專利名稱：一種用于非清潔水換熱的換向裝置及其系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于非清潔水(污水、江河湖海水、工業(yè)廢水及工業(yè)循環(huán)冷卻水等)換熱的換熱向裝置及其系統(tǒng)，屬于能源技術領域。
背景技術：
采用熱泵技術提取低品位的、可再生的清潔能源中的冷熱量為建筑物供熱與空調(diào)，是建筑節(jié)能減排的有效途徑之一。這些低位可再生清潔冷熱源包括地下水、江河湖海水、工業(yè)廢水、城市污水等，它們的溫度冬季介于(T30°C之間，將其作為熱泵的冷熱源進行利用時，熱泵系統(tǒng)的一次能源(煤、石油、天然氣)的利用效率可達133%甚至更高，節(jié)能幅度可在45%以上。但在利用這些冷熱能源時，除只能因地制宜地加以利用以外，還由于它們自身的特點，需要解決一些關鍵問題。污水、江河湖水、工業(yè)廢水及工業(yè)循環(huán)冷卻水等冷熱源的關鍵問題之一是換熱設備內(nèi)生長污垢，嚴重影響換熱效率，需要進行有效處理。一般有三種方案第一種是定期清洗換熱設備，在污垢生長到一定程度后，將換熱設備拆卸進行除垢處理。第二種是采取在線清洗，例如在換熱管內(nèi)設置螺旋紐帶等。第三種是設置四通換向裝置，定期將換熱設備內(nèi)的水流方向反向流動，以到達反沖洗的目的。第三種方案的關鍵問題是四通換向閥的密封問題，尤其是水流量很大時，例如每小時百噸水以上，閥體較大，密封難度大，不可靠。例如專利授權公告號為“CN1854582B”，名稱為“旋轉(zhuǎn)四通換向閥”，申請日為2005年
04月27日，該專利采取了平面密封方式，其主要缺陷是加工精度要求高，磨損量大，在閥體較大時，存在平面結(jié)構(gòu)的強度、傳動裝置的力矩大等問題，達不到應用的目的。還有較多其它類似的結(jié)構(gòu)形式，關鍵是密封難度大，可靠性差。本申請發(fā)明人申請的專利號為“ ZL201010270081. 9 ”，名稱為“污水或地表水冷熱
源回轉(zhuǎn)式兩防裝置及其系統(tǒng)”，申請日為2010年09月02日，其主要問題還是閥體的密封問題。還有一些類似結(jié)構(gòu)形式的專利和文獻，但沒有給出具體的密封方式。本專利申請主要解決密封和運轉(zhuǎn)的可靠性問題，以及加工工藝簡單。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于非清潔水換熱的換向裝置及其系統(tǒng)，解決非清潔水換熱時換熱設備內(nèi)的污垢生長和堵塞問題，以及現(xiàn)有技術存在加工難度大，精度要求高，可靠性差和閥體較大時達不到應用的目的等問題。本發(fā)明的裝置采取的技術方案為一種用于非清潔水換熱的換向裝置，所述的換向裝置它包括殼體、閥板、轉(zhuǎn)動軸、減速驅(qū)動機構(gòu)、兩個軸承座、兩個轉(zhuǎn)盤、兩個法蘭盤、進水口、出回水口一、出回水口二、排水口、四個限位槽、槽口、橡膠頭部，所述橡膠頭部包括連接板、端頭板、壓緊板和橡膠條，所述殼體沿圓周方向均分成四部分，各部分分別與進水口、出回水口一、出回水口二和排水口連接相通，出回水口一和出回水口二在殼體的圓周方向處于進水口和排水口的兩側(cè)；所述轉(zhuǎn)動軸的兩端通過兩個軸承座固定在兩個法蘭盤上，兩個法蘭盤與殼體的兩端通過法蘭可拆卸連接(通過螺栓)；閥板固接在轉(zhuǎn)動軸上，閥板的兩端與兩個轉(zhuǎn)盤固接；轉(zhuǎn)動軸穿過兩個轉(zhuǎn)盤，并與兩個轉(zhuǎn)盤固接；兩個轉(zhuǎn)盤與殼體的內(nèi)壁通過歐型密封圈結(jié)構(gòu)密封；四個限位槽與殼體的內(nèi)壁可拆卸連接(通過螺栓)，在殼體的圓周方向，進水口、出回水口一、出回水口二和排水口中每相鄰的兩個口之間的中間位置設置一個限位槽；每個限位槽上沿平行于轉(zhuǎn)動軸的方向設有一個槽口，在殼體的圓周方向，各槽口位于出回水口一或出回水口二一側(cè)；連接板的一端與閥板可拆卸連接(通過螺栓)，另一端固定連接有端頭板，壓緊板通過螺栓將橡膠條緊固在端頭板上；所述橡膠頭部的橡膠條嵌入槽口進行軟密封。