申請(qǐng)日2014.01.03

　　公開(kāi)(公告)日2014.04.02

　　IPC分類號(hào)C02F5/00

　　摘要

　　本發(fā)明公開(kāi)了一種用于船舶鍋爐循環(huán)水處理的電解除垢裝置，包括減速電機(jī)、進(jìn)水閥、出水閥、排污閥、換向器、刮刀、圓盤式平板電極、沉淀槽、導(dǎo)電率檢測(cè)電極、水垢控制器、圓柱形桶、沉淀槽、旋轉(zhuǎn)軸、滑環(huán)和軸套;所述的圓盤式平板電極共有六對(duì)，分別順次固定在旋轉(zhuǎn)軸上，其中前五對(duì)圓盤式平板電極通過(guò)導(dǎo)線與換向器連接，形成多級(jí)串聯(lián)式處理結(jié)構(gòu)，最后一對(duì)圓盤式平板電極作為導(dǎo)電率檢測(cè)電極，通過(guò)導(dǎo)線與水垢控制器連接。本發(fā)明采用多級(jí)串聯(lián)式平板電極能有效增大電化學(xué)反應(yīng)接觸面積，提高單位時(shí)間的除垢率，同時(shí)縮小裝置體積，提高空間利用率。本發(fā)明采集處理后水的硬度，形成閉環(huán)控制，自動(dòng)反饋調(diào)整電解電壓，操作簡(jiǎn)便且有效降低整個(gè)裝置的能耗。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種用于船舶鍋爐循環(huán)水處理的電解除垢裝置，其特征在于：包括減速 電機(jī)(1)、進(jìn)水閥(2)、出水閥(3)、排污閥(4)、換向器(9)、刮刀(13)、 圓盤式平板電極(10)、沉淀槽(5)、導(dǎo)電率檢測(cè)電極(11)、水垢控制器(6)、 圓柱形桶(7)、沉淀槽(5)、旋轉(zhuǎn)軸(12)、碳刷(14)、滑環(huán)(15)和軸套(16);

　　所述的旋轉(zhuǎn)軸(12)通過(guò)軸承安裝在圓柱形桶(7)的中心線上，旋轉(zhuǎn)軸(12) 的一端與減速電機(jī)(1)連接、另一端與水垢控制器(6)連接;減速電機(jī)(1) 帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸(12)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)圓盤式平板電極(10)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng);

　　所述的圓柱形桶(7)底部連接沉淀槽(5)，所述的圓柱形桶(7)和沉淀 槽(5)構(gòu)成殼體，所述的殼體內(nèi)表面涂襯環(huán)氧樹(shù)脂層，防止在殼體的底部和側(cè) 面附著水垢，同時(shí)具有防腐作用;

　　所述的圓盤式平板電極(10)共有六對(duì)，分別順次固定在旋轉(zhuǎn)軸(12)上， 其中前五對(duì)圓盤式平板電極(10)通過(guò)導(dǎo)線與換向器(9)連接，形成多級(jí)串聯(lián) 式處理結(jié)構(gòu)，最后一對(duì)圓盤式平板電極(10)作為導(dǎo)電率檢測(cè)電極(11)，通過(guò) 導(dǎo)線與水垢控制器(6)連接;所述的刮刀(13)固定在圓柱形桶(7)底部， 其刀面緊貼每個(gè)圓盤式平板電極(10)的兩側(cè);隨著圓盤式平板電極(10)的 緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，刮刀(13)清除圓盤式平板電極(10)表面集聚的水垢;

　　所述的換向器(9)的定子端碳刷(14)與水垢控制器(6)通過(guò)電纜連接， 轉(zhuǎn)子端滑環(huán)(15)通過(guò)燕尾槽鑲嵌在軸套(16)上，軸套(16)固定在旋轉(zhuǎn)軸 (12)上;通過(guò)碳刷(14)與滑環(huán)(15)完成電極切換，實(shí)現(xiàn)圓盤式平板電極 (10)的定時(shí)顛倒極性，從而使每對(duì)圓盤式平板電極(10)的結(jié)垢量和消耗量 盡量保持一致，最終減少電極的損耗。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于船舶鍋爐循環(huán)水處理的電解除垢裝置， 其特征在于：所述的進(jìn)出水閥(3)分別安裝在裝置的進(jìn)水管和出水管路上;所 述的排污閥(4)安裝在殼體底部沉淀槽(5)的出水管路上。

