循环冷却水阻垢及自动除垢装置的制作方法

本实用新型属于循环冷却水除垢领域，具体涉及一种循环冷却水阻垢及自动除垢装置。

背景技术：

在循环冷却水中，一般都存在Ca²⁺、Mg²⁺、硅酸等结垢倾向物质，在敞开式循环冷却水系统中，由于水份蒸发导致盐类物质浓缩，上述具有结垢倾向物质会沉积在换热设备或管道壁面上形成水垢；冷却水在循环过程中，阳光、与空气的接触也给水中细菌及藻类的繁殖生长提供了有利条件，这些繁殖细菌与藻类形成的粘液会吸附杂质附着在设备表面或管壁。沉积在换热设备表面的水垢和菌类杂质会降低设备的换热效率，增加系统能耗，严重时会堵塞设备或管道，造成系统开机困难。

长期以来，学术界以及工业企业一直以来都在探索循环冷却水阻垢、杀菌以及抑制藻类的技术及设备，目前常用的方法有两大类：化学法和物理法。

化学法是当前最常用的循环冷却水阻垢及杀菌抑藻技术，可细分为加阻垢杀菌剂法、加酸法、离子树脂法、石灰沉淀法等。化学法在实际应用中取得了一定的成效，但也暴露了很大的不足。化学法最大的缺点是当化学药剂加到循环冷却水中时，会造成受纳水体的污染，同时加药量多少、加药时机对操作工人的实际操作水平有很高的要求。

为了克服化学法的上述缺陷，人们一直在寻求通过物理法来实现循环冷却水阻垢及杀菌抑藻。目前常用的物理法技术主要有超声波技术、磁化处理法、高压电场处理法、电解处理技术等。上述物理法技术虽然有一定的实际应用案例，但大多属于被动阻垢技术，且杀菌及抑制藻类效果不明显。电解处理技术有主动阻垢的效果且可杀菌抑藻，但很难做到自动除垢及设备连续稳定运行。

因此，研究通过物理法来实现循环冷却水阻垢及自动除垢就显得非常必要，这正是本实用新型得以完成的动力和出发点所在。

技术实现要素：

为了克服现有技术存在的上述技术问题，本发明人在进行了仔细分析和研究之后，从而提供了一种以物理法为基础的循环冷却水主动阻垢装置，可将结垢自动清理并排出，同时具有杀菌和抑制藻类繁殖的功能。

上述技术问题的解决通过以下技术方案实现：一种循环冷却水阻垢及自动除垢装置，包括反应室，所述反应室内设置有至少一组阴极电极板和阳极电极板，所述阴极电极板和所述阳极电极板分别与直流电源的两端连接。

优选的，所述反应室设置有进水阀和出水阀。

优选的，所述反应室的底部设置有排渣阀。

优选的，所述反应室内设置有转轴、转刷和电机，所述转轴的两端通过轴承与所述反应室连接在一起，所述轴承的外部设置有密封箱，所述转刷的一端固定在所述转轴上，所述转刷布置在所述阴极电极板或/和所述阳极电极板的两侧，所述转轴由电机驱动。

优选的，所述直流电源为10-20kHz的高频直流电源。

优选的，所述阴极电极板的材质为钛或镁。

优选的，所述阳极电极板采用具有金属钯涂层的钛材。

优选的，所述出水阀的位置高度大于所述进水阀的位置高度。

优选的，所述反应室的底部设置有支架。

优选的，还包括控制柜和电导率仪，所述控制柜与所述直流电源连接，所述电导率仪设置在所述出水阀的出水口处和所述进水阀的进水口处。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：本发明属于物理法阻垢及杀菌抑藻技术，可有效避免化学法带来的二次污染，并能起到杀菌抑藻的效果；本发明属于主动除垢技术，通过促使结垢类物质主动沉积在电极板上面从而降低循环冷却水中结垢类物质的浓度，降低结垢倾向；本发明通过改变电极板极性或/和转刷的强制除垢作用，自动去除沉积在电极板上的垢类物质，并随水流自动排出设备，做到设备稳定自动运行。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型在安装运行时的系统流程图。

图中，1为支架，2为反应室，3A 为阳极电极板，3B 为阴极电极板，4为直流电源，5为电机，6为转刷，7为密封箱，8为出水阀，9为转轴，10为盖板，11为接线端子，12为排渣阀，13为进水阀，14为控制柜。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

