CN109179588A - 一种全自动垢菌清设备及其清垢方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种全自动垢菌清设备，包括筒体、第一端盖、第二端盖、电极、刮刀和动力装置，所述筒体的一端设有第一端盖，所述筒体的另一端设有第二端盖，所述第一端盖上设有朝向筒体内部设置的电极，所述第二端盖上设有朝向筒体内部设置的刮刀，所述刮刀与动力装置连接并由其驱动，所述垢菌清设备的顶部设有出水管，所述垢菌清设备的底部设有进水管和排渣管。通过动力装置驱动刮刀对垢菌清设备进行清理，实现了污垢清理的彻底性，减轻了工人的劳动强度，同时，也保证了电解过程的效果和效率。

Description

一种全自动垢菌清设备及其清垢方法

技术领域

本发明属于水处理电化学技术领域，具体涉及一种全自动垢菌清设备及其清垢方法。

背景技术

据统计工业用水占总用水量的21.6％，而循环水用水量占工业用水量的70％～80％，因此节约冷却循环用水量则是节约工业用水最有效的措施，而垢菌清(通称电化学水处理设备)作为一种新型节能设备，逐渐用于工业循环水处理领域，替代原有的化学药剂法，使用垢菌清设备后，工业循环水系统可实现提高浓缩倍数(一般可提高至6～8倍)，节约水资源且解决了二次污染的问题，因系统排水中不含有药剂法带来的高浓度磷及杀菌剂，且硬度、电导率均有较大程度的降低，因此有利于后续排污水的回用处理。

但目前市场上垢菌清多以半自动形式为主，需要人工定期清垢，工作量大，而现有的全自动型设备因受加工工艺及使用条件等的限制，加工工艺复杂、工期长且造价高，不利于设备的推广使用。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种全自动垢菌清设备，该设备通过动力装置驱动刮刀对垢菌清设备进行清理，实现了污垢清理的彻底性，减轻了工人的劳动强度，同时，也保证了电解过程的效果和效率。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种全自动垢菌清设备，包括筒体、第一端盖、第二端盖、电极、刮刀和动力装置，所述筒体的一端设有第一端盖，所述筒体的另一端设有第二端盖，所述第一端盖上设有朝向筒体内部设置的电极，所述第二端盖上设有朝向筒体内部设置的刮刀，所述刮刀与动力装置连接并由其驱动，所述垢菌清设备的顶部设有出水管，所述垢菌清设备的底部设有进水管和排渣管。通过动力装置驱动刮刀对垢菌清设备进行清理，实现了污垢清理的彻底性，减轻了工人的劳动强度，同时，也保证了电解过程的效果和效率。

所述筒体可水平放置、竖直放置或者倾斜放置。将筒体设计成可任意形式放置的形式，能够提高垢菌清设备的通用性，使垢菌清设备使用更加广泛，可以实现不同位置的安装和使用。

还包括控制系统，所述控制系统包括控制器、进水阀、和排污阀，所述进水阀设置在进水管上，所述排污阀设置在排渣管上，所述控制器分别与进水阀和排污阀连接并控制其运行。设置控制系统，能够使垢菌清设备进行定期清理，确保设备的正常运行。

所述控制系统还包括调节阀、排气阀、止回阀和呼吸阀，所述调节阀设置在进水管上，所述调节阀设置在进水阀的外侧，所述排气阀设置在顶部，所述止回阀和呼吸阀设置在出水管上，所述呼吸阀设置在靠近垢菌清设备的一侧。设置调节阀、排气阀、止回阀和呼吸阀能够对垢菌清设备实现微调节，其中调节阀可以调节设备的处理水量；排气阀可以及时将设备内部反应产生的大量气体排出；止回阀可以防止在自动清垢时出水倒流；呼吸阀可以防止设备排垢时产生负压现象，确保设备的正常运行，同时能够实现最佳的除垢效果。