　　說(shuō)明書

　　一種用于船舶鍋爐循環(huán)水處理的電解除垢裝置

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及船舶鍋爐結(jié)垢處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種用于船舶鍋爐循環(huán)水 處理的電解除垢裝置。

　　背景技術(shù)

　　船用鍋爐是供應(yīng)蒸汽推進(jìn)船舶的蒸汽動(dòng)力機(jī)械和加熱用的重要船用設(shè)備， 其用水主要來(lái)源于岸基淡水和造水機(jī)蒸餾水，水中溶解的無(wú)機(jī)鹽成分會(huì)在鍋爐 傳熱面上產(chǎn)生水垢及泥渣，影響鍋爐正常運(yùn)行。

　　船用鍋爐結(jié)垢將會(huì)嚴(yán)重降低設(shè)備的換熱效率，據(jù)統(tǒng)計(jì)，鍋爐壁面因結(jié)垢導(dǎo) 致傳熱熱阻增加30%之多。由于局部結(jié)垢厚度不同，也會(huì)造成爐壁受熱不均， 有產(chǎn)生裂紋，甚至爆炸的危險(xiǎn)。而且結(jié)垢成分與金屬壁面容易形成微電池，產(chǎn) 生電化學(xué)腐蝕，降低爐膽強(qiáng)度。因此，船舶營(yíng)運(yùn)過(guò)程中需要定期化驗(yàn)爐水并投 藥處理，不僅操作復(fù)雜，增加成本，而且化學(xué)藥劑也會(huì)一定程度上造成二次污 染。同時(shí)，每年鍋爐都需要開(kāi)爐除垢，才能有效去除爐膽內(nèi)表面附著的硬質(zhì)垢 層，不僅增加了輪機(jī)員工作量，而且影響了船舶營(yíng)運(yùn)。

　　綜上，當(dāng)前除垢方法如化學(xué)除垢、機(jī)械除垢、電化學(xué)除垢等方法存在除垢 效果有限、工作量大、操作復(fù)雜、二次污染、成本高中的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題。如： 中國(guó)專利ZL94105171.4公開(kāi)的《除垢劑及其制備工藝》，采用化學(xué)除垢，酸洗 對(duì)金屬腐蝕較重，成本高，對(duì)環(huán)境造成二次污染。中國(guó)專利ZL201120541758.8 公開(kāi)的《自動(dòng)排污閥》，結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，但僅能去除沉積在爐膛內(nèi)析出的污泥和 漂浮物，不能排出附著在爐體表面的硬質(zhì)水垢。中國(guó)專利ZL200480043882.4公 開(kāi)的《冷卻水循環(huán)裝置及其水垢去除方法》，電解除垢效率不高，裝置體積較大， 不適合船舶安裝需求。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明要設(shè)計(jì)一種除垢效率高、工作量 小、操作簡(jiǎn)單、無(wú)二次污染且成本低的用于船舶鍋爐循環(huán)水處理的電解除垢裝 置。

　　為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

　　一種用于船舶鍋爐循環(huán)水處理的電解除垢裝置，包括減速電機(jī)、進(jìn)水閥、 出水閥、排污閥、換向器、刮刀、圓盤式平板電極、沉淀槽、導(dǎo)電率檢測(cè)電極、 水垢控制器、圓柱形桶、沉淀槽、旋轉(zhuǎn)軸、碳刷、滑環(huán)和軸套;

　　所述的旋轉(zhuǎn)軸通過(guò)軸承安裝在圓柱形桶的中心線上，旋轉(zhuǎn)軸的一端與減速 電機(jī)連接、另一端與水垢控制器連接;減速電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶 動(dòng)圓盤式平板電極緩慢轉(zhuǎn)動(dòng);

　　所述的圓柱形桶底部連接沉淀槽，所述的圓柱形桶和沉淀槽構(gòu)成殼體，所 述的殼體內(nèi)表面涂襯環(huán)氧樹(shù)脂層，防止在殼體的底部和側(cè)面附著水垢，同時(shí)具 有防腐作用;

