一种船舶用渐进式水垢自清洁热水箱

技术领域

本发明属于船舶热水供应领域，更具体的涉及一种船舶用渐进式水垢自清洁热水箱。

背景技术

随着船舶智能化和排放要求不断提高，船用电热水柜的使用越来越普及。由于船舶热水需求量大，加热功率较高，船用电热水柜普遍存在结垢严重。特别是电加热管结构后，易产生烧熔现象，加热管漏水接地，无法使用。水温升高后，在水箱内表面容易结成水垢，影响水箱使用，影响水质。尤其是海水内矿物质及盐类含量较高，海水中有诸多盐类所组成,按其含量排列有氯化纳、氯化镁、硫酸镁、硫酸钙和碳酸氢钙等。但水垢的主要成分是碳酸钙、氢氧化镁和硫酸钙。这些物质的溶解度很低,且随温度的升高而降低,所以在海水加热特别是在

加热面上因形成汽泡而使海水浓缩时,就很容易形成水垢。人们在清除水垢时为方便，使用化学方法对水垢进行清除，但是水垢严重时，化学方法不能彻底清理水垢，并且产生的次生化学品会有污染。

实用新型专利201721150700.4公开了一种船舶热水柜，包括水箱和控制器,水箱上设有进水管和出水管,水箱内设有电加热器,电加热器呈圆柱状,水箱内设有一推板，并在水箱外设有--缸体，缸体的伸缩杆与推板固定相连,且推板的边缘与水箱的内壁相抵触,推板上设有内置密封圈的滑套,电加热器贯穿滑套与推板滑动相连,并在水箱上设有清洗口。本实用新型的一种船舶热水柜,通过驱动缸带动推板在水箱内上下移动，利用推板的边缘与水箱的内壁之间产生的摩擦,将附着在水箱的内壁上水垢予以清除,从而避免水箱上的水垢在后续加热过程中,吸收电加热器产生的热量,影响水柜加热速度和加热效率。

实用新型201721653787.7公开了一种用于供水设备的防积垢水箱，包括箱体、与箱体连接的进水管、和设置在箱体下部的出水管，所述箱体为圆筒形，箱体内设有除垢装置，除垢装置包括转轴和与转轴连接的刮板，所述转轴和刮板均竖直设置，刮板为3个，并以转轴为中心轴，相邻刮板之间呈120°角，所述刮板远离转轴的侧壁粘结有与箱体内壁接触的清洁绒布，转轴可转动地与箱体的顶盖连接；所述进水管水平设置，以使出水方向指向刮板；所述箱体内设有吸附毛毡层，吸附毛毡层位于出水管所在水平面的下方。

该实用新型在工作时，由于水流本身具有一定的水压，因此，进入水箱的水流可冲击其中一块刮板，并由该刮板带动转轴转动，从而使另外两块刮板跟随转动，刮板在转动过程中，通过清洁绒布将箱体内壁上形成的水垢刮下，水垢下落后被吸附毛毡层吸附，避免进入出水管。由于相邻刮板之间呈120°角，因此，无论转轴如何转动，将始终有一块刮板可被进水水流冲击，也就是说，只要水箱保持进水，刮板就会工作，而进入水箱的水则会形成旋流，当水箱内的水位升高，使得进水水流受阻后，旋流可辅助带动刮板工作，使箱体内壁保持洁净。

上述专利一种船舶热水柜，使用上下推拉的方式清除水垢，水垢清除效果不彻底，专利201721653787.7针对现有技术存在的问题，使用旋转方式清除水垢，同向的旋转刮板，在刮板与内壁之间设置清洁绒布，使刮板与内壁之间差生间隙，造成内壁清洁不干净，并且依靠水流的提供的动力使刮板转动，在满水状态下，温度升高后容易产生水垢的时间不能及时清理水垢。

