CN205556249U - 交变电磁场处理工业循环水的装置 - Google Patents

Abstract

一种交变电磁场处理工业循环水的装置，包括：初级线圈，初级线圈缠绕在管道的外部；激励装置及通电装置，激励装置及通电装置与初级线圈连接，用于使初级线圈产生持续的高频信号。本实用新型交变电磁场处理工业循环水的装置利用交变电磁场对于流过的工业循环水进行反复的处理，既有磁化水处理器的磁场能又有静电水处理器的电场能，对于循环水的防垢阻垢、杀菌和防腐蚀效果极其明显。

Description

交变电磁场处理工业循环水的装置

技术领域

本实用新型涉及水处理技术，尤其涉及循环水处理装置，特别是一种工业冷却循环水处理装置。

背景技术

传统的工业循环水处理时所使用的缓蚀阻垢剂通常是磷系配方，所造成的二次污染越来越引起人们的关注。因此，各种物理处理工业循环水的方法应运而生。

迄今为止，物理处理工业循环水的方法有磁化处理法、高压静电场处理法，超声波处理法，高频电磁法等，磁化只是单纯的物理过程，一般认为主要是水***经过磁化处理后加快了水溶液内部的结晶作用，从而使得盐类在受热面上的直接结晶和坚硬沉积大大减少，起到防垢阻垢作用；高压静电场的防垢阻垢机理是高压静电场的作用使得大的缔合分子变成单个水分子，并且使得水分子进一步极化，偶极矩增大，极性增强，极化的水分子能强烈吸附水中成垢的阴阳离子，使得阴阳离子不能聚合成垢；超声波振荡器释放的振荡信号对于附着在水管壁上的水垢产生共振，击碎剥离，由表及里，循环进行，从而达到除垢目的，同时根据水分子的运动特性，控制正负离子与酸根结合，防止水垢产生。

上述的物理方法各有利弊，如在水中放置电极，产生电场，仅仅对流过的水进行瞬时处理，流速过快过大都会导致效率降低，而且随着电极被侵蚀，它们也会失效，最终需要替换。如把线圈绕在管道上产生磁场，但这种方式同样是仅仅对流过的水进行瞬时处理，流速过快过大都会导致效率降低，而且如果绕在铁质管道外面，有40-50％的损耗。目前，还没有找到一种低能高效、安装便捷的产生磁场的方式。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种低能高效、安装便捷的产生交变电磁场处理工业循环水的装置。

为解决上述技术问题，本实用新型交变电磁场处理工业循环水的装置，包括：初级线圈，初级线圈缠绕在管道的外部；激励装置及通电装置，激励装置及通电装置与初级 线圈连接，用于使初级线圈产生持续的高频信号。

高频信号的频率范围为50到1000千赫兹，高频信号的大小呈正弦变化，从最大值衰减到0。

高频信号之间存在等待时间间隔。

还包括一个产生装置，产生装置包括通过初级线圈的芯及与初级线圈相对应的次级线圈；其中次级线圈由一对轴向的分开的部件和管道相连。

芯的材质为铁。

初级线圈是一个多线带状电缆，其中有一个针状连接器和一个孔状连接器，针状连接器和孔状连接器在电缆尾部反向相连，针状连接器有一排的针状孔，孔状连接器有一排的孔，针状连接器和孔状连接器反向相互连接，形成了一个环。

初级线圈包括了有着一排针状孔的一个双列直插式组件，一个有着一排孔状的印刷电路板，组件缠绕在板上，通电时和初级线圈相连。

激励装置包括依次连接的滤波器、差分放大器、脉冲整形和差异化网络器、单谐多稳振荡器、第一电容器、双稳多谐振荡器及功率输出晶体管。

还包括一个外壳，外壳连接在管道上；铁芯设置在外壳内，铁芯围绕着管道伸展。

在外壳上设有紧固零件，外壳通过紧固零件固定在管道上，紧固零件之间相互咬合。

本实用新型交变电磁场处理工业循环水的装置交变电磁场对于流过的工业循环水进行反复的处理，既有磁化水处理器的磁场能又有静电水处理器的电场能，对于循环水的防垢阻垢、杀菌和防腐蚀效果极其明显。

