一种管道自动除垢装置的制作方法

1.本实用新型涉及管道除垢技术领域，尤其涉及一种管道自动除垢装置。


背景技术：

2.在对废水、海水淡化、垃圾渗透液等管道处理时，由于流体长时间流动的累积，或外界作用如加热、真空蒸馏产生目标流体时，往往在管道的内壁或外壁上形成坚硬、致密的病变的附着物，即垢。
3.如果不按时清理附着在管道上的垢，垢会在管道表面或内壁上集聚较大的厚度，造成流体的流动阻力增大，甚至可能会堵塞管道。在一些传热管道中，结垢会导致管道传热性能变差，传热效率下降，甚至造成管道过热爆炸事故，危及生产安全运行等。
4.现有的管道除垢的方法包括化学除垢法、机械除垢法，化学除垢法需要不断投入化学药剂进行清洗、除垢处理，由化学反应而形成的析晶污垢还不易完全清除，并且会消耗大量的能源、清洗剂资源。有些换热管道采用加装复杂、昂贵的在线机械除垢装置，以解决换热管道表面的结垢问题，使设备造价上升。其次，低效的传热设备、周期性的停车清洗，结构复杂、安装困难，还会降低设备的生产能力，增加设备清洗费用和运行成本。
5.有鉴于此，有必要对现有技术中管道除垢予以改进，以解决如何自动地去除管道中结垢的问题。


技术实现要素：

6.本实用新型克服了现有技术的不足，提供一种管道自动除垢装置。
7.为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种管道自动除垢装置，包括若干流体管道、振动件以及驱动所述振动组件运动的驱动组件，其特征在于，
8.所述流体管道为密闭空间或开放式空间，所述流体管道至少包括输入口和输出口，由于外部作用或流体自身积累在所述流体管道的流体一侧形成有病变附着物或自身残留物；
9.所述振动件具有弹性变形或不具有弹性变形的能力，所述振动件的长度大于、等于或小于所述流体管道的长度；所述驱动组件能够驱动所述振动件在所述流体管道一侧作振动，所述振动件在振动时与附着的所述病变附着物或所述自身残留物之间发生摩擦，并将所述病变附着物或所述自身残留物剥离所述流体管道管壁的表面。
10.本实用新型一个较佳实施例中，所述振动件为弹簧。
11.本实用新型一个较佳实施例中，所述弹簧放置于所述管道的内部，所述弹簧的外径小于所述流体管道的内径；或所述弹簧包围所述管道的外壁，所述弹簧的内径大于所述流体管道的外径；或所述弹簧同时放置于所述流体管道的内部和外壁。
12.本实用新型一个较佳实施例中，所述驱动组件包括所述振动件两侧分别设置的推进装置，以及驱动所述推进装置沿所述振动件长度方向运动的动力装置。
13.本实用新型一个较佳实施例中，所述振动件只与一侧所述推进装置连接；或所述
振动件两侧均与所述推进装置连接；或所述振动件两侧均不与所述推进装置连接。
14.本实用新型一个较佳实施例中，所述振动件两侧的所述推进装置作同向运动，两侧所述动力装置驱动所述推进装置的运动频率保持一致或不同。
15.本实用新型一个较佳实施例中，所述动力装置连接所述推进装置或内置于所述推进装置，所述动力装置至少是气动、液动或电动中的一种或多种的组合。
16.本实用新型一个较佳实施例中，若干所述流体管道阵列排布，流体在所述流体管道的内部或相邻所述管道的外壁之间循环流动或静置。
17.本实用新型一个较佳实施例中，所述驱动组件还包括连接两侧所述推进装置的连杆。
18.本实用新型一个较佳实施例中，每个所述推进装置靠近所述动力装置的一侧分别设置有限位装置，保证所述推进装置在两个所述限位装置之间的范围内活动，减少所述推进装置的无效位移量。
19.本实用新型一个较佳实施例中，所述振动件为对顶波形弹簧或螺旋弹簧或涡卷弹簧。本实用新型优选为螺旋弹簧。
20.通过调控所述动力装置输出动力的大小及频率，实现对所述振动件振动幅度与周期的控制。
21.所述流体管道的截面为圆形，所述流体管道垂直排列或横向排列。
