一种清洗溶液热交换装置自动除垢系统的制作方法

本发明涉及清洗设备领域，具体为一种清洗溶液热交换装置自动除垢系统。

背景技术：

在啤酒或饮料的生产过程中，啤酒瓶和饮料瓶很多都是回收清洗再利用的，在清洗过程中，用到被加热到85度的碱液，碱液开始温度在30度以下，流过热交换装置后，被150度高压高温蒸汽热交换后，可以把温度升高到85度的额定要求；清洗装置工作一段时间后，碱液管道就会沉积较多碱垢，碱垢不但降低热交换效率，还会造成管道堵塞，严重影响设备运行。

中国专利库中一种自动除垢热交换器(CN200810218840.X)，包括筒状壳体和发热体，壳体设有进、出水口，所述发热体位于壳体内部中央，发热体与壳体之间由圆形换热壁相隔开，换热壁与壳体之间围成环状水腔，水腔内沿轴向设置竖杆，所述竖杆外周设有贴近换热壁的除垢器，壳体的中心部位设有支轴，竖杆连接有令其绕支轴旋转的传动机构，本设计将发热体设置于壳体的内部，工作时热交换的效率高，此外，在水腔处设有贴住换热壁旋转的除垢器，当换热壁产生水垢时，除垢器可及时将水垢铲除，使换热壁即使长时间使用也不会因水垢而影响其传热效果，令产品更加节能及环保。

中国专利库中公开了一种热交换器除垢装置(CN201320158363.9)，具体的说是将振荡装置装设于热交换器的进水口外环，利用超音波的振荡，使水垢受振荡后从管路内壁剥离并排出。其主要由一马达及一振荡器所组成振荡装置，再将振荡装置装设于热交换器的进水口外环，而能借由启动马达使振荡器产生强力的超音波振荡，带动热交换器的管路振动，可使附着于管路上的水垢受振动后剥离出，再将水垢借由管路内的进出水流的循环而流动，并经过滤后排出，使热交换器不会残留水垢，能使管路较为畅顺流通，达到较佳的使用效能。

现有的碱液热交换器除垢办法主要是采用工人定期在管道端进行管道清洗和除垢，由于操作人员的责任心和技术能力不同导致有的设备保养效果不佳，结果造成该设备实用寿命远低于实际标准；近端保养费时费力，效果还不好。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的是提供一种清洗溶液热交换装置自动除垢系统，在碱液入口设置两个带单向阀的分支管道，分别连接工业蒸汽和高压水，分支管道分别设置有脉冲发生器，碱液出口设置电磁阀，在高速流入的工业蒸汽和高压水的作用下快速除垢，除垢进度实时上传云端，并与手机等移动设备直连；手机APP使用者可以远程控制设备除垢，监控除垢进度。

为了实现上述目的，本发明采用以下方案

一种清洗溶液热交换装置自动除垢系统，其包括，管道端、云端、移动端；

所述管道端，包括：外管1、内管2、碱液入口3、封板4、碱液上出口5、碱液下出口6、直管7、扰流板8、蒸汽入口9、蒸汽出口10、反射椎11、碱液入口电磁阀12、除垢时工业蒸汽入口13、除垢时高压水入口14、工业蒸汽入口单向阀15、高压水入口单向阀16、工业蒸汽脉冲发生器17、工业蒸汽入口电磁阀18、高压水入口脉冲发生器19、高压水入口电磁阀20、设备盒21、控制芯片22、数据收发模块23；

所述外管1设置有设备盒21，所述外管1两侧分别设置有碱液上出口5、碱液下出口6，所述外管1一端与封板4固定连接，所述封板4与反射椎11固定连接，所述外管1另一端与内管2固定连接，所述内管2一端与碱液入口3固定连接，所述内管2内部设置若干根直管7，所述内管2两端设置有密封板，所述直管7两端分别穿过密封板且与密封板固定连接，所述直管7上设置有扰流板8，所述内管2两侧分别设置有蒸汽入口9、蒸汽出口10，所述碱液入口3与碱液入口电磁阀12连接，所述碱液入口3外壁分别与除垢时工业蒸汽入口13、除垢时高压水入口14内向切线，所述除垢时工业蒸汽入口13上设置有工业蒸汽入口单向阀15，所述除垢时工业蒸汽入口13与工业蒸汽脉冲发生器17连接且两者之间设置有工业蒸汽入口电磁阀18，所述除垢时高压水入口14上设置有高压水入口单向阀16，所述除垢时高压水入口14与高压水入口脉冲发生器19连接且两者之间设置有高压水入口电磁阀20，所述所述设备盒21包括控制芯片22、数据收发模块23，所述控制芯片22分别与碱液入口电磁阀12、工业蒸汽入口单向阀15、高压水入口单向阀16、工业蒸汽脉冲发生器17、工业蒸汽入口电磁阀18、高压水入口脉冲发生器19、高压水入口电磁阀20、数据收发模块23连接，所述数据收发模块23与云端、移动端连接；

