CN201181184Y - 车载可卸式多功能准在线清洗装置 - Google Patents

Abstract

一种车载可卸式多功能准在线清洗装置，由可拆卸的设备箱和控制箱组成，设备箱中安装有离心泵、空压机、柴油发电机组、化学泵，控制箱中装有采水系统、循环换向系统、水气混回线、清洗出口排污线和电控系统、两箱之间相关管线通过弹性法兰连接；气水混合为清洗水提供了脉冲动力，循环换向系统可以改变清洗方向，形成独立的循环体系进行换向反复清洗，实现了采暖系统不停暖的清洗垢作业，不断管，清洗速度快，清洗效果好，无堵塞，纯物理清洗，不污染环境；化学清洗剂供给系统，扩大了准在线清洗装置的使用范围；有效服务半径为300km。在非清洗季节，一天内就可拆除设备，恢复该车的载重运输性能。

Description

车载可卸式多功能准在线清洗装置

技术领域

本实用新型涉及一种管道及储液罐系统的清洗装置，特别是涉及一种应用物理方法及化学方法的车载可卸式多功能准在线清洗装置。

背景技术

我国有50％的地域冬季室内需要供热，有6亿以上的人口要依靠热水采暖系统供热度过寒冷的冬天。目前，我国冬季室内供热99.8％以上是热水采暖供热。

热水采暖系统一般设计寿命是25-30年，但采暖系统运行6-8年以后供热效率逐年下降，通常在运行10-15年散热器就达不到供热要求而出现了室内低温，出现这一问题的实质原因是采暖系统结垢造成的，热水采暖系统结垢的主要危害：首先是降低了热散器的热传导效率、热水采暖系统是以传导热为主的供热设备，一旦在散热器的内表面和热水介质之间结垢1mm，热传导能力就下降8-10倍，由于散热器不能有效地将热量传导至散热器表面而导致室内出现低温；其次是结垢后降低了管线的输送效率，因垢的大量存在缩小了管线的有效通径，增加了介质输送阻力，减少了热媒的供给量，使之达不到设计流量而出现供热低温；其次，是大量地浪费了热介质、电力和燃料，据测算，热水采暖系统终端，(居室或办公场所)热媒介输送管线和散热器平均结垢1mm，在达到标准供热温度值(18℃)时，要提高供热成本3％；冬季室内低温更影响人们的生活、工作和学习，经过实践验证冬季室内温度12℃人们会感到非常寒冷，室内温度低于10℃人们无法进行正常活动。

热水采暖系统即使使用了符合国家标准的水处理设备，采暖系统运行8-10年后结垢至少1mm以上。任何流体输送管线都要结垢，包括空气也不例外，特别是热水采暖系统是以热水为输送介质，就更加快了其运行中的结垢速度。热水采暖系统结垢是由于水中一定数量的钙镁盐类，如碳酸氢盐、硫酸盐、碳酸盐、硅酸盐、磷酸盐、氯化物和泥沙有机物等，这些盐类在受热过程中发生物理和化学变化而形成了水垢，同时，水中还溶有一定数量的硫酸钙、硅酸钙等其他无机盐类，随着水的蒸发，它们在水中密度加大，其浓度超过溶解度之后也会发生沉淀，并沉积在传热表面上。由于结垢的不可避免，就促使我们要找到一种成本低、效果好、环保、节能的热水采暖系统除垢的新方法。

