CN203908393U - 一种水冷冷水机组管壳式冷凝器胶球自动在线清洗装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种水冷冷水机组管壳式冷凝器胶球自动在线清洗装置，包括控制器和通过管段顺次连通的捕球器和发球机，发球机中的球水分离器内置在立式水泵外筒体内，球水分离器通过设置在中间的内部止回阀将水泵外筒体分为相对独立的上腔体和下腔体，同时水泵外筒体的上、下腔体之间通过球水分离器底部花盘的缺口实现连通，用网罩隔离，上腔体和下腔体分别与进口接管和出口接管连通，上腔体与水泵的旋转腔体之间设有用于阻挡胶球进入水泵的滤网，下腔体上开设有与流道腔连通的出水孔，控制箱内置预设清洗控制程序，接收冷水机组开启信号，通过控制水泵的启停，发送和回收胶球，实现自动在线清洗过程。

Description

一种水冷冷水机组管壳式冷凝器胶球自动在线清洗装置

技术领域

    本实用新型公开一种冷凝器自动在线清洗装置，特别是一种适用于单、双、三流程水冷冷水机组管壳式冷凝器的自动在线清洗，同时也适用于满液式蒸发器，以及冷却水走管程且温度不超过80℃的管壳式换热器的自动在线清洗。 

背景技术

现有的胶球清洗装置有三种：第一种，水力式：发球完全靠在冷却水管上引出两根水管的压差来带走清洗胶球，其水流量较小，发球速度较慢，导致胶球在一次清洗过程中可能重复清洗水流相对较快的换热管，同时水力式的每次收球都需要放掉系统中的水来进行收球，造成化学水处理药剂的流失，浪费水资源；第二种，压缩空气发球式：发球靠高压压缩空气，将高压水和胶球压进冷凝器的进水口，每次发球都有高压的空气进入冷凝器，对冷水机组的运行带来波动，同时加大氧腐蚀。每次收球和水力式一样需要放水收球，造成化学水处理药剂的流失，浪费水资源；第三种，水泵式：靠切换阀门实现胶球的收发，管路复杂、控制阀多、故障率高，胶球会经过胶球泵，影响胶球的使用寿命；第四种，也是水泵式：请参看公开号为CN201129969的中国在先专利，虽然解决了胶球会经过胶球泵，影响胶球的使用寿命的问题，但是其仍然存在管路复杂、控制阀多、故障率高的缺点。 

发明内容

针对上述提到的现有技术中的冷凝器胶球自动在线清洗装置的缺点，本实用新型将球水分离器内置在立式水泵的水泵外筒体内，仅需一个进口接管和一个出口接管即可，结构简单、紧凑，解决了上述问题。 

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：一种水冷冷水机组管壳式冷凝器胶球自动在线清洗装置，包括发球机和捕球器，捕球器通过管段与发球机的进口接管连通，发球机包括球水分离器和立式水泵，球水分离器内置在立式水泵的水泵外筒体内，且其花盘形状的底部外圆面与水泵外筒体中间位置的内表面连接在一起，球水分离器与水泵外筒体之间为流道腔，球水分离器底部位置固定安装有内部止回阀，通过内部止回阀将水泵外筒体分为相对独立的上腔体和下腔体，且上腔体与球水分离器之间为水泵出水流道腔，为双层筒体结构；而下腔体则为单层筒体结构；水泵外筒体的上、下腔体之间通过球水分离器底部花盘的缺口实现连通，下腔体内设有网罩，网罩设置在球水分离器底部花盘的四周，水泵外筒体上设置有进水管和出水管，且进水管内设置有进水止回阀，出水管内设置有出水止回阀，上腔体与水泵的旋转腔体之间设有滤网，球水分离器下端为内部止回阀底座，发球机外侧固定安装有控制箱，控制箱内置可编程控制器，可编程控制器按预设程序控制水泵的启停。 