所述刮刀包括第一挡板、刮刀筒、第二挡板和刀片，所述刮刀筒的一端设有第一挡板，所述刮刀筒的另一端设有第二挡板，所述第一挡板上设有第一通孔，所述第二挡板上设有与其垂直的固定轴，所述固定轴上设有固定孔，所述刮刀筒的外壁上设有刀片，所述刀片设有多个。刮刀采用单侧驱动，避免了与电极一侧的干涉，同时刮刀采用内部中空的刮刀筒设置，对垢菌清装置内部的部件不造成干涉，起到了只对垢菌清设备内壁进行清理的作用。

所述刀片沿筒体的轴线方向设置。将刀片在刮刀筒的表面平行设置，且沿轴线方向设置，在清除污垢时能够对垢菌清装置的内壁进行清理，实现同步清理。

所述刀片绕筒体的轴线螺旋设置。将刀片在刮刀筒的外表面螺旋设置，在清除污垢的同时，能够使清除下来的污垢向垢菌清装置的排渣管一侧运动，将清除下来的污垢输送至靠近排渣管的地方，便于污垢从排渣管排出。

所述阳极包括接线柱、密封盘、阳极体和封板，所述阳极体的一端设有封板，所述阳极体的另一端设有密封盘，所述密封盘的另一侧设有接线柱；所述阳极体包括管体和覆网，所述管体的外侧包覆有覆网，所述管体采用钛合金管，所述覆网采用钛合金网。在阳极的极柱上设置覆网，能够增加电极的比表面积，提高电极的电解效率，并能够提高阳极的强度，在使用过程中不易产生变形，采用钛合金，能够提高电极的强度，有助于增强电极的抗腐蚀能力。

所述钛合金管和/或钛合金网的外表面设有涂层。在钛合金管和/或钛合金网的外表面设有涂层，能够提高电极的活性及导电性，有助于提高电极的电解反应效率。

所述涂层采用钌和铱的混合物。钌和铱具有较强的耐腐蚀性，在电解过程中，能够减少电极的损耗，延长电极的使用寿命。

所述第一端盖上设有用于保护电极上接线柱的防护罩。设置防护罩，用于保护电极的接线柱，避免接线柱与其他物质接触发生危险，确保设备的正常运行。

一种全自动垢菌清设备的清垢方法，包括以下步骤：

S1：运行：开启进水阀，关闭排污阀，刮刀不转动，进入电解状态，运行设定时间T1，此时，垢菌清设备处于正常运行状态，电解液从进水管进入筒体，经过电极电解后，由出水管排出，电解过程设定的时间T1为0.5-24h；

S2：刮垢：关闭进水阀，启动动力装置，使刮刀转动，进行清垢，运行设定时间T2，经过一段时间的电解后，筒体的内壁上会产生污垢，需要对污垢进行清理，此时，控制器控制进水阀关闭，进水管处于关闭状态，控制器控制动力装置运行，动力装置带动刮刀转动，对筒体内壁上的污垢进行清理，清理设定时间为30s～300s；

S3：排垢：关闭进水阀，开启排污阀，刮刀继续转动，运行设定时间T3；经过一段时间的刮垢后，筒体内壁上的污垢与筒体内的电解液混合，此时，控制器控制排污阀开启，污垢在电解液的带动下由排渣管排出，污垢排出时，刮刀依旧转动，对筒体内的电解液进行搅拌，避免污垢再次附在筒体的内壁上，进水阀的设定关闭时间为30s～120s。

S4：冲洗：打开进水阀，开启排污阀，刮刀继续转动，运行设定时间T4；设备在排垢后需要对设备内部进行冲洗，以便将设备内部残留的污垢尽可能排出，进而防止刮除的污垢随出水进入系统，刮刀在进水阀打开后继续转动的设定时间为30s～120s，到达设定时间后，刮刀停止运行，此时控制器控制排污阀关闭。

S5：重复步骤S1～S4，重复上述步骤，实现对污垢的间隔性清理，避免污垢在筒体的内壁上沉积，影响电解效果，降低电解效率。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的一种全自动垢菌清设备，通过控制系统对垢菌清设备进行清理，实现了清理的自动化，减轻了工人的劳动强度，同时，也保证了电解过程的效果和效率，设置控制系统，能够使垢菌清设备进行定期清理，确保设备的正常运行；

