CN102267765A - 自来水水垢电子消除装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电子技术与水处理技术领域，是关于一种自来水水垢电子消除装置。该装置由12V直流电源DC、无稳态多谐振荡器、高频振荡升压电路及直流电源滤波电路组成。自来水中的水垢如不及时清除，将直接影响工业生产和人们的日常生活。在工业上，影响造纸、制药、电子、化工、食品饮料等行业的化学试验结果和生产；锅炉结垢不仅浪费燃料、缩短锅炉使用年限，甚至可能引起爆炸。在生活上，自来水的硬度过高，非常容易在容器内形成水垢，一旦形成水垢将使烧开水浪费1/3以上的燃料。本发明是借助电子消除装置产生的交变高压电场，重组或干扰自来水中绝大部分的碳酸钙镁、碳酸钙镁及汞、镉、铅、砷离子原有特性，使自来水在煮沸过程中难于在容器中形成沉淀。
Description
技术领域
本发明属于电子技术与水处理技术领域，是关于一种自来水水垢电子消除装置。
背景技术
自来水中的水垢主要成分是钙、镁、铁、铝、锰的碳酸盐、硫酸盐及硝酸盐等盐类，并常含有汞、镉、砷、铅等少量有害元素。自来水中的水垢如不及时清除，将直接影响工业生产和人们的日常生活。在工业上，影响造纸、制药、电子、化工、食品饮料等行业的化学试验结果和生产，甚至会导致严重的后果；锅炉内沉积水垢不仅浪费燃料、缩短锅炉的使用年限，甚至可能引起爆炸。在生活上，自来水的硬度过高，非常容易在容器内形成水垢，一旦形成水垢将使烧开水浪费1/3以上的燃料。不仅如此，水壶或电热水器使用一段时间后，其内壁就会结满一层厚厚的白色水垢，如不及时清除，反复用来烧水、装水后，有害元素的积累会越来越多，并且有些元素可能再次溶于水中，当饮用这样水后就进会引起人体的健康问题。
于是，人们在生活中陆续采用了一些趋利避害的措施，如：借助电子消除装置产生的交变高压电场，干扰或重组自来水中用于形成水垢的钙、镁等离子，改变自来水中绝大部分的碳酸钙镁、碳酸钙镁及汞、镉、铅、砷离子原有特性，从而阻止水垢的形成，使自来水在煮沸过程中难于在容器中形成沉淀。
本发明所述的自来水水垢电子消除装置即用此原理，通过粘贴在PPR自来水管上的两块半圆形金属片形成的高压电场来实现除垢功能。自来水水垢电子消除装置可广泛用于工业、实验室、居家、饮食用水的处理。
以下详细说明本发明所述的自来水水垢电子消除装置在制作过程中所涉及的相关技术内容。
发明内容
发明目的及有益效果：自来水中的水垢如不及时清除，将直接影响工业生产和人们的日常生活。在工业上，影响造纸、制药、电子、化工、食品饮料等行业的化学试验结果和生产；锅炉结垢不仅浪费燃料、缩短锅炉使用年限，甚至可能引起爆炸。在生活上，自来水的硬度过高，非常容易在容器内形成水垢，一旦形成水垢将使烧开水浪费1/3以上的燃料。本发明是借助电子消除装置产生的交变高压电场，干扰或重组自来水中绝大部分的碳酸钙镁、碳酸钙镁及汞、镉、铅、砷离子原有特性，使自来水在煮沸过程中难于在容器中形成沉淀。自来水水垢电子消除装置可广泛用于工业、实验室、居家、饮食用水的处理。
技术特征：自来水水垢电子消除装置，由12V直流电源DC、无稳态多谐振荡器、高频振荡升压电路及直流电源滤波电路组成，其特征在于：
无稳态多谐振荡器电路中时基电路IC1的型号选用NE555；
无稳态多谐振荡器由时基电路IC1、电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2和电位器RP组成，其连接关系是：时基电路IC1的4脚和8脚接12V直流电源DC的正极VCC，时基电路IC1的2脚及6脚与电位器RP的一端和其活动臂、电容C1的一端相连，电容C1的另一端和时基电路IC1的1脚同接电路地GND，电位器RP的另一端接电阻R2的一端，电阻R2的另一端和电阻R1的一端同接时基电路IC1的7脚，电阻R1的另一端接12V直流电源DC的正极VCC，时基电路IC1的5脚接电容C2的一端，电容C2的另一端与时基电路IC1的1脚同接电路地GND，时基电路IC1的3脚接高频振荡升压电路；
高频振荡升压电路由电容C3、高频振荡升压变压器T、降压电阻R3和降压电阻R4组成，其连接关系是：电容C3的一端接时基电路IC1的3脚，电容C3的另一端接高频振荡升压变压器T初级线圈L1的一端，高频振荡升压变压器T初级线圈L1的另一端接电路地GND，高频振荡升压变压器T次级线圈L2的一端串接降压电阻R3后接高频电压输出端子a，高频振荡升压变压器T次级线圈L2的另一端串接降压电阻R4后接高频电压输出端子b。
其他电路的组成及其元器件之间的连接特征
直流电源滤波电路的连接关系是：电解电容C4的正极接12V直流电源DC的正极VCC，电解电容C4的负极接电路地GND。
电路的工作原理：自来水管内的水垢可以借助电场来消除。本自来水水垢电子消除装置即用此原理，通过粘贴在PPR塑料自来水管外壁上下的两块半圆形金属片来实现除垢功能。
