一種磁懸浮管道清洗裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種磁懸浮管道清洗裝置，包括磁懸浮軸承，磁懸浮軸承包括轉(zhuǎn)子磁環(huán)、定子磁環(huán)、轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)子磁環(huán)懸浮在定子磁環(huán)內(nèi)部。還包括與轉(zhuǎn)軸相連并沿其軸向延伸的螺旋葉片。本發(fā)明的磁懸浮管道清洗裝置結(jié)構(gòu)簡單成本低、安裝簡單、清洗效果好，可減少旋轉(zhuǎn)機(jī)械的磨損從而延長使用壽命。與傳統(tǒng)機(jī)械清洗或化學(xué)清洗比較有突出的優(yōu)勢。螺旋葉片改變管內(nèi)水的層流狀態(tài)為紊流狀態(tài)，提高清洗效果的同時也可強(qiáng)化換熱，大幅度提高管道的換熱系數(shù)K值20％以上。
【專利說明】
一種磁懸浮管道清洗裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于管道清洗裝置，尤其涉及一種磁懸浮管道清洗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 管道清洗的傳統(tǒng)方法有膠球清洗、高壓水清洗、毛刷清洗、化學(xué)清洗等。
[0003] 通過高壓水槍、毛刷等設(shè)備工具對管道中的水垢和泥渣進(jìn)行清洗去除，這種方法 的清洗效果差、效率低、勞動強(qiáng)度大、除垢部位受限，而且，清洗后無法長期保持清潔。管道 在清洗過后25天內(nèi)開始逐步重新結(jié)垢，并逐漸增加能耗，最終使設(shè)備長時間地處于較高能 耗的狀況。同時，經(jīng)常性的機(jī)械清洗，會磨損甚至磨穿換熱管。
[0004]對比而言，膠球清洗裝置能不停機(jī)在線清洗，但收球率低，容易堵管?；瘜W(xué)除垢可 分酸性陳垢和堿性除垢兩種，方式有靜泡法和循環(huán)法等，需要對垢物經(jīng)過鑒別后，決定清除 的方式。化學(xué)清洗對凝汽器換熱管存在腐蝕和損傷延長。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提出一種磁懸浮管道清洗裝置，安裝簡單、清 洗效果好，可減少旋轉(zhuǎn)機(jī)械的磨損從而延長使用壽命。與傳統(tǒng)機(jī)械清洗或化學(xué)清洗比較有 突出的優(yōu)勢。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0007] 一種磁懸浮管道清洗裝置，包括磁懸浮軸承，其磁場為3000GS-5000GS，磁懸浮軸 承包括轉(zhuǎn)子磁環(huán)、定子磁環(huán)、轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)子磁環(huán)懸浮在定子磁環(huán)內(nèi)部。還包括與轉(zhuǎn)軸相連并沿 其軸向延伸的螺旋葉片，轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)子磁環(huán)固定連接。
[0008] 轉(zhuǎn)子磁環(huán)和定子磁環(huán)都裝有帶斜面的永磁環(huán)，定子環(huán)形的永磁環(huán)與轉(zhuǎn)子環(huán)形的永 磁環(huán)同軸于轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)子磁環(huán)和定子磁環(huán)均軸向充磁，轉(zhuǎn)子磁環(huán)與定子磁環(huán)的充磁方向相反， 永磁環(huán)之間斜面相互排斥，產(chǎn)生垂直于斜面的斥力，使轉(zhuǎn)子磁環(huán)懸浮在定子磁環(huán)之間，保證 轉(zhuǎn)子磁環(huán)在轉(zhuǎn)速足夠大時能穩(wěn)定地在六個自由度達(dá)到平衡。
[0009] 進(jìn)一步地，轉(zhuǎn)子磁環(huán)外側(cè)面和定子磁環(huán)內(nèi)側(cè)面都裝有沿垂直于轉(zhuǎn)軸軸向的中間平 面兩側(cè)對稱的一對永磁圓環(huán)。
[0010] 進(jìn)一步地，定子磁環(huán)的外側(cè)面為非圓形。
[0011] 進(jìn)一步地，磁懸浮軸承與螺旋葉片之間設(shè)有加強(qiáng)筋。
[0012] 進(jìn)一步地，螺旋葉片為變距式螺旋葉片。
[0013] 進(jìn)一步地，螺旋葉片轉(zhuǎn)速為300-1800r/min。
[0014] 本發(fā)明具有以下有益效果：1、永磁懸浮軸承結(jié)構(gòu)簡單成本低，不需要電磁懸浮所 需的位子測量和反饋控制系統(tǒng)，也不需要超導(dǎo)磁懸浮的冷卻裝置。
[0015] 2、安裝簡單、清洗效果好，可減少旋轉(zhuǎn)機(jī)械的磨損從而延長使用壽命。與傳統(tǒng)機(jī)械 清洗或化學(xué)清洗比較有突出的優(yōu)勢。
