中空管状水处理膜元件超声波除垢装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种中空管状水处理膜元件超声波除垢装置及其方法。现有水处理管式膜元件超声波除垢装置结构复杂、超声波能量不集中。为此，本中空管状水处理膜元件超声波除垢装置包括超声波发生单元、控制单元和行走伺服单元，该行走伺服单元包括箱体和两个半圆形抱环，两个半圆形抱环上端通过铰接轴连接，该铰接轴垂直于半圆形抱环的相应端面，两个半圆形抱环下端设有扣件，通过扣件可拆卸地连接，形成一个可开合的闭环，每个半圆形抱环由一个伸缩节和连接在波纹伸缩节两端的弧形段构成，所述变幅杆和高频弹珠触头就设置在该波纹伸缩节内腔内。本发明专利技术适合与超滤膜、反渗透膜水处理设备配套使用，广泛适用于各种水处理工作中。

【技术实现步骤摘要】
中空管状水处理膜元件超声波除垢装置及其方法
本专利技术涉及一种中空管状水处理膜元件超声波除垢装置及其方法。
技术介绍
目前，在城市污水处理及回用、工业废水处理及回用和高盐废水浓缩减量化等诸多领域的水处理中广泛地应用到了膜处理技术，其中尤其以管式膜应用最多。膜处理技术虽然具有在常温下操作、节能、分离效率高等优点，但是也存在易污堵和易结垢等问题，只有在膜元件得到彻底除垢清洗后，才能保证系统的高效运行和处理效果。膜处理中传统的防垢除垢方法是注重对进水水质的改善，就是通过物理或化学的方法改善进水水质，如降低结垢机率、减少水中硬度和调节酸碱度等。这些方法运行中存在成本支出高、无垢期短和影响因素多等问题。其中应用较多的化学除垢清洗方法就需要用到大量的酸碱药剂或专用成品除垢剂，不仅运行成本高还会产生二次污染。近些年来，超声波清洗技术正在被应用于多个领域。所谓超声波清洗技术就是利用超声波的“空化效应”达到除垢清洗目的。然而，现有超声波除垢清洗存在着除垢效果差、效率低的问题。因此，将超声波“空化效应”应用于水处理膜元件单一化学清洗中，两者耦合协同，产生强化作用一方面能碎化结垢初期的成垢晶核，阻止在固定位置的结晶点，有效防止无机盐在膜面的沉积和生长；另一方面能脱落成垢物质，加速结垢物质溶解，减少化学药剂使用量，提高防垢除垢的清洗效果，有效延长分离膜的使用寿命。目前，超声波清洗技术较多应用于热交换设备和石油管道的清洗，很少应用于水处理膜元件的防垢除垢清洗中。CN03130388.9公开了一种“中空纤维分离膜的超声波清洗装置”，它的目的是针对中空纤维分离膜提供一种设备简单、占地小、分离膜清洗彻底、成本低的超声波清洗装置。其不足之处是清洗方式单一(仅用超声波)，装置繁多(每个膜元件需配一组超声波装置)，给后期维护更换带来不便。CN201210278706.5公开了“一种管外加装式超声处理设备”，它的目的是设计一对在圆形管道外侧可以方便加装的超声换能器，对管内流动的液体施加超声波。其不足之处是安装位置固定，无法在管外移动施加超声波。因此，为了提高水处理管式膜元件超声波耦合化学防垢除垢清洗效果，克服单一化学清洗和现有装置存在的不足和问题，提供一种防垢除垢效率高、运行成本低、操作便捷灵活的水处理管式膜元件的防垢除垢方法及装置具有实际意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：为了克服上述不足，提供一种水处理膜元件除垢清洗方法，通过超声波“空化效应”和化学药剂清洗的耦合协同强化作用，提高水处理膜元件的防垢除垢效果，减少化学清洗药剂使用量。本专利技术的另一个目的在于：为了实现上述方法，提供一种水处理膜元件除垢清洗装置。该装置可在水处理管式膜元件外壳上环状加装，并沿膜元件轴线驱动来回行走，具有安装简便、运用灵活、连续移动工作等特点。