热水采暖系统运行结垢是历史问题，经过若干年的努力，已经有了一些行之有效的除垢方法：一是夏季应用化学方法进行清洗，用硫酸、盐酸、氢氟酸、磷酸等化学清洗剂注入采暖系统内，与结垢物发生化学反应，使其脱落并溶解在清洗剂里，然后，用适当压力的水将清洗剂和被溶解的结垢物冲出采暖系统外。虽然在化学清洗剂中加入相应的缓蚀剂和钝化剂，但因采暖系统内的表面结垢非均匀性，化学清洗剂对管壁的腐蚀是不可避免的，更由于在浸泡中，酸、碱自然沉淀腐蚀管线下部，造成采暖管线下部强腐蚀，管壁变薄，降低了管线使用寿命。同时，残液的排放也造成了地面的环境污染。二是在夏季拆除低温楼的旧管线和散热器换新；拆旧换新成本太高，一栋5000m²的民用住宅采暖系统拆旧换新费用大约为25万元(不包括拆除和恢复室内管线、散热器处装璜费用)，同时还存在着工期长，影响居民生活等问题。三是夏季非供热期内应用水气脉冲设备进行清洗。水气脉冲清洗设备也属无腐蚀、无污染的物理方法，但是夏季清洗热水采暖系统效果不直观，质量难控制，也由于夏季热水采暖系统不运行，系统内结垢物与空气氧化后垢质偏硬，影响清洗效果，还要浪费大量的水资源，提高清洗成本。以上三种方法是能够解决采暖系统的低温问题但也都存在着一定缺陷，那为什么不在冬季供热期内应用物理方法进行在线清洗呢？是因为影响采暖系统运行，被清洗建筑物严重低温，控制阀门启、闭不灵无法清洗，采暖系统失水量太大等多项技术难题克服不了！

在城市管理实践中，冬季供热管理具有较高的管理风险级别。例如1998年黑龙江省大庆市供热一级网在严冬季节断裂，致使10万人的居民区一周内无法供热，政府投入巨资抢修，恢复供热时仅散热器低温爆裂一项就损失近百万元。因此，在所有需要冬季供热的城市中，推广和使用采暖系统准在线清洗设备，防范冬季供热风险、降低供热成本具有非常重要的实际意义。

我们在专利号为ZL200520011796.7的专利《车载采暖清洗设备装置》公开了一种车载采暖清洗设备装置。经几年的使用，该车载采暖清洗设备装置存在以下问题：

1、在非采暖季节的半年之中，车载采暖清洗设备装置用车闲置，造成很大的浪费；

2、车载采暖清洗设备装置中循环换向系统置于车外，需单独安置和连接；

3、除了采暖系统，车载采暖清洗设备装置不能用于其它管道及储液罐构成系统的清洗，比如大庆有很多储油罐，也需要定期清洗。

实用新型内容

为弥补上述不足，本实用新型提供一种车载可卸式多功能准在线清洗装置。

本实用新型车载可卸式多功能准在线清洗装置是在水气脉冲的技术原理上创新发展的，以水为清洗介质，以高流速压缩空气为动力，在被清洗物内产生一定强度的振荡、脉冲、射流等可控物理能(波)，特别是加强了对污垢的空化和空气侵蚀作用，使污垢物疲劳、松动、破裂、粉碎并随水流排出被清洗的采暖系统。其核心技术是物理能(波)的合成、振荡、射流的频率、强度和压缩气体、水的流量、流速、压力、压差对结垢物作用时间的调整和紊流状态的控制。

理论上，本设备属于水射流设备，在工作状态中所体现的是附壁紊动射流形态，即高速运动的流体贴附在固体壁面流动时，总有一个侧面为固定边界，由于高速运动中的流体与壁面的干涉和受壁面的影响，流股不像其他水射流那样对称流动，其原因是周围流体被射流卷入，使射流两侧产生压力差所致而产生的附壁效应，在清洗中，水和壁面产生低压涡旋流区域，在清洗的全过程中，因水中含有大量高速运动中的气体分子，整个流动呈气、液两相流动状态；清洗介质在采暖系统中的流动与流速、管径和流体的粘性等物理性质有关；在实际计算中，以Re2000为层流和紊流的临界点Re＜2000为层流，Re＞2000为紊流，Re在1000时在这两个临界值之间流动处于过度状态，也就是两种流动的混合状态，由于这种状态不稳定，在清洗作业中，应避免出现临界状态，因为临界状态对污垢的作用不大。

本实用新型车载可卸式多功能准在线清洗装置，包括控制箱、设备箱，其中：所述控制箱、设备箱用若干螺栓固定在汽车车厢上，所述设备箱内设置有：离心泵、空压机、储气罐及连接管道，所述控制箱内设置有采水系统、循环换向系统、水气混回线和清洗出口排污线，所述控制箱和设备箱中的相关管线通过弹性法兰连接。