用时基电路IC1接成无稳态多谐振荡器。当电位器RP的活动臂调至中间位置时，振荡频率约为700Hz。为了取得较强的交变的高压电场，将高频振荡变压器T的输出峰值交变电压提升到≥400V，电容C3与高频荡频变压器T的初级线圈L1组成串联谐振电路。为了安全，高频荡频变压器T的次级线圈L2通过降压电阻R3、降压电阻R4使电路输出呈高阻抗状态。高频电压输出端子a和b通过两根软线连接到产生高压电场的两块金属片上，两块金属片要做好绝缘处理，以防止人体触及。
附图说明
附图1是本发明提供一个自来水水垢电子消除装置的实施例电路工作原理图；高频电压输出端子a和b分别接在两块半圆形的金属片上，12V直流电源DC的负极接电路地GND。
具体实施方式
按照附图1所示自来水水垢电子消除装置的电路工作原理图和附图说明，并且按照发明内容所述的各部分电路中元器件之间的连接关系，以及实施方式中所述的元器件技术参数要求进行实施即可实现本发明。
元器件的选择及其技术参数
IC1为时基电路集成电路，型号为：NE555，其为双列8脚DIP封装，各脚功能：1脚接电路地；2脚为触发端；3脚输出端；4脚复位端；5脚为控制电压；6脚门限(阈值)；7脚为放电端；8脚接直流电源的正极；
电阻使用金属膜电阻或碳膜电阻，功率均为1/4W；电阻R1的阻值为1KΩ；电阻R2的阻值为47KΩ；电阻R3和电阻R4的阻值为820KΩ；RP为电位器，其阻值为12kΩ；
C1为电容，其容量是0.1μF；C2为电容，容量为0.01μF；C3为涤纶电容，其容量均是0.56μF/630V；C4为电解电容，其容量均是1000μF/25V；
T为高频荡频升压变压器，因振荡频率较高，所以要求变压器选用铁氧体磁芯制作。
本装置的制作与调试
高频荡频升压变压器T的制作：选用10EI(磁芯截面尺寸：10mm×10mm)型铁氧体磁芯和骨架，初级线圈L1使用直径0.25mm的高强度漆包线绕80匝，次级线圈L2使用直径0.12mm高强度漆包线绕2200～2400匝。制作时要特别注意初级线圈L1与次级线圈L2之间的绝缘和防潮处理，以防止高压击穿。
两块金属片制作要求：以外径20mm的PPR塑料水管为例，选用厚度为0.2mm镀锌铁皮，尺寸为25mm×70mm两块，每块均加工成半圆形，其半径为10mm。设法将两块半圆形金属片分别固定在PPR塑料水管的上下，试验时可以直接使用透明胶带固定两块半圆形金属片，然后将两块半圆形金属片焊接的两根软线分别连接到本装置的高频电压输出端子a和b上。
若自来水为镀锌铁管，那么在使用本装置时，在自来水入口处至少要使用一段60cm长的PPR塑料水管，否则本装置将无任何消除水垢的效果。
因自来水水垢电子消除装置的电路结构非常简单、制作比较容易，一般情况下只要使用的元器件性能完好，元器件的物理连接正确无误，本装置的电路不需要进行任何调试就可以正常工作。
电位器RP用于调整无稳态多谐振荡器的振荡频率，调整降压电阻R3或降压电阻R4的阻值可以改变高频电压的输出功率。
因自来水水垢电子消除装置为长期工作方式，建议使用市电电源适配器来获得12V直流电源，电源输出功率要求约3.5W；本装置的输出功率≥2.0W。
Claims (3)
1.一种自来水水垢电子消除装置，由12V直流电源DC、无稳态多谐振荡器、高频振荡升压电路及直流电源滤波电路组成，其特征在于：
无稳态多谐振荡器电路中的时基电路IC1的型号选用NE555；
无稳态多谐振荡器由时基电路IC1、电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2和电位器RP组成，其连接关系是：时基电路IC1的4脚和8脚接12V直流电源DC的正极VCC，时基电路IC1的2脚及6脚与电位器RP的一端和其活动臂、电容C1的一端相连，电容C1的另一端和时基电路IC1的1脚同接电路地GND，电位器RP的另一端接电阻R2的一端，电阻R2的另一端和电阻R1的一端同接时基电路IC1的7脚，电阻R1的另一端接12V直流电源DC的正极VCC，时基电路IC1的5脚接电容C2的一端，电容C2的另一端与时基电路IC1的1脚同接电路地GND，时基电路IC1的3脚接高频振荡升压电路。
2.根据权利要求1所述的自来水水垢电子消除装置，高频振荡升压电路由电容C3、高频振荡升压变压器T、降压电阻R3和降压电阻R4组成，其连接关系是：电容C3的一端接时基电路IC1的3脚，电容C3的另一端接高频振荡升压变压器T初级线圈L1的一端，高频振荡升压变压器T初级线圈L1的另一端接电路地GND，高频振荡升压变压器T次级线圈L2的一端串接降压电阻R3后接高频电压输出端子a，高频振荡升压变压器T次级线圈L2的另一端串接降压电阻R4后接高频电压输出端子b。
3.根据权利要求1所述的自来水水垢电子消除装置，直流电源DC滤波电路的连接关系是：电解电容C4的正极接12V直流电源DC的正极VCC，电解电容C4的负极接电路地GND。
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