所述云端包括云服务器和云管理系统，提供实时存储和访问功能；

所述移动端为基于移动终端开发的APP软件，其包括数据同步、下发指令、除垢进度、结果分析；

所述数据同步，移动APP实时与云端进行数据同步，获取管道端的测量数据并将分析处理结果上传至云端保存；

所述下发指令，包括定期除垢或临时除垢，使用者选择除垢方式后，移动端向管道端下发除垢指令，按照标准除垢流程对热交换装置中碱液管道进行停机除垢；

所述除垢进度，在APP上可显示出除垢步骤和除垢进度；

所述结果分析，根据除垢工作进度及完成情况自动生成设备除垢分析报告并发送至相关人员，包括维护人员、负责人；

所述管道端将除垢进度上传至云端，所述云端与移动端进行实时数据同步，所述移动端下发指令，远程控制除垢进度生成设备除垢报告。

优选地，所述管道端包括警示灯，当开始除垢时，移动端向管道端中的控制芯片22发送指令，警示灯点亮；当除垢完成后，警示灯灭掉。

优选地，所述外管1内部设置碱垢检测装置，检测数据实时上传云端，移动端与云端同步数据后，对检测数据进行分析，当达到设定值时，自动发出预除垢提示信息。

优选地，所述工业蒸汽脉冲发生器17、高压水入口脉冲发生器19可合并为一台脉冲发生器。

优选地，所述移动设备包括但不限于手机、移动PC、个人平板。

优选地，所述移动APP包括Windows版本、安卓版本、ios版本。

优选地，所述除垢流程包括以下步骤：

(1)关闭碱液入口电磁阀12，排出碱液管道里的碱液，此时工业蒸汽入口单向阀15、高压水入口单向阀16都是关闭状态；

(2)依次打开工业蒸汽脉冲发生器17、工业蒸汽入口电磁阀18、工业蒸汽入口单向阀15，工业蒸汽冲入碱液入口3对碱液管道进行预热和冲刷，预热时间可根据实际情况设定，由于碱液入口3外壁与除垢时工业蒸汽入口13内向切线，工业蒸汽冲入碱液入口3时内向切线进入，形成龙卷风效应，并且高温高压蒸汽的流动速度比液体更快，对管道壁附着的碱垢，产生高温融化、高压剥离、旋转带走的效应；优选脉冲发生器发生频率，使龙卷风效应更强，但不能产生共振；

(3)预热结束后，保持蒸汽状态，依次打开高压水入口脉冲发生器19、高压水入口电磁阀20、高压水入口单向阀16，高压水冲入碱液入口3对碱液管道上的余下碱垢进行破碎剥离，剥离时间可根据实际情况设定；由于碱液入口3外壁与除垢时高压水入口14，高压水冲入碱液入口3时内向切线进入，形成龙卷风效应；工业蒸汽和高压水混合，产生大量高温高压气泡；在流动过程中，气泡在管道壁附近爆炸破裂，气泡破裂时瞬间产生强大冲击力，对碱垢进行破碎和剥离；优选脉冲发生器发生频率，使龙卷风效应更强，但不能产生共振；

(4)依次关闭工业蒸汽脉冲发生器17、工业蒸汽入口电磁阀18、工业蒸汽入口单向阀15，只保留高压水冲刷，冲刷时间可根据实际情况设定；优选脉冲发生器发生频率，使龙卷风效应更强，但不能产生共振；

