CN111495820B - 一种可自动循环的胶球清洗装置 - Google Patents
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Abstract
本发明一种可自动循环的胶球清洗装置，包括，由上至下依次设置的进球室、污水处理室、清洗室、胶球循环装置；所述进球室呈锥形、顶部设有进球管，底部设有用于连接换热器管路上端口的出球管，所述进球室旁通设有注水口；所述污水处理室的进口通过球水分离器连接于换热器管路下端口，所述污水处理室内设有倾斜向下设置的毛刷辊组，所述毛刷辊组上部设置于污水处理室进口下方，所述毛刷辊组下部设有出球器；所述清洗室顶部安装有电机A，所述电机A电机轴***清洗室内后固定连接于旋盘中心，所述清洗室进口连通出球器的出球口，所述出球口朝向所述旋盘上方设置，所述旋盘上表面固定连接有用于清洗胶球表层的软刷层。
Description
技术领域
本发明涉及机械领域，具体涉及一种可自动循环的胶球清洗装置。
背景技术
换热器管路的清洗是化工行业中一大课题，因为管路的清洁与否直接影响着换热器的使用寿命，所以管路的清洗与保护有着重要意义中。目前的管道清洗方法主要有：化学清洗、高压水清洗、PIG清洗。
胶球清洗装置是一种清洗设备，其运用广泛，适用于石油、化工、钢铁等各行业。在换热器管路的除垢清洗中，胶球清洗装置是最有效的设备之一。该装置通过胶球在管路间与管壁相互摩擦，从而对热管进行清洗除垢。该装置可提高换热器的清洗程度和换热效果，从而保持换热管的清洁状态、延长换热管的使用寿命。
然而，传统的胶球清洗装置，存在着以下问题：装置在运行过程中不能自身对胶球进行冲洗；装置在运行时胶球收球率不够高；胶球会与泵的叶轮碰撞摩擦，从而造成胶球的磨损。
发明内容
一种可自动循环的胶球清洗装置，包括，由上至下依次设置的进球室、污水处理室、清洗室、胶球循环装置；
所述进球室呈锥形、顶部设有进球管，底部设有用于连接换热器管路上端口的出球管，所述进球室旁通设有注水口；
所述污水处理室的进口通过球水分离器连接于换热器管路下端口，所述污水处理室内设有倾斜向下设置的毛刷辊组，所述毛刷辊组上部设置于污水处理室进口下方，所述毛刷辊组下部设有出球器；
所述清洗室顶部安装有电机A，所述电机A电机轴***清洗室内后固定连接于旋盘中心，所述清洗室进口连通出球器的出球口，所述出球口朝向所述旋盘上方设置，所述旋盘上表面固定连接有用于清洗胶球表层的软刷层；
所述胶球循环装置，所述胶球循环装置包括引球器，所述引球器为三通结构，所述引球器上端口通过管道B连通清洗室出口，左、右两端口分别连通电磁阀、进球室，所述引球器内安装有阻挡装置，所述引球器位于上端口正下方的管壁上安装有压力传感器，所述电磁阀另一端连通有压缩气体，所述压力传感器信号端连接控制器，所述控制器通过信号线控制连接电磁阀。
进一步地，所述污水处理室内还设有挡坡，所述挡坡设置于毛刷辊组下方，由出球器上部朝向排污口处倾斜，所述出球器呈“V”型漏斗状。
进一步地，所述毛刷辊组包括多根毛刷辊，所述毛刷辊的毛刷辊轴转动连接于污水处理室的内壁，自由端穿过污水处理室的内壁至齿轮腔内并固定连接齿轮，相邻所述毛刷辊之间通过齿轮啮合传动，位于最高位置的毛刷辊轴的其中一自由端通过联轴器与驱动电机B转子固定连接。
进一步地，所述毛刷辊的刷毛为硬质刷毛。
进一步地，所述排污口上方的设有旋板A，所述旋板A转动固定连接于排污口上方污水处理室壁上。
进一步地，所述清洗室壁面上开设有多个漏水孔，所述漏水孔直径小于待清洗胶球直径，所述清洗室底部呈圆锥状，清洗室出口位于锥形底部。
进一步地，所述清洗室上部还安装有清洗剂进入管，所述清洗剂进入管出口位于旋盘上。
进一步地，所述旋盘盘中心固定连接的旋转轴通过联轴器与电机A电机轴传动连接，所述旋盘呈由中心向下凸起的弧形。
