CN113566642A - 一种双驱动管刷清洁系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双驱动管刷清洁系统,该系统由多个单套管刷清洁装置组成;单套管刷清洁装置包括电机驱动模块、清洁模块、伞状驱动模块与控制模块;电机驱动模块与伞状驱动模块用于驱动管刷在换热管内做往复运动;控制模块由安装于管刷清洁装置内的传感器与位于暖通系统控制柜内的处理器组成,用于主动控制清洁装置的运行停止;本发明通过主动与被动相结合的驱动方式,不但消除了传统管刷清洁系统存在的管刷卡在换热管内部的隐患,还能在整个暖通系统正常运行的情况下完成清洗工作;同时可由传感器提供的数据对换热器的工作状况进行分析,既能提高管刷清洁系统的工作效率又能为换热器设计维护等方面的工作提供数据支持。
Description
技术领域
本发明涉及换热管管内清洗领域,具体涉及一种双驱动管刷清洁系统。
背景技术
当今换热管的应用越发广泛,特别是在暖通空调领域。然而随着技术进步,换热器的设计越来越多样化,换热器内部换热管的数量也越来越多,排布方式也越加复杂,因此高效清洗大量换热管内壁的需求也日益高涨。
目前所使用的换热管内壁清洗方式主要有三种:(1)人工清洗,由人工使用细长杆,毛刷等工具逐根清洗或使用化学药剂整体清洗,但这种清洁方式不但需要将暖通系统关闭,而且需要拆下水室端盖,清洗效率较低,会耗费大量人力物力资源且可能对换热管内壁造成损坏;(2)胶球清洗,在换热器两侧安装发球器与回收器,利用水流带动球体在换热管内运动达到清洗目的,但这种清洗方式存在球体堵塞换热管,球体回收困难等问题,并且无法保证每根换热管都有球体进入,无法保证换热管清洗效率;(3)管刷清洗,在换热器水管外侧安装四通换向阀,并在每根换热管两侧安装两个刷篮与一个管刷,利用四通换向阀改变水流方向,使管刷能依靠水流推动在换热管内做往复运动,达到清洗目的;管刷清洗系统工作时既不需要拆机,安装于每根换热管的刷篮与管刷又保证了清洁效率且回收方便。
但在管刷式换热管清洁系统的实际清洗过程中,现有的管刷式清洁系统存在以下问题:
1.现有的管刷清洁系统通过四通换向阀使水流可以逆向流动,从而使刷体能在换热管内做往复运动。如公开号为CN110657702A,名称为“一种刷式在线清洗系统装置”的专利。但在四通换向阀工作时,本应该流出水室流向终端设备的水流被逆流回换热器内部,终端系统的水流得不到补充将会停止运行,会降低暖通系统的工作效率,而且反复瞬间改变流动方向的高压水流会对换热器造成周期性的冲击振动,会影响换热器整体结构的稳定性。
2.现有的管刷清洁系统的管刷完全依赖于水流推动,因此存在水压不足时,管刷卡在刷蓝或卡在换热管内部的隐患;特别是目前采用水室侧低压力的换热器设计方案越来越多,低压力的水流将会导致管刷卡在换热管内的几率大大增加,一旦发生这种情况,则需要将换热器停机,拆开水室由人工取出管刷,十分不便。
3.现有的管刷清洁系统是在完全密闭的换热器内部进行定时清洗,外侧无法实时了解其工作情况,且出现管刷卡在换热管内的情况时,外侧维护人员无法及时得到反馈,只有在定期拆机更换管刷时才能发现,在此期间,被管刷堵塞的换热管不能及时得到疏通,会极大的降低换热器的工作效率。
发明内容
为了克服上述问题,本发明提出同时解决上述多种问题的双驱动管刷清洁系统。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是:一种双驱动管刷清洁系统,由多个单套管刷清洁装置组成;所述单套管刷清洁装置由电机驱动模块、清洁模块、伞状驱动模块与控制模块组成;所述电机驱动模块由微型电机、电机外壳与回收绳组成;所述微型电机安装在换热管进水端管板外侧,并通过回收绳与伞状展合机构连接;所述微型电机通过收放回收绳使伞状展合机构能带动管刷在换热管内做循环往复运动,完成清洁工作;所述电机外壳安装在微型电机外,保护微型电机不受水流的影响;
