專利名稱：一種循環(huán)冷卻水的處理裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是一種采用超聲波技術和光催化技術聯(lián)合處理循環(huán)冷卻水且能自清潔的凈化裝置，尤其涉及一種循環(huán)水系統(tǒng)中微生物滅活的防垢除垢裝置，屬于循環(huán)冷卻水的處理裝置的創(chuàng)新技術。
背景技術：
循環(huán)冷卻水換熱系統(tǒng)中普遍存在三大問題:水垢、腐蝕和微生物。其中微生物的影響尤為嚴重。冷卻過程中循環(huán)冷卻水吸入空氣中大量的灰塵、泥沙、微生物，微生物在適宜條件下大量繁殖，與灰塵等結(jié)合形成生物黏泥沉積于冷卻塔和換熱設備內(nèi)，降低了冷卻塔的冷卻效果和設備的傳熱效 率。同時微生物不僅可以直接腐蝕金屬，還會對金屬設備造成嚴重的垢下腐蝕。另外，人工供水系統(tǒng)能為軍團桿菌的大量繁殖提供生存環(huán)境，人們通常由于呼吸了被軍團桿菌污染的水源散發(fā)的水霧而傳染上致命的軍團病。水在冷卻塔中的蒸發(fā)導致水中二氧化碳解析逸散，使水中碳酸鈣在換熱面上結(jié)垢析出，和Ca2+、Mg2+等接觸，而產(chǎn)生水垢。水垢的危害是降低了設備的換熱效率。研究表明，Imm的垢厚能造成大約8%的能源損失，同時也使管道內(nèi)的阻力增大，造成動力的浪費，嚴重時不僅會損壞設備，還會引起生產(chǎn)事故，造成極大的經(jīng)濟損失。同時，水與空氣的接觸，使水中的溶解氧得到了飽和，從而導致氧化腐蝕。腐蝕不僅增加了結(jié)垢，而且為微生物提供了營養(yǎng)。水垢、腐蝕和微生物這三大問題對循環(huán)冷卻水換熱系統(tǒng)的危害是互為促進的，因此需要從這三個方面同時入手解決才能讓循環(huán)冷卻水的處理達到最優(yōu)化。傳統(tǒng)的循環(huán)冷卻水處理方法有物理方法和化學方法。物理方法有電場和磁場防垢，但是其作用是暫時的、有條件的。化學除垢是用化學藥劑來進行水質(zhì)凈化，但使用的各種藥劑不僅具有腐蝕性、有毒、對人體有害，而且在使用的過程中不僅需要反復投放，增加了人力財力的投入，而且需要停止生產(chǎn)，造成不必要的損失。因此，尋求一種高效環(huán)保、節(jié)能經(jīng)濟、自動化程度高的循環(huán)冷卻水處理裝置迫在眉睫。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于考慮上述問題而提供一種可以自我清潔，高度自動化的環(huán)保高效的循環(huán)冷卻水的處理裝置。本發(fā)明設計合理，方便實用，實現(xiàn)超聲波、紫外線、光催化三者有機結(jié)合對循環(huán)冷卻水進行處理，充分利用了清潔、成本低廉的太陽能和幾乎沒有材料損耗的光催化系統(tǒng)。具有高效低價、運行穩(wěn)定、維修方便、自動化程度高等特點。本發(fā)明的技術方案是:本發(fā)明的循環(huán)冷卻水的處理裝置，包括有旋轉(zhuǎn)開關、加液孔、空心連接桿、內(nèi)刮擦器、散液腔、置線管、水處理套筒、電控箱，水處理套筒上設有電控室及用于裝清洗液的儲液室，儲液室上設有加液孔，水處理套筒通過底部支架與超聲波發(fā)生器相連，電控室通過置線管與電控箱和超聲波發(fā)生器電連接，空心連接桿的一端通過旋轉(zhuǎn)開關與儲液室相連，空心連接桿的另一端與散液腔相連，散液腔的下部設有能將清潔液滲透到裝設在水處理套筒的內(nèi)壁的內(nèi)刮擦器的孔洞。上述水處理套筒的外側(cè)設有有機玻璃外壁，電控室、儲液室與有機玻璃外壁連接。上述裝清洗液的儲液室設于水處理套筒內(nèi)部的最上部，其側(cè)面設有用以觀察液面位置的視液窗，儲液室的底部及側(cè)邊對應空心連接桿及外部送液連接桿，加液孔設于儲液室的頂部。