进一步地，所述阻挡装置包括从上至下依次固定连接于引球器上连通管内的拨球桨、坡板A、坡板B、所述拨球桨为通过旋转轴转动连接于引球器，所述拨球桨与引球器之间的间隙小于待清洗胶球直径，坡板A、坡板B焊接于引球器内，所述坡板A位于拨球桨下方，所述坡板B位于坡板A下方，两者交叉设置，两者之间的距离大于待洗胶球的直径，位于坡板B的自由端转动连接有旋板B，位于旋板B相对侧的引球器内壁上固定连接有限位板A，当旋板B向上旋转到位时，限位板A、旋板B以及坡板B封闭隔断引球器上通管。
进一步地，所述坡板A、坡板B均与水平方向呈30°夹角，位于坡板B下板面中心位置固定连接有朝向限位板A延伸的限位板B，所述限位板B与水平方向呈60°夹角，所述限位板B自由端正方向投影突出于坡板B自由端。
本装置优点在于：
污水处理器将污水和胶球彻底分离：采用毛刷辊组清理污渍，避免了使用收球网出现的结垢现象。毛刷辊中心连线与水平呈30°，并用齿轮传动，保证了胶球的输送。
1、毛刷辊组与齿轮的连接拆卸方便，有利于定时检查维修。
2、清洗室中，旋盘表面设置软刷层，在电机带动下快速旋转。这样不仅能对胶球进行清洁润湿，也使得水能从清洗室壁面开孔中甩出。
3、引球器中，拨球桨采用三叶结构，使胶球分批下落，避免了胶球的成堆下落造成堵塞。
4、本装置通过控制器将胶球下落到传感器的信号输出，从而使电磁阀通路，以压缩空气作为胶球循环使用的动力源，能保证100%的循环率，且不易对胶球造成磨损。
5、在拨球桨下方，设置一旋板B，这样一来，在压缩空气作业时，旋板B受到压缩空气向上的推力与限位板A的凹槽配合，有效防止了压缩气体的向上泄露对清洗过程产生副作用。
6、本装置克服了传统胶球清洗装置在工作时不能对胶球清洗的缺陷，保证了胶球的清洁，更利于循环使用。
附图说明
图1：本装置的整体结构。
图2: 污水处理器正视图。
图3：毛刷辊结构图。
图4：齿轮啮合图。
图5：清洗室结构图。
图6：引球器正视图。
图7：拨球桨结构图。
图8：胶球循环控制图。
标号，1、进球管；2、进球室；3、换热器；4、注水口；5、换热管；6、球水分离器；7、污水处理室；8、毛刷辊组；9、旋板A；10、出球器；11、排污口；12、挡坡；13、管道A；14、电机A；15、联轴器B；16、清洗剂入口；17、清洗室；18、螺栓；19、旋盘；20、软刷层；21、挡帽；22、引球器；23、管道B；24、压力传感器；25、控制器；26，压缩气体入口；27、电磁阀；28、循环管路； 801、电机B；802、齿轮；803、硬质毛刷层；804、端盖；805、联轴器A；807、毛刷辊轴；221、拨球桨叶片；222、旋转轴；223、限位板A；224、坡板A；225、限位板B；226、旋板B；227、坡板B；228、连接件。
具体实施例
如图1~8所示，一种可自动循环的胶球清洗装置，包括，由上至下依次设置的进球室2、污水处理室7、清洗室17、胶球循环装置；
所述进球室2呈锥形、顶部设有进球管1，底部设有用于连接换热器3管路上端口的出球管，所述进球室2旁通设有注水口4；
所述污水处理室7的进口通过球水分离器6连接于换热器3管路下端口，所述污水处理室7内设有倾斜向下设置的毛刷辊组8，所述毛刷辊组8上部设置于污水处理室7进口下方，所述毛刷辊组8下部设有出球器10；
所述清洗室17顶部安装有电机A14，所述电机A14电机轴***清洗室17内后固定连接于旋盘19中心，所述清洗室17进口连通出球器10的出球口，所述出球口朝向所述旋盘19上方设置，所述旋盘19上表面固定连接有用于清洗胶球表层的软刷层20；
所述胶球循环装置，所述胶球循环装置包括引球器22，所述引球器22为三通结构，所述引球器22上端口通过管道B23连通清洗室17出口，左、右两端口分别连通电磁阀27、进球室2，所述引球器22内安装有阻挡装置，所述引球器22位于上端口正下方的管壁上安装有压力传感器24，所述电磁阀27另一端连通有压缩气体，所述压力传感器24信号端连接控制器25，所述控制器25通过信号线控制连接电磁阀27。