22.所述振动件的表面还可以设置有翼片，所述翼片能够增加所述振动件与管壁之间的接触面积，以刮蹭所述病变附着物或所述自身残留物。
23.本实用新型解决了背景技术中存在的缺陷，本实用新型具备以下有益效果：
24.（1）本实用新型提供了一种管道自动除垢装置，该除垢装置通过驱动振动件在管道附着有病变附着物的一侧振动，在不断振动的过程中，与病变附着物或自身残留物表面发生摩擦，并将病变附着物或自身残留物剥离、清除。该除垢装置结构简单，极大提高了除垢效率，降低了除垢成本。
25.（2）本实用新型的振动件两侧均与推进装置连接一端、两端或接触连接，并通过推进装置同向驱动，保证振动件在长度方向上的振动幅度基本一致或不同；振动件两侧均与推进装置连接后，振动衰弱引起中间长度振动效果不好，除垢效率下降的问题。
26.（3）本实用新型提供的除垢装置在使用时，无需停机拆机或投入化学药剂或加装昂贵的机械结构，只需动力装置输出动力，即可完成自动除垢的效果，实现自动化除垢，成本极大降低。只需调控动力装置输出动力的大小及频率，实现对振动件振动幅度与周期的控制，即可实现不同程度的除垢效果。
27.（4）本实用新型提供的除垢装置在管道内实时工作，还具有避免垢形成的作用。
28.（5）本实用新型选用的振动件为弹簧，弹簧与管道之间有间隙，能够保证弹簧在竖直和横向方向上不断振动，进而保证与管壁之间充分剐蹭，避免弹簧与管道之间发生卡死现象。此外，弹簧的体积小，相较于现有的除垢装置，对管道的容积影响较小。
附图说明
29.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅
是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；
30.图1是本实用新型实施例一的第一种除垢装置中振动件连接一端的结构示意图；
31.图2是本实用新型实施例一的第一种除垢装置中振动件连接两端的结构示意图；
32.图3是本实用新型实施例一的第二种除垢装置中振动件连接一端的结构示意图；
33.图4是本实用新型实施例一的第二种除垢装置中振动件连接两端的结构示意图；
34.图5是本实用新型实施例一的第三种除垢装置中振动件连接一端的结构示意图；
35.图6是本实用新型实施例一的第三种除垢装置中振动件连接两端的结构示意图；
36.图7是本实用新型实施例二的一种流体管道和除垢装置结构示意图；
37.图8是本实用新型实施例三的一种流体管道和除垢装置结构示意图；
38.图9是本实用新型实施例三的一种管道外壁除垢装置结构示意图；
39.图10是本实用新型实施例三的另一种管道外壁除垢装置结构示意图；
40.图11是本实用新型实施例三的一种管道内外壁的除垢装置结构示意图；
41.图12是本实用新型实施例四的第一种振动件和连杆的结构示意图；
42.图13是本实用新型实施例四的第一种振动件和不同连杆位置的结构示意图；
43.图14是本实用新型实施例四的第二种振动件和连杆的结构示意图；
44.图15是本实用新型实施例四的第三种振动件和连杆的结构示意图；
45.图16是本实用新型实施例五的振动件的结构示意图；
46.图17是本实用新型实施例六的一种热交换器的结构示意图；
47.图18是本实用新型实施例六的一种热交换器的俯视透视图；
48.图19是本实用新型实施例六的一种热交换器的连杆的结构示意图；
49.图中：1、流体管道；2、振动件；21、翼片；3、驱动组件；31、推进装置；32、动力装置；33、连杆；34、推拉杆；4、热交换器。
具体实施方式
50.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
51.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
52.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型创造的描述中，除非