上述空心連接桿由若干層套管組成，套管的兩端有環(huán)形的卡片，最外層套管的上部以及內(nèi)刮擦片的下部均有第一卷線器，第一卷線器的卷線與電機相連，以承擔內(nèi)刮擦器的往復運動，空心連接桿除了最外部的套管外，其余套管上均有供清潔液流出的小孔。上述水處理套筒的外壁設有外部送液連接桿，外部送液連接桿的一端與儲液室相連，外部送液連接桿的另一端能將清潔液輸送到裝設在水處理套筒外部的外清潔片，對水處理套筒的外壁進行清潔的外清潔片與驅(qū)動其進行往復運動的驅(qū)動機構(gòu)連接。上述外部送液連接桿由若干層空心套管組成，其上部設有90度的彎管，并與儲液室相連，其下部連接有外清潔片，外部送液連接桿的內(nèi)層套管的管壁上設有孔洞，外部送液連接桿上設置有第二卷線器，通過電機驅(qū)動進行往復運動，外部送液連接桿除了最外層的套管，其余套管壁上均分布有供清潔液流出的小孔。上述旋轉(zhuǎn)開關下方設有換能器，換能器的下方設有光催化網(wǎng)，光催化網(wǎng)的中心裝有紫外線燈，光催化網(wǎng)的下方設置底部刮淤板。本發(fā)明由于采用由底部刮淤板、連接桿、外部送液連接桿等結(jié)構(gòu)組成的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明采用超聲波技術和光催化技術聯(lián)合處理循環(huán)冷卻水、能自我清潔、高度自動化、環(huán)保高效的循環(huán)冷卻水凈化系統(tǒng)；本裝置基于超聲波的空化作用和光催化的氧化還原反應，利用了超聲波、光催化及紫外線協(xié) 同使用比單獨作用效果更好的原理，配合紫外線消毒裝置有機結(jié)合成整個系統(tǒng)；可應用于空調(diào)循環(huán)冷卻水的處理或其他需要進行水處理之處。本發(fā)明凈化系統(tǒng)非常方便實用，超越現(xiàn)階段的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)需要人力操作的弊端，并且將對環(huán)境的影響降到最低。紫外線有除菌的功能，可以殺死循環(huán)水中的細菌，而紫外線燈外的清潔片，可以保證紫外燈管套管表面的清潔性和透光性，從而保證了其滅菌效果和光催化反應器的功效。光催化反應器的原理是在一定波長光照條件下，半導體材料發(fā)生光生載流子的分離，然后光生電子和空穴在與離子或分子結(jié)合生成具有氧化性或還原性的活性自由基，這種活性自由基能將有機物大分子降解為二氧化碳或其他小分子有機物以及水，在反應過程中這種半導體材料也就是光催化劑本身不發(fā)生變化。另外，本發(fā)明還包含有采用流量控制達到?jīng)_洗內(nèi)部和一種排污的刮擦片以及外清潔片。考慮到超聲波在液體中隨著液體的縫隙傳播開時，液體的分子受到超聲波的能量的傳遞而具有能量，分子相互作用產(chǎn)生大量的氣泡，能量聚集到一定的程度的時候不斷的發(fā)生猛烈爆破，產(chǎn)生強大的沖擊力和負壓吸力，從而使頑固污垢剝離，并將細菌、病毒殺死。這就是超聲波所產(chǎn)生的強烈的空化和乳化現(xiàn)象。超聲波即是利用這些現(xiàn)象滅菌除垢，并加快有機物的分解，不僅可以清除循環(huán)冷卻水中的微生物，還能震碎管道和光催化金屬網(wǎng)上的污垢，達到自我清潔的功能。另外，有研究表明，超聲波結(jié)合光催化能使光催化的效果有很大的提高，而且超聲波結(jié)合紫外線可以使紫外線的殺菌作用更為有力。本發(fā)明是一種設計巧妙，性能優(yōu)良，方便實用的循環(huán)冷卻水的處理裝置。


圖1為本發(fā)明循環(huán)冷卻水處理設備的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為循環(huán)冷卻水處理設備的系統(tǒng)運行關系框圖。
