CN113023832A - 一种旋转电化学连续除硬装置 - Google Patents

Abstract

本发明创造提供了一种旋转电化学连续除硬装置，包括：处理槽、电化学除硬组件和清洁组件。所述电化学除硬组件包括阴极板、阳极板，所述阳极板设置在处理槽内部，且位于循环冷却水的液面下方，所述阴极板可转动的设置在处理槽上方，且阴极板的底部插入循环冷却水液面的下方。所述清洁组件包括：清洁刀组、收集滑道和收集槽，所述清洁刀组设置在阴极板上方。所述收集滑道的一端与清洁刀组相连，另一端与收集槽相连，通过收集滑道能将脱落的水垢导入收集槽内。本发明创造所述的一种旋转电化学连续除硬装置，能够在工作过程中对阴极板进行清洁，从而提升电化学除硬处理的工作效率，降低时间和人力成本。

Description

一种旋转电化学连续除硬装置

技术领域

本发明创造属于水处理设备领域，尤其是涉及一种旋转电化学连续除硬装置。

背景技术

在现有的化学工业系统当中，冷却水是降低系统温度不可或缺的一部分。但是当冷却水进行长时间的循环流动时，装置的内壁上经常会出现结垢的现象，为避免装置因内壁结垢而发生腐蚀损伤，本领域技术人员会在冷却水进入装置之前进行除硬处理。

由于传统的化学除硬方式会对水质造成污染，因此现有技术中普遍使用电化学除硬法对循环冷却水进行处理。在进行除硬工作时，处理装置的阳极附近区域呈酸性，阴极附近区域呈碱性，循环冷却水中的钙离子、镁离子或碳酸氢根等物质会在电场的作用下发生反应，从而在阴极表面生成碳酸钙和氢氧化镁等沉淀物，进而实现降低循环冷却水的硬度的目的。

但是，现有的电化学除硬装置不具备自我清洁能力，当阴极区域形成大量水垢时，工作人员需要对除硬装置进行停机清洗，因此会浪费大量的时间和人力成本。此外，若清洗工作不及时，则会导致水处理槽内的电压大幅升高，这样一来，不仅会造成能源的浪费，还会降低设备的处理能力，从而导致进入后续系统内部的冷却水不符合使用标准。

发明内容

有鉴于此，本发明创造旨在提出一种旋转电化学连续除硬装置，以解决上述技术问题。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种旋转电化学连续除硬装置，包括：处理槽、电化学除硬组件和清洁组件，所述处理槽内部装有待处理的循环冷却水；所述电化学除硬组件包括：阴极板、阳极板和电源，所述阴极板与电源的负极相连通，阳极板与电源的正极相连通；所述阳极板设置在处理槽内部，且位于循环冷却水的液面下方，所述阴极板可转动的设置在处理槽上方，阴极板的转动轴与处理槽的底面相平行，且阴极板的底部插入循环冷却水液面的下方；所述清洁组件包括：清洁刀组、收集滑道和收集槽，所述清洁刀组设置在阴极板上方，当阴极板进行转动时，清洁刀组能刮除阴极板表面的水垢；所述收集滑道的一端与清洁刀组相连，另一端与收集槽相连，通过收集滑道能将脱落的水垢导入收集槽内部。

进一步的，所述清洁刀组包括连接板和两个刮刀，两个所述刮刀分别设置在阴极板的两侧，且刮刀的顶端与连接板相连，底端与所述收集滑道相连。

进一步的，所述连接板上设有容纳槽，所述容纳槽的长度方向与阴极板的转动轴相平行；在所述刮刀的顶端设有连接杆，连接杆可滑动的设置在容纳槽内部。

进一步的，所述收集滑道包括收集段和转移段，所述收集段的第一端与清洁刀组的底部相连，第二端通过转移段与所述收集槽的顶部开口相连，且所述收集段的第一端高于收集段的第二端。

