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：

管道清洗的傳統(tǒng)方法有膠球清洗、高壓水清洗、毛刷清洗、化學清洗等。

通過高壓水槍、毛刷等設備工具對管道中的水垢和泥渣進行清洗去除，這種方法的清洗效果差、效率低、勞動強度大、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天內開始逐步重新結垢，并逐漸增加能耗，最終使設備長時間地處于較高能耗的狀況。同時，經(jīng)常性的機械清洗，會磨損甚至磨穿換熱管。

對比而言，膠球清洗裝置能不停機在線清洗，但收球率低，容易堵管?；瘜W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。化學清洗對凝汽器換熱管存在腐蝕和損傷延長。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術中存在的問題，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，可減少旋轉機械的磨損從而延長使用壽命。與傳統(tǒng)機械清洗或化學清洗比較有突出的優(yōu)勢。

為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為：

一種磁懸浮管道清洗裝置，包括磁懸浮軸承，其磁場為3000GS-5000GS，磁懸浮軸承包括轉子磁環(huán)、定子磁環(huán)、轉軸，轉子磁環(huán)懸浮在定子磁環(huán)內部。還包括與轉軸相連并沿其軸向延伸的螺旋葉片，轉軸與轉子磁環(huán)固定連接。

轉子磁環(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)與轉子環(huán)形的永磁環(huán)同軸于轉軸，轉子磁環(huán)和定子磁環(huán)均軸向充磁，轉子磁環(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，使轉子磁環(huán)懸浮在定子磁環(huán)之間，保證轉子磁環(huán)在轉速足夠大時能穩(wěn)定地在六個自由度達到平衡。

進一步地，轉子磁環(huán)外側面和定子磁環(huán)內側面都裝有沿垂直于轉軸軸向的中間平面兩側對稱的一對永磁圓環(huán)。

進一步地，定子磁環(huán)的外側面為非圓形。

進一步地，磁懸浮軸承與螺旋葉片之間設有加強筋。

進一步地，螺旋葉片為變距式螺旋葉片。

進一步地，螺旋葉片轉速為300-1800r/min。

本發(fā)明具有以下有益效果：1、永磁懸浮軸承結構簡單成本低，不需要電磁懸浮所需的位子測量和反饋控制系統(tǒng)，也不需要超導磁懸浮的冷卻裝置。

2、安裝簡單、清洗效果好，可減少旋轉機械的磨損從而延長使用壽命。與傳統(tǒng)機械清洗或化學清洗比較有突出的優(yōu)勢。

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動本裝置的旋轉部件，改變管內水的層流狀態(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

圖1為本發(fā)明實施例的磁懸浮管道清洗裝置結構圖。

其中，1為轉軸，2為定子磁環(huán)，3為轉子磁環(huán)，4為變距式螺旋葉片。

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水流示意圖。

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水流示意圖

具體實施方式

為了便于本領域技術人員的理解，下面結合實施例與附圖對本發(fā)明作進一步的說明。

本發(fā)明的工作原理是：在管道內安裝本裝置，當管道有水流運行時，無需外加動力，利用水流自身的流速驅動本裝置的旋轉部件，即變距式螺旋葉片4，長期在管道內不停地快速旋轉(300-1800r/min)，改變管內水的層流狀態(tài)為紊流狀態(tài)，破壞水垢的形成機理，在設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，同時也可強化換熱，大幅度提高管道的換熱系數(shù)K值20％以上。

永久磁體產(chǎn)生的超高強磁場，在不改變水原有的化學成份條件下，使水中礦物質的物理結構發(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確值。

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。水中溶解鹽類的正負離子(垢分子)被單個水分子包圍，使水中的鈣、鎂等結垢物的針狀結晶改變?yōu)榱罱Y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硬垢，粒狀結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。

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子磁環(huán)3、定子磁環(huán)2，轉子磁環(huán)3懸浮在定子磁環(huán)2內部。磁懸浮軸承與變距式螺旋葉片4之間設有加強筋。

轉子磁環(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內側面形狀與轉子磁環(huán)3外側面相吻合。定子環(huán)形的永磁環(huán)與轉子環(huán)形的永磁環(huán)同軸于轉軸，轉子磁環(huán)3和定子磁環(huán)2均軸向充磁，轉子磁環(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，使轉子懸浮在定子中間，保證轉子磁環(huán)3在轉速足夠大時能穩(wěn)定地在六個自由度達到平衡。

轉子磁環(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，轉子磁環(huán)3可在定子磁環(huán)2中自由轉動。定子磁環(huán)2的外側面為非圓形。

如圖2所示，加裝磁懸浮管道清洗裝置前管道內水流呈層流狀，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，從而保持管道內壁的清潔。

管道水側結垢使管道傳熱系數(shù)大幅下降。由于水垢的熱導率很低，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)。

表1為結垢對Ф20×1.0材質為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：美國制冷界權威科學機構Philip Kotz)：

表1

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。工程設計中清潔系數(shù)取0.85，大約相當于只考慮了0.1毫米厚度的水垢，在實際運行當中，管道即使采取化學清洗后，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。

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。

以上的實施例僅為說明本發(fā)明的技術思想，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本發(fā)明保護范圍之內。本發(fā)明未涉及的技術均可通過現(xiàn)有的技術加以實現(xiàn)。