2、本发明的一种全自动垢菌清设备，刮刀采用单侧驱动，避免了与电极一侧的干涉，同时刮刀采用内部中空的刮刀筒设置，对垢菌清装置内部的部件不造成干涉，起到了只对垢菌清设备内壁进行清理的作用；

3、本发明的一种全自动垢菌清设备，阳极覆网采用钛合金网，能够提高电极的比表面积及抗腐蚀能力，在钛合金网的外表面设置涂层，能够提高电极的活性及导电性，有助于提高电极的电解反应效率；

4、本发明的一种全自动垢菌清设备，将刀片在刮刀筒的表面平行设置，且沿轴线方向设置，在清除污垢时能够对垢菌清装置的内壁进行清理，实现同步清理；将刀片在刮刀筒的外表面螺旋设置，在清除污垢的同时，能够使清除下来的污垢向垢菌清装置的排渣管一侧运动，将清除下来的污垢输送至靠近排渣管的地方，便于污垢从排渣管排出；

5、本发明的一种全自动垢菌清设备，设备结构简单，操作方便，降低了生产成本，同时能够实现对不同领域电解时产生的污垢的清除，使用范围广，提高了设备的通用性。

6、本发明的一种全自动垢菌清设备的清垢方法，实现了清理的自动化，减轻了工人的劳动强度，同时，也保证了电解过程的效果和效率，设置控制系统，能够使垢菌清设备进行定期清理，确保设备的正常运行。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明刮刀的整体结构示意图；

图3是本发明刮刀的前视剖面结构示意图；

图4是本发明刮刀的侧视剖面结构示意图；

图5是本发明刮刀螺旋刀片结构示意图；

图6是本发明电极的整体结构示意图；

图7是图6中B-B剖面结构示意图；

图8是图6中A-A剖面结构示意图；

图9是本发明筒体竖直设置结构示意图；

图10是本发明筒体倾斜设置结构示意图；

其中，1、第一端盖，2、电极，3、排气阀，4、刮刀，5、筒体，6、出水管，7、止回阀，8、呼吸阀，9、第二端盖，10、动力装置，11、排渣管，12、排污阀，13、调节阀，14、进水阀，15、进水管，16、防护罩，21、第一挡板，22、刮刀筒，23、第一加强筋，24、刀片，25、减重孔，26、第二挡板，27、第二加强筋，28、固定轴，29、固定孔，30、第一通孔，41、接线柱，42、密封盘，43、阳极体，44、封板，45、极柱，46、覆网。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

如图1所示，一种全自动垢菌清设备，包括筒体5、第一端盖1、第二端盖9、电极2、刮刀4和动力装置10，所述筒体5的一端设有第一端盖1，所述筒体5的另一端设有第二端盖9，所述第一端盖1上设有朝向筒体5内部设置的电极2，所述第二端盖9上设有朝向筒体5内部设置的刮刀4，所述刮刀4与动力装置10连接并由其驱动，所述垢菌清设备的顶部设有出水管6，所述垢菌清设备的底部设有进水管15和排渣管11。通过控制系统对垢菌清设备进行控制，实现了污垢清理的自动化，减轻了工人的劳动强度，同时，也保证了电解过程的效果和效率，本申请中的动力装置10可使用电机减速机组合，将减速机的输出轴与刮刀4连接，对刮刀4进行驱动，或者也可使用电机减速机、链轮、链条对刮刀4进行驱动，链轮、链条的安装和使用方法已是成熟的现有技术，在此不做赘述。

如图1、图9和图10所示，所述筒体5可水平放置、竖直放置或者倾斜放置。将筒体5设计成可任意形式放置的形式，能够提高垢菌清设备的通用性，使垢菌清设备使用更加广泛，可以实现不同位置的安装和使用。

如图1所示，当筒体5水平放置时，即垢菌清设备水平放置，此时出水管6设置在筒体5的上方，靠近动力装置10的一端，排气阀3也设置在筒体5的上方，靠近电极2的一端，进水管15和排渣管11设置在筒体5的下方，其中进水管15设置在靠近电极2的一端，排渣管11设置在靠近动力装置10的一端。