附图说明

图1为本实用新型交变电磁场处理工业循环水的装置电子线路图；

图2为本实用新型交变电磁场处理工业循环水的装置磁通线透视图和管道的缠绕图；

图3为图2的截面图；

图4为本实用新型交变电磁场处理工业循环水的装置结构示意图一；

图5为本实用新型交变电磁场处理工业循环水的装置结构示意图二；

图6为本实用新型交变电磁场处理工业循环水的装置结构示意图三；

图7为图6A-A的截面图；

图8为图6的左视图；

图9为本实用新型交变电磁场处理工业循环水的装置结构示意图四。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型交变电磁场处理工业循环水的装置作进一步详细说明。

电磁场包含电场与磁场两个方面，按照麦克斯韦的电磁场理论，这两部分是紧密相依的。时变的电场会引起磁场，时变的磁场也会引起电场。电磁场的场源随时间变化时，其电场与磁场互相激励导致电磁场的运动而形成电磁波。高频电磁波可以在自由空间内传递，也可以束缚在有形的导电体内传递。水及金属管道即是一种有形的导电体，电磁波在水这样的均匀介质中沿着直线传播。

交变电磁场所产生的高频信号处理工业循环水的原理：由电子电路产生的高频电磁振荡在固定的两极间形成一定强度的高频电磁场，水通过高频电磁场时，水分子作为偶极分子被不断反复极化而产生扭曲、变形、反转、振动，且与外加电磁场共振使其分子运动加强，从而使原来缔合形成的各种缔合链状、团状的大分子解离成单个水分子，最后形成比较稳定的双水分子，增加了水的活性，改变了水分子与其它离子的结合状态，使碳酸盐晶体析出的时间拖后，并以细小的颗粒析出，从而形不成坚硬的水垢。细菌在高频电场作用下，细胞壁和细胞膜受到严重的损伤，不能在水中继续生存、繁殖，从而达到杀菌目的。水流经过高频交变电磁场时，水中的正负离子在洛仑磁力的作用下分别向相反的方向移动，使得红色(红锈)的三氧化二铁吸附了电子生成黑色的四氧化三铁，不再继续被氧化而处于稳定状态，这就是磁性氧化铁，磁性氧化铁成膜后可以把管壁与水完全隔开，腐蚀即停止。因此，交变电磁场对于流过的工业循环水进行反复的处理，其装置既有磁化水处理器的磁场能又有静电水处理器的电场能，对于循环水的防垢阻垢、杀菌和防腐蚀效果极其明显。

水从管道1进入，为了除去管道内壁上已经存在的污垢。

涡流探测器或麦克风2放置在管道旁，用来探测里面动荡时产生的声音。当水流过时，就会产生动荡，特别是水流过已经有水垢沉积的地方，一个模拟信号会产生，频率和探测到的震荡成比例。频率的范围在50到30000赫兹。

滤波器3用来去除信号4的噪声，从而过滤掉的声音和水通过水管时产生无关震荡。过滤后的信号5显示在图1中。

差分放大器9处理和放大滤波信号5，对信号5进行脉冲整形。放大器可调节，增加和减少，对信号5整流后，可以得到方波6。

一个脉冲整形和差异化网络10处理方波信号6，得到一系列有限脉冲宽度的信号脉冲8。这样信号4就被转变成了相应数量的脉冲。

一个单谐多稳振荡器11处理了有限宽度脉冲7，使之变成一些列宽度的数字脉冲8。频率电压转换器，即电容器12把宽度脉冲8转换成了直流电压13，电压控制脉冲8的频率变化。双稳多谐振荡器14把直流电压13转变成脉冲15，频率直接和信号的频率成比例。功率输出晶体管16把脉冲15转换成一系列的驱动脉冲，驱动初级高频线圈17，变压器18，次级线圈19，线圈中间的铁芯20。初级线圈17是可调线圈，连接着电容器21，电压由直流电压22提供。次级线圈19在终端被23、24隔开，23、24有一定的长度间距，沿着管道轴向，与管道1相连。变压器18把驱动脉冲转变成一系列的高频频率信号25，每一个的频率范围在50到1000千赫兹，从最大值到小值成正弦变化。信号之间的间隔在持续性方面不是一样的，这样提供了一个随机等待状态在信号之间。