在现有的对水垢进行清理的装置中，只有针对水垢清理的问题进行研究，没有针对在水垢清理过程中对进行清理针水箱箱体的内壁保护的方面的研究，而在水箱清理过程中，如果因为清理对水箱造成内壁的划痕，导致水垢藏在内壁的划痕内，使水垢更加难以清理，或者在清理过程中只是整体的对水垢进行清理，不能针对性的对区域内的水垢进行清理，容易造成资源浪费，并且对于水垢的清理不够彻底。对当前存在的问题，所属领域的技术人员亟需一种能够快速有效的清理水箱内壁水垢的设备和方法的同时，保证水箱内壁不会因为清理水垢，因为刮板与内壁触碰产生划痕。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种物理除垢方式，刮板在水箱内按区域反向转动清理，防止同向转动引起水流的同向旋转，引起水流同向转动，从而增大水垢残渣的转动速度，防止水垢残渣在高速转动的情况下挤入刮板与内壁的空隙内，保证在去除水垢的同时不影响水箱内壁及使用；在任何情况下都能对水箱进行清理，并且在位置感应和杆体伸缩的情况下，能够一层一层的刮除水垢，防止刮板直接从水垢的根部清理内壁上的水垢时造成对水箱内壁的破坏，产生划痕，从而在划痕内生成水垢，难以清理，并且能够靶向清理区域内水垢，节省资源。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种船舶用渐进式水垢自清洁热水箱，包括箱体和设置在箱体上的进水口和出水口，箱体顶部有一可以打开的盖体，底部设置有排污口，箱体内部设置有加热器，其特征在于：还包括设置于所述箱体内的用于刮除箱体内部表面的水垢刮除器，用于为水垢刮除器提供动力的驱动装置，所述水垢刮除器包括与驱动装置连接用于提供动力的转动杆，所述转动杆的一端连接有可以伸缩的伸缩机构，所述伸缩机构的另一端连接有用于刮除水垢的刮板；还包括一设置于刮板上用于感受水垢阻力的的阻力感应器，一用于感应刮板前端与箱体内壁距离的距离感应器，以及用于控制水垢刮除器和驱动机构的控制器；所述水垢刮除器至少设置两组，且相邻两组水垢刮除器之间安装有用于连接两组水垢刮除器的转动连接装置；所述阻力感应器受到水垢阻挡，向控制器发送阻挡信号，控制器控制伸缩机构将刮板回缩，距离感应器根据预设定值，向控制器发送信号，控制器控制伸缩机构将刮板向箱体内壁方向梯次伸出，刮板刮除伸缩机构梯次伸出距离内的水垢，伸出距离达到距离感应器预设刮板最前端与箱体内壁的距离为零时，位置感应器向控制器发送信号，控制器控制伸缩机构停止伸出。

上述的船舶用渐进式水垢自清洁热水箱，所述水垢刮除器至少连接有一个刮板，所述控制器还包括一用于控制所述转动杆与转动连接装置运动匹配的用于控制单个水垢刮除器能够单独转动对区域内水垢进行靶向清理转动控制器。

上述的船舶用渐进式水垢自清洁热水箱，所述伸缩机构包括一端连接在转动杆上的固定杆和一端连接在刮板上的移动杆，所述移动杆与固定杆之间伸缩活动连接，还包括用于接收控制器信号控制移动杆伸缩的伸缩控制器。

上述的船舶用渐进式水垢自清洁热水箱，所述驱动装置包括一受控制器控制的电机，以及用于连接电机与转动杆连接的传动器，所述传动器包括传动带或传动齿轮。

上述的船舶用渐进式水垢自清洁热水箱，所述转动连接装置包括设置在水垢刮除器的转动杆一端的动力齿轮，以及设置有另一水垢刮除器一端的传动齿轮和从动齿轮，所述动力齿轮是带有内齿轮的圆环形齿轮，所述传动齿轮包括三个位于动力齿轮内，品字排列的外齿齿轮，所述从动齿轮为设置于品字排列的齿轮中间的固定齿轮，所述盖体上设置有用于带动动力齿轮转动的电机齿轮，所述电机齿轮与电机连接。