　　所述的圓盤式平板電極共有六對(duì)，分別順次固定在旋轉(zhuǎn)軸上，其中前五對(duì) 圓盤式平板電極通過(guò)導(dǎo)線與換向器連接，形成多級(jí)串聯(lián)式處理結(jié)構(gòu)，最后一對(duì) 圓盤式平板電極作為導(dǎo)電率檢測(cè)電極，通過(guò)導(dǎo)線與水垢控制器連接;所述的刮 刀固定在圓柱形桶底部，其刀面緊貼每個(gè)圓盤式平板電極的兩側(cè);隨著圓盤式 平板電極的緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，刮刀清除圓盤式平板電極表面集聚的水垢;

　　所述的換向器的定子端碳刷與水垢控制器通過(guò)電纜連接，轉(zhuǎn)子端滑環(huán)通過(guò) 燕尾槽鑲嵌在軸套上，軸套固定在旋轉(zhuǎn)軸上;通過(guò)碳刷與滑環(huán)完成電極切換， 實(shí)現(xiàn)圓盤式平板電極的定時(shí)顛倒極性，從而使每對(duì)圓盤式平板電極的結(jié)垢量和 消耗量盡量保持一致，最終減少電極的損耗。

　　本發(fā)明所述的進(jìn)出水閥分別安裝在裝置的進(jìn)水管和出水管路上;所述的排 污閥安裝在殼體底部沉淀槽的出水管路上。

　　本發(fā)明的工作原理如下：

　　本發(fā)明安裝在船舶鍋爐循環(huán)水系統(tǒng)熱水井之后，鍋爐給水泵之前，通過(guò)角 鋼支架固定在機(jī)艙花鐵板上。循環(huán)水從熱水井流出經(jīng)過(guò)進(jìn)水閥進(jìn)入殼體內(nèi)部， 依次經(jīng)過(guò)五對(duì)圓盤式平板電極電解反應(yīng)之后，到達(dá)導(dǎo)電率檢測(cè)電極。水垢控制 器通過(guò)檢測(cè)導(dǎo)電率檢測(cè)電極的電阻變化情況，分析出當(dāng)前水的硬度值，實(shí)時(shí)顯 示結(jié)果，并且根據(jù)水的硬度要求輸出適合的直流電壓反饋到換向器端，從而形 成閉環(huán)水垢處理系統(tǒng)。

　　當(dāng)沉淀槽水垢積累到一定厚度時(shí)，關(guān)閉水垢控制器電源，關(guān)閉進(jìn)水閥和出 水閥，打開(kāi)排污閥，沉淀在圓柱形桶和沉淀槽內(nèi)的水垢伴隨著殼體內(nèi)剩余循環(huán) 水一起排出。排污完畢，重新關(guān)閉排污閥，打開(kāi)進(jìn)水閥和出水閥，打開(kāi)水垢控 制器電源，恢復(fù)設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)工作。

　　與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

　　1、目前已有技術(shù)是僅使用一對(duì)圓柱形電極，電解反應(yīng)面積較小，效率不高。 相比之下，本發(fā)明采用多級(jí)串聯(lián)式平板電極能有效增大電化學(xué)反應(yīng)接觸面積， 提高單位時(shí)間的除垢率，同時(shí)縮小裝置體積，提高空間利用率。

　　2、傳統(tǒng)的電解除垢裝置僅選擇電極換向或者機(jī)械清理兩種方法之一來(lái)解決 電極結(jié)垢問(wèn)題，不能徹底清除垢層，效率降低。本發(fā)明通過(guò)旋轉(zhuǎn)電極，有效結(jié) 合了電極換向和機(jī)械刮垢的清理方式，提高電極表面清潔度，始終保持高效電 解作業(yè)，徹底清除極板表面附著水垢。

　　3、現(xiàn)有技術(shù)未能采用有效的自動(dòng)化控制策略，沒(méi)有根據(jù)反饋循環(huán)水的硬度 來(lái)調(diào)節(jié)電極電解電壓，從而一定程度上造成電能的浪費(fèi)。本發(fā)明采集處理后水 的硬度，形成閉環(huán)控制，自動(dòng)反饋調(diào)整電解電壓，操作簡(jiǎn)便且有效降低了整個(gè) 裝置能耗。

　　4、由于本發(fā)明利用了電化學(xué)電解反應(yīng)原理，采用了電解除垢方式，不需投 藥酸洗等化學(xué)除垢，實(shí)現(xiàn)了無(wú)二次污染的環(huán)保除垢目的。