一种铰链式超声波除垢与声化复合清洗系统技术方案

本发明专利技术涉及管道清洗除垢领域，特别是涉及一种铰链式超声波除垢与声化复合清洗系统。一种铰链式超声波除垢与声化复合清洗系统，包括换能器单元、连接单元、张力调整单元，所述换能器单元包括换能器；所述连接单元包括连接板、铰链；所述张力调整单元包括张力调节器；所述换能器安装在连接板上，换能器内侧紧密连接在待清洗金属管管壁外侧；所述相邻两个用于安装换能器的连接板之间通过铰链连接或张力调节器连接。本发明专利技术有效解决现有技术中布置超声波换能器时所面临的换能器未朝向管径中心、换能器与管壁外壁面接触不良、换能器个数随管径直径变化难以调整等问题；本发明专利技术能够有效去除管道上的已有污垢、预防污垢附着沉积。

Hinge type ultrasonic descaling and acoustic composite cleaning system

The invention relates to the field of pipeline cleaning and descaling, in particular to a hinge type ultrasonic descaling and acoustic composite cleaning system. A hinge type ultrasonic cleaning and acoustic composite cleaning system comprises a transducer unit, a connecting unit, tension adjustment unit, wherein the transducer unit includes a transducer; the connecting unit comprises a connecting plate and a hinge; the tension adjustment unit includes a tension regulator; the transducer is installed on the connecting plate, closely connected to the cleaning of metal tube outer wall inside the transducer; two adjacent transducer used between the connecting plate connected by a hinge connection or tension regulator. The invention effectively solves the transducer face layout of ultrasonic transducer in the prior art is not toward the center, diameter of the transducer and the outer wall of the pipe wall surface contact number of transducers, with the diameter of the diameter change to adjust the problem; the invention can effectively remove the dirt, the dirt deposition prevention pipe.

