CN113587715B - 一种基于电驱动的智能化管刷清洁系统的工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于电驱动的智能化管刷清洁系统的工作方法，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、清洁模块与控制模块；当清洁系统处于待命状态时，电机驱动模块提供牵引力将管刷固定在刷篮内；在清洗作业过程中，控制模块操控电机驱动管刷在换热管内做往复运动；同时，通过清洁装置内的传感器采集管内数据对清洁系统的工作状况进行实时监控，依据换热器内温度与压力等数据的变化，可通过控制模块时刻调整清洁系统的工作状态。本发明通过使用完全主动驱动的方式，不仅避免了传统管刷清洁系统存在的管刷卡在换热管内部的风险，还能在水室低压力工况下完成清洗工作且不影响整个暖通系统正常运行。

Description

一种基于电驱动的智能化管刷清洁系统的工作方法

技术领域

本发明涉及换热管管内清洗领域，具体涉及一种基于电驱动的智能化管刷清洁系统的工作方法。

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甚至不足以推动管刷完成正常的清洁工作，而且一旦发生管刷卡在换热管内的情况，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预设定的定时清洗，管刷系统的工作情况不能反馈给外界人员，外界人员也无法针对换热器的工作情况对管刷系统的工作方案进行合理的调整，管刷系统的不可控性太高，不能配合换热器的工作状况合理的调整清洁系统的工作方案。

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新型智能化管刷清洁系统的工作方法。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种基于电驱动的智能化管刷清洁系统的工作方法，所述基于电驱动的智能化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、清洁模块与控制模块组成；所述电机驱动模块由进水端电机组件与出水端电机组件组成，所述进水端电机组件与所述出水端电机组件均由微型电机、电机外壳与连接绳组成，分别安装在换热管的进水端管板外侧与出水端管板外侧；所述微型电机安装在刷篮外侧，并通过连接绳与管刷连接；所述微型电机通过收放连接绳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；

所述清洁模块由进水端刷篮、出水端刷篮与管刷组成，所述进水端刷篮与所述出水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；所述管刷通过连接绳与微型电机相连，外侧为软硬交错的刷毛；所述管刷依靠电机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；

所述控制模块由距离传感器、温度传感器以及位于暖通系统控制柜的处理器组成，所述距离传感器安装于管刷与进水端刷篮上，将管刷的位置信息反馈给处理器；所述温度传感器安装于管刷上，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，根据管刷所在的不同位置来控制进水端电机组件与出水端电机组件的运行与停止，以此控制管刷清洁装置完成正常的工作流程。

工作步骤如下：步骤一、在清洁系统处于待命状态时，控制模块的处理器发出信号给电机驱动模块，控制出水端电机进入待机状态，进水端电机启动并牵引住连接绳，将管刷固定在回收端刷篮内；步骤二、在清洁过程中，当管刷需要从换热管进水端往出水端方向顺水流运动时，进水端电机组件进入待机状态，并放开对管刷的控制，出水端电机组件启动，并通过回收连接绳拉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；步骤三、在清洁过程中，管刷在将要进入出水端刷篮或进水端刷篮前，电机驱动模块减小对管刷的牵引力，使管刷缓慢平稳的进入刷篮；步骤四、在清洁过程中，当管刷需要从换热管出水端往进水端方向逆水流运动时，出水端电机组件进入待机状态，并放开对管刷的控制，进水端电机组件启动，通过回收连接绳拉动管刷从换热管出水端往进水端方向运动，再次清洗换热管内壁后回到进水端刷篮，至此完成一次循环清洗任务。

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，当所述管刷顺水流运动，运动速度较快时，控制模块发出信号给电机驱动模块，控制微型电机减少提供的牵引力从而降低管刷运动速度，当管刷逆水流运动时，控制模块相应的发出信号控制电机驱动模块增加牵引力，增大管刷运动速度，避免管刷卡在换热管内；通过控制模块与电机驱动模块的配合工作，可使管刷的运动速度无论是在顺水流运动或是逆水流运动的情况下均可控制在预设范围内。

本发明的有益效果是：

1.针对背景技术提出的第1点，本发明采用在进水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。通过安装在换热管两端外的电机组件配合工作，由电机驱动模块提供牵引力，牵引管刷在换热管内来回移动。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做往复运动，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控制微型电机提供的牵引力大小的方式来解决该问题。电机驱动模块与管刷通过连接绳连接，即使在水室侧压力较小的换热器内，当管刷需要在换热管内做往复运动时，电机驱动模块中的微型电机启动，主动提供牵引力，完成正常的工作流程，既不会发生管刷卡在换热管内的情况又大大提高了清洁系统的实用性。

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。当管刷离开进水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，从而计算出管刷在换热管内的运动速度，当管刷顺水流运动，运动速度较快，控制模块的处理器发送信号给电机驱动模块，减少微型电机提供的牵引力从而降低管刷运动速度，当管刷逆水流运动时，控制模块相应的发出信号控制电机驱动模块增加牵引力，增大管刷运动速度，避免管刷卡在换热管内，通过控制模块与电机驱动模块的配合工作，可使管刷的运动速度无论是在顺水流运动或是逆水流运动的情况下均可控制在某一理想的速度区间内；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是本发明管刷进入出水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、进水端刷篮10、管刷11、温度传感器12、连接绳13、距离传感器14、出水端刷篮15、进水端电机组件16、出水端电机组件

