CN107421384A - 一种热交换器气水自动清洁系统 - Google Patents

Abstract

一种热交换器气水自动清洁系统，涉及清洁设备领域，包括喷嘴驱动机构、喷嘴、喷嘴固定支架、可编程逻辑控制器、喷嘴运行动力系统、供水机构和供气机构，喷嘴固定支架上至少安装有一个喷嘴，喷嘴在喷嘴运行动力系统的驱动下可沿喷嘴驱动机构往返滑动，该喷嘴上设有压缩空气入口、供水入口和喷嘴水气出口，压缩空气入口、供水入口分别通过气管、水管与供气机构、供水机构连通，可编程逻辑控制器与喷嘴运行动力系统、供水机构和供气机构均通讯连接；当清洁系统工作时，可编程逻辑控制器可控制喷嘴的往返行程及往返速度，同时控制供水机构和供气机构的通断，本申请提供一种热交换器气水自动清洁系统，清洁效果好，自动化程度高，节省大量人力物力。

Description

一种热交换器气水自动清洁系统

技术领域

本发明涉及清洁设备领域，具体涉及一种热交换器气水自动清洁系统。

背景技术

热交换器长时间工作后，会有很多灰尘、油污、油漆、焊渣、絮状物等吸附在热交换器内外表面，使得热交换效率显著下降，通常用毛刷清洁，液体喷淋清洁或者使用压缩空气清洁，但是这些方法各有缺陷：采用毛刷清洁表面时，死角、狭小区域及内表面的污垢很难清洗到，且耗费大量人力物力；采用液体喷淋时，压力很难控制，若压力过大则会损伤热交换器芯体，过小则无法有效清洁；一些吸附在热交换器芯体内表面上的污渍，仅仅依靠压缩空气清洁也很难清理掉；另外现有的清洁方式需要整个热回收系统停机情况下才能实施，影响了正常的生产作业，降低了生产效率。

发明内容

为了解决现有技术中热交换器芯体内外表面清理难或者清理不彻底的问题，本申请提供一种热交换器气水自动清洁系统，清洁效果好，自动化程度高，节省大量人力物力，能够在热回收系统正常运行的情况下同时进行清洁，其技术方案如下：

一种热交换器气水自动清洁系统，包括喷嘴驱动机构、喷嘴、喷嘴固定支架、可编程逻辑控制器、喷嘴运行动力系统、供水机构和供气机构，所述喷嘴固定支架上至少安装有一个喷嘴，所述喷嘴及喷嘴固定支架在喷嘴运行动力系统的驱动下可沿喷嘴驱动机构往返滑动，该喷嘴上设有压缩空气入口、供水入口和喷嘴水气出口，所述压缩空气入口、供水入口分别通过气管、水管与供气机构、供水机构连通，所述可编程逻辑控制器与喷嘴运行动力系统、供水机构和供气机构均通讯连接；当清洁系统工作时，可编程逻辑控制器可通过喷嘴运行动力系统控制喷嘴的往返行程及往返速度，同时控制供水机构和供气机构的通断。

进一步地，所述喷嘴驱动机构包括同步带、导轨、用于固定导轨的导轨固定支架、沿导轨滑动的滑块、用于固定同步带的固定夹片、安装在导轨两末端的导轨齿轮，所述滑块的两侧面均通过螺栓连接有固定夹片，所述导轨内设有用于同步带穿过的穿孔，所述同步带穿过该穿孔后，其两头缠绕与之啮合的导轨齿轮后，分别压紧在滑块两侧的固定夹片上，喷嘴固定支架内侧固定有滑块，所述导轨齿轮与喷嘴运行动力系统传动连接。

进一步地，所述喷嘴运行动力系统包括步进电机、步进电机驱动器和联轴器，所述步进电机驱动器一端与步进电机电连接、另一端与可编程逻辑控制器通讯连接，所述步进电机通过联轴器与导轨齿轮连接。步进电机驱动器是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进电机驱动器接收到一个电脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制电脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制电脉冲频率来控制步进电机转动的速度和加速度，从而达到调速和定位的目的。

进一步地，所述供水机构包括水管、用于提供高压水的高压水泵、用于控制供水通断的第一电磁阀及水源，所述供气机构包括气管、用于控制压缩空气通断的第二电磁阀及用于提供压缩空气的气源，所述水管、气管分别通过水管接头、气管接头与供水入口、压缩空气入口相通，第一电磁阀、第二电磁阀和高压水泵与可编程逻辑控制器通讯连接。