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括： 

所述的上腔体与水泵之间的滤网呈圆锥形，圆锥形顶部朝向上腔体内部。

所述的发球机还包括有清洗装置底座，水泵外筒体顶部与立式水泵的泵头之间采用间隙配合连接，水泵外筒体底部与底座之间采用间隙配合连接，泵头、水泵外筒体和底座之间通过外部的拉杆固定安装在一起。 

所述的下腔体靠近清洗装置底座的一端安装有视镜。 

所述的捕球器为T形捕球器，捕球器包括外筒和设置在外筒内的锥形滤网，外筒呈圆筒状，外筒一端为进水口，另一端为出球口，外筒侧壁上开设有出水口，锥形滤网前端开口处与外筒内部形状相吻合，锥形滤网前端开口朝向进水口，锥形滤网后端与管段连接，锥形滤网上开有直径小于胶球的通孔。 

所述的捕球器为Y形捕球器，捕球器包括外筒和设置在外筒内的锥形滤网，外筒呈圆筒状，外筒一端为进水口，另一端为出水口，外筒侧壁上连接有收球筒，锥形滤网前端开口处与外筒内部形状相吻合，锥形滤网前端开口朝向进水口，锥形滤网位于收球筒内，锥形滤网后端与管段连接，锥形滤网上开有直径小于胶球的通孔。 

所述的锥形滤网两端分别卡在外筒内壁上。 

所述的捕球器为直通形捕球器，包括直筒形外筒和设置在外筒内的锥形滤网，外筒一端为进水口，另一端为出水口，锥形滤网前端开口处与外筒内部形状相吻合，锥形滤网前端开口朝向进水口，锥形滤网后端连接有弯管，弯管出口设置在外筒侧壁上，并与管段连接，锥形滤网上开有直径小于胶球的通孔。 

所述的捕球器的外筒侧壁上开有一个以上第一清污孔，第一清污孔连通捕球器外筒内外两侧，第一清污孔上盖装有第一盖板；捕球器的外筒侧壁上开有一个以上第二清污孔，第二清污孔连通捕球器内的锥形滤网内部及外筒外侧，第二清污孔上盖装有第二盖板。 

所述的控制器内还设置有温度显示、记录模块，温度显示、记录模块上连接有两个温度传感器，一个温度传感器用于设置在冷却水出水管处，另一个温度传感器用于设置在冷凝器主体上。 

本实用新型的有益效果是：本实用新型发球时将胶球发入冷凝器中，胶球依靠水压差擦洗掉换热管内壁的污垢，在冷却水出口端通过捕球器回收胶球至发球机形成一个清洗循环，通过微电脑控制程序设置清洗频率和次数，达到自动在线清洗功能。可以始终保持冷凝器内壁洁净，提高换热效率，使冷水机组始终处于高效区运行，降低能耗，节约能源。本实用新型设计紧凑、简单，运行可靠，外观美观，占用空间小，适用于冷却水单流程、双流程和三流程水冷冷水机组管壳式冷凝器胶球自动在线清洗。本实用新型结构更加简单，整体性能更加牢固，可使本实用新型体积做到更小。 

下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。 

附图说明

图1为本实用新型中发球器立体结构示意图。 

图2为本实用新型中发球器正视结构示意图。 

图3为本实用新型中发球器俯视结构示意图。 

图4为图3的D-D剖面结构示意图。 

图5为本实用新型收球状态内部结构示意图。 

图6为本实用新型发球状态内部结构示意图。 

图7为本实用新型捕球器实施例一立体结构示意图。 

图8为本实用新型捕球器实施例一剖面结构示意图。 

图9为本实用新型捕球器实施例二俯视结构示意图。 

图10为本实用新型捕球器实施例二剖面结构示意图。 

图11为本实用新型捕球器实施例三俯视结构示意图。 

图12为本实用新型捕球器实施例三剖面结构示意图。 

图13为本实用新型使用系统结构示意图。 

    图中，1-水泵外筒体，2-内层壳体，3-泵头，4-叶轮，5-进口接管，6-出口接管，7-进口止回阀，8-出口止回阀，9-锥形滤网，10-收球漏斗，11-内部止回阀，12-观球视镜，13-流道腔，14-清洗装置底座，15-排气孔，16-排水孔，17-维修孔，18-上腔体，19-下腔体，20-拉杆，21-控制器，22-胶球，23-第一盖板，24-第二盖板，25-外筒，26进水口，27-出水口，28-出球口，29-捕球锥形滤网，30-收球筒，31-第一清污孔，32-第二清污孔，33-网罩。 