另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
53.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
54.实施例一
55.如图1
‑
图6所示，分别示出了不同的流体管道1的除垢装置结构示意图。流体通过流体管道1的内部，由于外部作用或流体自身积累在流体管道1的流体一侧形成有病变附着物或自身残留物。外力作用包括但不限于冷凝、加热、蒸馏等手段，其外力作用处理能够使得管道内壁上形成病变附着物，即垢。流体包括但也不限于废水、垃圾渗透水或淡化用海水等流体，其流体能够流动或积累作用在管道内壁上形成垢或自身残留物。
56.流体管道1为密闭空间或开放式空间，流体管道1至少包括一输入口和输出口，保证流体管道1内的流体循环流动或静置。
57.除垢装置包括振动件2以及驱动振动组件运动的驱动组件3。振动件2具有弹性变形或不具备弹性变形的能力。驱动组件3能够驱动振动件2在流体管道1一侧作无规则振动，振动件2在振动时与附着的病变附着物或自身残留物之间发生摩擦，并将病变附着物或自身残留物剥离、清除流体管道1管壁的表面。振动件2包括但不限于弹簧或不锈钢轧花网，其目的是通过一定的结构让振动件2与流体管道1内壁上的病变附着物或自身残留物发生摩擦，并赋予振动件2一定弹性形变的能力，使得振动件2能够在流体管道1内无规则振动。本实施例优选为弹簧。本实施例弹簧包括对顶波形弹簧或螺旋弹簧或涡卷弹簧等，本实施例优选为螺旋弹簧。
58.需要说明的是，本实施例中振动件2选用具有弹性形变的材料，或选用不具有弹性形变能力的固定结构。形变的功能对于振动件2在管壁内旋转、竖直、横向的活动有促进作用，而固定结构缺乏变形能力，在振动的方向或幅度上受限，所以固定或整体的结构对于流体管道1的除垢效果不好。本实施例优选为具有弹性形变的螺旋结构。
59.本实施例的驱动组件3包括振动件2两侧分别设置的推进装置31，以及驱动推进装置31沿振动件2长度方向运动的动力装置32。推进装置31包括但不限于活动板、活塞等结构，其目的是通过一定的结构与动力装置32连接，赋予推进装置31带动振动件2并沿振动件2长度方向运动。本实施例优选为活动板。
60.本实施例动力装置连接推进装置31或内置于推进装置31，动力装置32连接推进装置31至少是气动、液动或电动中的一种或多种的组合；内置结构可以包括但不限于油泵动力、内置电机等，其目的是通过一定的方式驱动推进装置31带动振动件2并沿振动件2长度方向运动。本实施例优选为连接推进装置的气动装置。
61.本实施例的弹簧设置于管道的内部，弹簧的外径小于流体管道1的内径，保证弹簧与管道内壁不会发生卡死的现象，并保证弹簧无规则振动时与管道的内壁充分接触，减少无效振动。经过实验证明，当弹簧的外径小于流体管道1的内径1
‑
2mm时振动效果最好，且流体管道1内壁上的病变附着物或自身残留物清除率最高。
62.本实施例中弹簧的长度可以大于、等于或小于流体管道1的长度，并且弹簧的一端
或两端连接推进装置31。如图1示出了弹簧的长度大于流体管道1的长度，且弹簧的一端连接推进装置31的结构；如图2示出了弹簧的长度大于流体管道1的长度，且弹簧的两端连接推进装置31的结构；如图3示出了弹簧的长度等于流体管道1的长度，且弹簧的一端通过推拉杆34连接推进装置31的结构；如图4示出了弹簧的长度等于流体管道1的长度，且弹簧的两端均通过推拉杆34连接推进装置31的结构；如图5示出了弹簧的长度小于流体管道1的长度，且弹簧的一端通过推拉杆34连接推进装置31的结构；如图6示出了弹簧的长度小于流体管道1的长度，且弹簧的两端均通过推拉杆34连接推进装置31的结构。选择用推拉杆分别连接推进装置31和弹簧，其目的在于为输入口和输出口的预留出位置，防止完全堵塞流体管道1，造成无法流体通过的现象。此外，也可以在推进装置的表面设置输入口和输出口。推拉杆34与推进装置31可以竖直连接，或其他任何且不造成部件干涉的位置均可以，其目的在于连接弹簧和推进装置31。