本發(fā)明的系統(tǒng)采取的技術方案為一種用于非清潔水換熱的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括所述換向裝置、換熱設備、進水管、出回水管一、出回水管二、排水管，進水管與所述換向裝置的進水口連接相通；排水管與所述換向裝置的排水口連接相通；出回水管一連接所述換向裝置的出回水口一和換熱設備的一個連接口 ；出回水管二連接所述換向裝置的出回水口 二和換熱設備的另一個連接口。當非清潔水中含有懸浮物時，在出回水管一和出回水管二上分別加設長孔過濾件，所述長孔過濾件的濾孔長度為5 500mm。本發(fā)明相對現(xiàn)有技術的有益效果是(I)閥體采用轉(zhuǎn)盤加歐型圈和橡膠頭部加限位槽密封，可保證在閥體兩側(cè)O. 15MPa的壓差條件下漏水量或混水量不超過5%，對后續(xù)換熱的影響可忽略不計，實現(xiàn)了很好的密封；(2)閥體兩端為轉(zhuǎn)盤加歐型圈密封，該方式為常用密封方式，電機正反轉(zhuǎn)時沒有結(jié)構(gòu)上的問題，運轉(zhuǎn)穩(wěn)定可靠，可保證沒有滲漏，只需要3-5年更換歐型圈；(3)閥體兩側(cè)采用橡膠頭部和限位槽密封，不僅起到了密封作用(漏水量不超過5%)，同時由于是柔性接觸密封，保證了電機正反轉(zhuǎn)動停止時不發(fā)生硬沖擊，保護了減速機和電機，運行安全、穩(wěn)定；(4)橡膠頭部和限位槽是該發(fā)明裝置的主要結(jié)構(gòu)特征之一，不僅結(jié)構(gòu)簡單，易于加工，而且都是活動連接，可定期維護更換，而殼體、軸及閥體等則可長久耐用；(5 )本發(fā)明的換向閥裝置的進水口、兩個出回水口及排水口的直徑可達500mm以上，實現(xiàn)了換向閥的大型化。(6)通過增加長孔過濾件還可以解決懸浮物的堵塞和纏繞問題，同時實現(xiàn)防堵防垢。


圖1是本發(fā)明裝置的整體結(jié)構(gòu)主視圖；圖2是圖1的A-A剖視圖；圖3是圖2的a區(qū)域局部放大圖；圖4是具體實施方式
二的結(jié)構(gòu)示意圖5是本發(fā)明系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是具體實施方式
六的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，殼體1、閥板2、轉(zhuǎn)動軸3、減速驅(qū)動機構(gòu)4、兩個軸承座5、兩個轉(zhuǎn)盤6、兩個法蘭盤7、進水口 8、出回水口一 9、出回水口二 10、排水口 11、四個限位槽12、槽口 13、橡膠頭部14、連接板15、端頭板16、壓緊板17、橡膠18、換向裝置21、換熱設備22、進水管23、出回水管一 24、出回水管二 25、排水管26，長孔過濾件27。
具體實施例方式具體實施方式
一如圖f圖3所示，本實施方式的一種用于非清潔水換熱的換向裝置，所述的換向裝置包括殼體1、閥板2、轉(zhuǎn)動軸3、減速驅(qū)動機構(gòu)4、兩個軸承座5、兩個轉(zhuǎn)盤6、兩個法蘭盤7、進水口 8、出回水口一9、出回水口二 10、排水口 11、四個限位槽12、槽口13、橡膠頭部14，所述橡膠頭部14包括連接板15、端頭板16、壓緊板17和橡膠條18，所述殼體I沿圓周方向均分成四部分，各部分分別與進水口 8、出回水口一 9、出回水口二 10和排水口 11連接相通，出回水口一 9和出回水口二 10在殼體I的圓周方向處于進水口 8和排水口 11的兩側(cè)；所述轉(zhuǎn)動軸3的兩端通過兩個軸承座5固定在兩個法蘭盤7上，兩個法蘭盤7與殼體I的兩端通過法蘭可拆卸連接(通過螺栓)；閥板2固接在轉(zhuǎn)動軸3上，閥板2的兩端與兩個轉(zhuǎn)盤6固接；轉(zhuǎn)動軸3穿過兩個轉(zhuǎn)盤6，并與兩個轉(zhuǎn)盤6固接；兩個轉(zhuǎn)盤6與殼體I的內(nèi)壁通過歐型密封圈結(jié)構(gòu)密封；四個限位槽12與殼體I的內(nèi)壁可拆卸連接(通過螺栓)，在殼體I的圓周方向，進水口 8、出回水口一 9、出回水口二 10和排水口 11中每相鄰的兩個口之間的中間位置設置一個限位槽12 ;每個限位槽12上沿平行于轉(zhuǎn)動軸3的方向設有一個槽口 13，在殼體I的圓周方向，各槽口 13位于出回水口一 9或出回水口二 10—側(cè)；連接板15的一端與閥板2可拆卸連接(通過螺栓)，另一端固定連接有端頭板16，壓緊板17通過螺栓將橡膠條18緊固在端頭板16上；所述橡膠頭部14的橡膠條18嵌入槽口 13進行軟密封。
