CN109550755B - 一种梯度磁场推动的自动清洗装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种梯度磁场推动的自动清洗装置，包括：腔体的进出水管路、进出水电动蝶阀、强磁铁固定架、固定架转轴、强磁铁、清洗装置驱动系统、清洗运动主体、毛刷、多个探头。所述强磁铁固定架、固定架转轴、清洗装置驱动系统相连接，且在待清洗腔体外两侧均有分布，所述强磁铁设置在固定架上，所述清洗运动主体设置在待清洗部件外表面，所述毛刷安装在清洗运动主体内部。基于磁性金属在磁场中会受到力作用的原理，本发明通过调节梯度磁场来实现磁性金属的来回运动，实现对轴向部件的清洗。该装置结构简单，成本较低，基本不占腔体空间，清洗过程能耗低、效果好、对部件无损、维护运行方便，可实现对反应器腔体内部件的自动清洗。
Description
技术领域
本发明涉及反应器内部清洗领域，具体为一种梯度磁场推动的自动清洗装置及方法。
背景技术
各种反应器在使用过程中容易受到污染物的积累沉积，而这些污染物不同程度地对反应器本身造成一定伤害和影响，主要表现为化学腐蚀内部部件、降低使用效果、缩短使用寿命等。因此，反应器腔体内的清洁问题显得尤为重要。目前，针对反应器的内部清洗问题，主要有人工拆洗、超声波法、高压水冲洗、机械刮洗、化学药剂清洗等方法，然而这些方法都存在一定的问题，例如能耗太大、对反应器及内部零部件有一定的机械损坏或严重化学腐蚀等。因此针对反应器内部部件，亟需更经济、方便、无损的清洗方法。
发明内容
本发明提供了一种梯度磁场推动的自动清洗装置，一定程度地克服了上述现有技术的不足，能耗较低、对待清洗部件无损伤，可以方便有效地实现反应器内轴向部件的自动清洗。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：一种梯度磁场推动的自动清洗装置，包括：
待清洗腔体内沿轴向布置的待清洗部件外表面设有清洗运动主体；所述清洗运动主体由磁性金属制成，并安装有与待清洗部件接触的毛刷；
在所述待清洗腔体的外部两侧，各自沿轴向分布有若干个固定架、固定架转轴及清洗装置驱动系统的组合；这些设置有强磁铁的固定架，各自在清洗装置驱动系统的驱动下，交替地绕固定架转轴进行正向及反向的旋转，与轴向形成设定夹角，配合形成使所述清洗运动主体沿轴向往复运动的合力。
可选地，所述待清洗腔体每一侧的固定架同时同向旋转，两侧的固定架同时反向旋转。
可选地，所述待清洗腔体外部两侧的各个组合，关于轴向的待清洗部件水平对称分布。
可选地，所述清洗装置驱动系统为具有合适功率的伺服电机。
可选地，所述清洗运动主体、毛刷均作防腐处理；所述清洗运动主体为一管状结构，所述毛刷设置在所述清洗运动主体内部，并套设在待清洗部件上。
可选地，多个探头均匀分布在待清洗腔体内的待清洗部件两侧，用以采集设定项目的检测指标，来与预设指标进行比较；检测的项目为浊度或光照强度。
可选地，待清洗腔体设有带进水电动蝶阀的进水管路，和带出水电动蝶阀的出水管路，用以引入或排出清洗用水。
本发明的另一个技术方案是提供一种梯度磁场推动的自动清洗方法，使用上述任意一种梯度磁场推动的自动清洗装置；
A、设置强磁铁的多个固定架各自绕轴转动角度θ，每一侧的固定架为同时同向旋转，两侧的固定架为同时反向旋转，在待清洗腔体两侧呈现“V”形并形成梯度磁场，产生驱使清洗运动主体沿轴向从待清洗部件初始端向另一端移动的合力；
B、当清洗运动主体移动至待清洗部件另一端时，强磁铁的固定架各自绕轴反向旋转角度θ，每一侧的固定架为同时同向旋转，两侧的固定架为同时反向旋转，在待清洗腔体两侧呈现倒“V”形并形成梯度磁场，产生驱使清洗运动主体沿轴向从待清洗部件另一端向初始端移动的合力；
重复A、B的过程，实现清洗运动主体的轴向往复运动；期间，通过清洗运动主体上的毛刷对待清洗部件来回刷洗。
可选地，清洗过程结束时，强磁铁的固定架旋转至与轴向平行的状态，清洗运动主体结束移动。