所述清洁模块由回收端刷篮、捕捉端刷篮与管刷组成;所述回收端刷篮与所述捕捉端刷篮分别安装在换热管的进水端管板外侧与出水端管板外侧,用于接收并固定管刷;所述管刷套装在伞状展合机构的主轴上,外侧为软硬交错的刷毛;所述管刷依靠电机驱动模块与伞状驱动模块提供的动力在换热管内做循环往复运动,清洗换热管内壁;
所述伞状驱动模块由伞状展合机构组成;所述伞状展合机构上设计有电动升降开关与弹簧,所述电动升降开关根据控制模块发送的信号来控制电动升降开关的上升与下降,并配合弹簧来控制伞状展合机构伞面的张开与闭合;
所述控制模块由距离传感器、温度传感器等传感器组件以及位于暖通系统控制柜的处理器组成;所述距离传感器组件安装于管刷与回收端刷篮上,将伞状展合机构与管刷的位置信息反馈给处理器;所述温度传感器组件安装于管刷上,采集换热管内的相关信息发送给处理器,为清洁系统运行方案的自我优化提供数据支持;所述处理器接收距离传感器所反馈的信号,根据伞状展合机构所在位置的不同来控制伞状展合机构伞面的张开与闭合以及微型电机的运行与停止,以此来控制管刷清洁装置完成正常的工作流程。
优选的,所述伞状展合机构的伞面展开后的伞面外圆半径为换热管内壁半径的80%-90%。
优选的,所述管刷为活动式尼龙刷,外侧的刷毛由与刷篮骨架平行的软刷毛和与刷篮骨架间隙平行的硬刷毛交替构成。
优选的,所述伞状展合机构在管刷需要从换热管进水端往出水端方向运动时,伞状展合机构的伞面张开,伞状展合机构在水流的推动下带动管刷从换热管进水端往出水端方向运动,清洗换热管内壁。
优选的,所述伞状展合机构在将要进入捕捉端刷篮前,伞状展合机构的伞面由张开转为闭合,便于伞状展合机构与管刷进入捕捉端刷篮。
优选的,所述伞状展合机构在管刷从换热管出水端往进水端方向运动过程中,伞状展合机构的伞面始终保持闭合状态。
优选的,所述微型电机在管刷需要从换热管出水端往进水端方向运动时,微型电机持续运行,通过收回回收绳牵引管刷及伞状展合机构回到回收端刷篮。
优选的,所述电机驱动模块在管刷卡在换热管内部时,电机驱动模块收到控制模块发出的信号启动微型电机,主动完成管刷回收工作。
本发明的有益效果是:
1.针对背景技术提出的第1点,本发明采用在回收端刷篮外侧安装电机驱动模块代替四通换向阀来解决该问题。管刷从换热管进水端顺水流方向往出水端移动时,伞状展合机构的伞面打开,利用水流推动伞面带动管刷前进;管刷逆水流运动时,伞状展合机构的伞面合拢,电机驱动模块启动,由电机驱动模块提供牵引力,牵引管刷逆水流运动。这样在清洗过程中不需要改变换热管内水流的方向,也可使管刷在换热管内往复运动,完全不影响换热器结构的稳定性和包括终端设备在内的整个暖通系统的正常工作。
2.针对背景技术提出的第2点,本发明通过采用主动驱动与被动驱动相结合的驱动方式来解决该问题。伞状驱动模块依靠水流的推动来带动管刷朝换热管出水端方向运动,电机驱动模块与伞状驱动模块通过回收绳连接,当管刷需要往换热管进水端方向运动或管刷卡在换热管内时,电机驱动模块中的微型电机启动,主动提供牵引力,完成管刷的回收。
3.针对背景技术提出的第3点,本发明采用由距离传感器与温度传感器结合的传感器系统来解决该问题。当管刷离开回收端刷篮进入换热管时,距离传感器将实时记录管刷前进的距离,一旦管刷没有到达设定的目标距离停下,即表示管刷卡在换热管内,传感器将立即发送信号给控制模块的处理器,启动电机驱动模块回收管刷,避免管刷堵塞换热管;安装在管刷上的温度传感器会随管刷在换热管内运动时,记录换热管内的水温变化情况,可以给相关人员提供换热器的工作效率以及清洁系统的运行情况、清洁效率等有效信息。当换热器换热效率下降时,控制装置自动启动清洁系统清洗换热管,换热效率提高后,清洁系统自动关闭,从而实现高效、智能的清洗换热管。
注:上述设计不分先后,每一条都使得本发明相对现有技术具有区别和显著的进步。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明单套管刷清洁装置安装于换热管两端的成型示意图;
图2是本发明管刷清洁装置在换热管进水端的装配组件爆炸分解图;