具体实施方式

    本实施例为本实用新型优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本实用新型保护范围之内。 

请参看附图13，本实用新型主要包括有两个大部分，即捕球器和发球机，捕球器连接在冷凝器出水管道上，用于收集经过冷凝器的胶球，然后经过管段将胶球送入发球机中，再由发球机经过管段将胶球送入冷凝器金属管道中，对冷凝器进行清洗。 

请参看附图1至附图4，本实施例中，发球机主要包括水泵及球水分离器。水泵采用立式水泵，水泵顶部为电机，电机固定安装在泵头3上，泵头3下端与水泵外筒体1安装在一起，水泵叶轮4设置在水泵外筒体1内，电机通过设置在泵头3内的联轴器带动叶轮4转动。本实施例中，球水分离器内置在水泵外筒体1内，相当于将普通立式水泵的水泵外筒体1加长，叶轮4设置在水泵外筒体1内的上部，此部分为水泵的旋转腔体，球水分离器设置在水泵外筒体1下部，球水分离器的外壳（即内层外壳2）和水泵外筒体1之间留有空隙，内层外壳2底部与内部止回阀11的花盘状阀板连接，内部止回阀11的花盘状阀板和水泵外筒体1连接，内部止回阀11的花盘状阀板上设计有缺口（因为内部止回阀11的安装阀板四周均匀设有多个缺口，形状如花盘，因此本实用新型中将其定义为花盘状），用网罩33隔离，可以阻止胶球22回流到上腔体18与球水分离器之间的流道腔13里，网罩33为锥形网，小口径端与内部止回阀11花盘状阀板连接，大口径端与水泵外筒体1连接，内层外壳2和水泵外筒体1之间的空隙及内部止回阀11的花盘状阀板的缺口形成流道腔13。本实施例中，内层壳体2中间位置固定安装有收球漏斗10，本实施例中，收球漏斗10呈圆台形，上表面大于下表面，收球漏斗10上表面形状与内层壳体2内部横截面形状相吻合，收球漏斗10下部开口，开口处固定安装有内部止回阀11，通过内部止回阀11将水泵外筒体1的内部分隔成两个相对独立的空间，即上腔体18和下腔体19，上腔体与球水分离器之间为水泵出水流道腔，为双层筒体结构；而下腔体则为单层筒体结构。上腔体18与水泵的旋转腔体相连通，上腔体18与水泵的旋转腔体之间固定安装有锥形滤网9，锥形滤网9呈圆锥形，顶部朝下，锥形滤网9上开设有直径小于胶球22直径的通孔，通过锥形滤网9将上腔体18和水泵的旋转腔体分隔开，使水可以被水泵抽走，胶球22被锥形滤网9阻挡留在上腔体18内，胶球不会经过水泵，以免损坏而影响胶球使用寿命。在下腔体靠近连接清洗装置底座14的一端安装有视镜12，可清楚地观察胶球运行状态，流道腔13顶部与水泵的旋转腔体相连通，水泵抽出的水可经由流道腔13流入下腔体19内。球水分离器侧壁上连接有进口接管5，进口接管5与上腔体18相连通，且进口接管5与水泵外筒体1和内层壳体2之间密封连接，出口接管6与下腔体19相连通，且出口接管6与水泵外筒体1之间密封连接，进口接管5内安装有进口止回阀7，出口接管6内安装有出口止回阀8。进口接管5上开有监测口17。本实施例中，泵头3与球水分离器连接处的内径大于水泵外筒体1的外径，水泵外筒体1插装在泵头3内，即泵头3与水泵外筒体1之间采用间隙配合连接，水泵外筒体1的外径小于清洗装置底座14内径，球水分离器插装在清洗装置底座14内，即清洗装置底座14与水泵外筒体1之间采用间隙配合连接，为了防止漏水，水泵外筒体1与泵头3之间，以及水泵外筒体1与清洗装置底座14之间垫装有防水垫圈，在外部泵头3和清洗装置底座14之间连接有四根金属拉杆20，通过拉杆20使泵头3、水泵外筒体1和清洗装置底座14相对固定安装在一起，由于泵头3、水泵外筒体1和清洗装置底座14三者采用积木式搭接在一起，使其便于拆开维修。泵头3上设有排气孔15，可排除球水分离器内的空气，清洗装置底座14上开有排水孔16，排水孔16与下腔体19相连通，可在闲置时排出球水分离器的水。 