如图9所示，当筒体5竖直放置时，即垢菌清设备竖直放置时，动力装置10位于筒体5的顶部，此时，动力装置10在筒体5的上端，电极2在筒体5的下端，出水管6设置在筒体5的侧壁上，靠近动力装置10的一端，排气阀3设置在第二端盖9上，进水管15和排渣管11设置在第一端盖1上。

如图10所示，当筒体5倾斜放置时，即垢菌清设备倾斜放置时，结构与筒体5竖直放置时的结构相同，动力装置10位于筒体5的顶部，此时，动力装置10在筒体5的上端，电极2在筒体5的下端，出水管6设置在筒体5的侧壁上，靠近动力装置10的一端，排气阀3设置在第二端盖9上，进水管15和排渣管11设置在第一端盖1上。

还包括控制系统，所述控制系统包括控制器、进水阀14、和排污阀12，所述进水阀14设置在进水管15上，所述排污阀12设置在排渣管11上，所述控制器分别与进水阀14和排污阀12连接并控制其运行。设置控制系统，能够使垢菌清设备进行定期清理，确保设备的正常运行，本申请中，控制器采用PLC可编程控制器或者单片机。

所述控制系统还包括调节阀13、排气阀3、止回阀7和呼吸阀8，所述调节阀13设置在进水管15上，所述调节阀13设置在进水阀14的外侧，所述排气阀3设置在顶部，所述止回阀7和呼吸阀8设置在出水管6上，所述呼吸阀8设置在靠近垢菌清设备的一侧。设置调节阀13、排气阀3、止回阀7和呼吸阀8能够对垢菌清设备实现微调节，其中调节阀13可以调节设备的处理水量；排气阀3可以及时将设备内部反应产生的大量气体排出；止回阀7可以防止在自动清垢时出水倒流；呼吸阀8可以防止设备排垢时产生负压现象，确保设备的正常运行，同时能够实现最佳的除垢效果，其中，调节阀13、排气阀3、止回阀7和呼吸阀8均使用现有阀体，其型号依据排量选择，选择方法已是本领域技术人员的常规技术，在此不做赘述。

如图2-5所示，所述刮刀4包括第一挡板21、刮刀筒22、第二挡板26和刀片24，所述刮刀筒22的一端设有第一挡板21，所述刮刀筒22的另一端设有第二挡板26，所述第一挡板21上设有第一通孔30，所述第二挡板26上设有与其垂直的固定轴28，所述固定轴28上设有固定孔29，固定孔29与动力装置10连接，驱动刮刀4转动，本申请中动力装置10不是创新点，故不对动力装置10进行限定，所述刮刀筒22的外壁上设有刀片24，所述刀片24设有多个。刮刀4采用单侧驱动，避免了与电极2一侧的干涉，同时刮刀4采用内部中空的刮刀筒22设置，对垢菌清装置内部的部件不造成干涉，起到了只对垢菌清设备内壁进行清理的作用。

如图2所示，所述刀片24沿刮刀筒22的轴线方向设置。将刀片24在刮刀筒22的表面平行设置，且沿轴线方向设置，在清理污垢时能够对垢菌清装置的内壁进行清理，实现同步清理。

如图5所示，所述刀片24绕刮刀筒22的轴线螺旋设置。将刀片24在刮刀筒22的外表面螺旋设置，在清除污垢的同时，能够使清除下来的污垢向垢菌清装置的排渣管11一侧运动，将清除下来的污垢输送至靠近排渣管11的地方，便于污垢从排渣管11排出。

所述刀片24上设有第一加强筋23。在刀片24上设置第一加强筋23，通过加强筋将刀片24固定在刮刀筒22的外表面上，能够增强刀片24的强度，使刀片24在使用时不变形，提高对污垢的清除效果。

