一种高压水冲式旋转循环水电解除垢装置的制作方法

本实用新型涉及循环水处理技术领域，具体为一种高压水冲式旋转循环水电解除垢装置。

背景技术：

当前对于工业循环水来说，电解除垢技术应用范围日益增加，而实际应用过程中常出现阴极板结垢效率不足以及物理刮刀难以完全去除硬垢等问题，对于电解除垢设备实际处理循环水系统保有水量时间大幅度延长，并且严重时实际除垢效率难以抵消补水量对于循环水系统影响，这样使得工业循环水系统总硬度出现上升趋势，最终导致换热器以及管道出现结垢情况。同时物理刮刀对于硬垢去除能力不足，易出现局部硬垢损坏刮刀或者卡死刮刀情况，尤其一些补水总硬度较高地区，2-4小时结垢量足以填满阴、阳极之间距离，这样结垢量经常卡死刮刀，造成刮刀电机烧损，并且明显降低电解除垢设备的实际工作效率。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种高压水冲式旋转循环水电解除垢装置，该装置采用高压水冲式旋转物理刮刀方式，具有能耗低、刮垢干净等特点，同时高压水冲式旋转物理刮刀方式对于刮出垢进行强力冲刷，防止垢体大量积累在死水区。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种高压水冲式旋转循环水电解除垢装置，该装置包括出水管(1)、封头(2)、壳体(3)、刮刀(4)、设备支架(5)、排渣口(6)、出水口(7)、第一单式旋转接头(8)、导电滑环(9)、阳极板(10)、阳极板及水管支撑杆(11)、分支水管(12)、中央水管(13)、正常反应循环水进水管(14)、第二单式旋转接头(15)、两位两通电磁阀(16)、布水喷头(17)、排渣控制阀(18)、螺栓(19)、刮刀高压喷水嘴(20)、阳极板与支撑杆固定点(21)、高压冲洗水管(22)、高压水泵(23)、普通水泵(24)、控制系统(25)、出水控制阀(26)、阴极接线柱(27)、阳极接线(28)及肋(29)；

所述壳体(3)上部与封头(2)固定，壳体(3)中央设置中央水管(13),中央水管(13)水平方向上设置若干分支水管(12)，中央水管(13)上方设有出水口(7)，中央水管(13)上方与出水管(1)连接，出水管(1)上安装出水控制阀(26)，壳体(3)下部为圆锥形或半圆形结构，内部喷涂聚四氟乙烯，排渣口(6)以及排渣控制阀(18)位于壳体(3)底部；

所述刮刀(4)与阳极板(10)通过肋(29)、阳极板及水管支撑杆(11)集成为一体，述肋(29)分别水平固定在中央水管(13)的上下两端与刮刀(4)的两端固定连接，中央水管(13)上、下两端分别安装第一单式旋转接头(8)、第二单式旋转接头(15)，保证整体刮刀结构能够有效旋转，刮刀(4)垂直固定在肋(29)的外侧，中央水管(13)上端还设有导电滑环(9)，其一端连接电源，另一端通过阳极接线(28)连接阳极板(10)，同时中央水管(13)与阳极板(10)之间采用若干阳极板及水管支撑杆(11)进行固定连接，阳极板(10)上设有与阳极板及水管支撑杆(11)数量相等的阳极板与支撑杆固定点(21)，用于支撑杆的固定，阳极板及水管支撑杆(11)上表面固定导电滑环(9)与阳极板(10)之间接线，下表面固定连通中央水管(13)与刮刀高压喷水嘴(20)的分支水管(12)；

所述壳体(3)下部一侧设有进水管，分为两路，分别连接高压水泵(23)和普通水泵(24)，所述高压水泵(23)和普通水泵(24)另一端汇总后与两位两通电磁阀(16)连接，然后又分成正常反应循环水进水管(14)以及冲洗循环水进水管(22)，正常反应循环水进水管(14)连接布水喷头(17)，高压冲洗水管(22)通过分支水管(12)与所述中央水管(13)底端相连通；

所述控制系统(25)分别与出水控制阀(26)、排渣控制阀(18)、两位两通电磁阀(16)、高压水泵(23)及普通水泵(24)相连。

进一步地，所述阳极板(10)采用网状钌铱或铱钽涂层电极板，壳体(3)为电解反应阴极，使用碳钢、不锈钢或铝，其外壁喷涂聚四氟乙烯，壳体(3)上设置阴极接线柱(27)。

进一步地，所述壳体(3)上部与封头(2)通过螺栓(19)固定，壳体(3)底部固定安装设备支架(5)。

进一步地，所述封头(2)形状为半圆形。

进一步地，所述刮刀(4)的个数为2-8个，侧面安装刮刀高压喷水嘴(20)，数量为8～20个，均匀分布在刮刀(4)侧面，阳极板(10)的数量与刮刀(4)数量应一致，肋(29)的数量应为刮刀(4)数量的两倍，平均分布安装在中央水管(13)的上下两端，并且阳极板及水管支撑杆(11)数量应当为刮刀数量四倍，在中央水管(13)与阳极板(10)之间均分为四层进行固定连接。

