[實用新型]一種鉸鏈式超聲波除垢與聲化復合清洗系統

有效

• 申請號: 201720619530.3
• 申請日: 2017-05-31
• 公開（公告）號: CN206747150U
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 宋文平;于熙洋;李鈺;于世民;喬健鑫;王武義;李隆球;張廣玉
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B08B3/12
• 分類號: B08B3/12
• 代理公司: 北京君恒知識產權代理事務所(普通合伙)11466
• 代理人: 張璐,林潮

技術領域

本實用新型涉及管道清洗除垢領域，特別是涉及一種鉸鏈式超聲波除垢與聲化復合清洗系統。

背景技術

管道運輸與鐵路、公路、空運、水運運輸方式成為現行的五大運輸工具，管道運輸在運送液體、氣體、漿液等方面具有成本低，節省能源，安全性高及供給穩定的優勢，在石油、化工、電力及天然氣等行業中具有不可替代的地位，因此在世界各國的經濟和社會發展中發揮著越來越重要的作用。而由于管道輸送的主要是油氣、工業用水等介質，這些介質中經常含有有機物、H2S、CO2、多種離子、細菌以及泥沙等雜質，因此很容易結垢。管道結垢后使管道縮徑，流通面積變小，造成壓力損失、排量減小以及管道堵塞，增加了能量消耗并且影響了工業產品的質量和產量。管道結垢還會誘發管道局部腐蝕，導致管道漏失頻繁，甚至穿孔而造成破環性事故。管道內壁結垢的問題長期困擾著各行各業的生產，使得工業事故頻繁發生，不僅造成了巨大的經濟損失，而且對環境有很大的污染。在國家建設節約型社會和提倡“節能減排”的大背景下，這個問題的解決就更加迫切了，因此采取合適的技術措施對管道等設備進行防除垢，從根本上解決結垢問題，對企業的生產、經濟效益和環境保護等都有重要意義。

現階段管道內壁和結垢現象普遍存在，在檢修管道的過程中，常用的除垢方法大致分為三類，即高壓水噴射除垢，機械除垢法和化學除垢法。高壓水噴射除垢是利用柱塞泵產生的高壓水經過特殊噴嘴噴向垢層，除垢徹底，效率高，但裝機容量大，耗水多，存在水處理等問題，清洗后也無法快速安全排垢。機械除垢法可以除掉碳化污垢和硬質垢，并且對鋼材損耗很小，但是在清洗設備內部污垢時，通常需要將整個設備解體，因而清洗所需時間較長，所需費用高。化學除垢法是通過在介質中加入阻垢劑和緩蝕劑、控制溶液的pH值以及陰極保護法等防垢。阻垢劑雖然可能解決或緩解管道污垢問題，但是它對介質的污染卻不容忽視，并且為除垢而降低的介質pH值會對管道內壁造成不可忽視的腐蝕，尤其在一些無法解體管道設施的情況下，如核電站機組管道，由于存在的核污染而通常不能將管道解體，而為除垢加入的阻垢劑在降低了介質的pH值的同時對管道內壁造成了不可忽視的腐蝕。

超聲波除垢技術是一種新興的物理除垢技術，具有很多傳統除垢方法所不具備的優點及良好的除垢效果。它不僅能減緩換熱設備表面污垢顆粒的沉積速度，而且還能夠有效地除掉己經形成的污垢。超聲波是指頻率大于20KHz的聲波，具有方向性好、穿透力強、在固體或液體中傳播衰減小等優點，目前己被廣泛應用于化學、化工、機械、計量檢測等諸多行業，超聲波清洗技術就是超聲波應用于防除垢領域的一個成功案例，超聲波可清除的污垢種類廣泛，除垢速度快，極大地減少了對水的消耗。超聲波防除垢技術區別于其他傳統方法的關鍵之處在于，它改變了以往只對循環工質處理的除垢方式，利用了脈沖彈性波能量首先在金屬中傳播的原理。超聲波在金屬中傳播的速度可達到5000m/s以上，而且在金屬中傳播的能量損失遠小于在水中傳播時的能量損失，超聲振動首先作用于金屬壁面，然后再把能量傳遞給污垢和循環工質，使超聲波能量得到最高、最有效的利用，超聲波在金屬壁面和循環介質中傳播存在速度差，就會在金屬壁面與硬垢層之間形成剪切力，進而在金屬壁面與軟垢層之間發生振蕩作用，從根本上防止或清除污垢的沉積，實現了實時動態防除垢的效果。另外值得一提的是，由于管道設備內循環介質在流動過程中與固體壁面之間產生摩擦力，會在近壁區域形成滯留層邊界層，這部分區域的傳熱過程為滯留介質的導熱過程而不是對流換熱過程，介質的導熱系數通常要比對流換熱系數低得多，因此滯留層的存在會降低設備的傳熱效率，當施加了超聲波作用后，超聲波引起的高速禍旋可以有效的破壞滯留層，對于換熱用管道來說還可以起到一定強化傳熱的作用。用這種新興防垢技術，不僅能有效解決常規管道的結垢問題，也能解決核電站機組以及其他無法解體設備的管道除垢問題。但是現有的超聲波除垢裝置中，存在著布置超聲波換能器時面臨的換能器未朝向管徑中心、換能器與管壁外壁面接觸不良、換能器個數隨管徑直徑變化難以調整等問題，使用時存在較多不便。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種鉸鏈式超聲波除垢與聲化復合清洗系統，可以有效解決現有技術中布置超聲波換能器時所面臨的換能器未朝向管徑中心、換能器與管壁外壁面接觸不良、換能器個數隨管徑直徑變化難以調整等問題；提供了一種能夠有效去除已有污垢、預防污垢附著沉積的鉸鏈式超聲波除垢與聲化復合清洗系統。

本實用新型的目的通過以下技術方案來實現：