(5)依次关闭高压水入口脉冲发生器19、高压水入口电磁阀20、高压水入口单向阀16，排出管道内的水；

(6)打开碱液入口电磁阀12，碱液进入碱液管道，此时工业蒸汽入口单向阀15、高压水入口单向阀16都是关闭状态，除垢完成。

优选地，所述预热时间为10-15m。

优选地，所述剥离时间为15-25m。

优选地，所述冲刷时间为10-15m。

优选地，在除垢进度中，以进度条的形式显示除垢进度。

本发明的有益效果是：可远程控制热交换装置的停机除垢，除垢进度实时显示，方便监控；利用工业蒸汽和高压水除垢，除垢彻底，使用方便；管道端、云端和移动端三者联动，共同构成了远程自动除垢系统，可周期性地自动停机除垢，延长设备使用寿命；自动除垢，可减少近端维护人员的数量和工作量，降低运营成本。

附图说明

图1为本发明的应用原理示意图；

图2为本发明的工作原理框图；

图3为本发明中管道端的结构示意图；

图4为本发明中移动端APP的架构示意图。

图3中，1-外管、2-内管、3-碱液入口、4-封板、5-碱液上出口、6-碱液下出口、7-直管、8-扰流板、9-蒸汽入口、10-蒸汽出口、11-反射椎、12-碱液入口电磁阀、13-除垢时工业蒸汽入口、14-除垢时高压水入口、15-工业蒸汽入口单向阀、16-高压水入口单向阀、17-工业蒸汽脉冲发生器、18-工业蒸汽入口电磁阀、19-高压水入口脉冲发生器、20-高压水入口电磁阀、21-设备盒、22-控制芯片、23-数据收发模块。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本申请中的技术方案，下面将结合附图、实施例来对本发明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申请的一部分实施例，基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

如图1所示，本发明基于物联网理念，采用远程控制方式进行管道除垢，除垢进度实时上传云端服务器，云端服务器进行保存，移动设备利用定制开发的APP对设备进行远程除垢，采用线下监测，线上管理的远端管理模式。

如图3所示，所述管道端，包括：外管1、内管2、碱液入口3、封板4、碱液上出口5、碱液下出口6、直管7、扰流板8、蒸汽入口9、蒸汽出口10、反射椎11、碱液入口电磁阀12、除垢时工业蒸汽入口13、除垢时高压水入口14、工业蒸汽入口单向阀15、高压水入口单向阀16、工业蒸汽脉冲发生器17、工业蒸汽入口电磁阀18、高压水入口脉冲发生器19、高压水入口电磁阀20、设备盒21、控制芯片22、数据收发模块23；

所述外管1设置有设备盒21，所述外管1两侧分别设置有碱液上出口5、碱液下出口6，所述外管1一端与封板4固定连接，所述封板4与反射椎11固定连接，所述外管1另一端与内管2固定连接，所述内管2一端与碱液入口3固定连接，所述内管2内部设置若干根直管7，所述内管2两端设置有密封板，所述直管7两端分别穿过密封板且与密封板固定连接，所述直管7上设置有扰流板8，所述内管2两侧分别设置有蒸汽入口9、蒸汽出口10，所述碱液入口3与碱液入口电磁阀12连接，所述碱液入口3外壁分别与除垢时工业蒸汽入口13、除垢时高压水入口14内向切线，所述除垢时工业蒸汽入口13上设置有工业蒸汽入口单向阀15，所述除垢时工业蒸汽入口13与工业蒸汽脉冲发生器17连接且两者之间设置有工业蒸汽入口电磁阀18，所述除垢时高压水入口14上设置有高压水入口单向阀16，所述除垢时高压水入口14与高压水入口脉冲发生器19连接且两者之间设置有高压水入口电磁阀20，所述所述设备盒21包括控制芯片22、数据收发模块23，所述控制芯片22分别与碱液入口电磁阀12、工业蒸汽入口单向阀15、高压水入口单向阀16、工业蒸汽脉冲发生器17、工业蒸汽入口电磁阀18、高压水入口脉冲发生器19、高压水入口电磁阀20、数据收发模块23连接，所述数据收发模块23与云端、移动端连接。