图3是本发明管刷清洁装置在换热管出水端的装配组件爆炸分解图;
图4是本发明管刷清洁装置处于换热管进水端待命状态时的全剖视图;
图5是本发明伞状展合机构骨架展开运动示意图;
图6是本发明管刷清洁装置启动时伞面完全展开示意图;
图7是本发明管刷与伞状展合机构到达出水端位置示意图;
图8是本发明伞状展合机构骨架回拢运动示意图;
图9是本发明管刷进入捕捉端刷篮后的工作示意图;
图中,附图标记如下:
1、电机驱动模块2、清洁模块3、管板4、换热管5、处理器6、控制模块7、电机外壳8、微型电机9、回收端刷篮10、距离传感器11、管刷12、伞状展合机构13、回收绳14、温度传感器15、捕捉端刷篮16、主轴17、电动升降开关18、弹簧
具体实施方式
如图1~图3所示:一种双驱动管刷清洁系统,所述双驱动管刷清洁系统由多个单套管刷清洁装置组成,在每根换热管4内分别安装一套管刷清洁装置;所述单套管刷清洁装置由电机驱动模块1、清洁模块2、伞状驱动模块与控制模块6组成;单套管刷清洁装置安装于换热管两端的效果图如图1所示;所述电机驱动模块1由电机外壳7、微型电机8与回收绳13组成,微型电机8置于电机外壳7中,并通过回收绳13与伞状展合机构12连接,电机外壳7保护微型电机8不受水流的影响;所述清洁模块2由回收端刷篮9、捕捉端刷篮15与管刷11组成,回收端刷篮9与捕捉端刷篮15分别安装在换热管的进水端管板外侧与出水端管板外侧,用于接收与固定管刷11,管刷11套装在伞状展合机构12的主轴16上,管刷11为活动式尼龙刷,外侧的刷毛由与刷篮骨架平行的软刷毛和与刷篮骨架间隙平行的硬刷毛交替构成;所述伞状驱动模块由伞状展合机构12组成;所述控制模块6由距离传感器10、温度传感器14等传感器组件以及位于暖通系统控制柜的处理器5组成,距离传感器组件10安装于管刷11与回收端刷篮9上,将伞状展合机构12与管刷11的位置信息反馈给处理器5,温度传感器组件14安装于管刷11上,采集换热管4内的相关信息发送给处理器5,为清洁系统运行方案的自我优化提供数据支持;处理器5接收距离传感器10所反馈的信号,根据伞状展合机构12所在的不同位置来控制伞状展合机构12的伞面张开与闭合以及微型电机8的运行与停止,以此控制管刷清洁装置完成正常的工作流程。
管刷清洁装置处于进水端待命状态时如图4所示,位于管刷11上的距离传感器10与温度传感器14开始工作,温度传感器14实时记录换热管内的水温,距离传感器10则时刻记录管刷11在换热管内的位置信息,两种传感器将数据发送给控制柜内的处理器5进行处理。此时,位于控制柜内的处理器5接收发送信号,控制伞状展合机构12的伞面闭合,微型电机8牵引住回收绳13;伞状展合机构12的主轴16尾部通过回收绳13与微型电机8相连接,将管刷11固定在回收端刷篮9内。
如图5和图6所示,当管刷清洁装置开始工作时,处理器5发出信号给微型电机8和伞状展合机构12上的电动升降开关17,电动升降开关17降下,微型电机8启动并收回回收绳,在牵引力的作用下伞状展合机构12的主轴16往左运动,管刷11相对往右运动并将伞状展合机构12的伞架顶开,在压缩弹簧18的同时将伞面完全撑开,然后电动升降开关17升起,固定住展开的伞面,最终伞面展开效果如图6所示,并且伞状展合机构12伞面展开后,伞面外圆半径为换热管4内壁半径的80%-90%;在伞状展合机构12的伞面完全展开并被电动升降开关17固定后,微型电机8放开对回收绳13的控制,水流将推动伞面向前运动从而带动管刷11进入换热管4,刷毛则会与换热管4内壁接触,清洗结垢。
如图7~图9所示,当管刷11离开回收端刷篮9进入换热管4后,温度传感器14实时记录换热管内的水温,距离传感器10则时刻跟踪管刷11在换热管内的位置,两种传感器将数据发送给控制柜内的处理器5进行处理。如图7和图8所示,当伞状展合机构12带动管刷11运动到换热管4出水端时,处理器5发出信号,电动升降开关17降下,被压缩的弹簧18释放弹性势能,收拢伞面,伞面完全收拢后,电动升降开关17上升,固定住伞面。如图9所示,当伞状展合机构12带动管刷11在惯性力作用下进入捕捉端刷篮15后,微型电机8启动,收回回收绳13,拉动装置向左运动,并且在此期间,伞状展合机构12的伞面一直处于闭合状态,直至管刷11回到如图4所示位置,系统再次进入待命状态,至此整个管刷清洁装置完成一次循环清洗任务。