圖3為循環(huán)冷卻水處理設備的安裝位置示意圖。
圖4為旋轉(zhuǎn)開關的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為底部刮淤板的俯視圖。
圖6為底部刮淤板在B-B位置的剖視圖。
圖7為底部刮淤板的三維圖。
圖8為空心連接桿的結(jié)構(gòu)圖。
圖9為外部送液連接桿的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
實施例: 本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1、2、3、4所示，本發(fā)明的循環(huán)冷卻水的處理裝置，包括有旋轉(zhuǎn)開關1、空心連接桿4、底部刮淤板10、內(nèi)刮擦器16、散液腔18、外部送液連接桿19、置線管20、水處理套筒23，水處理套筒23內(nèi)部的最上部設有裝清洗液的儲液室22，水處理套筒23的頂部設有加液孔2 ，水處理套筒23的側(cè)面設有用以觀察液面位置的視液窗3，水處理套筒23上設有用以放置電機、電線、控制開關的電控室21，水處理套筒23通過底部支架13與超聲波發(fā)生器25相連，電控箱24設置在超聲波發(fā)生器25的上方，儲液室22的下方均勻分布有四根可伸縮的空心連接桿4，空心連接桿4的一端通過旋轉(zhuǎn)開關I與儲液室22相連，空心連接桿4的另一端與散液腔18相連，散液腔18的下部設有能將清潔液滲透到裝設在水處理套筒23的內(nèi)壁的內(nèi)刮擦器16的孔洞，電控室21通過置線管20與電控箱24和超聲波發(fā)生器25電連接。在儲液室22中，通過視液窗3觀察清潔液的液面情況，如果液面過低，則清潔液不足，需從加液孔2從加入清潔液。空心連接桿4呈中空結(jié)構(gòu)，由若干層套管組成，中間空隙可令清潔液通過，其底端與散液腔18相連，從而可以使清潔液可以流到散液腔18中，并且上部通過卷線器31與電機相連，可以通過卷線的伸卷內(nèi)刮擦器16進行往復運動，清洗桶壁和紫外線燈管。
上述水處理套筒23的外側(cè)設有機玻璃外壁9，電控室21、儲液室22與有機玻璃外壁9均采用螺紋連接，其中有機玻璃外壁9是從外清潔片17以下到底部刮淤板10之間的一段水處理套筒23的桶壁，這個范圍的水處理套筒23的內(nèi)部裝有光催化網(wǎng)15，當陽光充足的時候，紫外線透過有機玻璃外壁9照射在光催化網(wǎng)15上，從而進行光催化作用，保證光催化系統(tǒng)的運行。儲液室22的底部及側(cè)邊對應裝有空心連接桿4及外部送液連接桿19。
此外，上述水處理套筒23的外壁設有若干個外部送液連接桿19，外部送液連接桿19，也是中空結(jié)構(gòu)并由若干個空心套管組成。從而可以將清潔液輸送到外清潔片17處，并控制其運動，使其清洗有機玻璃外壁9的外部，保證紫外線的透過。其上部有90度的彎曲并與儲液室22相連，其下部與外清潔片17相連，外部送液連接桿19內(nèi)層的套管43、44的壁上有一些孔洞，以保證清洗液可以順利的流到外層的套管內(nèi)，并將清潔液輸送到裝設在水處理套筒23外部的外清潔片17，外部送液連接桿19上設置有卷線器41，通過電機驅(qū)動進行往復運動以清潔水處理套筒23的外壁。另外，上述旋轉(zhuǎn)開關I的下方設有換能器7，換能器7的下方設有光催化網(wǎng)15，光催化網(wǎng)15的中心裝有紫外線燈8，光催化網(wǎng)15的下方設置底部刮淤板10。上述旋轉(zhuǎn)開關I的下方設有六個換能器7，六個換能器7呈三角形分布。從而可以保證入射能量的均勻分布以及較高的輻射效率。換能器7可以根據(jù)系統(tǒng)所需要清潔的程度來轉(zhuǎn)換超聲波的功率大小。