当管道是金属材料时，比如，铜，变压器18组成了一个低阻抗源，工作时在23、24之间产生了一个低电压、高电流的信号。

这个高电流沿着管道轴向，产生了一个电磁场(图2、3)，沿着管道，产生了一个环形磁场线26。在23和24之间，磁通线在管道1的外部处于理想状态，但不同的管道直径磁通线也是不一样。图2、3里的电磁场是瞬时的，当每个信号幅值改变时，磁场就会发生变化。沿着管道长度便建立了一个稳定的电磁场，因此电磁波沿着管道传播，产生了除垢的功能。

实验发现在有碳酸钙的情况下，脉冲之间的间隔变短，会降低管道的吸收时间，而间隔时间变长会增加吸收时间。不同的温度和时间间隔还会影响吸收速率。对于水中的其他盐类，不同长度的等待状态对于结晶也有令人满意的作用。因此，随机的等待状态能确保各种盐类都可以被处理。

当管道不是由金属组成，例如塑料管道，通过水流里有电解质，也可以实现除垢的目的。

功率指示器27，作为直观观察的手段，和电容器12相连。功率指示器27包含了一行发光二极管，二极管发光的数目与探测到的输出功率有关。

如图4所示，装置被封装在外壳28里面，外壳28和管道用螺旋29连接在一起。23和24终端固定在外壳上，而且被按进了和管道连接的机电***里。

麦克风也在外壳里面，以及其他的图1中所描述的部件。显示装置27也被安装到 了外壳上。电能通过电缆30来提供。上述的终端23、24由一对可以在管道1上面自由滑动的部件(见图5中的24a，24b)组成。附加的外壳上的控制装置可以手动适应内部部件。

图6，同样的电磁场可以更有效的获得，通过让管道和里面的水作为次级线圈，相对于使用一个转换的次级线圈。初级线圈31围绕轴32缠绕(见图8)。初级线圈31的每一个线圈沿着管道1的轴向，纵向延伸。初级线圈安装在线轴33上，线轴安装在管道上。铁磁芯34，或者其他合适的高磁导率材料围绕着管道呈螺线形的缠绕。铁芯34通过初级线圈31延生。铁芯由一系列易弯曲的刚性构件，组成，类似于应用在冰箱门上的磁铁。这个装置形成了一个环形的变压器，管道自身是次级变压器。环形变压器图1中所描述的变压器18更有效率，对大型的管道也更有特别的优势。环形变压器有着较大的初级线圈对次级线圈的比例，为了和电源的阻抗相匹配。

直流电的电流方向和浓度在管道和水里产生，如图7所示。圆点和+分别代表了直流电方向，从观测者角度分别表示流入和流出。直流电是均匀分布的，由于“趋肤效应”集中在管道的***。需要注意的是，当管道不是由金属材料构成时，不需要像塑料管道那样，外面缠绕金属箔，因为如图6，流体本身提供了导体和环形变压器的次级线圈的作用。在管道的液体中，驻波电场就处处建立了。沿着管道设有接触点，是为了保证更可靠的运作在不需要维修的时间里。

如图9所示，表述了一个特别便利的外壳装置，和一些有效的部件，和此实用新型一样，提出了特别简洁的应用于管道内部的流体。

图9中的装置表面，外壳35主要由子部件36和37组成。子部件36和37结构中空的，二个部件都由塑料材料浇铸而成，和另一个在连接处装配在一起，规定了各自内部的腔体38，39。在子部件36腔体的内部38，放置了一个U形铁芯40或者其他磁性材料，在子部件37的内部腔体39中，放置了一个U形芯体41。分支40，41在平面上结束，和42，43相连，因此建立起了一个环形封闭的磁路。

