CN104833263A - 内置转子的高频电磁防垢除垢装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了内置转子的高频电磁防垢除垢装置，由高频信号发生器、转子、管材和钢丝绳构成，转子由空心轴和螺旋叶片组成，转子的空心轴沿轴线为内通孔，转子通过空心轴穿装于钢丝绳上，转子外径小于管材内径，转子表面光滑，管材作为外电极，管材选用不锈钢等具有导电作用的材料，钢丝绳为内电极，内电极和外电极接入高频信号发生器，而转子外表面与不锈钢管的内径形成的流体流经腔形成了一个柱状电容器。本发明内置转子的高频电磁防垢除垢装置是转子和高频电磁有机的结合，介质对转子冲刷，使转子自旋转，防止水垢沉积，通过发出方波信号产生高频电磁场，抑制水垢生成，转子和高频电磁防垢除垢机理属于物理方法，无污染，环保，可以长时间运行。

Description

内置转子的高频电磁防垢除垢装置

技术领域

本发明涉及一种应用于管道、热交换反应器等设备中管道内部强化传热和防垢除垢的装置，具体地说是利用转子和高频电磁场的防垢除垢的装置。

背景技术

在21世纪，节能减排已经成为社会发展过程中人类的共识。循环冷却水系统面临着管道、换热设备结垢等严重问题，有关调查表明，在实际生活和工程领域中90％以上的换热设备都存在不同程度的污垢问题，污垢的产生不但浪费了大量能源，而且增加了设备的运行费用。因此，解决循环冷却水内污垢沉积以及强化传热成为人们研究的热点问题之一。近年来出现了许多阻止污垢沉积的方法和装置，中国专利号为ZL200520127121.9的专利“转子式自清洁强化传热装置”中，介绍了一种由固定架、转子、钢丝和支撑管构成的强化传热装置，该装置具有在线自动防垢除垢和强化传热的功能，传热流体在换热管内顺流或逆流的情况下，均有防垢除垢和强化传热的作用，该专利中所涉及的转子在一定传热流体通过时，转子的旋转速度是由螺棱的螺旋升角决定的，在螺棱导程小时转子的旋转速度越快，同时对传热流体的阻力随之增加，转子旋转过程中对传热流体具有扰动作用，但对换热管内壁面附近传热流体边界层的破坏作用不明显。高频电磁场水处理技术由于投资小、操作简单、不中断生产且无污染等优越性，在阻垢除垢、缓蚀、杀菌等的应用技术领域发挥重要的作用。欧美以及日本各国都已成功掌握该技术，研制开发了各种电磁水处理器并投入应用，获得了良好的经济效益。我国目前还未能得到推广使用该技术。由于水体是一个相对复杂多变的环境，目前虽然国内外较多研究者投入到该研究中，但对于高频电磁阻垢除垢的机理仍不是非常明确，还处于研究阶段，有着多种不同的作用机理解释和假设。处理腔和高频信号发生器是高频电磁水处理器的重要组成部分，有研究者提出，高频信号发生器向处理腔施加高频信号，从而在处理腔内产生高频电磁场，水体流经处理腔后吸收高频电磁场能量使得其物理化学性质发生改变，如pH值、电导率、表面张力、粘度以及溶解度等，同时改变碳酸钙晶态或粒度，从而达到防垢除垢的目的。目前高频电磁水处理装置的参数大相径庭，主要原因是由于水体的多样性，使得根据某个特定试验环境所整定出的参数设定可能无法满足不同水质与环境，导致在不同环境中处理装置使用的效果差别很大。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种内置转子的高频电磁除垢装置，该装置具有防垢除垢的作用，同时还具有提高换传热性能的作用。