进一步的，所述阴极板和阳极板均为多个，且多个阴极板和多个阳极板一一交替布置。

进一步的，所述电化学除硬组件为多个，多个所述电化学除硬组件在处理槽内部均匀布置。

进一步的，所述处理槽包括：进水区、处理区和出水区，所述进水区设置在处理区的进料侧，出水区设置在处理区的出料侧，且所述电化学除硬组件位于处理区内部。

进一步的，所述进水区的通道内径沿进水区向处理区方向逐渐增大。

进一步的，在所述进水区内部设有布液孔板，所述布液孔板的开孔比在10%-50%之间。

进一步的，所述阴极板采用304不锈钢或306不锈钢制成，所述阳极板采用钛金属制成，且在阳极板的外表面设有贵金属氧化物涂层。

相对于现有技术，本发明创造所述的一种旋转电化学连续除硬装置具有以下优势：

（1）本发明创造所述的一种旋转电化学连续除硬装置，能通过清洁组件对转动的阴极板表面进行清洁，从而使阴极板表面的水垢在工作过程中逐渐脱落，因此能避免工作人员对电化学除硬装置进行停工清洗。此外，由于本装置中的阴极板能在工作过程中进行转动，因此能避免阴极板上形成水垢的区域长时间浸泡在水中，与现有技术相比，由于形成水垢的区域浸泡时间较短，因此能避免阴极板发生腐蚀等损伤，从而延长电化学除硬装置的使用寿命。

（2）本发明创造所述的一种旋转电化学连续除硬装置，能通过收集滑道和收集槽的配合对脱落的水垢进行收集。与现有技术相比，本装置能避免水垢再次进入循环冷却水内部，因此能降低水垢收集的工作难度。

（3）本发明创造所述的一种旋转电化学连续除硬装置，能根据实际需求调整两刮刀之间的距离，因此能适用于不同厚度的阴极板清理工作。此外，本装置还可根据待处理的循环冷却水水质选择处理槽内部的电化学除硬组件数量，从而调整本装置的水处理效率。

附图说明

构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：

图1为本发明创造实施例所述的旋转电化学连续除硬装置的结构示意图；

图2为本发明创造实施例所述的旋转电化学连续除硬装置的爆炸图；

图3为本发明创造实施例所述的处理槽的结构示意图；

图4为本发明创造实施例所述的清洁组件结构示意图（隐藏收集槽）。

附图标记说明：

11-进水区；111-布液孔板；12-处理区；13-出水区；2-阴极板；3-阳极板；41-刮刀；411-连接杆；42-连接板；421-容纳槽；51-收集段；52-转移段；6-收集槽。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。

一种旋转电化学连续除硬装置，其结构可由图1和图2进行示意，如图所示，在本实施例中旋转电化学连续除硬装置包括：处理槽、电化学除硬组件和清洁组件。所述处理槽用于容纳待处理的循环冷却水，所述电化学除硬组件用于对冷却水施加电场，从而使得水中易形成水垢的离子转变为沉淀物，所述清洁组件用于对电化学除硬组件上附着的水垢进行清理，从而避免旋转电化学连续除硬装置进行停工清洁。

如图2所示，所述电化学除硬组件包括：阴极板2、阳极板3和电源（图中未示出），其中阴极板2与电源的负极相连通，阳极板3与电源的正极相连通。在进行安装时，所述阳极板3设置在处理槽内部，且位于循环冷却水的液面下方，所述阴极板2可转动的设置在处理槽上方，阴极板2的转动轴与处理槽的底面相平行，且阴极板2的底部插入循环冷却水液面的下方。

当电源开始供电时，阳极板3的附近将形成酸性区域，阴极板2插入液面下方的部位附近将形成碱性区域，此时循环冷却水中易形成水垢的离子（如钙离子、镁离子或碳酸氢根）将会在电场的作用下发生反应，从而在阴极板2插入液面下方的部位生成沉淀物，进而实现降低循环冷却水硬度的目的。

可选的，为提升电化学除硬组件的处理效率，所述阴极板2和阳极板3均可设置为多个，且多个阴极板2和多个阳极板3一一交替布置。工作人员可根据实际需求调整阴极板2和阳极板3的数量，从而使本装置的处理效率满足实际需求。

相应的，作为本实施例的一个可选实施方式，本实施例中所述电化学除硬组件可设置为多个，且多个电化学除硬组件在处理槽内部均匀布置。当待处理的循环冷却水水质出现差异时，工作人员可根据实际需求调整电化学处理组件的数量，从而进一步提升本装置对不同工作需求的适应能力。

示例性的，为实现阴极板2的转动，本实施例还可包括驱动电机和减速机，所述驱动电机的输出轴通过减速机与阴极板2的转动中心相连，从而向阴极板2输出转动力矩。在常规情况下，阴极板2的转速可设置为10-60r/h之间，工作人员还可根据实际需求调整阴极板2的转速，从而满足不同的工作需求。