铁芯40的分支在外壳36里的44处的空栓处延伸。空栓43在45处焊缝成形。铁芯41的分支在外壳37里的46的空栓处延伸，栓46在有夹子状构造的47处终止，具有珠子状的45在栓44的尾部，与之相连。这样，两个盒装的部件能够暗扣咬合。部件47在部件41和外部盒子部件37之间，偏向与部件40相连的部件41，提供压力确保没有大量的空气缝隙在两个部件之间，因此，部件所提供的磁路就不会受到破坏。

当这样安装后，两个外盒的子部件合成了48，这样管道可以通过48，铁芯可以成 环状绕着管道。扣紧意味着确保盒子留有空余在管道需要的位置。在外壳子部件36的内部空腔38留有足够的空间，放置上述的电线和电子部件，包括围绕着铁芯40的初级线圈，这个线圈建立了上述的一个通过开放部件48的管道内部的电磁场。

调节器特别有效，针对家庭的水或商业供水***以及加热***，可以有效使用到热水供水站或游泳池上。进一步的，调节器不仅仅可以应用到工业循环水***上，也能应用到啤酒桶，污水处理，发酵酒池和燃料池上，简而言之，任何有悬浮固体的流体中。

据上所述，此实用新型十分有效抵御工业循环水***中水垢的沉积。

更进一步的，如前所述，对工业循环水的输送管道会形成磁性氧化铁，起到防腐蚀作用；还会抑制藻类的成长并杀死细菌。

更进一步的，此实用新型还发现对絮凝过程有作用，相比于没有采用此装置时，絮凝会更快。

此实用新型发现对水***中的氯处理也有作用，例如，游泳池。当使用此实用新型时，水中的氯固定会受到影响，因此常规处理过程中可以减少氯元素的投入。

以上已对本实用新型创造的较佳实施例进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型创造精神的前提下还可作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种交变电磁场处理工业循环水的装置，其特征在于，包括：初级线圈，初级线圈缠绕在管道的外部；激励装置及通电装置，激励装置及通电装置与初级线圈连接，用于使初级线圈产生持续的高频信号。

2.根据权利要求1所述的交变电磁场处理工业循环水的装置，其特征在于，高频信号的频率范围为50到1000千赫兹，高频信号的大小呈正弦变化，从最大值衰减到0。

3.根据权利要求1或2所述的交变电磁场处理工业循环水的装置，其特征在于，高频信号之间存在等待时间间隔。

4.根据权利要求1所述的交变电磁场处理工业循环水的装置，其特征在于，还包括一个产生装置，产生装置包括通过初级线圈的芯及与初级线圈相对应的次级线圈；其中次级线圈由一对轴向的分开的部件和管道相连。

5.根据权利要求4所述的交变电磁场处理工业循环水的装置，其特征在于，芯的材质为铁。

6.根据权利要求1或4所述的交变电磁场处理工业循环水的装置，其特征在于，初级线圈是一个多线带状电缆，其中有一个针状连接器和一个孔状连接器，针状连接器和孔状连接器在电缆尾部反向相连，针状连接器有一排的针状孔，孔状连接器有一排的孔，针状连接器和孔状连接器反向相互连接，形成了一个环。

7.根据权利要求6所述的交变电磁场处理工业循环水的装置，其特征在于，初级线圈包括了有着一排针状孔的一个双列直插式组件，一个有着一排孔状的印刷电路板，组件缠绕在板上，通电时和初级线圈相连。

8.根据权利要求1所述的交变电磁场处理工业循环水的装置，其特征在于，激励装置包括依次连接的滤波器、差分放大器、脉冲整形和差异化网络器、单谐多稳振荡器、第一电容器、双稳多谐振荡器及功率输出晶体管。

9.根据权利要求5所述的交变电磁场处理工业循环水的装置，其特征在于，还包括一个外壳，外壳连接在管道上；铁芯设置在外壳内，铁芯围绕着管道伸展。

10.根据权利要求9所述的交变电磁场处理工业循环水的装置，其特征在于，在外壳上设有紧固零件，外壳通过紧固零件固定在管道上，紧固零件之间相互咬合。