一种在线清洗除垢水处理系统的制作方法

本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种在线清洗除垢水处理系统。

背景技术：

循环冷却水系统一般为开式循环系统，由于冷却塔内空气与会与水充分接触，冷却水蒸发、飞溅、漏损、浓缩形成的盐类污垢以及大气中的尘埃会不断混入到循环的冷却水中，造成系统内结垢、菌藻滋生、管道堵塞等问题。

上述问题在循环水系统的冷凝器管道中表现得尤为严重，通常采用胶球清洗装置对冷凝器内部换热管道进行物理清洗，通过胶球对附着在冷凝器换热管壁上的水垢以及生物黏泥进行擦洗清除来有效降低系统结垢和管道堵塞的风险，但是随着冷凝器的长期使用，如不采取适当的水质处理措施，基于循环冷却水的不断蒸发、浓缩，水中的盐分富集，造成碱度上升，水质会不断恶化，而胶球清洗装置所采用的橡胶材质胶球如长期处在恶劣的水质条件下，弹性逐渐下降，容易在冷凝器管道内造成堵球。由于胶球清洗技术本身的局限性，对菌藻滋生及水质问题无能为力，无法从根本上解决循环水系统存在的问题，因此，当前亟需一种新的产品和技术更有效的解决上述问题。

技术实现要素：

为了克服现有技术中相关产品的不足，本发明提出一种在线清洗除垢水处理系统，能同时实现对水质的处理和冷凝器管壁清洗，克服了现有产品的不足，有效解决了循环水系统存在的主要问题，使系统长期稳定运行，保持高换热效率。

本发明提供了一种在线清洗除垢水处理系统，用于对冷凝器进行清洗以及对通过其内部换热管道的循环水进行水质处理，其特征在于所述水处理系统包括：水处理单元以及滤隔器，所述水处理单元、冷凝器以及滤隔器依次循环连接，所述冷凝器包括冷凝器入水口和冷凝器出水口，所述滤隔器包括胶球入口端和胶球出口端，水流由所述冷凝器流入经所述滤隔器进入所述水处理单元循环，并在所述水处理单元内进行水质处理，在监控到冷凝器达到清洗条件时，所述水处理单元发出胶球并经水流由所述冷凝器入水口流入，所述胶球对所述冷凝器内部进行擦洗除垢后由所述冷凝器出水口进入所述滤隔器的胶球入口端，并通过胶球出口端回流到所述水处理单元。

在本发明的某些实施方式中，所述水处理单元包括发球器、水泵、三通控制阀、电化学反应器以及控制单元，所述发球器、水泵、三通控制阀以及电化学反应器依次连通，所述水泵分别与所述发球器和所述三通控制阀连接；所述三通控制阀的两个出水端分别连接发球器和电化学反应器，所述三通控制阀在所述控制单元的控制下调整水流方向以实现所述电化学反应器进行水质处理或所述发球器进行胶球发送。

在本发明的某些实施方式中，所述在线清洗除垢水处理系统还包括监测装置，所述监测装置设置在所述冷凝器上，所述监测装置将所述冷凝器的工作状态反馈给所述控制单元，所述控制单元根据所述监测装置测得的监测数据确定冷凝器内部的脏污程度是否达到清洗条件以相应调整所述水处理单元的工作模式。

在本发明的某些实施方式中，所述水泵采用变频水泵，在所述控制单元的控制下，可调节水泵流量大小并使其适应所述电化学反应器进行水质处理或所述发球器执行胶球发送两种不同工况所需要的不同流量要求。

在本发明的某些实施方式中，所述水处理单元可包括精密过滤器，所述精密过滤器分别连通所述电化学反应器的出水端与冷凝器入水口。

在本发明的某些实施方式中，所述发球器包括收球端、发球端、胶球回收网、胶球收纳室以及挡板，所述收球端与所述滤隔器的胶球出口端连通，所述发球器内部设置有所述胶球回收网，所述胶球回收网的底部开口，所述胶球收纳室位于所述开口下方，所述胶球回收网分别与所述收球端、胶球收纳室以及水泵连通，所述胶球收纳室分别与所述发球端以及三通控制阀连通，所述挡板设置在所述胶球收纳室内且位于所述开口下方，所述挡板在水流作用下开合分别遮挡所述胶球回收网的底部开口或胶球收纳室与所述三通控制阀的连通处。