本实用新型车载可卸式多功能准在线清洗装置，其中：所述采水系统由依次连接的采水口、进水压力表、采水阀和水箱组成，所述水箱上装有水箱排气阀和水箱排污阀。

本实用新型车载可卸式多功能准在线清洗装置，其中：所述循环换向统由采暖系统回水口、采暖系统给水口和换向阀组组成，所述换向阀组由四个阀门构成，其中第一阀门和第三阀门的进水口并联后连接所述水汽混回线，第二阀门和第四阀门的出水口并联后连接所述清洗出口排污线，第三阀门出水口和第四阀门的进水口并联后连接所述采暖系统回水口，第一阀门的出水口和第二阀门的进水口并联后连接采暖系统给水口，所述离心泵的进水口经管线和进水弹性法兰连接所述水箱，所述离心泵的出水口经单向阀和出水弹性法兰连接离心泵出口管线，所述离心泵出口管线经阀门连接所述水汽混回线；所述水汽混回线还经单向阀和阀门连接所述采水系统，所述水汽混回线上装有混合压力表，所述清洗出口排污线上装有排污口压力表。

本实用新型车载可卸式多功能准在线清洗装置，其中：所述空压机连接储气罐，所述储气罐的出气口经单向阀和出气弹性法兰连接所述控制箱中的气源出口管线，所述气源出口管线经一控制阀连接所述水汽混合管线，经另一控制阀连接备用气源口，所述气源出口管线上装有气压表。

本实用新型车载可卸式多功能准在线清洗装置，其中：所述设备箱中设有化学泵，所述化学泵的进水口经管线和化学进水弹性法兰连接所述水箱，出水口经出水线、化学出水弹性法兰和控制阀连接装在所述控制箱上的化学清洗出口。

本实用新型车载可卸式多功能准在线清洗装置，其中：所述水汽混合管线上串一给水视钟，所述清洗出口排污线串一回水视钟。

本实用新型车载可卸式多功能准在线清洗装置，其中：所述设备箱中设有柴油发电机组、稳压电源、照明和外接线盘，所述控制箱中设有控制系统、外电控制、内电控制，所述设备箱和控制箱的相关电路通过快速电气连接器连接。

本实用新型车载可卸式多功能准在线清洗装置，实现了热水采暖系统不停顿的情况下完成采暖系统的清洗垢作业，中改善低温供热，使室内温度保持在18℃以上；不断管，不破坏被清洗采暖系统的管网结构、在采暖系统的给、回水管线上的适当位置焊接物理波(能)的输入口和排污口即可进行清洗，连接方便；清洗速度快，可以在8小时内清洗一个独立的供热系统或5000m²左右的低温楼；清洗效果好、除垢率和清通率＞95％以上，优于已有的化学清洗标准除垢率5％以上；不堵塞被清洗的采暖系统。准线清洗中使采暖系统的结垢物有序、破裂、粉碎成1mm以下小颗粒排出系统外，不会堵塞被清洗的采暖系统；不使用任何化学的酸、碱药剂、对采暖系统没有任何腐蚀、也不污染环境；应用的配套带压开口技术和设备，能保证采暖系统不漏水、更不会使系统内的热媒大量流失；应用配套的带压堵堵设备，可以在控制阀门失灵无法关闭的状态下堵闭被清洗的采暖系统，隔断被清洗的采暖系统和正常工作采暖系统的联系，使被清洗的采暖系统形成独立的循环体系。保证在线清洗任务的完成；车载可拆装式准在线清洗设备，能使用城市的中水进行准在线清洗，也可以使用运行中采暖系统中的热水，通过节水设备进行准在线清洗，在清洗操作中不需要提供其他条件(如电源、气源等)，可跨地域清洗操作，当天可以进行清洗技术服务的有效半径为300km。在非清洗季节，一天内就可拆除车内的准在线清洗设备，恢复该车的载重运输性能。

附图说明

图1是本实用新型车载可卸式多功能准在线清洗装置的示意图；

图2是本实用新型车载可卸式多功能准在线清洗装置的系统图。

具体实施方式

为进一步阐述本实用新型车载可卸式多功能准在线清洗装置，下面结合实施例作更详尽的说明。

本实用新型车载可卸式多功能准在线清洗装置包括车载可卸式清洗装置，具体可见图1、图2。包括控制箱42、设备箱43，控制箱42、设备箱43各用四个螺栓41固定在汽车车厢40上，可以快速拆装。