本发明采用的技术方案是：内置转子的高频电磁防垢除垢装置，由高频信号发生器、转子、管材和钢丝绳构成。转子由空心轴和螺旋叶片组成，转子的空心轴沿轴线为内通孔，转子通过空心轴穿装于钢丝绳上，转子外径小于管材内径，转子表面光滑，管材作为外电极，管材选用不锈钢等具有导电作用的材料，钢丝绳为内电极，内外电极接入高频信号发生器，而转子外表面与不锈钢管的内径形成的流体流经腔实际上形成了一个柱状电容器。内电极钢丝绳和外电极壁均为圆柱形，两电极间有流体作为电介质。传热流体流过转子时，会对转子产生轴向力，转子的自旋转，其螺棱对污垢刮擦，流体通过螺棱与管壁之间的间隙时高速流对管壁的冲刷，转子螺棱对沉积物的推动，起到了阻垢除垢作用，螺旋叶片阻碍传热流体流动从而使流体流向发生改变，形成混流，螺旋叶片在钢丝绳周围呈螺旋状，流体推动转子转动，传热流体自身的混流也得到了加强，起到了强化传热的目的；另一方面，高频信号发生器通过发出高频方波信号，在柱状电容器内激发电场，电场又激发磁场，进而电磁场互相激发产生高频电磁信号，水体在处理腔内吸收电磁能量，从而起到防垢除垢、缓蚀、杀菌的作用。两者的结合极大的增强了防垢除垢的效果，并加强了对流和换热。

本发明涉及内置转子的高频电磁防垢除垢装置，在管材外径上均匀地缠绕漆包线，形成类似于螺线管的结构，漆包线的两端与高频信号发生器相连接，通过高频信号发生器发出高频方波信号，在螺线管腔内激发磁场，磁场又激发电场，进而电磁场互相激发产生高频电磁信号，流体介质在转子外表面与不锈钢管的内径形成的流体流经腔内吸收电磁能量，从而起到阻垢除垢、缓蚀、杀菌的作用。本方案中管材可以选用PVC管，PVC管内表面光滑，更不易结构。

本发明中转子沿空心轴圆周方向均匀分布的叶片个数可以为两个、三个、四个或多个，单个所述转子沿轴线方向可以分布有一个、两个或多个叶片。

本发明的有益效果是：1、本发明是转子和高频电磁有机的结合，水流对转子冲刷，使转子自旋转，防止水垢沉积，通过发出方波信号产生高频电磁场，抑制水垢生成，该装置运用两种方法，极大地增强了防垢除垢的能力，并具有强化传热，缓蚀、杀菌的作用；2、装置运用两种防垢除垢机理，增强了对不同水质，不同环境的适应能力；3、可以提供两种模式除垢，一种是转子的防垢除垢，另一种是转子和高频电磁共同作用防垢除垢，方便选择；4、装置由转子，高频电磁部分组成，元件很少，结构简单，轻便，成本低廉，方便使用；5、转子和高频电磁防垢除垢机理属于物理方法，无污染，环保，可以长时间运行。

附图说明

图1是本发明内置转子的高频电磁防垢除垢装置安装结构示意图。

图2是带有漆包线方案的内置转子的高频电磁防垢除垢装置安装结构示意图。

图中：1-高频信号发射器，2-管材，3-漆包线，4-转子，5-挂件，6-钢丝绳。

具体实施方式

如图2所示是本发明方案一的一种实施方式，该装置包括由高频信号发射器1、管材2、漆包线3、转子4、挂件5和钢丝绳6构成。本实施方案一管材2选用PVC管，转子4采用双叶片。数个转子4通过内孔串联在钢丝绳6上，转子4内孔与钢丝绳6有间隙，数个转子4通过挂件5连接，转子4内置于管材2中，转子4与管材2内壁留有间隙，管材2外壁均匀缠绕数圈漆包线3，漆包线3两端与高频信号发射器1相连接，形成工作回路。