上述的船舶用渐进式水垢自清洁热水箱，所述箱体的底部设置有用于产生高频率高强度的超声波振子。

上述的船舶用渐进式水垢自清洁热水箱，所述水垢刮除器还包括一带有扇形喷头体旋转喷头，所述旋转喷头外接水管用于清理水垢残渣的。

上述的船舶用渐进式水垢自清洁热水箱，所述控制器好包括用于控制排污口的排污控制器，感应箱体内水温用于控制加热器工作的温度控制器，用于控制水流流入液位继电器，所述继电器在箱体内液体水位过低时控制加热器停止工作并报警，以及用于感应箱体内压力的安全阀，在箱体内压力超过阈值时自动泄压。

还包括一种船舶用渐进式水垢自清洁热水箱的除垢方法，包括以下步骤：

a.根据水箱长度将组装好水垢刮除器放置于箱体内；

b.使用驱动装置带动水垢刮除器转动，在动力齿轮与从动齿轮的配合下，相邻位置的水垢刮除器做反向运动；

c.所述刮板在转动过程中遇有水垢阻挡时，阻力感应器感受水垢阻力并将信号发送给控制器，控制器向伸缩控制器发送收缩信号，伸缩控制器控制移动杆向固定杆方向回收；

d.当阻力感应器感应到回复正常转动压力时，阻力感应器将信号发送给控制器，控制器向伸缩控制器发送停止收缩的信号，并控制阻力感应器停止工作；

e.控制器向距离感应器和伸缩控制器发送工作信号，伸缩控制器按照预设定值向箱体内壁方向梯次伸出，刮板按照伸缩机构伸出的梯次开始接触水垢最外层并慢慢刮除，刮板转动预设圈数时伸缩机构向箱体内壁方向伸出一次；

f.距离感应器根据设定好的刮板的前端距离与箱体内壁距离的预设定值，当距离感应器感应刮板的前端与箱体的内壁距离为零时，向控制器发送信号，控制器向伸缩控制器发送信号，伸缩控制器控制移动杆停止伸出，控制器将再次工作信号发送给阻力感应器；

g.阻力感应器感应到正常转动的阻力，向控制器发送阻力反馈信号，控制器接收信号后向排污控制器发送信号将污水排出，并向旋转喷头发送清洗信号，旋转喷头清洗箱体的内壁。

上述的船舶用渐进式水垢自清洁热水箱的除垢方法，所述步骤b中，控制器向转动控制器发送信号，转动控制器控制水垢区域内的水垢刮除器转动，对区域内水垢进行靶向清除，其他区域内的水垢刮除器静止。

本发明一种船舶用渐进式水垢自清洁热水箱的有益效果是：通过设置在刮板上的阻力感应器，感应刮板在转动时收到障碍物阻挡，并将信号传输给控制器，控制器向伸缩控制器及距离感应器发送工作信号，实时测算传输刮板与箱体内壁的距离，一层一层的将水垢刮除，防止在刮除水垢时对箱体内壁造成损坏，形成划痕；并且通过阻力感应器的阻力感应和伸缩控制器的控制，在遇有较大水垢时能及时进行处理，防止电机负荷过大，损坏电机，或者强行对水垢进行刮除，损伤箱体内壁；通过正反旋转的刮板的设置，使箱体内的水流来回转动，防止箱体内水流向同一个方向旋转，能够有效的减慢水垢残渣的转动速度，利于清理水垢；通过控制器对排污控制器的控制，及时将箱体内的污水从排污口排出，防止对箱体和水垢刮除器造成二次损伤。在箱体底部的位置设置超声波振子，在使用刮板刮除水垢的同时，通过超声波在水中的传导，使箱体内的水产生大量小气泡不断聚集和破裂，对箱体内壁、加热器表面和水垢刮除器进行摩擦，保持表面干净；利用单独控制的水垢刮除器对区域内的水垢进行刮除，有效的节约资源并能防止没有水垢的区域进行水垢刮除时对箱体内壁和水垢刮除器的损坏。

一种船舶用渐进式水垢自清洁热水箱的除垢方法的有益效果是：通过使用上述除垢方法，能够在快速刮除水垢的同时保证箱体内壁不受损伤，并能对电机进行保护，通过阻力感应器对刮板转动时阻力的变化，向控制器发送信号，控制水垢刮除器正常运行；通过对排污控制器和旋转喷头的控制，及时对水垢残渣进行清理，能防止水垢残渣对箱体内部产生二次破坏。