请参看附图7和附图8，图7和图8中所示为捕球器第一实施例结构图，本实施例中，为T形捕球器结构，捕球器包括一个圆筒状的外筒25，外筒25直径比与之连接的冷却水管直径大2-6＂，外筒25一端为进水口26，另一端为出球口28，外筒25侧壁开设有出水口27，外筒25设有捕球锥形滤网29，捕球锥形滤网29前端开口处与外筒25内部形状相吻合，捕球锥形滤网29前端开口朝向进水口26，捕球锥形滤网29后端为出球口28，与管段连接，捕球锥形滤网29上开有直径小于胶球的通孔，捕球锥形滤网29采用不锈钢或其他耐腐蚀材料制成，可保证捕球器在3m/s的水流下，水压降在0.5m水柱以内，使冷却水从捕球锥形滤网29处流走，使胶球22留在捕球锥形滤网29内。 

请参看附图9和附图10，图9和图10中所示为捕球器第二实施例结构图，本实施例中，为Y形捕球器结构，捕球器包括一个圆筒状的外筒25，外筒25一端为进水口26，另一端为出水口27，外筒25侧壁上连接有收球筒30，捕球锥形滤网29前端开口处与外筒25内部形状相吻合，捕球锥形滤网29前端开口朝向进水口26，捕球锥形滤网29位于收球筒30内，捕球锥形滤网29轴线与外筒25的轴线呈一定夹角，捕球锥形滤网29后端出球口28，与管段连接，捕球锥形滤网29上开有直径小于胶球的通孔，捕球锥形滤网29采用不锈钢或其他耐腐蚀材料制成，可保证捕球器在3m/s的水流下，水压降在0.5m水柱以内，可使冷却水从捕球锥形滤网29处流走，使胶球22留在捕球锥形滤网29内。 

请参看附图11和附图12，图11和图12中所示为捕球器第三实施例结构图，本实施例中，为直通形捕球器结构，捕球器包括一个圆筒状的外筒25，外筒25一端为进水口26，另一端为出水口27，外筒25侧壁上开有出球口28，捕球锥形滤网29前端开口处与外筒25内部形状相吻合，捕球锥形滤网29位于收球筒30内，捕球锥形滤网29前端开口朝向进水口26，捕球锥形滤网29后端设有与捕球锥形滤网29轴线呈90°夹角的弯管，弯管连接至出球口28处，与管段连接，捕球锥形滤网29上开有直径小于胶球的通孔，捕球锥形滤网29采用不锈钢或其他耐腐蚀材料制成，可保证捕球器在3m/s的水流下，水压降在0.5m水柱以内，可使冷却水从捕球锥形滤网29处流走，使胶球22留在捕球锥形滤网29内。本实施例中，捕球器的外筒25上还可开设有连通外筒25内外的第一清污孔31以及连通捕球锥形滤网29内部及外界的第二清污孔32，平常时第一清污孔31和第二清污孔32通过法兰盘上安装的盖板密封，当捕球器内蓄积的污浊物很多时，可打开第一清污孔31清理外筒25内部的污物，也可打开第二清污孔32清理捕球锥形滤网29内部的污物。 