设备箱43内设置有：离心泵27、空压机24、储气罐25及连接管道，控制箱42内设置有采水系统、循环换向系统、水气混回线11和清洗出口排污线9，控制箱42和设备箱43中的相关管线通过弹性法兰8连接，便于快速拆装。

采水系统由采水口1、进水压力表20、水箱5及采水阀组成，水箱5上另装有水箱排气阀15和水箱排污阀16。

循环换向统由采暖系统回水口2、采暖系统给水口3、换向阀组13组成，换向阀组13由四个阀门构成，第一阀门131和第三阀门133的进水口并联后连接所述水汽混回线11，第二阀门132和第四阀门134的出水口并联后连接所述清洗出口排污线9，第三阀门133出水口和第四阀门134的进水口并联后连接所述采暖系统回水口2，第一阀门131的出水口和第二阀门132的进水口并联后连接采暖系统给水口3。改变四个阀门的启闭，就可以改变至两个状态，一种状态是：采暖系统回水口2连接水汽混回线11，采暖系统给水口3连通清洗出口排污线9；另一种状态是：采暖系统回水口2连接清洗出口排污线9，采暖系统给水口3连通水汽混回线11。由于采暖系统回水口2和采暖系统给水口3在工作时连接采暖系统，所以换向阀组13就可以改变采暖系统中水流的方向，便于在清洗过程中来回清洗，提高清洗效果。

离心泵27的进水口经管线和进水弹性法兰8D连接水箱5，离心泵27的出水口经单向阀和出水弹性法兰8C连接离心泵出口管线6，离心泵出口管线6经阀门连接水汽混回线11；水汽混回线11还经单向阀和阀门连接采水系统，形成水循环系统。水汽混回线11上装有混合压力表21和给水视钟17，检测压力和水质。

清洗出口排污线17上装有排污口压力表23和回水视钟14，分别用于监视排污压力和排出水质。

空压机24连接储气罐25，储气罐25的出气口经单向阀和出气弹性法兰8B连接控制箱中的气源出口管线7，气源出口管线7经一控制阀连接水汽混合管线11，这是物理清洗所需气脉冲的生成管线，用来生成具有气动能量的水气混合体。气源出口管线7上装有气压表22，监视气压。气源出口管线7经另一控制阀连接备用气源口，供施工现场其它用气备用。

设备箱43中设有化学泵37，化学泵37的进水口经管线和化学进水弹性法兰8E连接水箱5，出水口经出水线10、化学出水弹性法兰8A和控制阀连接装在控制箱42上的化学清洗出口。这是附加的化学清洗系统，供特殊情况下做化学清洗用。作化学清洗时，在水箱5中添加化学清洗剂，化学清洗出口连接要清洗的管线和储罐，启动化学泵37把含有化学清洗剂的水灌入管线和储罐，浸泡一定时间后即可达到清洗效果。

设备箱43中设有柴油发电机组26、稳压电源30、照明35和外接线盘36，控制箱42中设有控制系统31、外电控制32、内电控制33，设备箱43和控制箱42的相关电路通过快速电气连接器连接。

保证被清洗采暖系统的供热，在线清洗中要不间断的对采暖系统进行供热，使被清洗的采暖系统的室温保持在18℃以上，为此要定期、定量的供给由被清洗的采暖系统的热介质并使其有效循环进行热传递。

清洗的时间控制，准在线清洗时应尽可能的缩短清洗时间，要在掌握被清洗建筑物的建设时间、供热压力、供热系统设计形式、供热运行状况、低温的具体原因、管件、阀门的完好程度、散热器的发热参数是否合理等诸多指标的前提下确定准在线清洗实施方案，一般情况下一个独立的采暖系统和5000m²以内的采暖系统清洗时间应控制在8小时以内为宜。

除垢效率的控制，除垢强度决定清洗效率，但同时又与准在线清洗安全有反比关系，确定合理的除垢强度是保证准在线清洗安全的主要指标。除垢率控制下h＝17-35％之间是安全、可靠的。