进一步地，所述出水控制阀(26)、排渣控制阀(18)及两位两通电磁阀(16)根据具体防爆要求选择气动阀或电动阀。

进一步地，所述控制系统(25)为单片机或PLC控制系统。

本实用新型的工作原理：

本实用新型电解反应工作电流密度为20～160A/m²，这样在阴极区域产生一定浓度的氢氧根离子以及碳酸根离子，此时pH值明显升高(pH＞10)，这样促使水中钙、镁离子与氢氧根离子以及碳酸根结合生成氢氧化钙、氢氧化镁、碳酸钙以及碳酸镁，并大量附着在壳体内壁形成一定厚度垢体，由于阴极产生大量氢气，使得壳体内壁水垢基本为疏松性软水垢，因此使用物理刮刀以及高压水冲洗便可清洗干净。

同时阳极附近反应区域，电场作用下氯离子失去电子转化为游离氯，伴随产生微量臭氧、氢氧根自由基，这些物质起到良好的杀菌灭藻效果。另外直流电解反应、阴极高pH环境以及阳极低pH环境，可以营造良好的消毒环境。

阳极反应：

阴极反应：

本实用新型与现有技术相比，有益效果在于：本装置采用高压水冲式旋转物理刮刀方式，具有能耗低、刮垢干净等特点，同时高压水冲式旋转物理刮刀方式对于刮出垢进行强力冲刷，防止垢体大量积累在死水区。阳极板采用网状钌铱或铱钽涂层电极板，有利于提升电解结垢效率，并且网状结构还可增强实际循环水传质效果。同时采用网状阳极可以提升阴极与阳极面积比，从而增加阳极杀菌灭藻效果。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型的阳极板与刮刀具体结构示意图；

图中零部件及编号：

1—出水管，2—封头，3—壳体，4—刮刀，5—设备支架，6—排渣口，7—出水口，8—第一单式旋转接头，9—导电滑环，10—阳极板，11—阳极板及水管支撑杆，12—分支水管，13—中央水管，14—进水管，15—第二单式旋转接头，16—两位两通电磁阀，17—布水喷头，18—出水阀，19—螺栓，20—刮刀高压喷水嘴，21-阳极板与支撑杆固定点，22—高压冲洗水管，23—高压水泵，24-普通水泵，25-控制系统，26-出水控制阀，27-阴极接线柱，28-阳极接线，29-肋。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

请参阅图1-2，一种高压水冲式旋转循环水电解除垢装置，该装置包括出水管1、封头2、壳体3、刮刀4、设备支架5、排渣口6、出水口7、第一单式旋转接头8、导电滑环9、阳极板10、阳极板及水管支撑杆11、分支水管12、中央水管13、正常反应循环水进水管14、第二单式旋转接头15、两位两通电磁阀16、布水喷头17、排渣控制阀18、螺栓19、刮刀高压喷水嘴20、阳极板与支撑杆固定点21、高压冲洗水管22、高压水泵23、普通水泵24、控制系统25、出水控制阀26、阴极接线柱27、阳极接线28及肋29；

所述壳体3上部与封头2固定，壳体3中央设置中央水管13，中央水管13水平方向上设置若干分支水管12，中央水管13上方设有出水口7，中央水管13上方与出水管1连接，出水管1上安装出水控制阀26，壳体3下部为圆锥形或半圆形结构，内部喷涂聚四氟乙烯，排渣口6以及排渣控制阀18位于壳体3底部；

本实施例采用4个弧面的阳极板10，所述刮刀4与阳极板10通过肋29及阳极板及水管支撑杆11集成为一体，中央水管13上、下两端分别安装第一单式旋转接头8、第二单式旋转接头15，保证整体刮刀结构能够有效旋转，肋29呈发散状分别固定在所述中央水管13的上下两端，刮刀4垂直固定在肋29的外侧，中央水管13上端还固定有导电滑环9，其一端连接电源，另一端通过阳极接线28连接阳极板10，同时中央水管13与阳极板10之间采用16个阳极板及水管支撑杆11均分为四层进行固定连接，阳极板10上设有与阳极板及水管支撑杆11数量相等的阳极板与支撑杆固定点21，用于支撑杆的固定，阳极板及水管支撑杆11上表面固定导电滑环9与阳极板10之间接线，下表面固定连通中央水管13与刮刀高压喷水嘴20的分支水管12；

所述壳体3下部一侧设有进水管，分为两路，分别连接高压水泵23和普通水泵24，所述高压水泵23和普通水泵24另一端汇总后与两位两通电磁阀16连接，然后又分成正常反应循环水进水管14以及高压冲洗水管22，正常反应循环水进水管14连接布水喷头17，高压冲洗水管22通过分支水管12与所述中央水管13底端相连通；