[0016] 3、擺脫了傳統(tǒng)的被動清洗除垢概念，變被動除垢為主動防垢，無需外加動力，利用 水流自身的流速驅(qū)動本裝置的旋轉(zhuǎn)部件，改變管內(nèi)水的層流狀態(tài)為紊流狀態(tài)，提高清洗效 果的同時也可強(qiáng)化換熱，大幅度提高管道的換熱系數(shù)K值20%以上。
【附圖說明】
[0017] 圖1為本發(fā)明實施例的磁懸浮管道清洗裝置結(jié)構(gòu)圖。
[0018] 其中，1為轉(zhuǎn)軸，2為定子磁環(huán)，3為轉(zhuǎn)子磁環(huán)，4為變距式螺旋葉片。
[0019] 圖2為加裝本發(fā)明實施例的磁懸浮管道清洗裝置前管道內(nèi)水流示意圖。
[0020] 圖3為加裝本發(fā)明實施例的磁懸浮管道清洗裝置后管道內(nèi)水流示意圖
【具體實施方式】
[0021] 為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合實施例與附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說 明。
[0022] 本發(fā)明的工作原理是：在管道內(nèi)安裝本裝置，當(dāng)管道有水流運(yùn)行時，無需外加動 力，利用水流自身的流速驅(qū)動本裝置的旋轉(zhuǎn)部件，即變距式螺旋葉片4,長期在管道內(nèi)不停 地快速旋轉(zhuǎn)（300-1800r/min)，改變管內(nèi)水的層流狀態(tài)為紊流狀態(tài)，破壞水垢的形成機(jī)理， 在設(shè)計思想上擺脫了傳統(tǒng)的被動清洗除垢概念，變被動除垢為主動防垢，同時也可強(qiáng)化換 熱，大幅度提高管道的換熱系數(shù)K值20%以上。
[0023] 永久磁體產(chǎn)生的超高強(qiáng)磁場，在不改變水原有的化學(xué)成份條件下，使水中礦物質(zhì) 的物理結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。普通水的流速為0.5-1.0米/秒，定子磁環(huán)2、轉(zhuǎn)子磁環(huán)3的充磁量是根 據(jù)水流速度，管道直徑來確定一個準(zhǔn)確值。
[0024] 磁場3000GS以上，讓普通水以一定流速，沿著與磁力線垂直的方向切割，通過一定 強(qiáng)度的磁場，普通水就會變成磁化水。原來締合鏈狀的大分子，斷裂成單個小分子，水分子 偶極距發(fā)生偏轉(zhuǎn)。水中溶解鹽類的正負(fù)離子(垢分子)被單個水分子包圍，使水中的鈣、鎂等 結(jié)垢物的針狀結(jié)晶改變?yōu)榱罱Y(jié)晶體，相互粘附與聚積特性受到了破壞，從而在受熱面或 管理壁上不結(jié)硬垢，粒狀結(jié)晶體則隨排污孔排出，同時由于水分子偶極距增大，使其與鹽類 正負(fù)離子吸引力增大，使受熱爐壁、管壁上原有的舊垢逐淅開裂、疏松、自行脫落。
[0025] 如圖1所示的磁懸浮管道清洗裝置，包括磁懸浮軸承，與磁懸浮軸承的轉(zhuǎn)軸1相連 并沿其軸向延伸的變距式螺旋葉片4;磁懸浮軸承還包括轉(zhuǎn)子磁環(huán)3、定子磁環(huán)2,轉(zhuǎn)子磁環(huán)3 懸浮在定子磁環(huán)2內(nèi)部。磁懸浮軸承與變距式螺旋葉片4之間設(shè)有加強(qiáng)筋。
[0026] 轉(zhuǎn)子磁環(huán)3和定子磁環(huán)2都裝有帶斜面的兩對永磁圓環(huán)，定子磁環(huán)2內(nèi)側(cè)面形狀與 轉(zhuǎn)子磁環(huán)3外側(cè)面相吻合。定子環(huán)形的永磁環(huán)與轉(zhuǎn)子環(huán)形的永磁環(huán)同軸于轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)子磁環(huán)3 和定子磁環(huán)2均軸向充磁，轉(zhuǎn)子磁環(huán)3與定子磁環(huán)2的充磁方向相反，永磁環(huán)之間斜面相互排 斥，產(chǎn)生垂直于斜面的斥力，其軸向和徑向的分力，使轉(zhuǎn)子懸浮在定子中間，保證轉(zhuǎn)子磁環(huán)3 在轉(zhuǎn)速足夠大時能穩(wěn)定地在六個自由度達(dá)到平衡。
[0027] 轉(zhuǎn)子磁環(huán)3剖面圖可以為V型、U型、W型、S型等，定子磁環(huán)2與其相配合，轉(zhuǎn)子磁環(huán)3 可在定子磁環(huán)2中自由轉(zhuǎn)動。定子磁環(huán)2的外側(cè)面為非圓形。
[0028] 如圖2所示，加裝磁懸浮管道清洗裝置前管道內(nèi)水流呈層流狀，加裝磁懸浮管道清 洗裝置后，利用前后角度差，形成速度差距產(chǎn)生紊流，如圖3所示，破壞雷諾現(xiàn)象，讓管道內(nèi) 壁不能形成穩(wěn)定流場，不對稱的流程擾動帶走大量的沉淀物，從而保持管道內(nèi)壁的清潔。
[0029] 管道水側(cè)結(jié)垢使管道傳熱系數(shù)大幅下降。由于水垢的熱導(dǎo)率很低，只有鋼材的1/ 30-1/200,因而急劇降低了管道換熱管的傳熱系數(shù)。