本实用新型外部固定安装有控制器21，控制器21内部设有单片机控制系统，控制器21内置预设清洗控制程序，可接收冷水机组开启信号，通过控制器可控制水泵的启停。本发明还具有端差监视记录功能，端差监视记录功能采用温度显示、记录模块配合传感器实现，采用常用的数据采集、比较、记录、传输构成。温度显示、记录模块采用单片机作为端差监视和记录芯片，其配合两个传感器组成端差监视记录系统的硬件系统，其中端差显示、记录芯片内置于自动控制器21内，冷凝器的冷却水出水管处设有第一温度传感器，第一温度传感器安装在冷却水出水管上。制冷剂冷凝温度可以用温度传感器，温度传感器安装在冷凝器的外壁上直接测量制冷剂的冷凝温度。通过按动按钮，在自动控制器21的LCD显示器上可以显示端差，端差记录程序预设在芯片内，每隔2小时（可调节）自动记录一次端差，通过端差记录的USB接口可以下载历史端差记录，并通过专有软件自动形成历史端差图表。控制器21上设有总电源入口和3个控制阀电源口以及温度传感器导线接口，并设有与上位机通信用的RS-485接口，以及用于从现场导出端差记录的USB接口，各接口分别与端差显示、记录芯片连接。 

本实用新型在使用时，将工作过程分成两个步骤，第一个步骤为发球，请参看附图6，发球时，胶球22预先置于下腔体19内，控制器接收冷水机组开启信号，按预设的清洗频率和周期开启水泵，水泵抽取的水通过流道腔13流入下腔体19内，此时，水流同时冲开进口接管5上的进口止回阀7和出口接管6上的出口止回阀8，靠流入的高压水冲击内部止回阀11，使内部止回阀11关闭，同时，水流冲击胶球由出口接管6流入冷凝器的换热管内，胶球22对冷凝器换热管清洗后，通过捕球器对其进行捕捉，然后通过管段送入上腔体内，即完成一次清洗过程。第一步骤完成后，即进行第二步骤收球，请参看附图5，此时，停止水泵工作，出口止回阀8在高压水的作用下自动关闭，内部止回阀11在重力的作用下自动打开，胶球22的湿态密度大于水的密度，在重力的作用下落入下腔体19内，即完成了一整个工作过程。如此重复即可实现自动再线清洗过程。 

本实用新型发球时将胶球发入冷凝器中，胶球依靠水压差擦洗掉换热管内壁的污垢，在冷却水出口端通过捕球器回收胶球至发球机形成一个清洗循环，通过微电脑控制程序设置清洗频率和次数，达到自动在线清洗功能。可以始终保持冷凝器内壁洁净，提高换热效率，使冷水机组始终处于高效区运行，降低能耗，节约能源。本实用新型设计紧凑、简单，运行可靠，外观美观，占用空间小，适用于冷却水单流程、双流程和三流程水冷冷水机组管壳式冷凝器胶球自动在线清洗。 

Claims (11)

1.一种水冷冷水机组管壳式冷凝器胶球自动在线清洗装置，包括发球机和捕球器，捕球器通过管段与发球机的进口接管连通，其特征是：所述的发球机包括球水分离器和立式水泵，球水分离器内置在立式水泵的水泵外筒体内，球水分离器中的内部止回阀的花盘状阀板底部外圆面与水泵外筒体中间位置的内表面连接在一起，球水分离器与水泵外筒体之间为流道腔，球水分离器底部位置固定安装有内部止回阀，通过内部止回阀将水泵外筒体分为相对独立的上腔体和下腔体，且上腔体与球水分离器之间为水泵出水流道腔，为双层筒体结构；而下腔体则为单层筒体结构；水泵外筒体的上、下腔体之间通过球水分离器底部花盘状阀板的缺口实现连通，下腔体内设有网罩，网罩设置在球水分离器底部花盘状阀板的四周，水泵外筒体上设置有进水管和出水管，且进水管内设置有进水止回阀，出水管内设置有出水止回阀，上腔体与水泵的旋转腔体之间设有滤网，球水分离器下端为内部止回阀底座，发球机外侧固定安装有控制箱，控制箱内置可编程控制器，可编程控制器按预设程序控制水泵的启停。