所述控制系统25分别与出水控制阀26、排渣控制阀18、两位两通电磁阀16、高压水泵23及普通水泵24相连。

所述阳极板10采用网状钌铱或铱钽涂层电极板，壳体3为电解反应阴极，使用碳钢、不锈钢或铝，其外壁喷涂聚四氟乙烯，壳体3上设置阴极接线柱27。

所述壳体3上部与封头2通过螺栓19固定，壳体3底部固定安装设备支架5。

所述封头2形状为半圆形。

所述刮刀4的个数为4个，侧面安装刮刀高压喷水嘴20，数量为8～20个，均匀分布在刮刀4侧面，阳极板10的数量与刮刀4数量应一致，肋29的数量应为刮刀4数量的两倍，平均分布安装在中央水管13的上下两端，并且阳极板及水管支撑杆11数量应当为刮刀4数量四倍，在中央水管13与阳极板10之间均分为四层进行固定连接。

所述出水控制阀26、排渣控制阀18及两位两通电磁阀16根据具体防爆要求选择气动阀或电动阀。

所述控制系统25为单片机或PLC控制系统。

本装置的除垢过程主要包括电解结垢过程以及清洗除垢过程，首先电解结垢过程是设置电流密度20A/m²，通过控制系统25控制两位两通电磁阀16开启其中的循环水进水管阀，循环水通过正常反应循环水进水管14及布水喷头17进入壳体3内，接通壳体3与阳极板10，阴、阳极之间产生电解反应，从而在壳体内壁形成一定厚度的水垢，当反应时间达到设置时间4h，便启动除垢程序，清洗除垢过程是将两位两通电磁阀16开启另一个循环水进水管阀，高压循环水通过高压冲洗水管22进入中央水管13，经过分支水管12，从刮刀4上的刮刀高压喷水嘴20喷出，利用水冲击反向作用力带动刮刀旋转运动，对于壳体3内壁形成的水垢体进行去除，同时高压水能够对于阴极垢体冲洗，也可辅助刮刀进行除垢，当除垢时间达到设定时间5分钟时，两位两通电磁阀16关闭，开启排渣控制阀18排出含有垢体废水。

本实施例的电解除垢装置的试验选择在东药集团207厂，其循环水系统循环水量为3000m³/h，保有水量为280m³，循环水冷却塔进出温差为5℃，补水硬度为200ppm。当不使用本电解装置时，循环水总硬度会呈现不断上升趋势，循环水系统运行400小时后，其总硬度保持在650ppm。使用本电解除垢装置后，处理能力为40m³/h，同样经过400小时处理后，其钙硬度基本保持在250～300ppm范围内。根据未使用以及使用本电解除垢设备循环水水质参数对比来说，总硬度降低幅度为87.5％。

实施例2

与实施例1不同之处在于，所述刮刀4的个数为2个，阳极板10为2个，刮刀4采用4个肋29分别固定在中央水管13的顶端和底端，中央水管13与阳极板10之间采用8个阳极板及水管支撑杆11均分为四层进行固定连接。

电解结垢过程的电流密度为160A/m²，电解反应的时间为48h，除垢时间为15分钟。

本实施例的电解除垢装置的试验选择在东药集团207厂，其循环水系统循环水量为3000m³/h，保有水量为280m³，循环水冷却塔进出温差为5℃，补水硬度为250ppm。当不使用本电解装置时，循环水总硬度会呈现不断上升趋势，循环水系统运行400小时后，其总硬度保持在700ppm。使用本电解除垢装置，处理能力为40m³/h，同样经过400小时处理后，其钙硬度基本保持在250～300ppm范围内。根据未使用以及使用本电解除垢设备循环水水质参数对比来说，总硬度降低幅度为87.5％。

实施例3

与实施例1不同之处在于，所述刮刀4的个数为8个，阳极板10为8个，刮刀4采用8个肋29分别固定在中央水管13的顶端和底端，中央水管13与阳极板10之间采用32个阳极板与水管支撑杆11均分为四层进行固定连接；

电解结垢过程的电流密度为100A/m²，电解反应的时间为20h，除垢时间为10分钟。

本实施例的电解除垢装置的试验选择在东药集团207厂，其循环水系统循环水量为3000m³/h，保有水量为280m³，循环水冷却塔进出温差为5℃，补水硬度为220ppm。当不使用本电解装置时，循环水总硬度会呈现不断上升趋势，循环水系统运行400小时后，其总硬度保持在670ppm。使用本电解除垢装置后，处理能力为40m³/h，同样经过400小时处理后，其钙硬度基本保持在250～300ppm范围内。根据未使用以及使用本电解除垢设备循环水水质参数对比来说，总硬度降低幅度为87.5％。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。