胶球清洗型污水换热器的制作方法


本实用新型涉及能源利用领域,?#32469;?#28041;及到污水热量利用,具体为一种胶球清洗型污水换热器。



背景技术:

城市污水作为一种可再生的低温热源,?#21830;?#20195;部分燃煤、?#21152;?#38149;炉,能适当缓解我国的环境问题,而且可优化我国的能源结构,对国家节能减排的意义重大。

污水换热器是实现城市污水热量利用的关键设备,污水和清洁水在污水换热器内实现非接触式换热。?#27426;?#27745;水作为一种恶劣水质,将其引入换热器中,不可避免会在换热表面上结垢,导致换热表面热阻增大,换热器总体传热系数下降很快。污水污物甚至会堵塞换热管路,影响换热器?#20013;?#31283;定换热。因此,污水换热器存在易结垢,难清洗,易堵塞等诸多技术难题。

目前污水换热器主要有沉浸式、管壳式、淋激式这三种。沉浸式污水换热器将污水换热器直接浸泡在污水坑池中,具有良好的防腐蚀和防堵塞性能。但是换热方式为自?#27426;?#27969;,换热效?#23454;停?#25442;热面积大,换热池中的污物沉积与清理?#26448;?#20197;解决,不适宜在大型工程?#22411;?#24191;。管壳式污水换热器换热?#38382;?#20026;强制对流,传热系数大,但是清洗困难,维护工作量?#27927;蟆?#28107;激式污水换热器有效解决了换热器的阻塞结垢问题,传热系数?#32454;擼?#20294;是换热器表面外侧需要周期性清洗,且周期短,?#38382;较低?#23384;在二次污染问题。



技术实现要素:

本实用新型针对现有技术的不足,提供一种胶球清洗型污水换热器,利用垂直螺旋形的流道和螺旋形板式传热面,具有强化传热和?#27426;?#30340;自洁能力,配合胶球清洗,可以实现换热器的实时在线免拆卸清洗,避免了脏堵问题,换热可以为强制对流,且清洁水与污水是逆流换热。

本实用新型是通过如下技术方案实现?#27169;?#25552;供一种胶球清洗型污水换热器,包括收发球室和换热装置,以及位于收发球室与换热装置之间的胶球提升装置,所述收发球室上开设有收球门和位于收球门下方的发球门;

所述换热装置包括设有污水入口、污水出口、清水入口和清水出口的圆筒状箱体、固接于箱体内的立轴,以及套设固定在所述立轴上的螺旋状换热管,所述箱体侧壁上开设有进球门和位于进球门下方的出球门,所述出球门与换热管下端的顶面之间设有收球网;

所述胶球提升装置包括壳体,以及位于壳体内且由驱动装?#20204;?#21160;旋转的竖向环形带,所述环形带上固设有若干朝向壳体?#30001;?#30340;托球板,托球板与壳体之间的距离小于胶球?#26412;叮?#22771;体上开设有分别与进球门、出球门、收球门、发球门对应的胶球通过孔。

本方案的换热器在换热管内通入清水,通过污水入口向箱体内注入污水,利用污水携带的热量对清水进行加热,换热管的外表面为污水流道,长时间使用以后,在换热管的表面产生污垢,对污垢进行清理时,打开发球门,收发球室内的胶球进入提升装置的壳体中,并在托球板和环形带的作用下移至进球门,并通过进球门进入箱体内,胶球沿换热管的表面滚动,胶球与换热管的碰撞和摩擦,将换热面表面的污垢去除,滚至换热管下端的胶球经收球网再次进入壳体,并被托球板携带移动,如此循环,直至清理完成,?#32531;?#33014;球经收球门进入收发球室,完成收球工作。

作为优化,所述托球板为楔形板,且托球板与环形带连接的?#27426;?#21402;度大于朝向壳体?#27426;?#30340;厚度。本优化方案将托球板设置为楔形板,利用楔形板的斜度使胶球紧贴壳体内壁,可以顺利经胶球通过孔进入进球门和收球门。

