專利名稱：一種水垢自動(dòng)分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種物理除水垢裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種適合在各類冷卻
循環(huán)水應(yīng)用過(guò)程中，對(duì)循環(huán)水中的水垢進(jìn)行去除的水垢自動(dòng)分離器。
背景技術(shù)：
自然界的水中，都含有不同程度的鈣、鎂碳酸鹽，它們以離子的形式溶解于水中， 當(dāng)環(huán)境(如溫度、壓力)改變時(shí)，它們會(huì)以固態(tài)的形式從水中析出，這種現(xiàn)象稱之為結(jié)垢。結(jié) 垢給人們的日常生活和工業(yè)生產(chǎn)造成了很大的危害。 自從人類把水作為熱交換介質(zhì)之日起，受熱面和傳熱面的結(jié)垢就成為熱交換工藝 中困擾設(shè)備正常運(yùn)行的主要問(wèn)題之一。在石油化工、電廠、供水與污水處理、鋼鐵廠的熱交 換器與冷卻系統(tǒng)、中央空調(diào)循環(huán)冷卻系統(tǒng)、供暖系統(tǒng)等工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)中，水垢導(dǎo)致熱效率 下降，能耗增加，嚴(yán)重時(shí)堵塞管道甚至引起鍋爐爆炸等嚴(yán)重后果，每年用于清除水垢的費(fèi)用 以千億元計(jì)。根據(jù)試驗(yàn)，水垢達(dá)到2mm，能源消耗將增加5% ，水垢達(dá)到6mm，能源消耗將增 加40% ;同樣，水垢達(dá)到2mm，熱交換效率將降低5%，水垢達(dá)到7mm時(shí)，熱交換效率將降低 50%。 水垢是一種與水的硬度密切相關(guān)的沉淀物，當(dāng)水被加熱或蒸發(fā)時(shí)，水垢就會(huì)產(chǎn)生。 200多年來(lái)，人們對(duì)垢種、成垢原因進(jìn)行了充分的研究，希望在享用水資源給我們帶來(lái)種種 便利的同時(shí)，消除水垢的煩惱。先后出現(xiàn)過(guò)多種防垢技術(shù)，大體可分為兩大類一是化學(xué)法，
一是物理法。 化學(xué)法主要包括離子交換、化學(xué)加藥或階段性酸洗等，這些化學(xué)方法在工業(yè)水處 理中廣泛應(yīng)用，有很好的防垢效果，但其代價(jià)也相當(dāng)大。以鈉離子交換器為例，我國(guó)一般采 用的都是鹽耗為250-500克/摩爾的鈉離子交換器，也就是說(shuō)每置換出水中20克的鈣離子 或12克鎂離子就需要使用250-500克食鹽，對(duì)地下水造成嚴(yán)重污染。為防止污染地下水， 美國(guó)已經(jīng)禁止使用鈉離子交換器。目前有許多工業(yè)循環(huán)水采用化學(xué)加藥，如阻垢劑等，但 在低溫循環(huán)水、冷卻水的工作溫度下，水中極易生長(zhǎng)微生物，阻垢劑常常又是微生物的營(yíng)養(yǎng) 源，所以，通常在加阻垢劑的同時(shí)還需加入大量的殺菌劑、滅藻劑、平衡劑等。同時(shí)化學(xué)藥劑 本身對(duì)設(shè)備、管道存在嚴(yán)重腐蝕。階段性酸洗比較簡(jiǎn)單，但需停設(shè)備，影響生產(chǎn)，清洗的廢液 對(duì)環(huán)境造成較大污染。在重視環(huán)保、強(qiáng)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的今天，化學(xué)除垢表現(xiàn)出越來(lái)越明顯的 局限性。目前，絕大部分工業(yè)和民用循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，如中央空調(diào)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)、工礦企 業(yè)的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)等都采用添加化學(xué)阻垢劑、滅藻劑、緩蝕劑等來(lái)阻止在熱交換系統(tǒng)管 道中結(jié)垢和阻止系統(tǒng)中藻類的生長(zhǎng)。根據(jù)國(guó)內(nèi)權(quán)威數(shù)據(jù)，添加化學(xué)阻垢劑，當(dāng)水的硬度達(dá)到 800ppm時(shí)，結(jié)垢現(xiàn)象開始明顯增加，當(dāng)超過(guò)800ppm后，結(jié)構(gòu)現(xiàn)象比較嚴(yán)重。也就是說(shuō)循環(huán)冷 卻水系統(tǒng)，在添加化學(xué)阻垢劑的情況下，當(dāng)水的硬度達(dá)到800ppm時(shí)，就需要排污。要想提高