进一步地，所述可编程逻辑控制器内设有第一电磁阀控制程序模块、第二电磁阀控制程序模块、高压水泵控制程序模块、步进电机驱动器程序模块、启停程序模块、复位程序模块；

所述启停程序模块，用于实现清洁系统开始工作和停止工作；

所述复位程序模块，用于实现清洁系统归位至初始运行状态；

所述第一电磁阀控制程序模块，用于控制第一电磁阀的开合从而实现控制水管管路的通断；

所述第二电磁阀控制程序模块，用于控制第二电磁阀的开合从而实现控制气管管路的通断；

所述高压水泵控制程序模块，用于控制高压水泵的工作开始和停止；

所述步进电机驱动器程序模块，用于控制步进电机驱动器接收到的电脉冲的个数及频率；

当仅仅第二电磁阀控制程序模块工作时，清洁系统处于压缩空气清洗模式；当仅仅第一电磁阀控制程序模块和高压水泵控制程序模块工作时，清洁系统处于高压水清洗模式；当仅仅第一电磁阀控制程序模块、第二电磁阀控制程序模块工作时，清洁系统处于压缩空气和常压水组合清洗模式；当第一电磁阀控制程序模块、第二电磁阀控制程序模块和高压水泵控制程序模块均工作时，清洁系统处于压缩空气和高压水组合清洗模式。

进一步地，当清洁系统处于压缩空气和常压水组合清洗模式或压缩空气和高压水组合清洗模式时，压缩空气工作时间大于常压水或高压水工作时间。在实际操作中，选择组合方式清洗时，压缩空气工作时间一般设定为水清洗时间的2倍，这样可以加速热交换器芯体表面表面风干。

进一步地，所述喷嘴上还设有喷嘴开度调节机构，其包括依次连接的旋转手柄、连接螺杆、球阀，所述球阀安装在压缩空气入口、供水入口到喷嘴水气出口的通道汇合处。通过转动旋转手柄来实现球阀在通道汇合处的转动，从而改变球阀在通道汇合处的开合度，最终实现调整喷嘴水气出口的喷水、喷气流量。

进一步地，在所述滑块两侧的导轨上各设有一个接近传感器，所述接近传感器与步进电机驱动器程序模块通讯连接。接近传感器，是代替限位开关等接触式检测方式，以无需接触检测对象进行检测为目的的传感器的总称，能检测对象的移动信息和存在信息转换为电气信号，它利用位移传感器对接近的物体具有敏感特性来识别物体的接近，并输出相应开关信号，开关信号再输送到可编程逻辑控制器内，可编程序逻辑控制器中的步进电机驱动程序模块根据设定的滑块往返速度和行程向步进电机驱动器发送相应个数、频率的脉冲，从而实现滑块的往返行程及往返速度的控制。

进一步地，所述压缩空气入口、供水入口内设有与气管接头、水管接头对接的连接螺纹。通过设置连接螺纹，可实现气管接头、水管接头快速与压缩空气入口、供水入口的对接与拆卸。

进一步地，还包括人机交互界面显示屏，人机交互界面显示屏上设有与可编程逻辑控制器内各程序模块一一对应的触控区域，各触控区域与各程序模块实时通讯。通过人机交互界面显示屏，可方便直观地实现可编程逻辑控制器内各程序模块的相关操作，操作直接、高效。

一种热交换器气水自动清洁系统的工作原理：

气水自动清洗系统在运行之前，需要通过人机交互界面显示屏选择清洗方式，有以下几种清洗方式：压缩空气清洗模式、高压水清洗模式、压缩空气与常压水组合清洗模式、压缩空气与高压水组合清洗模式。热交换器散热材料表面处于轻度污染状态时，可选择压缩空气清洗模式。如果热交换器散热材料表面油污、油漆、焊渣等顽固污渍轻度污染时，且需要用洗涤溶剂的水清洗，选择高压水清洗模式。热交换器散热材料表面没有顽固污渍，且压缩空气清洗方式效果不佳的情况下，可以选择压缩空气与常压水组合清洗方式。如果表面油污、油漆等顽固污渍污染程度严重，且需要用洗涤溶剂的水清洗时，则选择压缩空气与高压水清洗。可以根据热交换器实际污染情况选择清洗方式，并通过人机交互界面显示屏设定以下参数：

1. 清洗方式的工作时间：选择组合方式清洗时，压缩空气工作设定时间大于水清洗时间，实际操作时压缩空气工作时间一般设定为水清洗时间的2倍，这样可以加速散热器内外表面的风干；