水處理套筒23的筒壁是用有機玻璃制成，因此在有陽光的時候即紫外線燈處于關閉狀態(tài)，光催化系統(tǒng)依賴陽光中的紫外線工作；而在沒有陽光的時候，紫外線燈8打開，并根據(jù)循環(huán)冷卻水需處理的程度調(diào)節(jié)強度，以此達到節(jié)能的目的。在日照時間長的地域這種設計所節(jié)約的能源是可觀的。上述底部刮淤板10包括有兩個L形的第一刮淤片51及第二刮淤片52及底部過濾網(wǎng)，L形刮淤片的底端與 過濾網(wǎng)53緊密貼合。過濾網(wǎng)的級別較高，只允許極小的微粒通過，而大部分污垢殘留在網(wǎng)上，由刮淤片刮去。首先第一刮淤片51運動，將過濾網(wǎng)過濾的污垢刮到L形刮片的底部，當其邊緣接觸到第二刮淤片52時，水流沖下，將污垢沖到排污管處并排出，隨后第二刮淤片52運動，重復剛才A的運動方式，如此循環(huán)，可以將過濾網(wǎng)53上的淤泥刮集中起來，水流繼續(xù)將污垢沖出排污管，達到刮淤的目的。上述空心連接桿4由若干層套管32、33、34組成，套管的層數(shù)可酌情增減。套管的兩端有環(huán)形的卡片，最外層套管的上部以及內(nèi)刮擦片16的下部均有小型卷線器31，卷線均與電機相連，以承擔內(nèi)刮擦器16的往復運動。除了最外層套管，其他的套管壁上有一些小孔，以保證清洗液可以順利的流到外層的套管，從而通過散液腔18分布均勻，然后流到內(nèi)刮擦器16上輔助清潔。上述外部送液連接桿19的結(jié)構(gòu)與空心連接桿4相似，不同的是最內(nèi)層的套管44上部有90度的彎曲，以便于儲液室相連。外部送液連接桿19下部與外清潔片17相連。其中內(nèi)部套管43、44的壁上也有一些孔洞，以保證清洗液可以順利的流到外層的套管內(nèi)，從而可以流到外清潔片17上，以輔助清潔。上述水處理套筒23的上部設有進水管5，水處理套筒23的底部設置有出水管12，出水管12與冷卻水系統(tǒng)相連接，上述進水管5、出水管12、光催化網(wǎng)15、有機玻璃外壁9的內(nèi)部分布有檢測探頭，檢測探頭檢測到經(jīng)過處理前后的水中所包含的微生物量、污垢嚴重程度、外部紫外線強度的信號反饋回電控箱24，電控箱24的信號輸送到電控室21，電控室21通過超聲波發(fā)生器25控制內(nèi)刮擦器16、外清潔片17的運動與停止，調(diào)節(jié)換能器7和紫外線燈8發(fā)出的功率強弱。本實施例中，在系統(tǒng)的出入水口、光催化網(wǎng)等處分布有各種檢測探頭，可以檢測到經(jīng)過處理前后的水中所包含的微生物量、污垢嚴重程度、外部紫外線強度等，然后將信號反饋回控制系統(tǒng)，接著控制單元控制超聲波發(fā)生器和自清潔系統(tǒng)的開關與否，并且調(diào)節(jié)紫外線燈和換能器所發(fā)出的功率強弱，從而在節(jié)能的同時又可以充分對循環(huán)水進行處理。此外，上述電控室2的內(nèi)部進行防水處理。上述刮淤板10的底部裝設有排污管11，并處在刮淤片51和刮淤片52之間，兩塊刮淤片將污垢集中在這個區(qū)域，上部的水流將這些污垢沖進排污管11，從而可以將污垢排出。上述進水管5上裝設有進水量調(diào)節(jié)器6，當水處理套筒23的內(nèi)部積累的污垢比較多時，進水量調(diào)節(jié)器6自動將水量調(diào)大，從而可以沖刷水處理套筒23內(nèi)部，特別是光催化網(wǎng)15以及底部刮淤板10上聚集的污垢，從而可以將系統(tǒng)中的污垢排出。
另外，出水管12上設有出水管閥門14，用以控制進入空調(diào)冷卻水系統(tǒng)的水量大小。