濃縮倍率，提高循環(huán)冷卻水的硬度，就要靠加酸(一般為濃硫酸)來(lái)調(diào)節(jié)循環(huán)冷卻水的ra
值，從而達(dá)到提高濃縮倍率的目的。但是，加酸會(huì)嚴(yán)重腐蝕系統(tǒng)管道(特別是熱交換系統(tǒng)管 道為銅管時(shí)，點(diǎn)蝕更為嚴(yán)重)，大大縮短設(shè)備使用壽命。在加酸的情況下，能把循環(huán)冷卻水的結(jié)垢臨界點(diǎn)提高到1000ppm，如果要再提高，難度較大， 一方面需要加大量的酸，另一方面在 冷凝管中，很容易形成CaS04垢，一旦形成CaS04垢，很難被除下來(lái)，只好更換冷凝管。 然而，添加化學(xué)阻垢劑、滅藻劑、緩蝕劑、酸等并不能完全阻止在熱交換系統(tǒng)管道 中結(jié)垢，因此必須每幾個(gè)月(或不定期)化學(xué)除垢，。否則，會(huì)嚴(yán)重影響熱交換效果，從而導(dǎo) 致影響正常生產(chǎn)。此外，長(zhǎng)期添加化學(xué)阻垢劑、滅藻劑、緩蝕劑、酸等對(duì)環(huán)境的污染是難以忍 受的。 物理法防垢除垢，常見(jiàn)的有電磁、永磁、強(qiáng)磁、高頻、靜電等多種形式除垢儀，其中 電磁、永磁、強(qiáng)磁、可歸為第一代電子除垢設(shè)備；高頻、高壓靜電(管道式)等可歸為第二代 電子除垢設(shè)備。對(duì)電子除垢儀的除垢效果眾說(shuō)紛紜，常常是此地效果明顯，彼處就可能效果 不明顯；初裝時(shí)效果好，一段時(shí)間以后效果下降；所以盡管化學(xué)除垢存在許多問(wèn)題，但目前 還大量使用。針對(duì)電子除垢存在的一些問(wèn)題，電子水處理技術(shù)領(lǐng)先國(guó)家德國(guó)和英國(guó)進(jìn)行了 大量研究、實(shí)驗(yàn)，最終提出"變頻諧振"理論并將其量產(chǎn)化，制造出高效防垢、除垢的實(shí)用電 子綜合水處理系統(tǒng)并在工業(yè)與民用領(lǐng)域廣泛使用。 然而，在工業(yè)循環(huán)冷卻水的應(yīng)用中，不管采取化學(xué)法阻垢還是采取物理法阻垢，當(dāng) 循環(huán)冷卻水的硬度達(dá)到一定程度時(shí)需要排污，把高硬度的水排出去，補(bǔ)充新水以保證正常 生產(chǎn)。在缺水地區(qū)，由于水資源的缺乏，補(bǔ)充水經(jīng)常不足，而排出去高硬度的水又是浪費(fèi)。因 此設(shè)法降低循環(huán)冷卻水的硬度，達(dá)到零排污或減少排污，是我們面臨的一個(gè)重大課題。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了解決已有水垢處理裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，除垢過(guò)程中浪費(fèi)資 源，除垢成本較高的缺陷，提供一種新型的水垢自動(dòng)分離設(shè)備，該裝置利用帶吸附作用的填 料，對(duì)絮狀漂浮的水垢進(jìn)行吸附，當(dāng)濁度較高的水(含有絮狀漂浮的水垢和泥沙等)經(jīng)過(guò)水 垢自動(dòng)分離器中的填料時(shí)，絮狀漂浮的水垢和泥沙被填料吸附，由于固體懸浮物被留在填 料上，出水濁度達(dá)到極大的降低，實(shí)現(xiàn)硬度降低的目的。同時(shí)利用水垢自動(dòng)分離器的多層清 洗噴頭，當(dāng)填料上吸附的水垢達(dá)到一定量時(shí)，清洗噴頭噴出水射流，將填料上吸附的水垢清 洗下來(lái)，從排污口排出。 實(shí)現(xiàn)上述目的本實(shí)用新型的技術(shù)方案為， 一種水垢自動(dòng)分離器，包括分離器桶體， 吸附劑，進(jìn)水管，出水管，清洗裝置和控制裝置，分離器桶體內(nèi)填充吸附劑，清洗裝置固定在 分離器桶體內(nèi)并與外部清洗水管連接，清洗裝置的清洗橫管上開有清洗水噴孔，固定在分 離器桶體內(nèi)底部的底板上有出水口和清洗水出口 ，并分別連接出水管和清洗出水管。 上述分離器桶體內(nèi)填充吸附劑為球狀吸附劑。 上述清洗裝置是由多組清洗橫管并連在一根豎管組成的結(jié)構(gòu)，清洗橫管的一端與 豎管連通，另一端封閉，每組清洗橫管由3根橫管成星形(Y形)連接。 