2.根据权利要求1所述的水冷冷水机组管壳式冷凝器胶球自动在线清洗装置，其特征是：所述的上腔体与水泵之间的滤网呈圆锥形，圆锥形顶部朝向上腔体内部。

3.根据权利要求1所述的水冷冷水机组管壳式冷凝器胶球自动在线清洗装置，其特征是：所述的发球机还包括有清洗装置底座，水泵外筒体顶部与立式水泵的泵头之间采用间隙配合连接，水泵外筒体底部与清洗装置底座之间采用间隙配合连接，泵头、水泵外筒体和底座之间通过外部的拉杆固定安装在一起。

4.根据权利要求3所述的水冷冷水机组管壳式冷凝器胶球自动在线清洗装置，其特征是：所述的下腔体靠近清洗装置底座的一端安装有视镜。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的水冷冷水机组管壳式冷凝器胶球自动在线清洗装置，其特征是：所述的捕球器为T形捕球器，捕球器包括外筒和设置在外筒内的锥形滤网，外筒呈圆筒状，外筒一端为进水口，另一端为出球口，外筒侧壁上开设有出水口，锥形滤网前端开口处与外筒内部形状相吻合，锥形滤网前端开口朝向进水口，锥形滤网后端与管段连接，锥形滤网上开有直径小于胶球的通孔。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的水冷冷水机组管壳式冷凝器胶球自动在线清洗装置，其特征是：所述的捕球器为Y形捕球器，捕球器包括外筒和设置在外筒内的锥形滤网，外筒呈圆筒状，外筒一端为进水口，另一端为出水口，外筒侧壁上连接有收球筒，锥形滤网前端开口处与外筒内部形状相吻合，锥形滤网前端开口朝向进水口，锥形滤网位于收球筒内，锥形滤网后端与管段连接，锥形滤网上开有直径小于胶球的通孔。

7.根据权利要求5所述的水冷冷水机组管壳式冷凝器胶球自动在线清洗装置，其特征是：所述的锥形滤网两端分别卡在外筒内壁上。

8.根据权利要求6所述的水冷冷水机组管壳式冷凝器胶球自动在线清洗装置，其特征是：所述的锥形滤网两端分别卡在外筒内壁上。

9.根据权利要求1或2或3或4所述的水冷冷水机组管壳式冷凝器胶球自动在线清洗装置，其特征是：所述的捕球器为直通形捕球器，捕球器包括直筒形外筒和设置在外筒内的锥形滤网，外筒一端为进水口，另一端为出水口，锥形滤网前端开口处与外筒内部形状相吻合，锥形滤网前端开口朝向进水口，锥形滤网后端连接有弯管，弯管出口设置在外筒侧壁上，并与管段连接，锥形滤网上开有直径小于胶球的通孔。

10.根据权利要求9所述的水冷冷水机组管壳式冷凝器胶球自动在线清洗装置，其特征是：所述的捕球器的外筒侧壁上开有一个以上第一清污孔，第一清污孔连通捕球器外筒内外两侧，第一清污孔上盖装有第一盖板；捕球器的外筒侧壁上开有一个以上第二清污孔，第二清污孔连通捕球器内的锥形滤网内部及外筒外侧，第二清污孔上盖装有第二盖板。

11.根据权利要求1或2或3或4所述的水冷冷水机组管壳式冷凝器胶球自动在线清洗装置，其特征是：所述的控制器内还设置有温度显示、记录模块，温度显示、记录模块上连接有两个温度传感器，一个温度传感器用于设置在冷却水出水管处，另一个温度传感器用于设置在冷凝器主体上。