在本发明的某些实施方式中，所述电化学反应器由反应室、est电极、电动刮刀装置以及自动排污阀组成，反应室作为阴极，est电极作为阳极，通过发生电化学反应使钙、镁离子从循环水中析出附着在反应室内壁，所述电动刮刀装置和自动排污阀定时启动，将沉积在反应室内壁的水垢刮除并通过自动排污阀排出系统。

在本发明的某些实施方式中，所述滤隔器内部还设置有用于对胶球进行集中回收的过滤部件，所述过滤部件的两端分别连通所述胶球入口端和胶球出口端，其中，所述过滤部件整体为网筛结构。

在本发明的某些实施方式中，所述冷凝器入水口设置用于对水流流量进行监控的流量传感器。

在本发明的某些实施方式中，所述水处理单元的进出口处均设置有软连接和止回阀。

与现有技术相比，本发明有以下优点：

本发明实施例所述在线清洗除垢水处理系统利用发球器和滤隔器通过胶球定期对冷凝器内壁清洗，始终保持冷凝器换热管内壁清洁、无垢，极大的提高了冷凝器的换热效率，同时通过所述电化学反应器和所述精密过滤器配合对循环的冷却水进行吸垢和除垢，并能有效杀灭水中菌藻，改善水质，从而保证了胶球在良好的水质条件下运行，从而延长了胶球的使用寿命，可实时监测冷凝器的工作状态并实现该系统在胶球清洗和水质处理两种工作模式下的全自动调整运行，维护成本低，不投加任何化学药剂，对水质无污染，环境友好，具有广阔的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所述在线清洗除垢水处理系统的原理结构示意图；

图2为本发明所述水处理单元的俯视图；

图3为本发明所述水处理单元的侧视图；

图4为本发明所述水处理单元的另一侧视图；

图5为本发明所述滤隔器的结构示意图。

附图标记说明：

1-水处理单元、2-冷凝器、3-滤隔器、4-流量传感器、5-软连接和止回阀、10-发球器、11-水泵、12-三通控制阀、13-电化学反应器、14-精密过滤器、15-控制单元、21-冷凝器入水口、22-冷凝器出水口、31-胶球入口端、32-胶球出口端、33-过滤部件、34-检修口、101-收球端、102-发球端、103-胶球回收网、104-胶球收纳室、105-挡板、130-自动排污阀。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例，以下给出了本发明的较佳实施例。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

结合图1-5所示，图1为本发明所述在线清洗除垢水处理系统的原理结构示意图，图2为本发明所述水处理单元的俯视图，图3为本发明所述水处理单元的侧视图，图4为本发明所述水处理单元的另一侧视图，图5为本发明所述滤隔器的结构示意图；所述在线清洗除垢水处理系统用于对冷凝器2进行清洗以及对其内部换热管道的循环水进行水质处理，包括水处理单元1以及滤隔器3，所述水处理单元1、冷凝器2以及滤隔器3依次循环连接，所述冷凝器2包括冷凝器入水口21和冷凝器出水口22，所述滤隔器3包括胶球入口端31和胶球出口端32，水流由所述冷凝器2流入经所述滤隔器3进入所述水处理单元1循环，并在所述水处理单元1内进行水质处理，在监控到冷凝器2达到清洗条件时，所述水处理单元1发出胶球并经水流由所述冷凝器入水口21流入，所述胶球对所述冷凝器2内部进行擦洗除垢后由所述冷凝器出水口22进入所述滤隔器3的胶球入口端31，并通过胶球出口端32回流到所述水处理单元1。

所述水处理单元1包括发球器10、水泵11、三通控制阀12以及电化学反应器13以及控制单元15，所述发球器10、水泵11、三通控制阀12以及电化学反应器13依次连通，所述水泵11分别与所述发球器10和所述三通控制阀12连接，所述控制单元15分别与所述水泵11和三通控制阀12电性连接；所述三通控制阀12的两个出水端分别连接发球器10和电化学反应器13，所述三通控制阀12在所述控制单元15的控制下调整水流方向以实现所述电化学反应器13进行水质处理或所述发球器10进行胶球发送。

在本发明实施例中，所述发球器10包括收球端101、发球端102、胶球回收网103、胶球收纳室104以及挡板105，所述收球端101与所述滤隔器3的胶球出口端32连通，所述发球器10内部设置有所述胶球回收网103，所述胶球回收网103的底部开口，所述胶球收纳室104位于所述开口下方，所述胶球回收网103分别与所述收球端101、胶球收纳室104以及水泵11连通，所述胶球收纳室104分别与所述发球端102以及三通控制阀12连通，所述挡板105设置在所述胶球收纳室104内且位于所述开口下方，所述挡板105在水流作用下开合分别遮挡所述胶球回收网103的底部开口或胶球收纳室104与所述三通控制阀12的连通处。