如图2和图5所示，所述刀片24在刮刀筒22的外壁上均布。将刀片24在刮刀筒22的外表面均布，能够提高刮刀4的平衡性和对称性，能够使刮刀4在运行时更加平稳。所述刀片24设有三片。在刮刀筒22的外侧设置三片刀片24，相邻两个刀片24之间呈120°设置，既能够保证污垢的清除效果，又能够确保刮刀4的稳定性。

所述刮刀筒22上设有减重孔25。设置减重孔25，能够减小刮刀4的重量，使刮刀4更加轻便，同时减重孔25有助于清除下来的污垢的排出，并减小刮刀4对电解反应的影响。所述减重孔25设置在相邻的两片刀片24之间。将减重孔25设置在两个刀片24之间，既能够保证刮刀4的整体强度不受影响，又能够将清除的污垢及时排出。

所述第二挡板26朝向刮刀筒22内部的一侧设有第二加强筋27。在第二挡板26的一侧设置第二加强筋27，即在刮刀4的驱动一侧设置第二加强筋27，能够保证刮刀4的使用强度，避免驱动侧发生损坏。

所述刮刀4采用一体成型。刮刀4采用一体成型，提高了刮刀4的整体性能，有利于提高污垢的清除效果和使用寿命。

如图6-8所示，所述阳极包括接线柱41、密封盘42、阳极体43和封板44，所述阳极体43的一端设有封板44，所述阳极体43的另一端设有密封盘42，所述密封盘42的另一侧设有接线柱41；所述阳极体43包括管体和覆网46，所述管体的外侧包覆有覆网46。在阳极的极柱45上设置覆网46，能够增加电极2的比表面积，提高电极2的电解效率，并能够提高阳极的强度，在使用过程中不易产生变形。

所述管体采用钛合金。采用钛合金，能够提高电极2的强度，有助于增强电极2的抗腐蚀能力。

所述管体的外表面设有涂层。在管体的外表面设有涂层，能够提高电极2的活性及导电性，有助于提高电极2的电解反应效率。

所述覆网46采用钛合金网。采用钛合金网，能够提高电极2的比表面积及抗腐蚀能力。

所述钛合金网的网丝上设有涂层。在钛合金网的外表面设置涂层，能够提高电极2的活性及导电性，有助于提高电极2的电解反应效率。

所述涂层的密度为5～30g/m^2，其涂层密度可依据电解水体的水质情况进行调整，既能够保证电解效果，又能够节约成本。

所述涂层采用钌和铱的混合物。钌和铱具有较强的耐腐蚀性，其混合物涂层在电解过程中，能够减少电极2的损耗，延长电极2的使用寿命。其混合比例依据水质条件的不同和使用寿命的要求进行调整，既能保证电解效果，又能保证使用寿命。

所述覆网46呈螺旋缠绕状设置在管体的外表面，采用螺旋缠绕的方式，能够使用较窄断面的覆网46，降低了生产成本。

所述第一端盖1上设有用于保护电极2上接线柱41的防护罩16。设置防护罩16，用于保护电极2的接线柱41，避免接线柱41与其他物质接触发生危险，确保设备的正常运行。

一种全自动垢菌清设备的清垢方法，包括以下步骤：

S1：运行：开启进水阀14，关闭排污阀12，刮刀4不转动，进入电解状态，运行设定时间T1，此时，垢菌清设备处于正常运行状态，电解液从进水管15进入筒体5，经过电极2电解后，由出水管6排出，电解过程设定的时间T1为0.5-24h；

S2：刮垢：关闭进水阀14，启动动力装置10，使刮刀4转动，进行清垢，运行设定时间T2，经过一段时间的电解后，筒体5的内壁上会产生污垢，需要对污垢进行清理，此时，控制器控制进水阀14关闭，进水管15处于关闭状态，控制器控制动力装置10运行，动力装置10带动刮刀4转动，对筒体5内壁上的污垢进行清理，清理设定时间为30s～300s；