此外，工作人员在实际加工过程中可将阴极板2加工为圆形盘，阳极板3加工为矩形盘，且阴极板2的转动中心与其圆心相重合。其中阴极板2的厚度为2-5mm，直径介于1-10m之间，阳极板3的高度为阴极板2的1/3-1-4之间，宽度与阴极盘2相适应，且厚度介于1-5mm之间。

可选的，在本实施例中，所述阴极板2可采用304不锈钢或306不锈钢制成，所述阳极板3可采用钛金属制成。为提升电化学除硬的工作效果，在阳极板3的外表面还可设有如钌、铱、钽等贵金属氧化物涂层。

在实际工作过程中，电化学除硬装置的阴极上经常会出现水垢，当水垢包覆阴极时，处理槽内部的电压将会大幅升高，因此会增加循环冷却水处理工作的能源消耗量。其次，水垢的包覆还会降低电化学除硬装置的处理能力，从而导致进入后续系统内部的冷却水不符合使用标准。此外，当阴极外部存在大量水垢时，水垢还会对阴极造成腐蚀，进而缩短电化学除硬装置的使用寿命。

为解决上述问题，本实施例在处理槽上方设有清洁组件。具体的，所述清洁组件包括：清洁刀组、收集滑道和收集槽6，其中清洁刀组设置在阴极板2的上方，所述收集滑道的一端与清洁刀组相连，另一端与收集槽6相连。当阴极板2开始转动后，清洁刀组能刮除阴极板2表面的水垢，脱落的水垢将沿收集滑道进行运动，最终进入收集槽6内部。

由于本装置能够在工作过程中对阴极板2进行清洁，因此无需对电化学除硬装置进行停工清理，与现有技术相比能够大幅节约时间和人力成本，方便工作人员进行操作和使用。此外，由于本装置中的阴极板2会在工作过程中进行不断转动，因此能避免阴极板2上形成水垢的区域长时间浸泡在水中，与现有技术相比缩短浸泡时间能避免阴极板2发生腐蚀等损伤，从而延长电化学除硬装置的使用寿命。

附图4为本实施例中所述的清洁组件的结构示意图，如图所示，所述清洁刀组可包括连接板42和两个刮刀41。具体的，两个刮刀41分别设置在阴极板2的两侧，且刮刀41的顶端与连接板42相连，底端与所述收集滑道相连。在进行安装时，工作人员可将连接板42设置在阴极板2上方，并使得刮刀41与阴极板2的经线方向相重合。当阴极板2开始转动时，刮刀41上的刃部会对阴极板2的端面发生接触，从而使附着在阴极板2上的水垢脱落。

可选的，为提升清洁刀组对不同工作需求的适应能力，相邻两刮刀41之间的间距可根据实际情况进行调整。具体的，所述连接板42上可设有容纳槽421，所述容纳槽421的长度方向与阴极板2的转动轴相平行。相应的，在刮刀41的顶端可设有连接杆411，所述连接杆411可滑动的设置在容纳槽421内部。在进行工作前，工作人员可根据阴极板2的实际厚度调整两刮刀41的相对位置，当位置确定后，可通过紧固螺母对刮刀41进行锁止，从而避免刮刀41在工作过程中发生移动。

为方便对脱落的水垢进行回收，所述收集滑道可包括收集段51和转移段52。如图1所示，所述收集段51的第一端与清洁刀组的底部相连，第二端通过转移段52与所述收集槽6的顶部开口相连，且收集段51的第一端高于收集段51的第二端。

由于收集段51的两端高度不同，因此当水垢在刮刀41附近脱落后，进入收集段51的水垢会在重力的作用下向转移段52移动。工作人员可根据厂房内的实际布置位置对转移段52的倾斜程度进行调整，以使得转移段52靠近收集槽6的一端低于远离收集槽6的一端，进而方便脱落的水垢进入收集槽6内部。

发明人在实际工作过程中发现，处理槽内部的冷却水流动状态也会对水体除硬处理造成影响。为提升本装置的水体处理效果，本实施例中所述的处理槽可包括：进水区11、处理区12和出水区13。

如图3所示，所述进水区11设置在处理区12的进料侧，出水区13设置在处理区12的出料侧，且所述电化学除硬组件位于处理区12内部。在进行工作时，未经处理的循环冷却水将沿进水区11进入处理区12内部，随后电化学除硬组件将对处理区12中的水体进行除硬处理。完成除硬处理的水体将进入出水区13内部，通过设置出水区13能够平顺出水水流的紊动情况，既可以方便水体中残留的固体物质进行沉降，还可以确保水体稳定的进入后续设备当中。