进一步的，所述污水处理室7内还设有挡坡12，所述挡坡12设置于毛刷辊组8下方，由出球器10上部朝向排污口11处倾斜，所述出球器10呈“V”型漏斗状。
进一步的，所述毛刷辊组8包括多根毛刷辊，所述毛刷辊的毛刷辊轴807转动连接于污水处理室7的内壁，自由端穿过污水处理室7的内壁至齿轮腔30内并固定连接齿轮，相邻所述毛刷辊之间通过齿轮啮合传动，位于最高位置的毛刷辊轴807的其中一自由端通过联轴器与驱动电机B801转子固定连接。
进一步的，所述毛刷辊的刷毛为硬质刷毛。
进一步的，所述排污口11上方的设有旋板A9，所述旋板A9转动固定连接于排污口11上方污水处理室7壁上。
进一步的，所述清洗室17壁面上开设有多个漏水孔，所述漏水孔直径小于待清洗胶球直径，所述清洗室17底部呈圆锥状，清洗室17出口位于锥形底部。
进一步的，所述清洗室17上部还安装有清洗剂进入管16，所述清洗剂进入管16出口位于旋盘19上。
进一步的，所述旋盘19盘中心固定连接的旋转轴通过联轴器15与电机A14电机轴传动连接，所述旋盘19呈由中心向下凸起的弧形。
进一步的，所述阻挡装置包括从上至下依次固定连接于引球器22上连通管内的拨球桨221、坡板A224、坡板B227、所述拨球桨221为通过旋转轴222转动连接于引球器22，所述拨球桨221与引球器之间的间隙小于待清洗胶球直径，坡板A224、坡板B227焊接于引球器22内，所述坡板A224位于拨球桨221下方，所述坡板B227位于坡板A224下方，两者交叉设置，两者之间的距离大于待洗胶球的直径，位于坡板B227的自由端转动连接有旋板B226，位于旋板B226相对侧的引球器22内壁上固定连接有限位板A223，当旋板B226向上旋转到位时，限位板A223、旋板B226以及坡板B227封闭隔断引球器22上通管。
进一步的，所述坡板A224、坡板B227均与水平方向呈30°夹角，位于坡板B227下板面中心位置固定连接有朝向限位板A223延伸的限位板B225，所述限位板B226与水平方向呈60°夹角，所述限位板B225自由端正方向投影突出于坡板B227自由端。
具体来说，本发明中，进球室2与换热器3相连，水流通过注水口4进入换热器。胶球通过水流的作用在换热管5内壁进行清洗。胶球与污水进入污水处理器7，污水处理器7内设有毛刷辊组8、挡坡12、出球器10。污水处理器7出球口与清洗室17相连。清洗室17内设有旋盘20。清洗室17与胶球循环装置相连，胶球循环装置包括压力传感器24、控制器25、压缩空气管道26、电磁阀27,、循环管道28。胶球掉落在压力传感器上，压力传感器24的信号通过控制器输出，并由继电器开关的通断进而控制电磁阀的通断。当继电器开关闭合时，压缩气体作为胶球循环使用的动力源，从而使胶球回到进球室2，进行下一次的工作。
清洗换热器管路时，胶球1在注水口4注入的水流作用下从进球室2进入换热管5内，并与换热管5内壁进行摩擦碰撞，对管内进行清洗。清洗结束后，污水以及胶球1通过球水分离器6分离。球水分离器6是市面上售卖的一种r型分离器，其中，大部分污水通过球水分离器6中的出水管道排出，另一部分污水和胶球顺着弧形滤网进入污水处理器7内。
污水处理器器7是一个长方体容器，如图2，其内部包含有毛刷辊组8、挡坡12、出球器10、齿轮腔30。毛刷辊的连接结构如图3：电机801与毛刷辊轴807通过联轴器A805连接，轴穿过污水处理器7两端，并在末端用端盖804固定。毛刷辊组的旋转通过直齿轮802传动，齿轮与轴通过平键连接，齿轮安放在齿轮腔30内，以防污水混入影响传动。齿轮间啮合如图4：齿轮的中心连线与水平线呈30°角，这样一来，毛刷辊轴心线与水平线之间的连线也为30°。胶球和剩余的小部分污水进入污水处理器7后，胶球掉落在正在旋转的毛刷辊组上，由于此处安装的毛刷为硬质毛刷，胶球与其碰撞不会造成太大变形，胶球便顺着毛刷辊下落到出球器10中。此过程完成了对胶球的初步清洁。污水下落时，通过毛刷辊组间的缝隙沥下，其所附带的污泥或者水垢在毛刷辊组的旋转下搅碎，最后通过挡坡12从排污口11排出。整个过程中，毛刷辊组的旋转速度不宜太快。污水处理器中，出球器为锥形容器，其上底面边长等于污水处理器宽的长度，且上底面入口正对毛刷辊组，以保证胶球能落入。挡坡12高度等于毛刷辊最低处到污水处理器底面的距离。在排污口11的上方，设置一旋板A9，以定时对污水处理器进行清洗。