【技术实现步骤摘要】
一种铰链式超声波除垢与声化复合清洗系统
本专利技术涉及管道清洗除垢领域，特别是涉及一种铰链式超声波除垢与声化复合清洗系统。
技术介绍
管道运输与铁路、公路、空运、水运运输方式成为现行的五大运输工具，管道运输在运送液体、气体、浆液等方面具有成本低，节省能源，安全性高及供给稳定的优势，在石油、化工、电力及天然气等行业中具有不可替代的地位，因此在世界各国的经济和社会发展中发挥着越来越重要的作用。而由于管道输送的主要是油气、工业用水等介质，这些介质中经常含有有机物、H2S、CO2、多种离子、细菌以及泥沙等杂质，因此很容易结垢。管道结垢后使管道缩径，流通面积变小，造成压力损失、排量减小以及管道堵塞，增加了能量消耗并且影响了工业产品的质量和产量。管道结垢还会诱发管道局部腐蚀，导致管道漏失频繁，甚至穿孔而造成破环性事故。管道内壁结垢的问题长期困扰着各行各业的生产，使得工业事故频繁发生，不仅造成了巨大的经济损失，而且对环境有很大的污染。在国家建设节约型社会和提倡“节能减排”的大背景下，这个问题的解决就更加迫切了，因此采取合适的技术措施对管道等设备进行防除垢，从根本上解决结垢问题，对企业的生产、经济效益和环境保护等都有重要意义。现阶段管道内壁和结垢现象普遍存在，在检修管道的过程中，常用的除垢方法大致分为三类，即高压水喷射除垢，机械除垢法和化学除垢法。高压水喷射除垢是利用柱塞泵产生的高压水经过特殊喷嘴喷向垢层，除垢彻底，效率高，但装机容量大，耗水多，存在水处理等问题，清洗后也无法快速安全排垢。机械除垢法可以除掉碳化污垢和硬质垢，并且对钢材损耗很小，但是在清洗设备内部污垢时，通常需要将整个设备解体，因而清洗所需时间较长，所需费用高。化学除垢法是通过在介质中加入阻垢剂和缓蚀剂、控制溶液的pH值以及阴极保护法等防垢。阻垢剂虽然可能解决或缓解管道污垢问题，但是它对介质的污染却不容忽视，并且为除垢而降低的介质pH值会对管道内壁造成不可忽视的腐蚀，尤其在一些无法解体管道设施的情况下，如核电站机组管道，由于存在的核污染而通常不能将管道解体，而为除垢加入的阻垢剂在降低了介质的pH值的同时对管道内壁造成了不可忽视的腐蚀。超声波除垢技术是一种新兴的物理除垢技术，具有很多传统除垢方法所不具备的优点及良好的除垢效果。它不仅能减缓换热设备表面污垢颗粒的沉积速度，而且还能够有效地除掉己经形成的污垢。超声波是指频率大于20KHz的声波，具有方向性好、穿透力强、在固体或液体中传播衰减小等优点，目前己被广泛应用于化学、化工、机械、计量检测等诸多行业，超声波清洗技术就是超声波应用于防除垢领域的一个成功案例，超声波可清除的污垢种类广泛，除垢速度快，极大地减少了对水的消耗。超声波防除垢技术区别于其他传统方法的关键之处在于，它改变了以往只对循环工质处理的除垢方式，利用了脉冲弹性波能量首先在金属中传播的原理。超声波在金属中传播的速度可达到5000m/s以上，而且在金属中传播的能量损失远小于在水中传播时的能量损失，超声振动首先作用于金属壁面，然后再把能量传递给污垢和循环工质，使超声波能量得到最高、最有效的利用，超声波在金属壁面和循环介质中传播存在速度差，就会在金属壁面与硬垢层之间形成剪切力，进而在金属壁面与软垢层之间发生振荡作用，从根本上防止或清除污垢的沉积，实现了实时动态防除垢的效果。另外值得一提的是，由于管道设备内循环介质在流动过程中与固体壁面之间产生摩擦力，会在近壁区域形成滞留层边界层，这部分区域的传热过程为滞留介质的导热过程而不是对流换热过程，介质的导热系数通常要比对流换热系数低得多，因此滞留层的存在会降低设备的传热效率，当施加了超声波作用后，超声波引起的高速祸旋可以有效的破坏滞留层，对于换热用管道来说还可以起到一定强化传热的作用。用这种新兴防垢技术，不仅能有效解决常规管道的结垢问题，也能解决核电站机组以及其他无法解体设备的管道除垢问题。但是现有的超声波除垢装置中，存在着布置超声波换能器时面临的换能器未朝向管径中心、换能器与管壁外壁面接触不良、换能器个数随管径直径变化难以调整等问题，使用时存在较多不便。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种铰链式超声波除垢与声化复合清洗系统，可以有效解决现有技术中布置超声波换能器时所面临的换能器未朝向管径中心、换能器与管壁外壁面接触不良、换能器个数随管径直径变化难以调整等问题；提供了一种能够有效去除已有污垢、预防污垢附着沉积的铰链式超声波除垢与声化复合清洗系统。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种铰链式超声波除垢与声化复合清洗系统，包括换能器单元、连接单元、张力调整单元，所述换能器单元包括换能器；所述连接单元包括连接板、铰链；所述张力调整单元包括张力调节器；所述换能器安装在连接板上，换能器内侧紧密连接在待清洗金属管管壁外侧；所述相邻两个用于安装换能器的连接板之间通过铰链连接或张力调节器连接。所述相邻两个用于安装换能器的连接板之间通过束缚带连接。所述连接板为法兰连接板。所述张力调节器由设置内螺纹的空心张力调节管、张力调节管内侧左端与内侧右端分别通过螺纹连接的两个外侧带有连接环的张力调节杆构成；所述两个外侧带有连接环的张力调节杆外端分别通过连接环连接相邻两个用于安装换能器的连接板。所述安装换能器的连接板两侧铰链关于待清洗金属管的直径对称设置，两侧铰链给连接板上换能器的力关于待清洗金属管的直径对称，两侧铰链给连接板上换能器的合力朝向待清洗金属管的圆心，待清洗金属管外壁给换能器的反应力朝向为待清洗金属管的圆心向外方向。所述的一种铰链式超声波除垢与声化复合清洗系统，其除垢方法的步骤包括：步骤一：根据实际要求、现场待清洗金属管的结垢情况计算所需的换能器个数、相应的换能器型号及布置换能器位置；步骤二：将选择的换能器分别固定安装在相对应的法兰连接板上，并运送至相应待清洗金属管结垢位置；步骤三：将多个安装在连接板上的换能器之间通过铰链连接或张力调节器连接；将安装在连接板上的换能器紧密连接在待清洗金属管结垢位置的管壁外侧面上，并通过张力调节器使整个装置张紧；换能器的个数与实际需求相匹配、换能器准确朝向待清洗金属管管径圆心；在不需要安装换能器的待清洗金属管外壁部分，两个设置在边缘的换能器外侧通过束缚带连接，安装方法为：安装在连接板上的换能器之间仍通过铰链连接或张力调节器连接，在边缘的换能器外侧分别连接两个张力调节器，两个张力调节器之间不需要布置换能器的待清洗金属管外壁部分通过束缚带连接，在装置整体布置完成后，通过张力调节器来张紧整个装置；步骤四：将选择的换能器连接至超声波发生器，换能器将电子脉冲能量转换成机械能量，产生超声波振动，将超声波作用于待清洗金属管外壁面上，超声振动作用于待清洗金属管壁面后将能量传递至待清洗金属管结垢位置的管径上，超声波在待清洗金属管和液体介质中传播存在一定的速度差，在待清洗金属管管面与结垢位置的硬垢层之间产生剪切力，在待清洗金属管管面与结垢位置的软垢层之间形成的振荡作用，使待清洗金属管结垢位置的污垢松化脱落。所述换能器型号：辉虹HH-5520-6Z或同类型换能器；所述超声波发生器型号：辉虹HH-3000B或同类型脉冲电源。本专利技术的有益效果：一种铰链式超声波除垢与声化复合清洗系统，能够有效去除已有污垢、预防污垢附本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铰链式超声波除垢与声化复合清洗系统，包括换能器单元、连接单元、张力调整单元，其特征在于：所述换能器单元包括换能器(2)；所述连接单元包括连接板(3)、铰链(1)；所述张力调整单元包括张力调节器(5)；所述换能器(2)安装在连接板(3)上，换能器(2)内侧紧密连接在待清洗金属管(4)管壁外侧；所述相邻两个用于安装换能器(2)的连接板(3)之间通过铰链(1)连接或张力调节器(5)连接。