反向清洗临界压力值的控制，使其保证在被清洗采暖系统的安全承压值之内，反向清洗的临界最高压力值应≤0.28Mpa。

严格执行在线清洗的工艺、技术标准，在线清洗工作中应该严格的执行本公司编制的准在线清洗工艺、技术标准。特别是准在清洗任务完成后与供热系统恢复循环时必须按规定的程序操作，否则将人为的导致室内低温。

冬季清洗天气寒冷给清洗作业带来了操作上的困难，因此要进行充分的清洗前施工准备，如清洗现场设备的停放位置、排污点的选择、清洗设备与被清洗建筑物管路连接的路线等。清洗中尽可能的降低试清洗时间、减少手动和半自动清洗程序、强化自动控制程序在清洗中的作用。清洗任务完成后要立即恢复被清洗采暖系统与主供热系统的连接，恢复被清洗采暖系统供、回水管线的保温和防护。

Claims (4)

1、一种车载可卸式多功能准在线清洗装置，包括控制箱(42)、设备箱(43)，其特征在于：所述控制箱(42)、设备箱(43)用若干螺栓(41)固定在汽车车厢(40)上，所述设备箱(43)内设置有：离心泵(27)、空压机(24)、储气罐(25)及连接管道，所述控制箱(42)内设置有采水系统、循环换向系统、水气混回线(11)和清洗出口排污线(9)，所述控制箱(42)和设备箱(43)中的相关管线通过弹性法兰(8)连接；

所述采水系统由依次连接的采水口(1)、进水压力表(20)、采水阀和水箱(5)组成，所述水箱(5)上装有水箱排气阀(15)和水箱排污阀(16)；

所述循环换向统由采暖系统回水口(2)、采暖系统给水口(3)、换向阀组(13)组成，所述换向阀组(13)由四个阀门构成，其中第一阀门(131)和第三阀门(133)的进水口并联后连接所述水汽混回线(11)，第二阀门(132)和第四阀门(134)的出水口并联后连接所述清洗出口排污线(9)，第三阀门(133)出水口和第四阀门(134)的进水口并联后连接所述采暖系统回水口(2)，第一阀门(131)的出水口和第二阀门(132)的进水口并联后连接采暖系统给水口(3)；

所述离心泵(27)的进水口经管线和进水弹性法兰(8D)连接所述水箱(5)，所述离心泵(27)的出水口经单向阀和出水弹性法兰(8C)连接离心泵出口管线(6)，所述离心泵出口管线(6)经阀门连接所述水汽混回线(11)；所述水汽混回线(11)还经单向阀和阀门连接所述采水系统，所述水汽混回线(11)上装有混合压力表(21)，所述清洗出口排污线(9)上装有排污口压力表(23)；

所述空压机(24)连接储气罐(25)，所述储气罐(25)的出气口经单向阀和出气弹性法兰(8B)连接所述控制箱中的气源出口管线(7)，所述气源出口管线(7)经一控制阀连接所述水汽混合管线(11)，经另一控制阀连接备用气源口(4)，所述气源出口管线(7)上装有气压表(22)。

2、根据权利要求1所述的车载可卸式多功能准在线清洗装置，其特征在于：所述设备箱(43)中设有化学泵(37)，所述化学泵(37)的进水口经管线和化学进水弹性法兰(8E)连接所述水箱(5)，出水口经出水线(10)、化学出水弹性法兰(8A)和控制阀连接装在所述控制箱(42)上的化学清洗出口。

3、根据权利要求2所述的车载可卸式多功能准在线清洗装置，其特征在于：所述水汽混合管线(11)上串一给水视钟(17)，所述清洗出口排污线(9)串一回水视钟(14)。

4、根据权利要求3所述的车载可卸式多功能准在线清洗装置，其特征在于：所述设备箱(43)中设有柴油发电机组(26)、稳压电源(30)、照明(35)和外接线盘(36)，所述控制箱(42)中设有控制系统(31)、外电控制(32)、内电控制(33)，所述设备箱(43)和控制箱(42)的相关电路通过快速电气连接器连接。

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