为解决上述技术问题，本中空管状水处理膜元件超声波除垢装置，它包括超声波发生单元和控制单元，其中超声波发生单元包括超声波换能器、变幅杆和高频弹珠触头；控制单元包括壳体、电源开关和运行参数调节器，运行参数调节器设置在壳体内，该运行参数调节器通过可伸缩电源信号线与超声波发生单元的超声波换能器相连，其特征在于：其还包括行走伺服单元，该行走伺服单元包括箱体和两个半圆形抱环，两个半圆形抱环上端通过铰接轴连接，该铰接轴平行于半圆形抱环的轴心线，两个半圆形抱环下端设有扣件，通过扣件可拆卸地连接成一个可开合的闭环，每个半圆形抱环由一个波纹伸缩节和连接在波纹伸缩节两端的弧形段构成，所述变幅杆和高频弹珠触头就设置在该波纹伸缩节内腔内，变幅杆一端与超声波换能器连接，另一端与高频弹珠触头连接，将超声波发生器的能量传递至高频弹珠触头，且高频弹珠触头露出波纹伸缩节内侧壁，所述箱体固定在闭环顶部，该箱体前后两侧分别突出于所述闭环，突出部中段下表面设有圆弧形凹槽，且圆弧形凹槽内设有一对驱动轮，箱体内设有驱动上述驱动轮的伺服电机，该伺服电机由所述控制单元控制，下方的弧形段内侧壁上还设有行走滚珠，每个行走滚珠可转动地固定在一个可调径向伸缩杆的内端，该可调径向伸缩杆轴心线与待清洗的中空管状水处理膜元件的轴心线垂直相交。如此设计，超声波发生单元发出的超声波能量集中，通过伺服电机带动，在待清洗的中空管状水处理膜元件往复移动，待清洗的中空管状水处理膜元件不同部位的水垢此起彼伏地被高能超声波轰击，水垢破碎彻底，除垢效果好。作为优化，所述超声波换能器的振幅范围为20～40微米，频率范围为100～300kHz。如此设计，处理超滤膜元件时，超声波换能器频率的优选范围为100～200kHz，处理反渗透膜元件时，超声波换能器频率的优选范围为200～300kHz。作为优化，其还包括两个行程开关，两个行程开关分别与控制单元相连，并可夹持固定在待清洗中空管状水处理膜元件两端，行走伺服单元借助两个行程开关的限位作用，在控制单元控制下可在待清洗的中空管状水处理膜元件的外壳上来回行走，行走速度为0.5～2m/min。如此设计，便于自动控制行走伺服单元的往复移动。作为优化，所述超声波换能器、变幅杆和高频弹珠触头的数量分别至少为两个，或者为两个以上偶数个间隔对称分布。如此设计，结构对称，运行平稳。本专利技术中空管状水处理膜元件除垢清洗方法，该方法包括以下步骤：①.对待清洗的中空管状水处理膜元件进行化学除垢清洗，方法如下：根据待清洗的中空管状水处理膜元件的不同类型，选择适合的除垢药剂，按照相应的化学清洗要求进行操作，将除垢药剂泵入待清洗的中空管状水处理膜元件的进液口，保持恒定的压力和流量连续进液4～8小时后停止进液，溶化较小的成垢晶核和溶解部分较大的垢体，清洗废液从待清洗的中空管状水处理膜元件的排放口排出；②.在待清洗的中空管状水处理膜元件上安装前述中空管状水处理膜元件超声波除垢装置——以下简称膜除垢装置，方法如下：将扣件打开，将两个半圆形抱环绕所述铰接轴张开，套在待清洗的中空管状水处理膜元件上，然后用扣件连成闭环，并可左右移动，然后再调节可调径向伸缩杆，使所述行走滚珠抵在所述待清洗的中空管状水处理膜元件的外壁上，完成安装；③.停止除垢药剂进液，启动膜除垢装置，方法如下：打开电源开关，启动超声波发生单元中的超声波换能器，调节超声波频率和振幅，同时或然后启动所述伺服电机，带动所述闭环及箱体在待清洗的中空管状水处理膜元件上左、右往复移动，对待清洗的中空管状水处理膜元件内的水垢进行超声波破碎；④.再次启动、并持续泵入除垢药剂，直至从待清洗的中空管状水处理膜元件的排放口排出的清洗废液与除垢药剂相比，pH值无变化，⑤.将除垢药剂换成洁净的清水或蒸馏水，自待清洗的中空管状水处理膜元件进液口泵入，自待清洗的中空管状水处理膜元件的排放口排出，冲洗3-5分钟，最后关闭电源开关，并将其闭环从待清洗的中空管状水处理膜元件上拆除下来，即可。如此设计，超声波发生单元发出的超声波能量集中，通过伺服电机带动，在待清洗的中空管状水处理膜元件上往复移动，待清洗的中空管状水处理膜元件不同部位的水垢，此起彼伏地被高能超声波轰击，水垢破碎效果，除垢彻底。