S3：排垢：关闭进水阀14，开启排污阀12，刮刀4继续转动，运行设定时间T3；经过一段时间的刮垢后，筒体5内壁上的污垢与筒体5内的电解液混合，此时，控制器控制排污阀12开启，污垢在电解液的带动下由排渣管11排出，污垢排出时，刮刀4依旧转动，对筒体5内的电解液进行搅拌，避免污垢再次附在筒体5的内壁上，进水阀14的设定关闭时间为30s～120s。

S4：冲洗：打开进水阀14，开启排污阀12，刮刀4继续转动，运行设定时间T4；设备在排垢后需要对设备内部进行冲洗，以便将设备内部残留的污垢尽可能排出，进而防止刮除的污垢随出水进入系统，刮刀4在进水阀14打开后继续转动的设定时间为30s～120s，到达设定时间后，刮刀4停止运行，此时控制器控制排污阀12关闭。

S5：重复步骤S1～S4，重复上述步骤，实现对污垢的间隔性清理，避免污垢在筒体5的内壁上沉积，影响电解效果，降低电解效率。

上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。

Claims (10)

1.一种全自动垢菌清设备，其特征在于，包括筒体、第一端盖、第二端盖、电极、刮刀和动力装置，所述筒体的一端设有第一端盖，所述筒体的另一端设有第二端盖，所述第一端盖上设有朝向筒体内部设置的电极，所述第二端盖上设有朝向筒体内部设置的刮刀，所述刮刀与动力装置连接并由其驱动，所述垢菌清设备的顶部设有出水管，所述垢菌清设备的底部设有进水管和排渣管。

2.根据权利要求1所述的一种全自动垢菌清设备，其特征在于，所述筒体可水平放置、竖直放置或者倾斜放置。

3.根据权利要求1所述的一种全自动垢菌清设备，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统包括控制器、进水阀、和排污阀，所述进水阀设置在进水管上，所述排污阀设置在排渣管上，所述控制器分别与进水阀和排污阀连接并控制其运行。

4.根据权利要求3所述的一种全自动垢菌清设备，其特征在于，所述控制系统还包括调节阀、排气阀、止回阀和呼吸阀，所述调节阀设置在进水管上，所述调节阀设置在进水阀的外侧，所述排气阀设置在顶部，所述止回阀和呼吸阀设置在出水管上，所述呼吸阀设置在靠近垢菌清设备的一侧。

5.根据权利要求1所述的一种全自动垢菌清设备，其特征在于，所述刮刀包括第一挡板、刮刀筒、第二挡板和刀片，所述刮刀筒的一端设有第一挡板，所述刮刀筒的另一端设有第二挡板，所述第一挡板上设有第一通孔，所述第二挡板上设有与其垂直的固定轴，所述固定轴上设有固定孔，所述刮刀筒的外壁上设有刀片，所述刀片设有多个。

6.根据权利要求5所述的一种全自动垢菌清设备，其特征在于，所述刀片沿刮刀筒的轴线方向设置或者绕刮刀筒的轴线螺旋设置。

7.根据权利要求1所述的一种全自动垢菌清设备，其特征在于，所述阳极包括接线柱、密封盘、阳极体和封板，所述阳极体的一端设有封板，所述阳极体的另一端设有密封盘，所述密封盘的另一侧设有接线柱；所述阳极体包括管体和覆网，所述管体的外侧包覆有覆网，所述管体采用钛合金管，所述覆网采用钛合金网。

8.根据权利要求7所述的一种全自动垢菌清设备，其特征在于，所述钛合金管和/或钛合金网的外表面设有涂层。

9.根据权利要求1所述的一种全自动垢菌清设备，其特征在于，所述第一端盖上设有用于保护电极上接线柱的防护罩。

10.根据权利要求1-9所述的任意一种全自动垢菌清设备的清垢方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：运行：开启进水阀，关闭排污阀，刮刀不转动，进入电解状态，运行设定时间T1；

S2：刮垢：关闭进水阀，启动动力装置，使刮刀转动，进行清垢，运行设定时间T2；

S3：排垢：关闭进水阀，开启排污阀，刮刀继续转动，运行设定时间T3；

S4：冲洗：打开进水阀，开启排污阀，刮刀继续转动，运行设定时间T4。

S5：重复步骤S1～S4。