具体实施方式

如图1～图3所示：一种基于电驱动的智能化管刷清洁系统的工作方法，所述基于电驱动的智能化管刷清洁系统的工作方法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与控制模块6组成；单套管刷清洁装置安装于换热管4两端的效果图如图1所示；所述电机驱动模块1由进水端电机组件15与出水端电机组件16组成，所述进水端电机组件15与所述出水端电机组件16均由电机外壳7、微型电机8与连接绳12组成，微型电机8置于电机外壳7中，并通过连接绳12与管刷10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由进水端刷篮9、出水端刷篮14与管刷10组成，进水端刷篮9与出水端刷篮14分别安装在换热管4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10，管刷10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；所述控制模块6由距离传感器13、温度传感器11以及位于暖通系统控制柜的处理器5组成，所述距离传感器13安装于管刷10与进水端刷篮9上，将管刷10的位置信息反馈给处理器5，温度传感器11安装于管刷10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13所反馈的信号，根据管刷10所在的不同位置来控制进水端电机组件15与出水端电机组件16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，出水端电机组件16处于关机状态，进水端电机组件15处于启动状态，提供一个较小的牵引力，将管刷10固定在进水端刷篮9内。当管刷清洁装置进入工作状态时，进水端电机组件15进入待机状态，放开对管刷10的控制，出水端电机组件16启动，通过回收连接绳12牵引管刷10从换热管4的进水端向出水端运动。与此同时位于管刷10上的距离传感器13与温度传感器11开始工作，温度传感器11实时记录换热管内的水温，距离传感器13则时刻记录管刷10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，处理器5依据距离传感器13提供的数据计算出管刷10在换热管4内的运动速度并发送信号给进水端电机组件15与出水端电机16实时调整其提供的牵引力大小以控制管刷10的运动速度在预设的工作范围内。

如图5所示，当管刷10到达换热管4末端位置进入出水端刷篮后，处理器5发出信号，出水端电机组件16进入待机状态，放开对管刷10的控制，进水端电机组件15启动，收回连接绳12，拉动管刷10向换热管4的进水端运动，并且在此期间，处理器5依据管刷10在换热管内的运动速度快慢实时调整进水端电机组件15提供牵引力的大小控制管刷10以一个平稳的速度在换热管4内运动，直至管刷10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。

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 (3)

1.一种基于电驱动的智能化管刷清洁系统的工作方法，所述基于电驱动的智能化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、清洁模块与控制模块组成；

所述电机驱动模块由进水端电机组件与出水端电机组件组成，所述进水端电机组件与所述出水端电机组件均由微型电机、电机外壳与连接绳组成，分别安装在换热管的进水端管板外侧与出水端管板外侧；所述微型电机安装在刷篮外侧，并通过连接绳与管刷连接；所述微型电机通过收放连接绳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；

所述清洁模块由进水端刷篮、出水端刷篮与管刷组成，所述进水端刷篮与所述出水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；所述管刷通过连接绳与微型电机相连，外侧为软硬交错的刷毛；所述管刷依靠电机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；

所述控制模块由距离传感器、温度传感器以及位于暖通系统控制柜的处理器组成，所述距离传感器安装于管刷与进水端刷篮上，将管刷的位置信息反馈给处理器；所述温度传感器安装于管刷上，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，根据管刷所在的不同位置来控制进水端电机组件与出水端电机组件的运行与停止，以此控制管刷清洁装置完成正常的工作流程；

其特征在于，工作步骤如下：

步骤一、在清洁系统处于待命状态时，控制模块的处理器发出信号给电机驱动模块，控制出水端电机进入待机状态，进水端电机启动并牵引住连接绳，将管刷固定在回收端刷篮内；

步骤二、在清洁过程中，当管刷需要从换热管进水端往出水端方向顺水流运动时，进水端电机组件进入待机状态，并放开对管刷的控制，出水端电机组件启动，并通过回收连接绳拉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；

步骤三、在清洁过程中，管刷在将要进入出水端刷篮或进水端刷篮前，电机驱动模块减小对管刷的牵引力，使管刷能缓慢平稳的进入刷篮；

步骤四、在清洁过程中，当管刷需要从换热管出水端往进水端方向逆水流运动时，出水端电机组件进入待机状态，并放开对管刷的控制，进水端电机组件启动，通过回收连接绳拉动管刷从换热管出水端往进水端方向运动，再次清洗换热管内壁后回到进水端刷篮。

2.根据权利要求1所述的一种基于电驱动的智能化管刷清洁系统的工作方法，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。

3.根据权利要求1所述的一种基于电驱动的智能化管刷清洁系统的工作方法，其特征在于：当管刷顺水流运动，运动速度较快时，控制模块发出信号给电机驱动模块，控制微型电机减少提供的牵引力从而降低管刷运动速度，当管刷逆水流运动时，控制模块相应的发出信号控制电机驱动模块增加牵引力，增大管刷运动速度，避免管刷卡在换热管内；通过控制模块与电机驱动模块的配合工作，可使管刷的运动速度无论是在顺水流运动或是逆水流运动的情况下均可控制在设定范围内。

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