何保证该清洗设备可以平稳地在水平面进行整体移动的万向轮13的数量，均是本发明的等效保护范围。

在本实施例中，如图1、2所示，在循环水箱1的底部设有排水管15，排水管15用于排出循环水箱1内的溶液，便于清理循环水箱1内部或者更换循环水箱1内部的水。排水管15上设有用于控制液体流通的第五阀门16。需要说明的是，排水管15包括但不限于设在循环水箱1的底部，比如其还可以劣化设在循环水箱1的侧方，同样可以起到排出循环水箱1内的溶液的技术效果。因此，诸如此类的种种变化仍属于本发明的等效保护范围。

接下来，对本发明所述的热交换器节能清洗设备的一种工作流程做相关的描述，如下：

(1)首先关闭第一阀门53、第二阀门54、第三阀门8、第四阀门11以及第五阀门16。

(2)打开箱门61，向清洗液箱6灌装高浓度化学清洗液。

(3)配制化学清洗溶液：打开第三阀门8，向循环水箱1加入高浓度化学清洗液，同时向循环水箱1加入自来水，并用pH计监测循环水箱1中的溶液的pH值，使循环水箱1中的溶液达到要求的pH值，保证清洗效果达到最佳。

(4)用不锈钢软管将出液管路2和热交换器4的进水口进行连接，同时用不锈钢软管将回液管路3和热交换器4的出水口进行连接。

(5)打开第四阀门11，并通过控制电柜10的操作面板启动水泵9。

(6)打开加气系统5，对化学清洗剂水溶液进行加气：使用无源加气结构，即打开第二阀门54，使得外界空气直接从第二管口522进入出液管路2中，调节第二阀门54并观察热交换器的振动效果，以使污垢的清洗效果达到最佳；如果使用无源加气结构无法满足清洗要求，则关闭第二阀门54，接着打开有源加气结构，即打开第一阀门53，通过控制电柜10的操作面板启动加气泵51，调节第一阀门53并观察热交换器的振动效果，以使污垢的清洗效果达到最佳。

(7)热交换器4的最终清洗：污垢清洗完毕后，拆除与热交换器4连接的不锈钢软管，再通过热交换器4的进水口接入自来水，换热器4的出水口引至水桶中，以对热交换器的流道进行最终清洗。

(8)中和循环水箱1中的化学清洗液的pH值，使化学清洗液变成中性。

(9)打开第五阀门16，排出循环水箱1中的化学清洗剂水溶液。

本发明提供的一种热交换器节能清洗设备，不仅可以通过化学作用清洗热交换器的流道内部的污垢(此为传统的清洗技术)，更重要的是，其通过微爆效应对流道内部的污垢施加了机械作用，使得本发明无需对热交换器拆卸便可对流道内部各种位置(比如异形流道的狭小空间等)的难溶污垢进行清洗，清洗效果极佳，而且本发明清洗效率高，化学清洗液还可以循环利用，非常节水节能环保。因此，本发明在热交换器节能清洗技术领域中具有非常广阔的市场前景。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例，应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明构思在现有技术基础上通过逻辑分析、推理或者根据有限的实验可以得到的技术方案，均应该在由本权利要求书所确定的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种热交换器节能清洗设备，包括有循环水箱，所述循环水箱通过出液管路、回液管路与所述热交换器形成循环回路，其特征在于：所述清洗设备还包括有加气系统，所述加气系统与所述出液管路连通。

2.根据权利要求1所述的热交换器节能清洗设备，其特征在于：所述加气系统包括有加气泵和三通管；所述加气泵通过所述三通管的第一管口与所述三通管连通，所述第一管口处设有第一阀门；所述三通管的第二管口用于通入外界空气，所述第二管口处设有第二阀门；所述加气系统通过所述三通管的第三管口与所述出液管路连通。

3.根据权利要求1或2所述的热交换器节能清洗设备，其特征在于：所述循环水箱上方设有清洗液箱，所述清洗液箱上设有一自由开闭的箱门，所述清洗液箱通过一放液管与所述循环水箱连通，所述放液管上设有第三阀门。

4.根据权利要求2所述的热交换器节能清洗设备，其特征在于：所述出液管路上设有水泵，所述水泵位于所述加气系统和所述热交换器之间。

5.根据权利要求4所述的热交换器节能清洗设备，其特征在于：所述水泵为耐酸泵。

6.根据权利要求4或5所述的热交换器节能清洗设备，其特征在于：所述清洗设备还包括有控制电柜，所述控制电柜与所述加气泵、所述水泵进行电气连接，所述控制电柜固定于所述循环水箱侧。

7.根据权利要求4或5所述的热交换器节能清洗设备，其特征在于：所述出液管路上还设有第四阀门，所述第四阀门位于所述加气系统和所述水泵之间。

8.根据权利要求4或5所述的热交换器节能清洗设备，其特征在于：所述清洗设备包括有一底座，所述循环水箱、所述加气系统以及所述水泵均设于所述底座上。

9.根据权利要求8所述的热交换器节能清洗设备，其特征在于：所述底座的底部设有便于移动的万向轮，所述底座上还设有手动推杆。

10.根据权利要求1、2、4任一项所述的热交换器节能清洗设备，其特征在于：所述循环水箱上设有排水管，所述排水管上设有第五阀门。