本發(fā)明的工作原理如下:當系統(tǒng)需要進行自我清潔時，連接桿的頂端的旋轉(zhuǎn)開關便會旋轉(zhuǎn)從而打開，并根據(jù)所需清洗液用量的大小來調(diào)節(jié)自身缺口與連接桿頂端孔的吻合程度。空心連接桿的下部與散液腔相連，當清洗 液通過空心連接桿流到散液腔后，會在此腔體內(nèi)均勻分布，然后通過散液腔下部的孔洞均勻滲透到內(nèi)刮擦器的邊緣部分，從而使清潔過程更為高效、平穩(wěn)、均勻。另外，當外部的有機玻璃需要清洗時，外部送液連接桿開始將清潔液輸送到外部的清潔片處，并開始使外清潔片進行往復運動，從而對桶壁進行清潔。儲液室、電控室和散液腔使用螺紋連接，便于拆解，使清潔和更換零件等工作更加便利。循環(huán)冷卻水處理設備通過旁支結(jié)構(gòu)過濾循環(huán)水，可以方便的進行拆卸、維修等，并且此過程并不影響冷卻水的循環(huán)。
權(quán)利要求
1.一種循環(huán)冷卻水的處理裝置，其特征在于包括有旋轉(zhuǎn)開關(I)、加液孔(2)、空心連接桿(4)、內(nèi)刮擦器(16)、散液腔(18)、置線管(20)、水處理套筒(23)、電控箱(24)，水處理套筒(23)上設有電控室(21)及用于裝清洗液的儲液室(22)，儲液室(22)上設有加液孔(2)，水處理套筒(23)通過底部支架(13)與超聲波發(fā)生器(25)相連，電控室(21)通過置線管(20)與電控箱(24)和超聲波發(fā)生器(25)電連接，空心連接桿(4)的一端通過旋轉(zhuǎn)開關(O與儲液室(22)相連，空心連接桿(4)的另一端與散液腔(18)相連，散液腔(18)的下部設有能將清潔液滲透到裝設在水處理套筒(23)的內(nèi)壁的內(nèi)刮擦器(16)的孔洞。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的循環(huán)冷卻水的處理裝置，其特征在于上述水處理套筒(23)的外側(cè)設有有機玻璃外壁(9 )，電控室(21)、儲液室(22 )與有機玻璃外壁(9 )連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的循環(huán)冷卻水的處理裝置，其特征在于上述裝清洗液的儲液室(22)設于水處理套筒(23)內(nèi)部的最上部，其側(cè)面設有用以觀察液面位置的視液窗(3)，儲液室(22 )的底部及側(cè)邊對應空心連接桿(4)及外部送液連接桿(19 )，加液孔(2 )設于儲液室(22)的頂部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的循環(huán)冷卻水的處理裝置，其特征在于上述空心連接桿(4)由若干層套管組成，套管的兩端有環(huán)形的卡片，最外層套管的上部以及內(nèi)刮擦片(16)的下部均有第一卷線器(31)，第一卷線器(31)的卷線與電機相連，以承擔內(nèi)刮擦器(16)的往復運動，空心連接桿(4)除了最外部的套管外，其余套管上均有供清潔液流出的小孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的循環(huán)冷卻水的處理裝置，其特征在于上述水處理套筒(23)的外壁設有外部送液連接桿(19)，外部送液連接桿(19)的一端與儲液室(22)相連，外部送液連接桿(19)的另一端能將清潔液輸送到裝設在水處理套筒(23)外部的外清潔片(17)，對水處理套筒(23)的外壁進行清潔的外清潔片(17)與驅(qū)動其進行往復運動的驅(qū)動機構(gòu)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的循環(huán)冷卻水的處理裝置，其特征在于上述外部送液連接桿(19)由若干層空心套管組成，其上部設有90度的彎管，并與儲液室(22)相連，其下部連接有外清潔片(17)，外部送液連接桿(19)的