可选地，通过待清洗腔体内的多个探头获取浊度或光照强度的检测指标，并判断检测指标高于或低于预设指标时，控制待清洗腔体的进水电动蝶阀启闭，将一定量的清洗用水经由进水管路引入，进而启动A-B的过程，通过相应旋转两侧的强磁铁固定架，使清洗运动主体轴向来回移动，对待清洗部件进行清洗；当探头获取到的浊度或光照强度的检测指标达到预设指标时，相应地使两侧的强磁铁固定架旋转至轴向平行状态，清洗运动主体停止移动，控制出水电动蝶阀打开，通过出水管路排除清洗用水，清洗过程结束。
与其他清洗技术相比，本发明的有益效果在于：通过多个强磁铁的梯度磁场实现清洗运动主体的来回移动，大幅度减少了清洗能耗，同时清洗运动主体上安装的小毛刷类型可以根据清洗需求进行选择和更换，保证了清洗效果，也避免了对待清洗部件的磨损，同时根据腔体内的多个探头对污染物的监测，可以实现对部件的全自动清洗，运行方便。
附图说明
图1为本发明梯度磁场推动的自动清洗装置的示意图；
图2为本发明梯度磁场推动的自动清洗装置的原理图；
图3为本发明梯度磁场推动的自动清洗装置的自动清洗流程图。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步阐述：
如图1所示，该梯度磁场推动的自动清洁装置包括：腔体的进水管路1、出水管路13、进水电动蝶阀2、出水电动蝶阀12、强磁铁8及其固定架9、固定架转轴10、清洗装置驱动系统11、清洗运动主体6、毛刷7、多个探头4。
所述强磁铁8的固定架9、固定架转轴10、清洗装置驱动系统11相连接，且在待清洗腔体3外部的两侧，分别沿轴向布置有若干组。所述强磁铁8设置在固定架9上。所述待清洗腔体3外部两侧分布的装置部件，关于轴向待清洗部件5水平对称布置。所述清洗装置驱动系统11为一合适功率的普通伺服电机。所述待清洗腔体3每一侧的电机设置为同时同向旋转，两侧的电机则为同时反向旋转。
所述清洗运动主体6为一管状结构，材质为磁性金属。所述清洗运动主体6设置在待清洗部件5外部，所述毛刷7安装在清洗运动主体6内部。所述清洗运动主体6、毛刷7均作防腐处理。所述的多个探头4均匀分布在腔体内、待清洗部件5的两侧。
如图2所示，本发明所述梯度磁场推动的自动清洗装置的工作原理为：当腔体内开始清洗时，设置有强磁铁的多个固定架首先在伺服电机的控制下绕轴转动一定角度θ，由于每一侧的电机设置为同时同向旋转，两侧的电机为同时反向旋转，旋转后呈现“V”形，此时会形成一个梯度磁场。由于待清洗腔体两侧磁铁水平对称分布，径向的力会互相抵消，清洗运动主体在该梯度磁场下会产生一个沿着轴向移动的合力ΔF，从而向待清洗部件的另一端移动；当清洗运动主体移动至另一端时，此时磁铁固定架在伺服电机的控制下反向旋转角度2θ，旋转后呈现倒“V”形，清洗运动主体在该梯度磁场下又会回到至原点，从而实现清洗运动主体的轴向的往复运动。期间，清洗运动主体上的毛刷就会对待清洗部件来回刷洗。清洗过程结束时，磁体固定架反向旋转θ，两侧支架呈轴向平行状态，清洗运动主体结束移动。
如图3所示，一种梯度磁场推动的自动清洗装置的自动清洗流程为：位于反应器腔体内的多个探头检测到例如浊度、光照强度等指标超过或者低于预设指标；此时进水电动蝶阀打开，进入一定量清洗用水，进水电动蝶阀关闭，紧接着伺服电机驱动待清洗部件两侧磁铁固定架旋转至“V”形，清洗运动主体轴向来回移动，清洗开始。当探头检测到浊度、光照强度等指标达到预设指标时，伺服电机驱动两侧磁铁固定架进行旋转至轴向平行，清洗运动主体停止移动，出水电动蝶阀打开，排除清洗用水，清洗过程结束。
以上所述实例仅为本技术方案一优选的具体实施方式，但并不应当将此作为本发明专利范围的限制。相关技术人员在不偏离本发明技术方法的范围内根据需要作出的修改，均应当处于本发明的保护范围内。于此，本发明的保护范围应根据所附的权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种梯度磁场推动的自动清洗装置，其特征在于，包括：
待清洗腔体（3）内沿轴向布置的待清洗部件（5）外表面设有清洗运动主体（6）；所述清洗运动主体（6）由磁性金属制成，并安装有与待清洗部件（5）接触的毛刷（7）；