同样的,当发生管刷11卡在换热管4内部的情况或其他故障时,控制模块6中的处理器5接收到距离传感器10与温度传感器14发来的信号,处理器5控制微型电机8启动,伞状展合机构12的伞面合拢,主动完成管刷11的回收工作。
上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明,该实施例并非用以限制本发明的专利范围,凡未脱离本发明所为的等效实施或变更,均应包含于本案的专利范围中。
Claims (8)
1.一种双驱动管刷清洁系统,由多个单套管刷清洁装置组成,其特征在于:所述单套管刷清洁装置由电机驱动模块、清洁模块、伞状驱动模块与控制模块组成;
所述电机驱动模块由微型电机、电机外壳与回收绳组成,所述微型电机安装在换热管进水端管板外侧,并通过回收绳与伞状展合机构连接;所述微型电机通过收放回收绳使伞状展合机构能带动管刷在换热管内做循环往复运动,完成清洁工作;所述电机外壳安装在微型电机外,保护微型电机不受水流的影响;
所述清洁模块由回收端刷篮、捕捉端刷篮与管刷组成,所述回收端刷篮与所述捕捉端刷篮分别安装在换热管的进水端管板外侧与出水端管板外侧,用于接收并固定管刷;所述管刷套装在伞状展合机构的主轴上,外侧为软硬交错的刷毛;所述管刷依靠电机驱动模块与伞状驱动模块提供的动力在换热管内做循环往复运动,清洗换热管内壁;
所述伞状驱动模块由伞状展合机构组成;所述伞状展合机构上设计有电动升降开关与弹簧,所述电动升降开关根据控制模块发送的信号来控制电动升降开关的上升与下降,并配合弹簧来控制伞状展合机构伞面的张开与闭合;
所述控制模块由距离传感器、温度传感器等传感器组件以及位于暖通系统控制柜的处理器组成,所述距离传感器组件安装于管刷与回收端刷篮上,将伞状展合机构与管刷的位置信息反馈给处理器;所述温度传感器组件安装于管刷上,采集换热器内的相关信息发送给处理器,为清洁系统运行方案的自我优化提供数据支持;所述处理器接收距离传感器所反馈的信号,根据伞状展合机构所在的不同位置来控制伞状展合机构伞面的张开与闭合以及微型电机的运行与停止,以此控制管刷清洁装置完成正常的工作流程。
2.根据权利要求1所述的一种双驱动管刷清洁系统,其特征在于:所述伞状展合机构的伞面展开后的伞面外圆半径为换热管内壁半径的80%-90%。
3.根据权利要求1所述的一种双驱动管刷清洁系统,其特征在于:所述管刷为活动式尼龙刷,外侧的刷毛由与刷篮骨架平行的软刷毛和与刷篮骨架间隙平行的硬刷毛交替构成。
4.根据权利要求1所述的一种双驱动管刷清洁系统,其特征在于:所述伞状展合机构在管刷需要从换热管进水端往出水端方向运动时,伞状展合机构的伞面张开,伞状展合机构在水流的推动下带动管刷从换热管进水端往出水端方向运动,清洗换热管内壁。
5.根据权利要求1所述的一种双驱动管刷清洁系统,其特征在于:所述伞状展合机构在将要进入捕捉端刷篮前,伞状展合机构的伞面由张开转为闭合,便于伞状展合机构与管刷进入捕捉端刷篮。
6.根据权利要求1所述的一种双驱动管刷清洁系统,其特征在于:所述伞状展合机构在管刷从换热管出水端往进水端方向运动过程中,伞状展合机构的伞面始终保持闭合状态。
7.根据权利要求1或6所述的一种双驱动管刷清洁系统,其特征在于:所述微型电机在管刷需要从换热管出水端往进水端方向运动时,微型电机持续运行,通过收回回收绳牵引伞状驱动模块及管刷回到回收端刷篮。
8.根据权利要求1或6所述的一种双驱动管刷清洁系统,其特征在于:所述电机驱动模块在管刷卡在换热管内部时,电机驱动模块收到控制模块发出的信号启动微型电机,主动完成管刷回收工作。
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