為減少分離器內(nèi)尺寸較大的雜質(zhì)對(duì)吸附劑和處理后潔凈水的污染，分離器桶體上 部、下部分別固定連接上漏水板和下漏水板，在漏水板上開有多個(gè)通孔，需要處理的循環(huán)水 依次通過(guò)上漏水板后進(jìn)入裝有吸附劑的區(qū)域，經(jīng)過(guò)吸附劑吸附水中的水垢后，流經(jīng)下漏水 板進(jìn)入出水管流出。 為減少水氣蒸發(fā)造成的水資源浪費(fèi)，分離器桶體內(nèi)的上部固定有圓錐型節(jié)水頂 蓋，分離器內(nèi)的水汽在節(jié)水頂蓋上凝結(jié)為水珠后落入分離器中。[0015] 分離器桶體頂部安裝有圓錐型頂蓋，防止雜物落入分離器內(nèi)。 為防止分離器中的雜物進(jìn)入出水管，底板的出水口上可以安裝防污帽。 在底板上方的分離器桶體側(cè)壁可以開通風(fēng)口連接風(fēng)機(jī)，工作時(shí)鼓風(fēng)增加吸附效果。 進(jìn)水管和清洗進(jìn)水管的進(jìn)水端可以分別連接水泵以增加進(jìn)水壓力。 本實(shí)用新型和傳統(tǒng)的水垢處理器相比具有一下優(yōu)點(diǎn)(1)利用吸附劑清除水垢的
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，除垢效果顯著；(2)本實(shí)用新型技術(shù)方案中的清洗裝置利用少量的水，依靠水射
流將吸附劑上的水垢清洗掉，而不需要將整個(gè)循環(huán)水更換，減少了水資源的浪費(fèi)；(3)本技
術(shù)方案不僅免除了阻垢劑、滅藻劑的使用、極大地減少了用水費(fèi)用，使設(shè)備不帶垢運(yùn)行，節(jié)
約大量的能源費(fèi)用，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，做到了"節(jié)能、節(jié)水、零污染"。本實(shí)用新型以流體動(dòng)
力學(xué)和電磁場(chǎng)理論為指導(dǎo)，創(chuàng)造性地將變速篩選技術(shù)與靜電吸附技術(shù)相結(jié)合，運(yùn)用智能控
制技術(shù)實(shí)現(xiàn)分離、過(guò)濾、反沖清洗水垢及污物的節(jié)能水處理過(guò)程。

圖1是本實(shí)用新型所述水垢自動(dòng)分離器的示意圖； 圖中，1、頂蓋；2、上漏水板；3、分離器桶體；4、清洗橫管；5、下漏水板；6、底板；7、
防污帽；8、吸附劑；9、清洗進(jìn)水管；10、進(jìn)水管；11、節(jié)水頂蓋。
圖2是上或下漏水板俯視圖； 圖3是清洗橫管的俯視圖； 圖4是清洗橫管截面圖； 圖5是冷卻循環(huán)水系統(tǒng)工作原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)行具體描述，如圖1是本實(shí)用新型所述的水垢自 動(dòng)分離器的一種具體實(shí)施方式
，該裝置包括分離器桶體3，吸附劑8，進(jìn)水管10，出水管和清 洗裝置，圖中1中的清洗裝置由多組清洗橫管4并連在一根豎管組成，清洗橫管的一端與豎 管連通，另一端封閉，豎管連接進(jìn)水管IO，每組清洗橫管由3根橫管成星形(Y形)連接，如 圖3所示，每根清洗橫管上縱向沿45。方向開有兩排清洗水噴孔4-l，本實(shí)施例中的吸附劑 采用球形吸附劑，對(duì)水垢有較強(qiáng)吸附作用。為減少分離器內(nèi)尺寸較大的雜質(zhì)對(duì)吸附劑和處 理后潔凈水的污染，分離器桶體上部、下部分別固定連接上漏水板和下漏水板，并在漏水板 上開有多個(gè)通孔，如圖2所示，需要處理的循環(huán)水依次通過(guò)上漏水板后進(jìn)入裝有吸附劑的 區(qū)域，經(jīng)過(guò)吸附劑吸附水中的水垢后，流經(jīng)下漏水板進(jìn)入出水管流出，固定在分離器底部的 底板上設(shè)置有出水口和清洗水出口 。 吸附劑經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間工作后，本實(shí)用新型中的自動(dòng)控制系統(tǒng)會(huì)測(cè)量吸附劑上所附著 水垢的程度，當(dāng)達(dá)到需要清洗的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，裝置在控制系統(tǒng)的控制下開始清洗方式工作，此 時(shí)，清洗水出口打開，出水口關(guān)閉，高壓清洗水從清洗橫管的噴水孔噴出，對(duì)吸附劑上所附 著的污垢清洗，沖洗下的水垢隨清洗水排除；完成清洗過(guò)程后，自動(dòng)控制系統(tǒng)將關(guān)閉清洗水 泵和清洗水出口，同時(shí)打開供水泵和出水口開始進(jìn)行循環(huán)水除垢工作模式。