2. 根据热交换器需要的清洗面积设定滑块往返行程和速度，从而控制喷嘴的工作行程、速度。

依据上述技术方案，本发明与现有技术相比，可编程逻辑控制器通过步进电机驱动器程序模块控制步进电机驱动器，从而控制步进电机转动速度和方向，进而控制滑块滑行的速度和方向，由此达到控制喷嘴运行的速度和方向的目的。可编程逻辑控制器根据设定的清洗方式控制第一、二电磁阀通断及提供高压水的高压水泵启停，通过调节喷嘴开度调节机构调整喷嘴的喷水、喷气流量。

本发明的气水自动清洁系统高效、节能、自动化程度高，节省大量人力物力，能够在不影响设备正常运行的情况下进行清洁，提高热交换效率，更关键的是可以根据热交换器表面污染物种类选择最适合的清洗方式，提高除污效率。

附图说明

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明的一结构图；

图2为图1的俯视图；

图3为本发明中喷嘴、喷嘴固定支架及滑块的连接示意图；

图4为本发明中的固定夹片与同步带（部分）连接示意图；

图5为本发明中的喷嘴示意图；

图6为图5的一侧视图；

图7为本发明中的导轨示意图；

图8为本发明中可编程逻辑控制器及部分相连的外部设备示意图。

其中，1、喷嘴；2、喷嘴固定支架；3、可编程逻辑控制器；30、第一电磁阀控制程序模块；31、第二电磁阀控制程序模块；32、高压水泵控制程序模块；33、步进电机驱动器程序模块；34、启停程序模块；35、复位程序模块；4、压缩空气入口；5、供水入口；6、喷嘴水气出口；7、气管；8、水管；9、同步带；10、导轨；100、穿孔；11、导轨固定支架；12、滑块；13、导轨齿轮；14、固定夹片；15、螺栓孔；16、步进电机；17、步进电机驱动器；18、高压水泵；19、第一电磁阀；20、水源；21、第二电磁阀；22、气源；23、旋转手柄；24、连接螺杆；25、球阀；26、接近传感器；27、连接螺纹；28、人机交互界面显示屏；29、联轴器。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1、图2、图5、图8所示，一种热交换器气水自动清洁系统，包括喷嘴驱动机构、喷嘴1、喷嘴固定支架2、可编程逻辑控制器3、喷嘴运行动力系统、供水机构和供气机构，所述喷嘴固定支架2上至少安装有一个喷嘴1，所述喷嘴1及喷嘴固定支架2在喷嘴运行动力系统的驱动下可沿喷嘴驱动机构往返滑动，该喷嘴1上设有压缩空气入口4、供水入口5和喷嘴水气出口6，所述压缩空气入口4、供水入口5分别通过气管7、水管8与供气机构、供水机构连通，所述可编程逻辑控制器3与喷嘴运行动力系统、供水机构和供气机构均通讯连接；当清洁系统工作时，可编程逻辑控制器3可通过喷嘴运行动力系统控制喷嘴1的往返行程及往返速度，同时控制供水机构和供气机构的通断。

如图1、图3、图4、图7所示，所述喷嘴驱动机构包括同步带9、导轨10、用于固定导轨10的导轨固定支架11、沿导轨10滑动的滑块12、用于固定同步带9的固定夹片14、安装在导轨10两末端的导轨齿轮13，所述滑块12的两侧面均通过螺栓连接有固定夹片14，所述滑块12的两侧面上设有与螺栓适配的螺栓孔15，所述导轨10内设有用于同步带9穿过的穿孔100，所述同步带9穿过该穿孔100后，其两头缠绕与之啮合的导轨齿轮13后，分别压紧在滑块12两侧的固定夹片14上，喷嘴固定支架2内侧固定有滑块12，所述导轨齿轮13与喷嘴运行动力系统传动连接。

如图1、图8所示，所述喷嘴运行动力系统包括步进电机16、步进电机驱动器17和联轴器29，所述步进电机驱动器17一端与步进电机16电连接、另一端与可编程逻辑控制器3通讯连接，所述步进电机16通过联轴器29与导轨齿轮13连接。步进电机驱动器17是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进电机驱动器17接收到一个电脉冲信号，它就驱动步进电机16按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制电脉冲个数来控制角位移量从而达到准确定位的目的，同时可以通过控制电脉冲频率来控制步进电机16转动的速度和加速度，从而达到调速和定位的目的。可编程逻辑控制器3接收到指令并发出控制命令给步进电机驱动器17，步进电机驱动器17控制步进电机16按控制命令带动喷嘴1在导轨10上方往复移动。