实施例1 一种循环冷却水阻垢及自动除垢装置

如图1所示的循环冷却水阻垢及自动除垢装置，安装在循环冷却水系统旁路上(如图2所示)不影响循环冷却水系统的运行，包括支架1和反应室2，反应室2设置在支架1的上方，反应室2的上部为主电解反应区，下部为垢类物质收集排出区，底部有排渣阀12，通过球阀与外部管道相连；反应室2顶部有一盖板10，反应室2内设置有多组阴极电极板3B和阳极电极板3A，阴极电极板3B和阳极电极板3A固定在盖板10上，阴极电极板3B和阳极电极板3A通过接线端子11分别与直流电源4的两端连接，反应室2的两侧设置有出水阀8和进水阀13，出水阀8的位置高度大于进水阀13的位置高度，反应室2内设置有电机5、转刷6(除垢刷)和转轴9，转轴9的两端通过轴承与反应室连2接在一起，轴承的外部设置有密封箱7(轴承位于密封箱7的内部，轴承在图中未示)，转刷6的一端固定在转轴9上，转刷6布置在阴极电极板3B的两侧，转轴9由电机5驱动，阴极电极板3B的材质为钛或镁，阳极电极板3A采用具有金属钯涂层的钛材；当循环冷却水从进水阀的进水口进入反应室后，接通电极板的直流电源，直流电源加载直流电，初始电压≤15V，初始电流≤30A，电极板间形成电磁场，水中的钙离子、镁离子等在电场作用下被吸引到阴极电极板附近沉积，与阴极电极板附近的碳酸根离子等生成碳酸钙、碳酸镁等物质沉淀析出并沉积在阴极电极板上面，形成晶体形态疏松的水垢，同时在阳极电极板附近会析出氧，并伴随生成H₂O₂、O₃、羟基自由基、次氯酸盐等，这些物质具有很强的氧化性，可以去除循环冷却水中的细菌、藻类等，强化杀菌除藻效果，抑制藻类生长；可以采用高频直流电源(10-20kHz)，此时在电磁场作用下阴极板上析出的结垢类矿物质晶体形态疏松，易从电极板上脱落；阴极电极板选用钛、镁等材质可以兼顾垢类物质的沉积效率和电极板极性变换时积垢的脱落率，易于垢类物质脱落；在一定的时间间隔时，可通过变换电极板电源的极性，使得部分沉积在阴极的垢类矿物质脱落并排出循环冷却水阻垢装置；由于通过改变电极板电源极性只能使得部分积垢从电极板上脱落，剩余的部分积垢需要强制去除，可以在一定时间间隔时，电机驱动转轴并带动转刷转动，清除电极板上剩余的垢类矿物质，这些矿物质脱落后随水流排出循环冷却水阻垢装置。

实施例2 一种循环冷却水阻垢及自动除垢装置

本实施例涉及一种循环冷却水阻垢及自动除垢装置，其与实施例1的区别在于：还包括控制柜14和电导率仪，电导率仪设置在出水阀的出水口处和进水阀的进水口处，控制柜与直流电源连接，根据电导率参数反馈到控制柜中的PLC装置，控制柜可对直流电源的输出电流、电压以及频率特性进行调节，从而控制优化水中结垢倾向物质向电极板的沉积速率、结垢矿物质的晶体结构等，最大限度降低设备出水硬度；当电极板电流衰减到一定程度时，可以通过控制柜内PLC改变电源电极的极性，并持续5-10分钟，这样原来沉积在阴极电极板上的垢类物质会脱落到水中并从反应室底部排渣阀的排渣口排出，随后可恢复电极板原极性；由于通过改变电极板电源极性只能使得部分积垢从电极板上脱落，剩余的部分积垢需要采用强制去除，因此可以在一定的时间间隔，由控制柜控制电机驱动转轴，进而带动转刷转动，将阴极电极板两侧的积垢扫除并脱落在水中，从反应室底部的排渣阀的排渣口排出。

使用效果

一电子厂循环冷却水系统能力为500m³/h，在旁路上安装实施例2提供的装置后，在电压为10V，电流35A情况下，装置进水硬度为363mg/L(以CaCO₃计)，出水硬度为301.3mg/L(以CaCO₃计)。

一化工厂循环冷却水系统能力为500m³/h，在旁路上安装实施例2提供的装置后，在电压为26V，电流36A情况下，装置进水硬度为458mg/L(以CaCO₃计)，出水硬度为361mg/L(以CaCO₃计)。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。