作为优化,所述驱动装置包括穿设在环形带内的主动轴和从动轴,以及与所述主动轴连接的驱动电机。本优化方案的驱动装置结构简单,使用和维护成本低。

作为优化,所述换热管的截面为矩形。本优化方案将换热管设置为矩形,方便与立轴、箱体的连接,增大了胶球滚动范围和轨迹,提高了去污的均匀性和彻底性,同时增大了换热面积。

作为优化,所述收球网倾斜设置,且收球网靠近出球门的?#27426;?#20302;于与换热管连接的?#27426;恕?#26412;优化方案通过将收球网倾斜设置,使胶球的滚动更加快捷,避免胶球在换热管下端停留。

作为优化,所述收发球室的顶部开设?#22411;?#29699;孔,底部开设有卸球孔,侧面开设有观察窗。通过投球孔可以方便往收发球室内增加胶球数量,通过卸球孔方便将胶球放出进行清洗,通过观察窗可以观察收球情况。

作为优化,所述收球门、发球门、进球门和出球门均为电动门。本优化方案将收球门、发球门、进球门和出球门均设为电动门,更方便进行控制,提高清理污垢的效率和自动化程度。

作为优化,所述换热管内侧面与立轴接触,外侧面与箱体接触,且换热管与立轴、箱体固接。本优化方案的设置方便换热管的固定,降低了施工?#35759;取?/p>

作为优化,所述污水入口位于箱体顶部,污水出口位于箱体侧壁的底部,清水入口和清水出口位于箱体同一侧壁上,且在高度方向上清水出口位于清水入口上方。本优化方案将污水入口设置在污水出口的上方,使污水由上往下流动,可以将清水从换热管下端通入,由换热管上端流出,实现逆流换热,提高换热效率。

本实用新型的有益效果为:

1、?#35270;?#20110;污水换热,换热管采用螺旋矩形管,使形成的污水流道成为宽流道,污垢不易积淀,换热管内部通畅,不易堵塞;

2、换热面是一个竖向的螺旋状平面,由于污水的流动是沿着倾斜的螺旋状流道从上往下流动,在重力作用下,后面的污水?#27426;?#20914;刷前面的污水,污垢难以沉积和粘附,使得换热器不易结垢,具有?#27426;?#30340;自洁能力,从而延长了清洗周期;

3、污水和清水的换热是?#31185;?#23545;流换热,且污水与清水是逆流换热,换热系数高,换热温差大;

4、胶球在重力的作用下沿着螺旋状污水流道?#19978;?#32780;上滚动,与流道的换热面摩擦、?#19981;鰨?#24102;走其表面的污垢,胶球到达底部后,通过收球网,再进入立式胶球提升装置,如此循环,实现在线胶球清洗。

附图?#24471;?/p>

图1为本实用新型结构示意图;

图2为换热装置结构示意图;

图3为胶球提升装置结构示意图;

图4为收发球室结构示意图;

图中所示:

1、箱体,2、壳体,3、收发球室,31、收球门,32、发球门,33、投球孔,34、卸球孔,35、观察窗,4、污水入口,5、污水出口,6、清水入口,7、清水出口,8、立轴, 9、换热管,10、胶球通过孔,11、收球网,12、进球门,13、出球门,14、主动轴,15、从动轴,16、环形带,17、托球板。

具体实施方式

为能清楚?#24471;?#26412;方案的技术特点,下面通过具体实施方式,对本方案进行阐述。

如图1所示一种胶球清洗型污水换热器,包括收发球室3和换热装置,以及位于收发球室与换热装置之间的胶球提升装置,所述收发球室3的底面倾斜设置,且靠近胶球提升装置的一侧低于远离胶球提升装置的一侧,收发球室3上靠近胶球提升装置的侧面开设有收球门31和位于收球门下方的发球门32,收发球室的顶部开设?#22411;?#29699;孔33,底部开设有卸球孔34,侧面开设有观察窗35。

换热装置包括设有污水入口4、污水出口5、清水入口6和清水出口7的圆筒状箱体1、固接于箱体1内的立轴8,以及套设固定在所述立轴8上的螺旋状换热管9,立轴位于箱体的中轴线上,且由厚壁不锈钢管制成。换热管的截面为矩形,换热管的上表面形成污水流道,为方便施工,换热管内侧面与立轴接触,外侧面与箱体接触,且换热管与立轴、箱体通过焊接固接为一体。