所述供水机构包括水管8、用于提供高压水的高压水泵18、用于控制供水通断的第一电磁阀19及水源20，所述高压水泵18、第一电磁阀19安装于水管8管路上，所述供气机构包括气管7、用于控制压缩空气通断的第二电磁阀21及用于提供压缩空气的气源22，所述第二电磁阀21安装于气管7管路上，所述水管8、气管7分别通过水管接头、气管接头与供水入口5、压缩空气入口4相通，第一电磁阀19、第二电磁阀21和高压水泵18与可编程逻辑控制器3通讯连接。

如图8所示，所述可编程逻辑控制器3内设有第一电磁阀控制程序模块30、第二电磁阀控制程序模块31、高压水泵控制程序模块32、步进电机驱动器程序模块33、启停程序模块34、复位程序模块35；

所述启停程序模块34，用于实现清洁系统开始工作和停止工作；

所述复位程序模块35，用于实现清洁系统归位至初始运行状态；

所述第一电磁阀控制程序模块30，用于控制第一电磁阀19的开合从而实现控制水管8管路的通断；

所述第二电磁阀控制程序模块31，用于控制第二电磁阀21的开合从而实现控制气管7管路的通断；

所述高压水泵控制程序模块32，用于控制高压水泵18的工作开始和停止；

所述步进电机驱动器程序模块33，用于控制步进电机驱动器17接收到的电脉冲的个数及频率；

当仅仅第二电磁阀控制程序模块31工作时，清洁系统处于压缩空气清洗模式，第二电磁阀21打开气管7管路，只用压缩空气进行清洗；当仅仅第一电磁阀控制程序模块30和高压水泵控制程序模块32工作时，清洁系统处于高压水清洗模式，此时第一电磁阀19打开水管8管路，高压水泵18工作，只用高速流动的高压水进行清洗；当仅仅第一电磁阀控制程序模块30、第二电磁阀控制程序模块31工作时，清洁系统处于压缩空气和常压水组合清洗模式，此时用压缩空气和正常流动的常压水进行清洗；当第一电磁阀控制程序模块30、第二电磁阀控制程序模块31和高压水泵控制程序模块32均工作时，清洁系统处于压缩空气和高压水组合清洗模式，此时用压缩空气和高压水组合进行清洗。

当清洁系统处于压缩空气和常压水组合清洗模式或压缩空气和高压水组合清洗模式时，压缩空气工作设定时间大于水清洗时间，实际操作时压缩空气工作时间一般设定为水清洗时间的2倍，这样可以加速散热器内外表面的风干。

如图5所示，所述喷嘴1上还设有喷嘴开度调节机构，其包括依次连接的旋转手柄23、连接螺杆24、球阀25，所述球阀25安装在压缩空气入口4、供水入口5到喷嘴水气出口6的通道汇合处。通过转动旋转手柄23来实现球阀25在通道汇合处的转动，从而改变球阀25在通道汇合处的开合度，最终实现调整喷嘴水气出口6的喷水、喷气量。

如图1所示，在所述滑块12两侧的导轨10上各设有一个接近传感器26，所述接近传感器26与步进电机驱动器程序模块33通讯连接。接近传感器26，是代替限位开关等接触式检测方式，以无需接触检测对象进行检测为目的的传感器的总称，能检测对象的移动信息和存在信息转换为电气信号，它利用位移传感器对接近的物体具有敏感特性来识别物体的接近，并输出相应开关信号，开关信号再输送到可编程逻辑控制器3内，可编程逻辑控制器3内步进电机驱动器程序模块33去控制步进电机驱动器17接收到的电脉冲的个数及频率，从而实现滑块12的往返行程及往返速度的控制。

如图6所示，所述压缩空气入口4、供水入口5内设有与气管接头、水管接头对接的连接螺纹27。

如图8所示，本发明还包括人机交互界面显示屏28，人机交互界面显示屏28上设有与可编程逻辑控制器3内各程序模块一一对应的触控区域，各触控区域与各程序模块实时通讯。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种热交换器气水自动清洁系统，其特征在于，包括喷嘴驱动机构、喷嘴、喷嘴固定支架、可编程逻辑控制器、喷嘴运行动力系统、供水机构和供气机构，所述喷嘴固定支架上至少安装有一个喷嘴，所述喷嘴及喷嘴固定支架在喷嘴运行动力系统的驱动下可沿喷嘴驱动机构往返滑动，该喷嘴上设有压缩空气入口、供水入口和喷嘴水气出口，所述压缩空气入口、供水入口分别通过气管、水管与供气机构、供水机构连通，所述可编程逻辑控制器与喷嘴运行动力系统、供水机构和供气机构均通讯连接；当清洁系统工作时，可编程逻辑控制器可通过喷嘴运行动力系统控制喷嘴的往返行程及往返速度，同时控制供水机构和供气机构的通断。