当然，需要说明的是，所述控制单元15与所述水处理单元1的其他组件可以一体连接，在本发明的其他实施方式中，所述控制单元15根据实际的安装需求，也可以通过外接的方式与所述水处理单元1的其他组件电性连接，或者通过外部的上位机执行同等功能

所述水泵11采用变频水泵，在所述控制单元15的控制下，可调节水泵11流量大小并使其适应所述发球器10执行胶球发送或所述电化学反应器13进行水质处理两种不同工况所需要的不同流量要求。当所述在线清洗除垢水处理系统处于胶球清洗模式时，所需水流量较大，水泵11工频运行，三通控制阀12切换水流方向至发球器10，所述挡板105在水流作用下向上翻起，遮挡住所述胶球回收网103的底部开口，所述胶球收纳室104内的胶球在水压作用下从所述发球端102排出并进入所述冷凝器2，对所述冷凝器2内部管路进行擦洗后进入所述滤隔器3的胶球入口端31，并通过胶球出口端32回流到所述发球器10的胶球回收网103中。清洗流程结束后，三通控制阀12将水流方向切换至电化学反应器13，所述挡板105在重力作用下垂落并遮挡胶球收纳室104与所述三通控制阀12的连通处，清洗胶球从胶球回收网103落回到胶球收纳室104内，为下一次胶球清洗做准备。水流通过水泵11流经三通控制阀12进入所述电化学反应器13内进行电化学反应，所述电化学反应器13对流经其内的水进行吸垢和除垢处理，此时所述在线清洗除垢水处理系统处于水质处理模式，所需水流量较小，所述水泵11工作在变频工况下。

所述电化学反应器13用于对流经其内的水进行吸垢和除垢，所述电化学反应器13由反应室、est电极、电动刮刀装置以及自动排污阀130组成，反应室作为阴极，est电极作为阳极，其中est电极为其核心部件，主要由钛合金材料制作并在表面涂覆稀有金属材料；所述est电极具有极低的析氧电位，可有效降低电解反应的槽电压，提高了电化学反应效率，降低了功耗。在阴阳极之间通电反应后，在反应室维持一定强度的反应电流条件下，反应室内壁附近形成高浓度的氢氧根，这种升高的ph环境，让易结垢的矿物质形成结晶，并从水中析出，所述est电极通过发生电化学反应使钙、镁离子从循环水中析出附着在反应室内壁，所述电动刮刀装置和自动排污阀130定时启动，将沉积在反应室内壁的水垢刮除并通过自动排污阀130排出系统；同时电化学反应能有效杀灭水中菌藻，改善水质，从而保证了胶球在良好的水质条件下运行，延长了胶球的使用寿命。

该系列电化学反应的过程具体为：

1、在反应室内壁附近产生大量oh^-离子，形成一个强碱性环境，在邻近反应室壁的扩散层内，强碱性环境扰乱了水垢的化学平衡，形成碳酸钙从水中析出，附着在其内壁上；

2、同时阴极的电流导致溶解的重金属离子形成氧化物沉淀，沉到反应室底部，在阳极附近，氯离子被电解氧化生成游离氯或者次氯酸(c1o^-)

3、在阳极附近同时生成氢氧根自由基、氧自由基、臭氧以及双氧水，这些物质进一步强化了在反应室内的整个水系统的杀菌灭藻效果；

4、悬浮物在电场的作用下失稳，絮凝沉淀到反应室底部。

当所述电化学反应器13工作时间达到设定值或者水中电导率过高时，所述控制单元15可以启动自动刮垢、排污和清洗程序，所述自动排污阀130自动开启，电动刮刀装置内的刮垢电机启动，带动刮刀旋转并刮掉反应室内壁的软质水垢，与沉淀物一起由所述自动排污阀130排出反应室。