随后胶球通过管道A13进入清洗室17，落入旋盘19内，如图5，清洗室17由薄壁圆柱和圆锥组成，其壁面设有漏水孔。电机A14与旋转轴通过联轴器B15固定，旋转轴穿过旋盘19中心，并用螺栓18.、挡帽21固定。旋盘上下表面为弧面，其弧度为10°，旋盘上表面敷粘接一层软刷20。当旋盘旋转时，清洗剂从入口16将软刷润湿，旋盘上的胶球脱离旋板，此过程与软刷层滚动摩擦，以保持胶球清洁，最后胶球进入带孔管道B23。此过程中，电机转速较快，一部分水通过清洗室壁面甩出，另一部分水通过管道B23沥下。
胶球1离开清洗室17后，通过引球器22后掉落在压力传感器24上，传感器将信号通过控制器25输出，从而控制继电器使得开关闭合，进而使得电磁阀27通路，其控制图如图7。当电磁阀处于通路状态时，压缩空气26由电磁阀27进入循环管路28，推动胶球1沿着循环管路28回到进球室2，进行下一次的清洗。引球器22是一个长方体薄壁容器，其正视图如图6，里面设置拨球桨221、坡板224、限位板A223、限位板B225、旋板B226。拨球桨的结构如图7所示，三块矩形叶片221焊接在连接件228上，叶片之间的夹角为120度，。旋转轴穿过连接件，旋转轴222直径与连接件228孔径配合。旋转轴也穿过引球器宽度方向上的两个壁面，从而固定拨球桨，并用螺栓固定旋转轴与壁面。第一批胶球下落过程中，撞击在叶片上，叶片翻转，输送这一批胶球进入下面的环节。后续胶球撞击在下一叶片上，由此工作。这样一来，避免了胶球的成堆下落造成破坏。随后，胶球沿着坡板A224、坡板B227，旋板B226有序下滑。坡板A224、坡板B227，旋板B226都是矩形板，其宽度等于引球器宽度。坡板A224、坡板B227分别焊在引球器22上管内部相对的两个壁面上，均与水平方向呈30度。旋板B226通过周转副与坡板B227转动连接，限位板B225焊接在坡板的中心位置，与水平方向呈60度夹角，且限位板B225正面投影突出于坡板B227的自由端。当胶球下落击打在压力传感器上，压力传感器一旦信号输出，控制器就会控制电磁阀打开，从而压缩空气便会进入循环管28。由于胶球下落处是三向管结构，压缩气体会沿引球器22上管运动，此时旋板B226阻止压缩气体向上运动，旋板B226在压缩气体的作用下向上旋转，当旋板B226与限位板A223上的凹槽配合到位时，限位板A223、旋板B226与坡板B227对引球器22上管进行封闭，使压缩气体不能继续往上运动，影响清洗***，只能通过循环管28将胶球吹回进球室。当无压缩气体作用时，旋板B226自由下落于限位板B225自由端得到支撑，斜向左下方向。
Claims (10)
1.一种可自动循环的胶球清洗装置，其特征在于，包括，由上至下依次设置的进球室（2）、污水处理室（7）、清洗室（17）、胶球循环装置；
所述进球室（2）呈锥形、顶部设有进球管（1），底部设有用于连接换热器（3）管路上端口的出球管，所述进球室（2）旁通设有注水口（4）；
所述污水处理室（7）的进口通过球水分离器（6）连接于换热器（3）管路下端口，所述污水处理室（7）内设有倾斜向下设置的毛刷辊组（8），所述毛刷辊组（8）上部设置于污水处理室（7）进口下方，所述毛刷辊组（8）下部设有出球器（10）；
所述清洗室（17）顶部安装有电机A（14），所述电机A（14）电机轴***清洗室（17）内后固定连接于旋盘（19）中心，所述清洗室（17）进口连通出球器（10）的出球口，所述出球口朝向所述旋盘（19）上方设置，所述旋盘（19）上表面固定连接有用于清洗胶球表层的软刷层（20）；