如图2、图4所示，所述云端包括云服务器和云管理系统，提供实时存储和访问功能；

所述移动端为基于移动终端开发的APP软件，其包括数据同步、下发指令、除垢进度、结果分析；

所述数据同步，移动APP实时与云端进行数据同步，获取管道端的测量数据并将分析处理结果上传至云端保存；

所述下发指令，包括定期除垢或临时除垢，使用者选择除垢方式后，移动端向管道端下发除垢指令，按照标准除垢流程对热交换装置中碱液管道进行停机除垢；

所述除垢进度，在APP上可显示出除垢步骤和除垢进度；

所述结果分析，根据除垢工作进度及完成情况自动生成设备除垢分析报告并发送至相关人员，包括维护人员、负责人；

所述管道端将除垢进度上传至云端，所述云端与移动端进行实时数据同步，所述移动端下发指令，远程控制除垢进度生成设备除垢报告。

停机除垢流程：

(1)关闭碱液入口电磁阀12，排出碱液管道里的碱液，此时工业蒸汽入口单向阀15、高压水入口单向阀16都是关闭状态；

(2)依次打开工业蒸汽脉冲发生器17、工业蒸汽入口电磁阀18、工业蒸汽入口单向阀15，工业蒸汽冲入碱液入口3对碱液管道进行预热和冲刷，预热时间可根据实际情况设定，由于碱液入口3外壁与除垢时工业蒸汽入口13内向切线，工业蒸汽冲入碱液入口3时内向切线进入，形成龙卷风效应，并且高温高压蒸汽的流动速度比液体更快，对管道壁附着的碱垢，产生高温融化、高压剥离、旋转带走的效应；优选脉冲发生器发生频率，使龙卷风效应更强，但不能产生共振；

(3)预热结束后，保持蒸汽状态，依次打开高压水入口脉冲发生器19、高压水入口电磁阀20、高压水入口单向阀16，高压水冲入碱液入口3对碱液管道上的余下碱垢进行破碎剥离，剥离时间可根据实际情况设定；由于碱液入口3外壁与除垢时高压水入口14，高压水冲入碱液入口3时内向切线进入，形成龙卷风效应；工业蒸汽和高压水混合，产生大量高温高压气泡；在流动过程中，气泡在管道壁附近爆炸破裂，气泡破裂时瞬间产生强大冲击力，对碱垢进行破碎和剥离；优选脉冲发生器发生频率，使龙卷风效应更强，但不能产生共振；

(4)依次关闭工业蒸汽脉冲发生器17、工业蒸汽入口电磁阀18、工业蒸汽入口单向阀15，只保留高压水冲刷，冲刷时间可根据实际情况设定；优选脉冲发生器发生频率，使龙卷风效应更强，但不能产生共振；

(5)依次关闭高压水入口脉冲发生器19、高压水入口电磁阀20、高压水入口单向阀16，排出管道内的水；

(6)打开碱液入口电磁阀12，碱液进入碱液管道，此时工业蒸汽入口单向阀15、高压水入口单向阀16都是关闭状态，除垢完成。

工作原理：

先通入工业蒸汽进行管道预热和碱垢冲刷，由于碱液入口3外壁与除垢时工业蒸汽入口13内向切线，工业蒸汽冲入碱液入口3时内向切线进入，形成龙卷风效应，在蒸汽作用下，可去除大部分碱垢；再通入高压水对碱液管道上的碱垢进行破碎剥离，由于碱液入口3外壁与除垢时高压水入口14内向切线，高压水冲入碱液入口3时内向切线进入，形成龙卷风效应；工业蒸汽和高压水混合，产生大量高温高压气泡，气泡附着在碱垢上，在气泡破裂过程中产生的高压作用下对碱垢进行破碎剥离；关闭工业蒸汽，保持高压水冲刷，对残存的碱垢进行彻底清楚，整个除垢过程中，优选开启脉冲发生器，在脉冲发生器的作用下，除垢效果更好。

工业蒸汽的优点，在管道内蒸汽的流速远程液体，高温高压蒸汽对管道进行预热，方便碱垢分离破碎，蒸汽内向切线输入，形成龙卷风效应，更容易带出污垢；高压水的优点，高压水虽然流速不快，但流量大持续冲击碱垢，有助于碱垢的剥离和带出，高压水内向切线输入，形成龙卷风效应，更容易带出污垢；工业蒸汽和高压水混合后，产生大量气泡，气泡破裂时瞬间产生强大冲击力，对碱垢进行破碎和剥离。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。