具體實施方式
二 如圖4所示，本實施方式的一種用于非清潔水換熱的換向裝置，所述換向裝置的進水口 8、出回水口一 9、出回水口二 10和排水口 11在殼體I上沿轉(zhuǎn)動軸3的軸線方向處于相同或者不同位置，其它同具體實施方式
一，該實施方式的優(yōu)點是當水流量較大，進水口 8、出回水口一 9、出回水口二 10和排水口 11的管徑較大，殼體I的的圓周方向設置上述四個口受尺寸限制，通過將四個口設置在沿轉(zhuǎn)動軸3的軸線方向的不同位置，以減少殼體I所需要的直徑；另外通過將四個口設置在沿轉(zhuǎn)動軸3的軸線方向的不同位置，可減小四個口與管路連接所需要的空間。
具體實施方式
三如圖f圖4所示，本實施方式的一種用于非清潔水換熱的換向裝置，所述換向裝置的進水口 8、出回水口一 9、出回水口二 10和排水口 11的管徑為100mm^600mmo具體實施方式
四如圖f圖4所示，本實施方式的一種用于非清潔水換熱的換向裝置，所述換向裝置的進水口 8 、出回水口一 9、出回水口二 10和排水口 11的管徑為150mnT400mmo具體實施方式
五如圖5所示，本實施方式的一種用于非清潔水換熱的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括所述換向裝置21、換熱設備22、進水管23、出回水管一 24、出回水管二 25、排水管26，進水管23與所述換向裝置21的進水口 8連接相通；排水管26與所述換向裝置21的排水口 11連接相通；出回水管一 24連接所述換向裝置21的出回水口一 9和換熱設備22的一個連接口 ；出回水管二 25連接所述換向裝置21的出回水口二 10和換熱設備22的另一個連接口。
具體實施方式
六如圖6所示，本實施方式的一種用于非清潔水換熱的系統(tǒng)，是在出回水管一 24和出回水管二 25上加設長孔過濾件27，孔長為5 500mm，其它同具體實施方式
五。該實施方式的有益效果是當非清潔水中含有懸浮物時，同時解決了懸浮物的堵塞問題。
具體實施方式
七本實施方式的一種用于非清潔水換熱的系統(tǒng)，所述長孔過濾件27的孔長為5 500_，該實施方式的有益效果是解決了懸浮物在孔間的纏繞問題。工作原理非清潔水(污水或江河湖海水等)從換向裝置21的進水口 8進入，在閥板2的阻隔和限位槽12與橡膠頭部14的密封下，非清潔水從出回水口一 9出來，通過出回水管一 24進入換熱設備22，再從換熱設備22換熱后出來，通過出回水管二 25從出回水口二 10進入換向裝置21，在閥板2的阻隔和限位槽12與橡膠頭部14的密封下，從排水口 11通過排水管26排走。當運行一段時間后需要反沖洗換熱設備22時，減速驅(qū)動機構(gòu)4動作，驅(qū)動閥板2旋轉(zhuǎn)，橡膠頭部14與另外兩個限位槽12密封，非清潔水則從進水口 8進入，從出回水口二10出來后通過出回水管二 25進入換熱設備22，換熱后再從換熱設備22出來，通過出回水管一 24從出回水口一 9進入換向裝置21，再從排水口 11出來通過排水管26排走，該過程實現(xiàn)了反沖洗，再運行一段時間后，減速驅(qū)動機構(gòu)4反動作，驅(qū)動閥板2反旋轉(zhuǎn)，換熱設備22的水流向再次反向，如此實現(xiàn)了正反流動反沖洗。如加設長孔過濾件27，則實現(xiàn)了長孔過濾件27的正反過濾與沖洗。
權利要求