在所述待清洗腔体（3）的外部两侧，各自沿轴向分布有若干个固定架（9）、固定架转轴（10）及清洗装置驱动系统（11）的组合；所有固定架（9）分别设置有强磁铁（8），所述固定架（9）各自在清洗装置驱动系统（11）的驱动下，交替地绕固定架转轴（10）进行正向及反向的旋转，与轴向形成设定夹角，配合形成使所述清洗运动主体（6）沿轴向往复运动的合力；
其中，设置有强磁铁（8）的固定架（9）通过旋转，在待清洗腔体（3）两侧呈现“V”形并形成梯度磁场，产生驱使清洗运动主体（6）沿轴向从待清洗部件（5）初始端向另一端移动的合力；并且，在清洗运动主体（6）移动至待清洗部件（5）的所述另一端时，设置有强磁铁（8）的固定架（9）通过旋转，在待清洗腔体（3）两侧呈现倒“V”形并形成梯度磁场，产生驱使清洗运动主体（6）沿轴向从待清洗部件（5）另一端向初始端移动的合力。
2.根据权利要求1所述一种梯度磁场推动的自动清洗装置，其特征在于：所述待清洗腔体（3）每一侧的固定架（9）同时同向旋转，两侧的固定架（9）同时反向旋转。
3.根据权利要求1所述一种梯度磁场推动的自动清洗装置，其特征在于：所述待清洗腔体（3）外部两侧的各个组合，关于轴向的待清洗部件（5）水平对称分布。
4.根据权利要求1所述一种梯度磁场推动的自动清洗装置，其特征在于：所述清洗装置驱动系统（11）为具有合适功率的伺服电机。
5.根据权利要求1所述一种梯度磁场推动的自动清洗装置，其特征在于：所述清洗运动主体（6）、毛刷（7）均作防腐处理；所述清洗运动主体（6）为一管状结构，所述毛刷（7）设置在所述清洗运动主体（6）内部，并套设在待清洗部件（5）上。
6.根据权利要求1所述一种梯度磁场推动的自动清洗装置，其特征在于，多个探头（4）均匀分布在待清洗腔体（3）内的待清洗部件（5）两侧，用以采集设定项目的检测指标，来与预设指标进行比较；检测的项目为浊度或光照强度。
7.根据权利要求1所述一种梯度磁场推动的自动清洗装置，其特征在于：
待清洗腔体（3）设有带进水电动蝶阀（2）的进水管路（1），和带出水电动蝶阀（12）的出水管路（13），用以引入或排出清洗用水。
8.一种梯度磁场推动的自动清洗方法，使用权利要求1-7中任意一项所述梯度磁场推动的自动清洗装置，其特征在于：
A、设置强磁铁（8）的多个固定架（9）各自绕轴转动角度θ，每一侧的固定架（9）为同时同向旋转，两侧的固定架（9）为同时反向旋转，在待清洗腔体（3）两侧呈现“V”形并形成梯度磁场，产生驱使清洗运动主体（6）沿轴向从待清洗部件（5）初始端向另一端移动的合力；
B、当清洗运动主体（6）移动至待清洗部件（5）的所述另一端时，强磁铁（8）的固定架（9）各自绕轴反向旋转角度2θ，每一侧的固定架（9）为同时同向旋转，两侧的固定架（9）为同时反向旋转，在待清洗腔体（3）两侧呈现倒“V”形并形成梯度磁场，产生驱使清洗运动主体（6）沿轴向从待清洗部件（5）另一端向初始端移动的合力；
重复A、B的过程，实现清洗运动主体（6）的轴向往复运动；期间，通过清洗运动主体（6）上的毛刷（7）对待清洗部件（6）来回刷洗。
9.根据权利要求8所述梯度磁场推动的自动清洗方法，其特征在于：清洗过程结束时，强磁铁（8）的固定架（9）旋转至与轴向平行的状态，清洗运动主体结束移动。
10.根据权利要求8所述梯度磁场推动的自动清洗方法，其特征在于：通过待清洗腔体（3）内的多个探头获取浊度或光照强度的检测指标，并判断检测指标高于或低于预设指标时，控制待清洗腔体（3）的进水电动蝶阀（2）启闭，将一定量的清洗用水经由进水管路（1）引入，进而启动A-B的过程，通过相应旋转两侧的强磁铁（8）固定架（9），使清洗运动主体（6）轴向来回移动，对待清洗部件（5）进行清洗；当探头获取到的浊度或光照强度的检测指标达到预设指标时，相应地使两侧的强磁铁（8）固定架（9）旋转至轴向平行状态，清洗运动主体（6）停止移动，控制出水电动蝶阀（12）打开，通过出水管路（13）排除清洗用水，清洗过程结束。
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