作为优选，第③、④步时，所述闭环每自待清洗的中空管状水处理膜元件一端移至另一端一次，所述闭环及其上的高频弹珠触头在待清洗的中空管状水处理膜元件上偏转5～10°，直至高频弹珠触头在待本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中空管状水处理膜元件超声波除垢装置，它包括超声波发生单元和控制单元，其中超声波发生单元包括超声波换能器、变幅杆和高频弹珠触头；控制单元包括壳体、电源开关和运行参数调节器，运行参数调节器设置在壳体内，该运行参数调节器通过可伸缩电源信号线与超声波发生单元的超声波换能器相连，其特征在于：其还包括行走伺服单元，该行走伺服单元包括箱体和两个半圆形抱环，两个半圆形抱环上端通过铰接轴连接，该铰接轴平行于半圆形抱环的轴心线，两个半圆形抱环下端设有扣件，通过扣件可拆卸地连接成一个可开合的闭环，每个半圆形抱环由一个波纹伸缩节和连接在波纹伸缩节两端的弧形段构成，所述变幅杆和高频弹珠触头就设置在该波纹伸缩节内腔内，变幅杆一端与超声波换能器连接，另一端与高频弹珠触头连接，将超声波发生器的能量传递至高频弹珠触头，且高频弹珠触头露出波纹伸缩节内侧壁，所述箱体固定在闭环顶部，该箱体前后两侧分别突出于所述闭环，突出部中段下表面设有圆弧形凹槽，且圆弧形凹槽内设有一对驱动轮，箱体内设有驱动上述驱动轮的伺服电机，该伺服电机由所述控制单元控制，下方的弧形段内侧壁上还设有行走滚珠，每个行走滚珠可转动地固定在一个可调径向伸缩杆的内端，该可调径向伸缩杆轴心线与待清洗的中空管状水处理膜元件的轴心线垂直相交。...

【技术特征摘要】
1.一种中空管状水处理膜元件超声波除垢装置，它包括超声波发生单元和控制单元，其中超声波发生单元包括超声波换能器、变幅杆和高频弹珠触头；控制单元包括壳体、电源开关和运行参数调节器，运行参数调节器设置在壳体内，该运行参数调节器通过可伸缩电源信号线与超声波发生单元的超声波换能器相连，其特征在于：其还包括行走伺服单元，该行走伺服单元包括箱体和两个半圆形抱环，两个半圆形抱环上端通过铰接轴连接，该铰接轴平行于半圆形抱环的轴心线，两个半圆形抱环下端设有扣件，通过扣件可拆卸地连接成一个可开合的闭环，每个半圆形抱环由一个波纹伸缩节和连接在波纹伸缩节两端的弧形段构成，所述变幅杆和高频弹珠触头就设置在该波纹伸缩节内腔内，变幅杆一端与超声波换能器连接，另一端与高频弹珠触头连接，将超声波发生器的能量传递至高频弹珠触头，且高频弹珠触头露出波纹伸缩节内侧壁，所述箱体固定在闭环顶部，该箱体前后两侧分别突出于所述闭环，突出部中段下表面设有圆弧形凹槽，且圆弧形凹槽内设有一对驱动轮，箱体内设有驱动上述驱动轮的伺服电机，该伺服电机由所述控制单元控制，下方的弧形段内侧壁上还设有行走滚珠，每个行走滚珠可转动地固定在一个可调径向伸缩杆的内端，该可调径向伸缩杆轴心线与待清洗的中空管状水处理膜元件的轴心线垂直相交。2.根据权利要求1所述的中空管状水处理膜元件超声波除垢装置，其特征在于：所述超声波换能器的振幅范围为20～40微米，频率范围为100～300kHz。3.根据权利要求1所述的中空管状水处理膜元件超声波除垢装置，其特征在于：其还包括两个行程开关，两个行程开关分别与控制单元相连，并可夹持固定在待清洗中空管状水处理膜元件两端，行走伺服单元可借助两个行程开关的限位作用，在控制单元控制下，在待清洗的中空管状水处理膜元件的外壳上来回行走，行走速度为0.5～2m/min。4.根据权利要求1所述的中空管状水处理膜元件超声波除垢装置，其特征在于：所述超声波换能器、变幅杆和高频弹珠触头的数量分别至少为两个，或者为两个以上偶数个间隔对称分...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦胜，郑利祥，田莉雅，周如禄，孙彦良，郭中权，张剑，毛维东，邓新春，赵慧杰，
申请(专利权)人：兖州煤业股份有限公司，兖矿集团有限公司，煤科集团杭州环保研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37