所述胶球循环装置，所述胶球循环装置包括引球器（22），所述引球器（22）为三通结构，所述引球器（22）上端口通过管道B（23）连通清洗室（17）出口，左、右两端口分别连通电磁阀（27）、进球室（2），所述引球器（22）内安装有阻挡装置，所述引球器（22）位于上端口正下方的管壁上安装有压力传感器（24），所述电磁阀（27）另一端连通有压缩气体，所述压力传感器（24）信号端连接控制器（25），所述控制器（25）通过信号线控制连接电磁阀（27）。
2.根据权利要求1所述的一种可自动循环的胶球清洗装置，其特征在于，
所述污水处理室（7）内还设有挡坡（12），所述挡坡（12）设置于毛刷辊组（8）下方，由出球器（10）上部朝向排污口（11）处倾斜，所述出球器（10）呈“V”型漏斗状。
3.根据权利要求2所述的一种可自动循环的胶球清洗装置，其特征在于，所述毛刷辊组（8）包括多根毛刷辊，所述毛刷辊的毛刷辊轴（807）转动连接于污水处理室（7）的内壁，自由端穿过污水处理室（7）的内壁至齿轮腔（30）内并固定连接齿轮，相邻所述毛刷辊之间通过齿轮啮合传动，位于最高位置的毛刷辊轴（807）的其中一自由端通过联轴器与驱动电机B（801）转子固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种可自动循环的胶球清洗装置，其特征在于，所述毛刷辊的刷毛为硬质刷毛。
5.根据权利要求2所述的一种可自动循环的胶球清洗装置，其特征在于，所述排污口（11）上方的设有旋板A（9），所述旋板A（9）转动固定连接于排污口（11）上方污水处理室（7）壁上。
6.根据权利要求1所述的一种可自动循环的胶球清洗装置，其特征在于，所述清洗室（17）壁面上开设有多个漏水孔，所述漏水孔直径小于待清洗胶球直径，所述清洗室（17）底部呈圆锥状，清洗室（17）出口位于锥形底部。
7.根据权利要求6所述的一种可自动循环的胶球清洗装置，其特征在于，所述清洗室（17）上部还安装有清洗剂进入管（16），所述清洗剂进入管（16）出口位于旋盘（19）上。
8.根据权利要求6所述的一种可自动循环的胶球清洗装置，其特征在于，所述旋盘（19）盘中心固定连接的旋转轴通过联轴器（15）与电机A（14）电机轴传动连接，所述旋盘（19）呈由中心向下凸起的弧形。
9.根据权利要求1所述的一种可自动循环的胶球清洗装置，其特征在于，所述阻挡装置包括从上至下依次固定连接于引球器（22）上连通管内的拨球桨（221）、坡板A（224）、坡板B（227）、所述拨球桨（221）为通过旋转轴（222）转动连接于引球器（22），所述拨球桨（221）与引球器之间的间隙小于待清洗胶球直径，坡板A（224）、坡板B（227）焊接于引球器（22）内，所述坡板A（224）位于拨球桨（221）下方，所述坡板B（227）位于坡板A（224）下方，两者交叉设置，两者之间的距离大于待洗胶球的直径，位于坡板B（227）的自由端转动连接有旋板B（226），位于旋板B（226）相对侧的引球器（22）内壁上固定连接有限位板A（223），当旋板B（226）向上旋转到位时，限位板A（223）、旋板B（226）以及坡板B（227）封闭隔断引球器（22）上通管。
10.根据权利要求9所述的一种可自动循环的胶球清洗装置，其特征在于，所述坡板A（224）、坡板B（227）均与水平方向呈30°夹角，位于坡板B（227）下板面中心位置固定连接有朝向限位板A（223）延伸的限位板B（225），所述限位板B（225）与水平方向呈60°夹角，所述限位板B（225）自由端正方向投影突出于坡板B（227）自由端。
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