附图说明

图1为本发明内部剖视主视示意图；

图2为本发明内部剖视俯视示意图；

图3为本发明齿轮部平面示意图；

图4为本发明伸缩臂部平面示意图；

图5为本发明水垢刮除器错位安装示意图；

图6为本发明伸缩机构示意图；

图7为本发明转动连接装置结构示意图；

图8为本发明控制器连接装置示意图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的了解本发明，下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

实施例1

如图1-4所示，一种船舶用渐进式水垢自清洁热水箱，包括箱体1和设置在箱体上的进水口2和出水口3，箱体1顶部有一可以打开的盖体4，底部设置有排污口5，箱体内部设置有加热器，还包括设置于箱体内的用于刮除箱体内部表面水垢11的水垢刮除器6，用于为水垢刮除器6提供动力的驱动装置；水垢刮除器6包括与驱动装置连接用于提供动力的转动杆61，转动杆61的一端连接有可以伸缩的伸缩机构62，伸缩机构62的另一端连接有用于刮除水垢的刮板63；还包括一设置于刮板上用于感受水垢11阻力的的阻力感应器71，一用于感应刮板前端与箱体内壁距离的距离感应器72，以及用于控制水垢刮除器和驱动机构的控制器；水垢刮除器6至少设置两组，且相邻两组水垢刮除器6之间安装有用于连接两组水垢刮除器的转动连接装置8，阻力感应器71受到水垢阻挡，向控制器发送阻挡信号，控制器控制伸缩机构62将刮板63回缩，距离感应器72根据预设定值，向控制器发送信号，控制器控制伸缩机构62将刮板63向箱体内壁方向梯次伸出，刮板63刮除伸缩机构梯次伸出距离内的水垢10，对存在的水垢进行层层清理，伸出距离达到距离感应器72预设的刮板63最前端与箱体内壁的距离为零时，距离感应器72向控制器发送信号，控制器控制伸缩机构62停止伸出。

转动连接装置8包括设置在水垢刮除器的转动杆一端的动力齿轮81，以及设置有另一水垢刮除器一端的传动齿轮82和从动齿轮83，动力齿轮81是带有内齿轮的圆环形齿轮，传动齿轮82包括三个位于动力齿轮内，品字排列的外齿齿轮，从动齿轮83为设置于品字排列的齿轮中间的固定齿轮，盖体4上设置有用于带动动力齿轮转动的电机齿轮，所述电机齿轮与电机连接。

水垢刮除器6至少连接有一个刮板63，控制器还包括一用于控制所述转动杆61与转动连接装置8运动匹配的转动控制器74，转动控制器74用于控制单个水垢刮除器6能够单独转动对区域内水垢进行靶向清理，转动杆为一中空的筒状，在筒状内还设有用于连接同一转动杆两端的动力齿轮和从动齿轮的齿轮连接柱84，转动杆能绕齿轮连接柱84做圆周运动，转动控制器74为设置在齿轮连接柱84上用于限定转动杆61做圆周运动的装置，可以用能够在转动连接柱上伸出或者收回的销体，转动杆上设有用于销体嵌入的销体槽，齿轮连接柱内设置有用于销体全部收入齿轮连接柱的销体腔，销体伸出齿轮连接柱时，销体的一端嵌入销体腔内，另外一端嵌入转动杆上与销体匹配的销体槽内，能够带动转动杆与齿轮连接柱同时转动，销体收回齿轮连接柱的销体腔内时，连接杆64不随齿轮连接柱转动。

伸缩机构62包括一端连接在转动杆上的固定杆和一端连接在刮板63上的移动杆65，移动杆65与固定杆64之间伸缩活动连接，还安装有伸缩控制器72控制移动杆65伸缩，固定杆内设置有一个空腔，移动杆安装在空腔内，移动杆的长度大于空腔的长度，在空腔内有一个信号控制的液压泵，液压泵可以控制移动杆在空腔内伸出和收缩，移动杆和固定杆的连接部位设置有密封圈，保证移动杆和固定杆的连接密闭性。