63.本实施例两端的动力装置32分别独立工作，动力装置32分别驱动推进装置31，并保证推进装置31的运动频率一致，并且驱动两侧的推进装置31作同向运动，即带动了弹簧在流体管道1的内部振动。经过实验证明，当推进装置31的运动频率不一致时，会造成两侧推进装置31对弹簧两侧的作用力不同，运动频率快的一侧弹簧的压缩量过大，弹簧无规则运动的效果不好。当两侧驱动装置驱动推进装置31的运动频率一致时，振动件2的振动效果最好，且流体管道1内壁上的病变附着物或自身残留物清除率最高。
64.本实施例中流体循环流动也会带动振动件2的运动，并促进振动件2的无规则运动，提高除垢率。
65.本实施例每个推进装置31靠近动力装置32的一侧可以分别设置有限位装置，保证推进装置31在两个限位装置之间的范围内活动，减少推进装置31的无效位移量。
66.实施例二
67.如图7所示，示出了本实施例的一种流体管道1的除垢装置结构示意图。本实施例在实施例一的基础上对振动件2和推进装置31的连接关系加以改进，其余结构包括振动件2长度、管道结构、动力装置32等均不改变。本实施例将振动件2两端和推进装置31之间均改变为接触连接。实施例一中，弹簧与推进装置31连接一端或两端，会造成连接后弹簧中间的振动位移量较小或振动衰弱，以引起中间长度振动效果不好，除垢效率下降的问题。并且连接后相当于给弹簧的一端或两端减少了自由度，并且弹簧无规则运动受到限制，整体流体管道1的除垢率小于不连接的方式。
68.实施例三
69.如图8所示，示出了本实施例的一种流体管道1的除垢装置结构示意图，驱动组件3未示出。对于一些特殊的流体，加热、冷凝或其他管道设置于流体的内部，即流体在流体管道1外壁上形成有病变附着物或自身残留物。本实施例基于实施例一和实施例二提供一种结构。
70.振动件2包围流体管道1的外壁，振动件2的内径大于流体管道1的外径1
‑
2mm，并且振动件2两端均与推进装置31接触连接，其他驱动组件3与实施例三结构一致。动力装置32驱动推进装置31沿流体管道1长度运动，振动件2在流体管道1外壁上作无规则振动，振动件2在振动时与附着的病变附着物或自身残留物之间发生摩擦，并将病变附着物或自身残留物剥离流体管道1外壁的表面。
71.如图9和10所示，分别示出了不同长度的振动件2结构和连接示意图。振动件2通过推拉杆34连接推进装置31，振动件2在振动时与附着的病变附着物或自身残留物之间发生摩擦，并将病变附着物或自身残留物剥离流体管道1外壁的表面。
72.如图11所示，示出了本实施例的另一种流体管道1的除垢装置结构示意图，驱动组件3未示出。在流体管道1的内壁和外壁出现有病变附着物或自身残留物时，选择本实施例中振动件2包围流体管道1的外壁的结构和实施例二中振动件2放置于流体管道1内的结构和连接方式。
73.实施例四
74.如图12所示，示出了本实施例的一种振动件2和连杆33的结构示意图。就实施例一、实施例二、实施例三中驱动组件3中动力装置32和推进装置31的连接方式，还提供另一种方法。如图7所示，示出了本实施例的一种流体管道1的除垢装置结构示意图。将振动件2两侧的推进装置31通过连杆33连接，两侧的动力装置保持不变，或者取消其中一个动力装置32，通过一个动力装置32结合连杆33，实现同频率、同方向的驱动。连杆33与推进装置31之间通过焊接、螺栓或螺钉连接。本实施例优选为螺栓连接。
75.如图13所示，示出了本实施例的一种振动件2和连杆33的其他连接关系的结构示意图。连杆33还可以设置于流体管道1的内部，连接位置不限于流体管道的中心部位，任何不与弹簧发生干涉的位置均可设置。将连杆33设置于流体管道1的内部，由于支杆33仅仅起到连接两推进装置31的作用，而非加热管、冷凝管的作用，不容易在支杆33的表面形成病变附着物。