污水入口4位于箱体1顶部,污水出口位于箱体侧壁的底部,清水入口和清水出口位于箱体同一侧壁上,且在高度方向上清水出口位于清水入口上方,使用时将清水从换热管的下端通入,使清水?#19978;?#24448;上流动,污水从上往下流动,实现逆流加热,提高换热效率。

箱体侧壁上开设有进球门12和位于进球门下方的出球门13,换热器正常工作时,进球门和出球门均关闭。所述出球门与换热管下端的顶面之间设有收球网11,收球网?#27426;?#19982;箱体固接,另?#27426;?#19982;换热管固接,收球网设在胶球滚落的轨迹延长线上,从换热管上滚下的胶球经收球网滚向出球门。为了保证胶球滚落的顺畅,本实施例的收球网倾斜设置,且收球网靠近出球门的?#27426;?#20302;于与换热管连接的?#27426;恕?/p>

胶球提升装置包括壳体2,以及位于壳体内且由驱动装?#20204;?#21160;旋转的竖向环形带16,所述环形带16上固设有若干朝向壳体?#30001;?#30340;托球板17,托球板与壳体之间的距离小于胶球?#26412;叮?#25176;球板为楔形板,且托球板与环形带连接的?#27426;?#21402;度大于朝向壳体?#27426;?#30340;厚度。托球板与环形带连接使得托球板依靠重力能转动?#27426;?#30340;小角度。

壳体上开设有分别与进球门、出球门、收球门、发球门对应的胶球通过孔10,且进球门、出球门、收球门、发球门与对应的胶球通过孔接触设置。

驱动装置包括穿设在环形带内的主动轴14和从动轴15,以及与所述主动轴连接的驱动电机,主动轴14和从动轴15通过轴承连接在壳体上,驱动电机固定在壳体外侧。

为了方便控制,提高设备自动化水平,本实施例的收球门、发球门、进球门和出球门均为电动门。

换热器进行换热工作时,胶球提升装置停用,进球门和出球门关闭。

进行换热器清洗时,启动驱动电机,主动轴转动,带动环形带和托球板运动。打开收发球室的发球门,里面的胶球落入提升装置中,被托球板和环形带携带,此时换热器箱体的进球门和出球门开启,胶球通过进球门进入换热器箱体中,在重力作用下沿着换热管形成的螺旋形流道滚落,通过与污水流道的换热面碰撞和摩擦,将换热面表面的污垢去除。到达换热器底部的胶球沿收球网再次进入胶球提升装置中,被托球板和环形带携带,再次进入换热装置箱体,实现循环清洗。

清洗完毕后,清洗完毕后,关闭进球门和发球门,打开收球门,胶球随托球板移动过程中经收球门进入收发球室,通过观察孔观察收发球室内情况,?#27426;问?#38388;内若无胶球落入收发球室,则收球完成,收秋完成后关闭收球门和出球门,?#32531;?#20851;闭驱动电机,停止提升装置的工作。换热器又转为换热工作状态。胶球使用?#27426;问?#38388;后,若考虑胶球更换,则可以开启收发球室的卸球门,将胶球从?#20302;?#20013;取出,再次添加胶球时,可以通过投球孔将胶球放入收发球室。

本实用新型?#35270;?#20110;污水换热,污水流道采用宽流道,流道内部通畅,不易堵塞,换热器内的清水与污水进行逆流换热,换热温差?#27927;螅?#25442;热效?#24335;细摺?#24182;且,本实用新型的污水换热器,采用了胶球在线清洗,?#35270;?#20110;水质比较差的污水的换热。

当然,上述?#24471;?#20063;并不仅限于上述举例,本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现,在此不再赘述;以上实施例及附图仅用于?#24471;?#26412;实用新型的技术方案并非是对本实用新型的限制,参照优选的实施方式对本实用新型进行了详细?#24471;鰨?#26412;领域的普通技术人员应当理解,本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本实用新型的宗旨,也应属于本实用新型的权利要求保护范围。

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