當(dāng)然，用戶也可 以根據(jù)自身需求設(shè)定控制系統(tǒng)進(jìn)行清洗方式的工作。[0028] 本實(shí)施例中，為防止雜物落入分離器內(nèi)，分離器桶體頂部安裝有圓錐型頂蓋1，同 時(shí)為減少水汽蒸發(fā)造成的水資源浪費(fèi)，分離器桶體內(nèi)的上部固定有圓錐型節(jié)水頂蓋11，分 離器內(nèi)的水汽在節(jié)水頂蓋上凝結(jié)為水珠后落入分離器中，減少水資源的浪費(fèi)。另外，為防止 分離器中的雜物掉入出水管，底板的出水口上可以安裝防污帽7。本實(shí)施例中為提高除垢和 清污的效果，在底板上方的分離器桶體側(cè)壁開通風(fēng)口連接風(fēng)機(jī)，工作時(shí)鼓風(fēng)，將吸附劑吹起 懸浮在分離器桶內(nèi)，充分和需要除垢的循環(huán)水接觸，同時(shí)進(jìn)水管依靠與其連接的水泵增加 進(jìn)水壓力，增加吸附效果，當(dāng)吸附劑需要清洗時(shí)，清洗進(jìn)水管所連接的水泵提高了清洗水的 壓力，能充分地對(duì)吸附劑進(jìn)行清洗。 本實(shí)用新型的工作過(guò)程如圖5，在工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)中，在冷卻循環(huán)水進(jìn)冷凝器(熱 交換器)前的管道上安裝多頻段電子感應(yīng)水處理系統(tǒng)，以保證冷凝器(熱交換器)正常工 作，不在冷凝器(熱交換器)管壁上結(jié)垢，產(chǎn)生的水垢以絮狀懸浮在水中；在冷卻循環(huán)水出 冷凝器(熱交換器)的管道上安裝水垢自動(dòng)分離系統(tǒng)，把水中產(chǎn)生的呈懸浮狀態(tài)的水垢分 離出來(lái)。根據(jù)用戶的補(bǔ)充水水質(zhì)情況可以設(shè)定水垢自動(dòng)分離器每天的工作時(shí)間，當(dāng)設(shè)備需 要工作時(shí)，打開電磁閥，啟動(dòng)水垢自動(dòng)分離器，水垢自動(dòng)分離器旁路導(dǎo)通，水垢自動(dòng)分離器 開始工作，(1)循環(huán)水依次通過(guò)上漏水板進(jìn)入裝有吸附劑的區(qū)域，經(jīng)過(guò)吸附劑吸附水中的水 垢后，流經(jīng)下漏水板進(jìn)入出水管流出，使水中懸浮的絮狀碳酸鈣垢和泥、沙等固體懸浮物集 結(jié)在水垢自動(dòng)分離器中，使水的濁度降低，從而間接降低水的硬度；(2)經(jīng)分離過(guò)濾后的水 保持特定壓力進(jìn)入再循環(huán)系統(tǒng)；(3)當(dāng)吸附劑需要清洗時(shí)，關(guān)閉出水口，從清洗水橫管上的 噴水孔噴出清洗水將吸附劑上沉積的水垢沖洗掉，隨清洗水通過(guò)清洗水出口排除，實(shí)現(xiàn)用 極少量的水把機(jī)器中的水垢清洗出去的效果。從而極大降低整個(gè)循環(huán)水系統(tǒng)的排放、做到 水處理過(guò)程零化學(xué)污染，根本解決因排污造成的環(huán)境問(wèn)題及水資源浪費(fèi)嚴(yán)重的難題。 上述工作原理過(guò)程的描述是將多頻段電子感應(yīng)水處理和本實(shí)用新型聯(lián)合使用的 情況。本實(shí)用新型所述的水垢分離器也可以廣泛應(yīng)用在其他采用物理方法進(jìn)行水質(zhì)處理除 垢過(guò)程當(dāng)中，此時(shí)，待處理水經(jīng)過(guò)物理溶垢，水中雜質(zhì)已充分在水中懸浮，本實(shí)用新型同樣 可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水垢的自動(dòng)分離。 對(duì)于每天需排污200噸左右的循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，可選用處理能力在45噸/時(shí)的水 垢自動(dòng)分離器，其主電機(jī)功率為1100瓦，以每天工作20小時(shí)計(jì)算，每天耗電22千瓦時(shí)，每 度電按1元計(jì)算共需花費(fèi)22元電費(fèi)。可減少排污200噸。每噸水按2元計(jì)算可減少水費(fèi) 400元。年節(jié)約費(fèi)用13.6萬(wàn)元。