驱动装置包括一受控制器控制的电机，以及用于连接电机与转动杆连接的传动器，传动器可以使用传动带或传动齿轮。电机安装在箱体的外侧，电机转动输出端通过传动带与盖体上设置的从动动力输出端连接，从动动力输出端通过齿轮向水垢刮除器提供动力。当电机转动输出端与从动动力输出端近距离设置时，可以使用齿轮进行连接。

箱体的底部设置有用于产生高频率高强度的超声波振子。

水垢刮除器还包括一带有扇形喷头体旋转喷头，控制器可以在水垢刮除完毕后控制旋转喷头的外接水管供水清理水垢残渣。

在排污口还设置有一个用于控制排污扣排出污水的排污控制器，水垢清理完成后，控制器向排污控制器发送信号，排污控制器打开，污水从排污口排出。感应箱体内水温用于控制加热器工作的温度控制器，当水箱内的温度达到预定值如100度时，温度控制器向加热器发送停止工作的信号，用于控制水流流入的液位继电器，液位继电器在箱体内液体水位过低时可以控制进水孔进水，并控制加热器停止工作，如若长时间处于低水位状态，液位继电器报警，还有用于感应箱体内压力的安全阀，在箱体内压力超过阈值时自动泄压，保证箱体内压力稳定，确保安全。

使用时，根据水箱长度将组装好水垢刮除器放置于箱体内；打开电机，电机带动水垢刮除器转动，在转动连接装置的配合下，相邻位置的水垢刮除器做反向运动；刮板在转动过程中遇有水垢阻挡时，阻力感应器接收信号并将信号发送给控制器，控制器向伸缩控制器发送收缩信号；当阻力感应器感应到回复正常转动压力时，阻力感应器将信号发送给控制器，控制器向伸缩控制器发送停止收缩的信号，并控制阻力感应器停止工作；控制器向距离感应器发送工作信号，并控制伸缩控制器将刮板缓慢向箱体内壁方向伸出，每次伸出的距离提前设置，伸出一段距离后，停止伸出，期间水垢刮除器在不断转动，水垢刮除器对伸出距离内的水垢进行刮除，当刮除掉水垢后，伸缩控制器再次控制刮板向箱体内壁方向移动一段提前设置好的距离，水垢刮除器再次对水垢进行刮除，如此梯次推进，水垢刮除器在伸缩机构的控制下，不断对水垢进行层层清除，直至距离感应器感应到刮板最前端与箱体内壁的距离为零，或者是提前设置好的距离感应器距离箱体内壁的最近距离时，距离感应器向控制器发送信号，根据距离感应器在水箱设置的正常没有水垢的情况下设好的距离感应器与箱体内壁的距离，控制器控制机构停止伸出，并再次向阻力感应器发送工作信号，阻力感应器感应到正常工作的阻力，没有水垢的阻挡，向控制器发送反馈信号，控制器接收信号后向排污控制器发送信号将污水排出，并向旋转喷头发送清洗信号，旋转喷头清洗箱体内壁。

进一步，箱体内可以设置多组水垢刮除器，使用反向转动装置连接。

进一步，齿轮连接柱与转动杆之间的转动连接装置可以使用膨胀紧固，收缩接触紧固的膨胀管进行连接，或者使用带有液压腔控制伸出收回的销体进行连接。

实施例2

本实施例与实施例1相同之处不再进行赘述。

如图5所示，在箱体内平行设置预刮除区域，水垢刮除装器单侧错位安装，按照提前设置的区域对箱体内的水垢进行刮除，相邻的水垢刮除装器按照相反的运动方向转动。

进一步，在转动控制器的作用下，齿轮连接柱与转动杆的销体断开连接关系，电机为单组水垢刮除器转动提供动力，控制对需要清除水垢的箱体区域内的水垢刮除器转动，对存在水垢的内壁区域进行靶向清理，针对性高，处置方便灵活，节省资源。

上述实施例只是对本发明构思的解释，并不能作为本发明的具体限制，与上述发明技术方案相同或者实质相同或者简单修改得到的新的技术方案，都在本发明的保护范围之内。