在本发明实施例中，所述在线清洗除垢水处理系统还包括监测装置，所述监测装置设置在所述冷凝器2上，所述监测装置将所述冷凝器2的工作状态反馈给所述控制单元15，所述控制单元15根据所述监测装置测得的监测数据确定冷凝器2内部的脏污程度是否达到清洗条件以相应调整所述水处理单元1的工作模式；所述监测装置监测所述冷凝器2的工况数据，如小温差数据等可判断冷凝器2的脏污程度，在所述冷凝器2的小温差变大时其换热效率降低，此时需要控制所述水处理单元1对所述冷凝器2执行胶球清洗操作，在所述冷凝器2的小温差恢复正常后，此时控制所述水处理单元1切换工作模式执行水质处理操作；在本发明实施例中，所述监测装置将监测数据反馈给所述控制单元15，所述控制单元15根据所述监测数据相应控制水处理单元1分别执行相应的工作模式，包括胶球清洗模式以及水质处理模式。

在本发明实施例中，所述水处理单元1还可以设置精密过滤器14，所述精密过滤器14分别连通所述电化学反应器13的出水端与冷凝器2的冷凝器入水口21，所述精密过滤器14可以进一步拦截所述电化学反应器13所析出的悬浮细小垢质，并利用电动排污口实现自动排垢，通过所述电化学反应器13以及所述精密过滤器14的配合从而对冷却水流实现最优化的水质处理。

在本发明实施例中，所述滤隔器3内部还设置有用于对胶球进行集中回收的过滤部件33，所述过滤部件33的两端分别连通所述胶球入口端31和胶球出口端32，其中，所述过滤部件33整体为网筛结构，由于筛网的网孔小于胶球直径，胶球在过滤部件33中被截留，并通过胶球出口端32回到发球器10；在本发明的某些实施方式中，为了便于对所述过滤部件33的内部进行检测以及维护，所述过滤部件33的外侧设置有检修口34，维护人员通过所述检修口34可以对所述过滤部件33的内部进行维护，以有效维持所述滤隔器3的正常运转。

在本发明实施例中，所述冷凝器入水口21设置有用于对水流流量进行监控的流量传感器4，同时所述水处理单元1的内外接口处均设置有软连接和止回阀5，避免了胶球回流以及胶球在发送和回收过程中引起的振动，同时避免了系统长期运行时因外部干扰或人为操作失误导致的泄露等问题，极大的提高了系统的安全性和稳定性。

本发明所述在线清洗除垢水处理系统的工作原理具体如下：

在对循环水进行水质处理的过程中，通过电化学反应器13对水流进行吸垢和除垢，同时配合所述精密过滤器14进一步拦截所述电化学反应器13所析出的悬浮细小垢质，从而对冷却水流实现最优化的水质处理；

在对冷凝器2执行胶球清洗的过程中，三通控制阀12根据所述控制单元15的控制信号切换水流方向，控制单元15可调节所述水泵11为变频状态或工频状态，水压可以将所述胶球收纳室104内的胶球从所述发球端102排出，经水流带动由所述冷凝器入水口21端盖内流入，胶球在所述冷凝器2内部对其换热铜管进行擦洗除垢。直径略大于换热铜管的清洗胶球在冷凝器2主机内随机分布进入各换热铜管，并在冷却循环水的推动下，从换热铜管一端挤压、移动至另一端，在此过程中实现对换热铜管内壁附着垢质的清洗去除，擦洗完成后的胶球由所述冷凝器出水口22进入所述滤隔器3的胶球入口端31，所述胶球由所述滤隔器3内的过滤部件33截留、收集，并通过胶球出口端32回流到所述发球器10中，在清洗流程结束后，三通控制阀12调节水流方向至电化学反应器13，所述控制单元15将所述水泵11切换至变频状态，此时水流进入所述电化学反应器13内继续执行水质处理功能，重复上述操作。

本发明实施例所述在线清洗除垢水处理系统利用发球器10和滤隔器3通过胶球定期对冷凝器2内壁清洗，始终保持冷凝器2换热管内壁清洁、无垢，极大的提高了冷凝器2的换热效率，同时通过所述电化学反应器13和所述精密过滤器14配合对循环的冷却水进行吸垢和除垢，并能有效杀灭水中菌藻，改善水质，从而保证了胶球在良好的水质条件下运行，从而延长了胶球的使用寿命；可实时监测冷凝器2的工作状态并实现该系统在胶球清洗和水质处理两种工作模式下的全自动调整运行，维护成本低，不投加任何化学药剂，对水质无污染，环境友好，具有广阔的应用前景。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。以上仅为本发明的实施例，但并不限制本发明的专利范围，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本发明说明书内容所做的等效替换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明专利保护范围之内。