76.当然，本实施例的结构改进不限于加装连杆33，其目的是通过一定的结构让推进装置31同频率、同方向运动，任何能够保证本实施例推进装置31同频率、同方向的连接结构均落入本实施例的保护范围。
77.对实施例一中不同振动件2长度的除垢装置予以改进，如图14和图15所示，在推进装置31之间加装连杆33，当然连接位置不限于流体管道的中心部位，任何不与弹簧和推拉杆发生干涉的位置均可设置，也可以设置如图12所示的连接结构。
78.本实施例种还可以通过调控动力装置32输出动力的大小及频率，实现对振动件2振动幅度与周期的控制，进而实现对除垢率的控制。
79.实施例五
80.本实施例基于实施例一至四，还提供了一种振动件2的结构。如图16所示，示出了本实施例的一种振动件2结构示意图。在原有振动件2的表面加装翼片21，翼片21能够增加振动件2与管壁之间的接触面积，以刮蹭病变附着物或自身残留物。
81.振动件2表面结构不限于翼片，其目的是通过一定的结构增大与流体管道1的接触面积。
82.实施例六
83.本实施例基于实施例一至四，还提供了一种热交换器4。该热交换器4内部包括若干竖直管道，管道内部流体循环，流体管道1之间的间隙对管壁加热以实现对流体的真空蒸馏。如图17、图18所示，示出了本实施例的一种热交换器4的示意图。
84.热交换器4的内部设置有除垢装置，除垢装置包括弹簧、以及驱动弹簧的驱动组件3。驱动组件3包括活动板、以及驱动活动板运动的气动装置。弹簧与两侧的活动板接触连
接。两活动板通过连杆33连接，气动装置只设置于其中活动板的一侧。气动装置结合连杆33，使得两侧活动板同频率、同方向运动。活动板驱动弹簧在流体管道1内部作无规则振动，弹簧在振动时与附着的病变附着物或自身残留物之间发生摩擦，并将病变附着物或自身残留物剥离、清除流体管道1管壁的表面。
85.流体管道1为密闭式结构，流体管道1的两侧设置有输入口和输出口。输入口和输出口的设置方式，可以为活动板于管道之间，或活动板上，或其他任意能够使得流体进入的方式，这里不再赘述。
86.本实施例中连杆33位置不限于设置在热交换器4的外部，如图19所示，（为了让本领域技术人员清楚理解改进结构，省去了热交换器4的外壳）连杆33还可以设置在热交换器4的内部，具体包括活动板中间或其他任何不与弹簧发生干涉的位置。相应地，驱动活动板运动的动力装置也可以为内置式结构，包括但不限于油泵动力、内置电机等，其目的是减小动力装置的体积，简化设备。
87.需要说明的是，将连杆33设置于热交换器4（如图18所示）的中间部位。将支杆设置于推进装置31外侧的结构，需要增大热交换器4的尺寸，这种改装成本较高。此外，由于热交换器4中管道内外的温差较大，结构尺寸上的微小改变可能均会导致换热性能的改变。为了避开上述尺寸变化导致换热性能改变，本实施例优选将支杆33加装在内部的结构。
88.现有管道内还通过加入研磨球的小型陶瓷球，热交换器4中的高流速确保了这些研磨球循环运行，从而减少了热交换器4管道内壁上垢的形成。这种方式主要通过高速的流体运动带动研磨球运动，不适用于所有的流体管道1，本实施例的管道适用于循环流动、或静置流体的管道。这种方式对管道内的形成垢的剐蹭力度不如加装弹簧的结构，研磨球会一直随着流体运动，但是弹簧由于尺寸的限定，只能在横向和纵向上无规则运动。这种方式的研磨球成本远远高于弹簧。这种方式想要达到和弹簧差不多的除垢效果，加入研磨球的数量也必须增加，导致管道内的容积变小。
89.加装弹簧结构的热交换器4，流体管道1内壁几乎没有垢或残留物的形成，完全避免了管道堵塞，热交换速率降低的问题，同时提高了热交换器4的可用性，降低了运营成本。
90.以上依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。