內(nèi)層套管的管壁上設有孔洞，外部送液連接桿(19)上設置有第二卷線器(41)，通過電機驅(qū)動進行往復運動，外部送液連接桿(19)除了最外層的套管，其余套管壁上均分布有供清潔液流出的小孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項所述的循環(huán)冷卻水的處理裝置，其特征在于上述旋轉(zhuǎn)開關(I)下方設有換能器(7)，換能器(7)的下方設有光催化網(wǎng)(15)，光催化網(wǎng)(15)的中心裝有紫外線燈(8)，光催化網(wǎng)(15)的下方設置底部刮淤板(10)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的循環(huán)冷卻水的處理裝置，其特征在于上述底部刮淤板(10)包括有兩個L形的刮淤片及底部過濾網(wǎng)，L形刮淤片的底端與過濾網(wǎng)緊密貼合。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的循環(huán)冷卻水的處理裝置，其特征在于上述水處理套筒(23)的上部設有進水管(5)，水處理套筒(23)的底部設置有出水管(12)，出水管(12)與冷卻水系統(tǒng)相連接，進水管(5 )、出水管(12 )、光催化網(wǎng)(15 )、有機玻璃外壁(9 )的內(nèi)部分布有檢測探頭，檢測探頭的信號輸出端反饋回電控箱(24)，電控箱(24)的信號輸送到電控室(21)，電控室(21)通過超聲波發(fā)生器(25)控制內(nèi)刮擦器(16)及外清潔片(17)的運動與停止，且電控室(21)與換能器(7)和紫外線燈(8)連接，調(diào)節(jié)換能器(7)和紫外線燈(8)發(fā)出的功率強弱；上述電控室(21)的內(nèi)部進行防水處理；上述刮淤板(10)的底部裝有排污管(11)，并處在第一刮淤片(51)和第二刮淤片(52)之間；上述進水管(5)上裝設進水量調(diào)節(jié)器(6)；出水管(12)上設有用于控制進入空調(diào)冷卻水系統(tǒng)的水量大小的出水管閥門(14)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的循環(huán) 冷卻水的處理裝置，其特征在于上述旋轉(zhuǎn)開關(I)下方設有六個換能器(7)，六個換能器(7)呈三角形分布；上述旋轉(zhuǎn)開關(I)的圓周處開有槽，對應儲液室(22)下部的孔以及空心連接桿(4)，電控室(21)上設有放置電機、電線、控制開關。
全文摘要
本發(fā)明是一種循環(huán)冷卻水的處理裝置。包括有旋轉(zhuǎn)開關、加液孔、空心連接桿、內(nèi)刮擦器、散液腔、置線管、水處理套筒、電控箱，水處理套筒上設有電控室及用于裝清洗液的儲液室，儲液室上設有加液孔，水處理套筒通過底部支架與超聲波發(fā)生器相連，電控室通過置線管與電控箱和超聲波發(fā)生器電連接，空心連接桿的一端通過旋轉(zhuǎn)開關與儲液室相連，空心連接桿的另一端與散液腔相連，散液腔的下部設有能將清潔液滲透到裝設在水處理套筒的內(nèi)壁的內(nèi)刮擦器的孔洞。本發(fā)明可以自我清潔，環(huán)保高效，實現(xiàn)超聲波、紫外線、光催化三者有機結(jié)合對循環(huán)冷卻水進行處理，充分利用了清潔、成本低廉的太陽能和幾乎沒有材料損耗的光催化系統(tǒng)，運行穩(wěn)定、維修方便、自動化程度高。
文檔編號C02F9/08GK103172209SQ201310072669
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月7日
發(fā)明者張國慶, 張文靜, 陽楚雄, 張云云 申請人:廣東工業(yè)大學