可选的，为提升进入处理槽的进水均匀性，所述进水区11的通道内径应沿进水区11向处理区12方向逐渐增大，且在进水区11内部设有布液孔板111，所述布液孔板111的开孔比在10%-50%之间。

需要说明的是，所述开孔比可理解为板孔总面积与孔板总面积的比值。工作人员可根据实际需求调整布液孔板111上的开孔数量和开孔规格，从而使未处理的循环冷却水均匀的进入处理区12内部。

下面对上述方案的效果进行说明：

本实施例提供了一种旋转电化学连续除硬装置，能通过清洁组件对转动的阴极板表面进行清洁，因此能避免电化学除硬装置进行停工清洗，并延长电化学除硬装置的使用寿命。其次，本装置能对脱落的水垢进行回收，因此能降低水垢收集的工作难度。此外，本装置能根据实际需求对清洁组件和电化学除硬组件进行调整，因此具有更广泛的适用范围。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种旋转电化学连续除硬装置，其特征在于包括：处理槽、电化学除硬组件和清洁组件，所述处理槽内部装有待处理的循环冷却水；所述电化学除硬组件包括：阴极板（2）、阳极板（3）和电源，所述阴极板（2）与电源的负极相连通，阳极板（3）与电源的正极相连通；所述阳极板（3）设置在处理槽内部，且位于循环冷却水的液面下方，所述阴极板（2）可转动的设置在处理槽上方，阴极板（2）的转动轴与处理槽的底面相平行，且阴极板（2）的底部插入循环冷却水液面的下方；所述清洁组件包括：清洁刀组、收集滑道和收集槽（6），所述清洁刀组设置在阴极板（2）上方，当阴极板（2）进行转动时，清洁刀组能刮除阴极板（2）表面的水垢；所述收集滑道的一端与清洁刀组相连，另一端与收集槽（6）相连，通过收集滑道能将脱落的水垢导入收集槽（6）内部。

2.根据权利要求1所述的一种旋转电化学连续除硬装置，其特征在于：所述清洁刀组包括连接板（42）和两个刮刀（41），两个所述刮刀（41）分别设置在阴极板（2）的两侧，且刮刀（41）的顶端与连接板（42）相连，底端与所述收集滑道相连。

3.根据权利要求2所述的一种旋转电化学连续除硬装置，其特征在于：所述连接板（42）上设有容纳槽（421），所述容纳槽（421）的长度方向与阴极板（2）的转动轴相平行；在所述刮刀（41）的顶端设有连接杆（411），连接杆（411）可滑动的设置在容纳槽（421）内部。

4.根据权利要求1所述的一种旋转电化学连续除硬装置，其特征在于：所述收集滑道包括收集段（51）和转移段（52），所述收集段（51）的第一端与清洁刀组的底部相连，第二端通过转移段（52）与所述收集槽（6）的顶部开口相连，且所述收集段（51）的第一端高于收集段（51）的第二端。

5.根据权利要求1所述的一种旋转电化学连续除硬装置，其特征在于：所述阴极板（2）和阳极板（3）均为多个，且多个阴极板（2）和多个阳极板（3）一一交替布置。

6.根据权利要求1所述的一种旋转电化学连续除硬装置，其特征在于：所述电化学除硬组件为多个，多个所述电化学除硬组件在处理槽内部均匀布置。

7.根据权利要求1所述的一种旋转电化学连续除硬装置，其特征在于：所述处理槽包括：进水区（11）、处理区（12）和出水区（13），所述进水区（11）设置在处理区（12）的进料侧，出水区（13）设置在处理区（12）的出料侧，且所述电化学除硬组件位于处理区（12）内部。

8.根据权利要求7所述的一种旋转电化学连续除硬装置，其特征在于：所述进水区（11）的通道内径沿进水区（11）向处理区（12）方向逐渐增大。

9.根据权利要求7或8所述的一种旋转电化学连续除硬装置，其特征在于：在所述进水区（11）内部设有布液孔板（111），所述布液孔板（111）的开孔比在10%-50%之间。

10.根据权利要求1所述的一种旋转电化学连续除硬装置，其特征在于：所述阴极板（2）采用304不锈钢或306不锈钢制成，所述阳极板（3）采用钛金属制成，且在阳极板（3）的外表面设有贵金属氧化物涂层。

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