2.如权利要求1所述的一种热交换器气水自动清洁系统，其特征在于，所述喷嘴驱动机构包括同步带、导轨、用于固定导轨的导轨固定支架、沿导轨滑动的滑块、用于固定同步带的固定夹片、安装在导轨两末端的导轨齿轮，所述滑块的两侧面均通过螺栓连接有固定夹片，所述导轨内设有用于同步带穿过的穿孔，所述同步带穿过该穿孔后，其两头缠绕与之啮合的导轨齿轮后，分别压紧在滑块两侧的固定夹片上，喷嘴固定支架内侧固定有滑块，所述导轨齿轮与喷嘴运行动力系统传动连接。

3.如权利要求2所述的一种热交换器气水自动清洁系统，其特征在于，所述喷嘴运行动力系统包括步进电机、步进电机驱动器和联轴器，所述步进电机驱动器一端与步进电机电连接、另一端与可编程逻辑控制器通讯连接，所述步进电机通过联轴器与导轨齿轮连接。

4.如权利要求3所述的一种热交换器气水自动清洁系统，其特征在于，所述供水机构包括水管、用于提供高压水的高压水泵、用于控制供水通断的第一电磁阀及水源，所述供气机构包括气管、用于控制压缩空气通断的第二电磁阀及用于提供压缩空气的气源，所述水管、气管分别通过水管接头、气管接头与供水入口、压缩空气入口相通，第一电磁阀、第二电磁阀和高压水泵与可编程逻辑控制器通讯连接。

5.如权利要求1至4中任一项所述的一种热交换器气水自动清洁系统，其特征在于，所述可编程逻辑控制器内设有第一电磁阀控制程序模块、第二电磁阀控制程序模块、高压水泵控制程序模块、步进电机驱动器程序模块、启停程序模块、复位程序模块；

所述启停程序模块，用于实现清洁系统开始工作和停止工作；

所述复位程序模块，用于实现清洁系统归位至初始运行状态；

所述第一电磁阀控制程序模块，用于控制第一电磁阀的开合从而实现控制水管管路的通断；

所述第二电磁阀控制程序模块，用于控制第二电磁阀的开合从而实现控制气管管路的通断；

所述高压水泵控制程序模块，用于控制高压水泵的工作开始和停止；

所述步进电机驱动器程序模块，用于控制步进电机驱动器接收到的电脉冲的个数及频率；

当仅仅第二电磁阀控制程序模块工作时，清洁系统处于压缩空气清洗模式；当仅仅第一电磁阀控制程序模块和高压水泵控制程序模块工作时，清洁系统处于高压水清洗模式；当仅仅第一电磁阀控制程序模块、第二电磁阀控制程序模块工作时，清洁系统处于压缩空气和常压水组合清洗模式；当第一电磁阀控制程序模块、第二电磁阀控制程序模块和高压水泵控制程序模块均工作时，清洁系统处于压缩空气和高压水组合清洗模式。

6.如权利要求5所述的一种热交换器气水自动清洁系统，其特征在于，当清洁系统处于压缩空气和常压水组合清洗模式或压缩空气和高压水组合清洗模式时，压缩空气工作时间大于常压水或高压水工作时间。

7.如权利要求6所述的一种热交换器气水自动清洁系统，其特征在于，所述喷嘴上还设有喷嘴开度调节机构，其包括依次连接的旋转手柄、连接螺杆、球阀，所述球阀安装在压缩空气入口、供水入口到喷嘴水气出口的通道汇合处。

8.如权利要求2所述的一种热交换器气水自动清洁系统，其特征在于，在所述滑块两侧的导轨上各设有一个接近传感器，所述接近传感器与步进电机驱动器程序模块通讯连接。

9.如权利要求4所述的一种热交换器气水自动清洁系统，其特征在于，所述压缩空气入口、供水入口内设有与气管接头、水管接头对接的连接螺纹。

10.如权利要求7所述的一种热交换器气水自动清洁系统，其特征在于，还包括人机交互界面显示屏，人机交互界面显示屏上设有与可编程逻辑控制器内各程序模块一一对应的触控区域，各触控区域与各程序模块实时通讯。