【技术特征摘要】
1.一种铰链式超声波除垢与声化复合清洗系统，包括换能器单元、连接单元、张力调整单元，其特征在于：所述换能器单元包括换能器(2)；所述连接单元包括连接板(3)、铰链(1)；所述张力调整单元包括张力调节器(5)；所述换能器(2)安装在连接板(3)上，换能器(2)内侧紧密连接在待清洗金属管(4)管壁外侧；所述相邻两个用于安装换能器(2)的连接板(3)之间通过铰链(1)连接或张力调节器(5)连接。2.根据权利要求1所述的一种铰链式超声波除垢与声化复合清洗系统，其特征在于：所述相邻两个用于安装换能器(2)的连接板(3)之间通过束缚带连接。3.根据权利要求1所述的一种铰链式超声波除垢与声化复合清洗系统，其特征在于：所述连接板(3)为法兰连接板。4.根据权利要求1所述的一种铰链式超声波除垢与声化复合清洗系统，其特征在于：所述张力调节器(5)由设置内螺纹的空心张力调节管、张力调节管内侧左端与内侧右端分别通过螺纹连接的两个外侧带有连接环的张力调节杆构成；所述两个外侧带有连接环的张力调节杆外端分别通过连接环连接相邻两个用于安装换能器(2)的连接板(3)。5.根据权利要求1所述的一种铰链式超声波除垢与声化复合清洗系统，其特征在于：所述安装换能器(2)的连接板(3)两侧铰链(1)关于待清洗金属管(4)的直径对称设置，两侧铰链(1)给连接板(3)上换能器(2)的力关于待清洗金属管(4)的直径对称，两侧铰链(1)给连接板(3)上换能器(2)的合力朝向待清洗金属管(4)的圆心，待清洗金属管(4)外壁给换能器(2)的反应力朝向为待清洗金属管(4)的圆心向外方向。6.根据权利要求1所述的一种铰链式超声波除垢与声化复合清洗系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋文平，于熙洋，李钰，于世民，乔健鑫，王武义，李隆球，张广玉，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23