当传热流体流过转子4时，会对转子4产生轴向力，使转子4自旋转，转子4的螺棱对污垢刮擦，流体通过转子4的螺棱与管材2管壁之间的间隙时高速流对管材2内壁的冲刷，转子4螺棱对沉积物的推动，起到了防垢除垢的作用，转子4阻碍传热流体流动从而使流体流向发生改变，形成混流，转子4在钢丝绳6周围呈螺旋状，流体推动转子4转动，传热流体自身的混流也得到了加强，起到了强化传热的目的；另一方面，高频信号发射器1通过发出高频方波信号，在管材2腔内激发磁场，磁场又激发电场，进而电磁场互相激发，产生高频电磁信号，流体在管材2腔内吸收电磁能量，从而起到防垢除垢、缓蚀、杀菌的作用。两者的结合极大的增强了防垢除垢的效果，并加强了对流和换热。

本发明中流体为循环冷却水，温度25℃，流速0.85m/s时，在内径25mm外径32mm的PVC管外均匀缠绕直径0.41mm的漆包线1000匝，双叶片转子内置于PVC管中，向漆包线输入幅值10v和频率100khz的方波信号时，本装置的防垢除垢的效果减少结垢约40％。

如图所示2是本发明的另一种实施方式，该装置包括由高频信号发射器1，管材2，转子4，挂件5，钢丝绳6构成。本方案中管材2为不锈钢管等导体，或管材2的内壁涂覆或衬上绝缘材料，转子4采用双叶片。数个转子4串联在钢丝绳6上，转子4内孔与钢丝绳6有间隙，数个转子4通过挂件5连接，转子4内置于管材2中，转子4与管材2内壁留有间隙，管材2外壁连接信号发射器1，钢丝绳6右端连接高频信号发射器1，形成工作回路。

当传热流体流过转子4时，会对转子4产生轴向力，使转子4自旋转，转子4的螺棱对污垢刮擦，流体通过转子4的螺棱与管材2管壁之间的间隙时高速流对管材2内壁的冲刷，转子4螺棱对沉积物的推动，起到了防垢除垢的作用，转子4阻碍传热流体流动从而使流体流向发生改变，形成混流，转子4在钢丝绳6周围呈螺旋状，流体推动转子4转动，传热流体自身的混流也得到了加强，起到了强化传热的目的；另一方面，管材2外壁为外电极，钢丝绳6为内电极，内外电极接入高频信号发生器1，管材2腔内形成了一个柱状电容器。高频信号发射器1通过发出高频方波信号，在管材2腔内激发电场，电场又激发磁场，进而电磁场互相激发，产生高频电磁信号，流体在管材2腔内吸收电磁能量，从而起到防垢除垢、缓蚀、杀菌的作用。两者的结合极大的增强了防垢除垢的效果，并加强了对流和换热。

Claims (4)

1.内置转子的高频电磁防垢除垢装置，其特征在于：由高频信号发生器、转子、管材和钢丝绳构成，转子由空心轴和螺旋叶片组成，转子的空心轴沿轴线为内通孔，转子通过空心轴穿装于钢丝绳上，转子外径小于管材内径，转子表面光滑，管材作为外电极，管材选用不锈钢等具有导电作用的材料，钢丝绳为内电极，内电极和外电极接入高频信号发生器，而转子外表面与不锈钢管的内径形成的流体流经腔实际上形成了一个柱状电容器。

2.根据权利要求1所述的内置转子的高频电磁防垢除垢装置，其特征在于：在管材外径上均匀地缠绕漆包线，漆包线的两端与高频信号发生器相连接，通过高频信号发生器发出高频方波信号，在螺线管腔内激发磁场，磁场又激发电场，进而电磁场互相激发产生高频电磁信号，流体介质在转子外表面与不锈钢管的内径形成的流体流经腔内吸收电磁能量。

3.根据权利要求2所述的内置转子的高频电磁防垢除垢装置，其特征在于：管材选用PVC管。

4.根据权利要求1所述的内置转子的高频电磁防垢除垢装置，其特征在于：叶片个数可以为两个、三个、四个或多个。