1.一種用于非清潔水換熱的換向裝置，所述的換向裝置包括殼體(I)、閥板(2)、轉(zhuǎn)動軸(3)、減速驅(qū)動機構(gòu)(4)、兩個軸承座(5)、兩個轉(zhuǎn)盤(6)、兩個法蘭盤(7)、進水口(8)、出回水口一(9)、出回水口二(10)、排水口(11)、四個限位槽(12)、槽口(13)、橡膠頭部(14)，所述橡膠頭部(14)包括連接板(15)、端頭板(16)、壓緊板(17)和橡膠條(18)，其特征是所述殼體(I)沿圓周方向均分成四部分，各部分分別與進水口(8)、出回水口一(9)、出回水口二(10)和排水口(11)連接相通，出回水口一(9)和出回水口二(10)在殼體(I)的圓周方向處于進水口(8)和排水口(11)的兩側(cè)；所述轉(zhuǎn)動軸(3)的兩端通過兩個軸承座(5)固定在兩個法蘭盤(7)上，兩個法蘭盤(7)與殼體(I)的兩端通過法蘭可拆卸連接(通過螺栓)；閥板(2)固接在轉(zhuǎn)動軸(3)上，閥板(2)的兩端與兩個轉(zhuǎn)盤(6)固接；轉(zhuǎn)動軸(3)穿過兩個轉(zhuǎn)盤(6)，并與兩個轉(zhuǎn)盤(6)固接；兩個轉(zhuǎn)盤(6)與殼體(I)的內(nèi)壁通過歐型密封圈結(jié)構(gòu)密封；四個限位槽(12)與殼體(I)的內(nèi)壁可拆卸連接(通過螺栓)，在殼體(I)的圓周方向，進水口(8)、出回水口一(9)、出回水口二(10)和排水口(11)中每相鄰的兩個口之間的中間位置設置一個限位槽(12);每個限位槽(12)上沿平行于轉(zhuǎn)動軸(3)的方向設有一個槽口(13)，在殼體(I)的圓周方向，各槽口(13)位于出回水口一(9)或出回水口二(10)—側(cè)；連接板(15)的一端與閥板(2)可拆卸連接(通過螺栓)，另一端固定連接有端頭板(16)，壓緊板(17)通過螺栓將橡膠條(18)緊固在端頭板(16)上；所述橡膠頭部(14)的橡膠條(18)嵌入槽口(13)進行軟密封。
2.如權利要求1所述的一種用于非清潔水換熱的換向裝置，其特征是所述換向裝置的進水口(8)、出回水口一(9)、出回水口二(10)和排水口(11)在殼體(I)上沿轉(zhuǎn)動軸(3)的軸線方向處于相同或者不同位置。
3.如權利要求1所述的一種用于非清潔水換熱的換向裝置，其特征是所述換向裝置的進水口(8)、出回水口一(9)、出回水口二(10)和排水口( 11)的管徑為100mnT600mm。
4.如權利要求3所述的一種用于非清潔水換熱的換向裝置，其特征是所述換向裝置的進水口(8)、出回水口一(9)、出回水口二(10)和排水口(11)的管徑為150mnT400mm。
5.一種用于非清潔水換熱的系統(tǒng)，其特征是所述系統(tǒng)包括權利要求1或權利要求2所述換向裝置(21)、換熱設備(22)、進水管(23)、出回水管一(24)、出回水管二(25)、排水管(26 ),進水管(23 )與所述換向裝置(21)的進水口( 8 )連接相通；排水管(26 )與所述換向裝置(21)的排水口(11)連接相通；出回水管一(24)連接所述換向裝置(21)的出回水口一(9)和換熱設備(22)的一個連接口 ；出回水管二(25)連接所述換向裝置(21)的出回水口二(10)和換熱設備(22)的另一個連接口。
6.如權利要求5所述的一種用于非清潔水換熱的系統(tǒng)，其特征是在出回水管一(24)和出回水管二(25)上加設長孔過濾件(27)。
7.如權利要求6所述的一種用于非清潔水換熱的系統(tǒng)，其特征是所述長孔過濾件(27)的孔長為5 500mm。
全文摘要
一種用于非清潔水換熱的換向裝置及其系統(tǒng)。本發(fā)明屬于能源技術領域。為解決非清潔水換熱時換熱設備內(nèi)的污垢生長和懸浮物堵塞、常饒問題，以及現(xiàn)有技術存在加工難度大，精度要求高，可靠性差和閥體較大時達不到應用的目的等問題。本發(fā)明裝置包括殼體、閥板、四個限位槽、槽口、橡膠頭部，通過限位槽和橡膠頭部實現(xiàn)軟密封，本發(fā)明系統(tǒng)包括所述換向裝置、換熱設備、出回水管一、出回水管二，通過減速驅(qū)動機構(gòu)動作驅(qū)動閥板動作改變換熱設備內(nèi)的水流方向進行反沖洗。本發(fā)明用于非清潔水換熱的水流換向和換熱設備的反沖洗，具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠的優(yōu)點。
文檔編號F16K1/46GK103062441SQ201310002219
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月3日 優(yōu)先權日2013年1月3日
發(fā)明者吳榮華, 遲芳, 王剛, 遲煥文 申請人:青島科創(chuàng)新能源科技有限公司