[0030] 表1為結(jié)垢對Φ20Χ 1.0材質(zhì)為307的不銹鋼換熱管的傳熱系數(shù)K值的影響數(shù)據(jù)(備 注:美國制冷界權(quán)威科學(xué)機(jī)構(gòu)Phi lip Kotz):
[0031]
[0032] 表 1
[0033] 即使水垢厚度只有零點幾毫米，對換熱管傳熱系數(shù)也有重大影響。工程設(shè)計中清 潔系數(shù)取0.85,大約相當(dāng)于只考慮了 0.1毫米厚度的水垢，在實際運(yùn)行當(dāng)中，管道即使采取 化學(xué)清洗后，若不采取有效措施，這樣的清潔系數(shù)也只能維持不到25天。
[0034] 本發(fā)明的磁懸浮管道清洗裝置能使換熱管的清潔系數(shù)維持在0.85以上的高水平， 這對管道換熱效率非常有利。
[0035]以上的實施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡 是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本發(fā)明保護(hù)范 圍之內(nèi)。本發(fā)明未涉及的技術(shù)均可通過現(xiàn)有的技術(shù)加以實現(xiàn)。
【主權(quán)項】
1. 一種磁懸浮管道清洗裝置，其特征在于:包括磁懸浮軸承，所述磁懸浮軸承包括轉(zhuǎn)子 磁環(huán)、定子磁環(huán)，所述轉(zhuǎn)子磁環(huán)懸浮在所述定子磁環(huán)內(nèi)部。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁懸浮管道清洗裝置，其特征在于:所述磁懸浮軸承還包括轉(zhuǎn) 軸;還包括與所述轉(zhuǎn)軸相連并沿其軸向延伸的螺旋葉片，所述轉(zhuǎn)軸與所述轉(zhuǎn)子磁環(huán)固定連 接，轉(zhuǎn)軸帶動轉(zhuǎn)子磁環(huán)快速轉(zhuǎn)動。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的磁懸浮管道清洗裝置，其特征在于:所述轉(zhuǎn)子磁環(huán)和所述 定子磁環(huán)都裝有帶斜面的永磁環(huán)，所述定子環(huán)形的永磁環(huán)與所述轉(zhuǎn)子環(huán)形的永磁環(huán)同軸于 轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)子磁環(huán)和所述定子磁環(huán)均軸向充磁，所述轉(zhuǎn)子磁環(huán)與所述定子磁環(huán)的充磁方 向相反，永磁環(huán)之間斜面相互排斥，產(chǎn)生垂直于斜面的斥力，使所述轉(zhuǎn)子磁環(huán)懸浮在所述定 子磁環(huán)之間，所述定子磁環(huán)內(nèi)側(cè)面與所述轉(zhuǎn)子磁環(huán)外側(cè)面相配合，所述轉(zhuǎn)子磁環(huán)可在所述 定子磁環(huán)中自由轉(zhuǎn)動;保證所述轉(zhuǎn)子磁環(huán)在轉(zhuǎn)速足夠大時能穩(wěn)定地在六個自由度達(dá)到平 衡。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁懸浮管道清洗裝置，其特征在于:所述永磁環(huán)為永磁圓環(huán)； 所述轉(zhuǎn)子磁環(huán)外側(cè)面和所述定子磁環(huán)內(nèi)側(cè)面都裝有沿垂直于轉(zhuǎn)軸軸向的中間平面兩側(cè)對 稱的一對永磁圓環(huán)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的磁懸浮管道清洗裝置，其特征在于:所述磁懸浮軸承產(chǎn) 生的磁場為3000GS-5000GS。6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的磁懸浮管道清洗裝置，其特征在于:所述定子磁環(huán)的外側(cè) 面為非圓形。7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁懸浮管道清洗裝置，其特征在于:所述磁懸浮軸承與所述螺 旋葉片之間設(shè)有加強(qiáng)筋。8. 根據(jù)權(quán)利要求2之一所述的磁懸浮管道清洗裝置，其特征在于:所述螺旋葉片為變距 式螺旋葉片。9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁懸浮管道清洗裝置，其特征在于:所述螺旋葉片轉(zhuǎn)速為300-1800r/min。
【文檔編號】B08B9/055GK105945017SQ201610475376
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月24日
【發(fā)明人】賈成民, 趙晴崗, 秦航天
【申請人】賈成民, 趙晴崗, 秦航天