對(duì)于缺水地區(qū)的用戶其意義更大，除經(jīng)濟(jì)效益外，不用再考 慮缺水影響正常生產(chǎn) 上述技術(shù)方案僅體現(xiàn)了本實(shí)用新型技術(shù)方案的優(yōu)選技術(shù)方案，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù) 人員對(duì)其中某些部分所可能做出的一些變動(dòng)均體現(xiàn)了本實(shí)用新型的原理，屬于本實(shí)用新型 的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種水垢自動(dòng)分離器，包括分離器桶體(3)，吸附劑(8)，進(jìn)水管，出水管，清洗裝置和控制裝置，其特征在于，分離器桶體內(nèi)填充吸附劑，清洗裝置固定在分離器桶體內(nèi)并與外部清洗水管(9)連接，清洗裝置的清洗橫管(4)上開有清洗水噴孔(4-1)，固定在分離器桶體內(nèi)底部的底板(6)上有出水口和清洗水出口，并分別連接出水管和清洗出水管。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水垢自動(dòng)分離器，其特征在于，清洗裝置由多組清洗橫管并 連在一根豎管組成，清洗橫管的一端與豎管連通，另一端封閉。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的水垢自動(dòng)分離器，其特征在于，每組清洗橫管由3根橫管成星 形(Y形)連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水垢自動(dòng)分離器，其特征在于，分離器桶體上部、下部分別固 定連接上漏水板(2)和下漏水板(5)，漏水板上開有多個(gè)通孔。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水垢自動(dòng)分離器，其特征在于，分離器桶體內(nèi)的上部固定有 圓錐型節(jié)水頂蓋(11)，分離器內(nèi)的水汽在節(jié)水頂蓋上凝結(jié)為水珠后落入分離器中。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水垢自動(dòng)分離器，其特征在于，分離器桶體頂部安裝有圓錐 型頂蓋(l)，防止雜物落入分離器內(nèi)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水垢自動(dòng)分離器，其特征在于，分離器桶體內(nèi)填充吸附劑為 球狀吸附劑。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水垢自動(dòng)分離器，其特征在于，底板(6)出水口上可以安裝防 污帽(7)，防止分離器中的雜物進(jìn)入出水管。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水垢自動(dòng)分離器，其特征在于，在底板上方的分離器桶體側(cè) 壁可以開通風(fēng)口連接風(fēng)機(jī)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的水垢自動(dòng)分離器，其特征在于，進(jìn)水管(10)和清洗進(jìn)水管 (9)的進(jìn)水端可以分別連接水泵以增加進(jìn)水壓力。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種水垢自動(dòng)分離器，包括分離器桶體，吸附劑，進(jìn)水管，出水管，清洗裝置和控制裝置，分離器桶體內(nèi)填充吸附劑。清洗裝置固定在分離器桶體內(nèi)并與外部清洗水管連接，清洗裝置的清洗橫管上開有清洗水噴孔，固定在分離器桶體內(nèi)底部的底板上有出水口和清洗水出口，并分別連接出水管和清洗出水管。本裝置工作時(shí)，在程序控制下，循環(huán)水依次通過(guò)上漏水板，吸附劑區(qū)域，下漏水板進(jìn)入出水管流出，使各種水中污垢被吸附劑吸附，實(shí)現(xiàn)循環(huán)水清垢；吸附劑需要清洗時(shí)，清洗水橫管上的噴水孔噴出清洗水將吸附劑上沉積的水垢沖洗掉，隨清洗水通過(guò)清洗水出口排除；本技術(shù)方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，清垢效果顯著，減少了水資源的浪費(fèi)，真正做到了“節(jié)能、節(jié)水、零排放、零污染”。
文檔編號(hào)C02F5/00GK201506732SQ20092022316
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
發(fā)明者田茂青 申請(qǐng)人:北京德英眾華科技有限公司