CN106978601A - 敞口无填料深井式阳极地床及阴极保护系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种敞口无填料深井式阳极地床及阴极保护系统，涉及电化学设备技术领域。敞口无填料深井式阳极地床包括筛管、沿筛管的轴线方向设置于筛管上部的井筒以及设置于筛管内的阳极，筛管和井筒内注有盐水，解决了现有技术中存在的深井式阳极地床容易发生气阻，造成保护效果差、报废率高的技术问题，通过在筛管和井筒内注入盐水，利用井筒口部进行直排气，有效降低了电阻，且避免了气阻现象的发生，使得保护效果更好，同时避免了因气阻导致的阳极床的报废问题，降低了报废率，提高了使用寿命，节约了成本。
Description
技术领域
本发明涉及电化学设备技术领域，尤其是涉及一种敞口无填料深井式阳极地床及阴极保护系统。
背景技术
阳极地床是在外加电阴极保护中安装放置阳极的设施，又称为辅助阳极，在外加电流阴极保护系统中，将保护电流从电源引入土壤中的导电体，通过阳极地床把保护电流送入土壤，经土壤流入被保护的管道，使管道表面进行阴极极化(防止电化学腐蚀)，电流再由管道流入电源负极形成一个回路，这一回路形成了一个电解池，管道在回路中为负极处于还原环境中，防止腐蚀，而阳极地床进行氧化反应遭受腐蚀。目前，阳极地床常用的有两种形式：浅埋式阳极地床和深井式阳极地床，应用时根据地理条件进行选择，但绝大多数时都是采用深井式阳极地床，因为它占地小，产生的阴极保护效果好。
但是，现有的深井式阳极地床，是在没有障碍物的地方钻个深井孔，并用略小于井孔直径的钢质管作阳极地床下到钻的井孔中，再将阳极下入到设置的阳极地床里，用电缆把阳极与恒电位仪连接。在阳极放置的位置(阳极地床的下半部分)围绕阳极，用颗粒状焦碳填充满，没有放置阳极的部分(阳极以上的部分)用石头子或砂子填充满，放置填充料时，要从阳极地床的底部到地面放入一根直径25mm左右的管子，作为排气管用，由于排气管特别容易被污泥堵死，造成气阻，使阴极保护电流输不出去，保护效果下降，且气阻后阳极地床只能报废，报废率较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种敞口无填料深井式阳极地床及阴极保护系统，以解决现有技术中存在的深井式阳极地床容易发生气阻，造成保护效果差、报废率高的技术问题。
本发明提供的敞口无填料深井式阳极地床包括筛管、沿所述筛管的轴线方向设置于所述筛管上部的井筒以及设置于所述筛管内的阳极；
所述筛管和所述井筒内注有盐水。
进一步的，所述筛管和所述井筒均采用聚氯乙烯管。
进一步的，还包括设于所述井筒的井口处的防护井池，所述防护井池上设有井盖；
所述防护井池内设有与所述阳极相连的阳极接线箱。
进一步的，还包括设于所述筛管下部的锥形管、沿所述锥形管的中轴线方向设置的阳极固定扶正器以及分别与所述阳极和所述阳极固定扶正器相连并能使所述阳极沿所述阳极固定扶正器上下滑动的支架体。
进一步的，所述阳极固定扶正器包括导向滑道、设于所述锥形管下部的用于固定所述导向滑道的滑道固定器以及设于所述井筒的上部并与所述导向滑道相连的滑道悬挂器。
进一步的，所述支架体包括用于固定所述阳极并与所述阳极卡接的固定卡以及连接所述固定卡与所述阳极固定扶正器的滑环。
进一步的，所述井筒的外壁围设有防护套管，所述防护套管的上端设有用于固定所述井筒的防护檐。
进一步的，所述阳极沿竖直方向间隔设置有多个，多个所述阳极均为钛基氧化物阳极。
进一步的，所述筛管和所述井筒均包括多个依次相连的套管，并且相邻的两个所述套管之间可拆卸连接。
本发明提供的阴极保护系统，包括如上述技术方案中任一项所述的敞口无填料深井式阳极地床。
本发明提供的敞口无填料深井式阳极地床包括筛管、井筒以及阳极，井筒设于筛管的上部，并且井筒沿筛管的轴线方向设置，与筛管相连，阳极设置于筛管的内部，筛管和井筒内注有盐水，相比于现有技术中，通过在放置阳极的位置填充有颗粒状焦碳，而在阳极以上的部分填充有石头子或砂子，利用焦碳来增大阳极的接触面，保持潮湿度以降低电阻，通过在筛管和井筒内注入盐水，使整个阳极地床全部充满盐水，从而大大增加了阳极的接触面，直接利用盐水来降低电阻，相比于焦碳被水浸泡后的电阻更小，而且由于不设置焦碳等填充料，不需要设置专门的排气管，利用井筒的敞口进行直排气，因此不存在发生气阻的问题，相比现有技术中，在阳极地床的底部至地面设置排气管，由于排气管特别容易被污泥堵死，造成气阻，使阴极保护电流输不出去，保护效果下降，通过在筛管和井筒内注入盐水，使阳极周围充满盐水，利用井筒口部进行直排气，有效降低了电阻，且避免了气阻现象的发生，使得保护效果更好，同时避免了因气阻导致的阳极床的报废问题，降低了报废率，提高了使用寿命，节约了成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的敞口无填料深井式阳极地床的第一种实施方式的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的敞口无填料深井式阳极地床的第二种实施方式的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的敞口无填料深井式阳极地床的第三种实施方式的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的敞口无填料深井式阳极地床的支架体的结构示意图。
图标：100-筛管；200-井筒；300-阳极；400-防护井池；500-阳极接线箱；600-锥形管；700-阳极固定扶正器；800-支架体；710-导向滑道；720-滑道固定器；730-滑道悬挂器；810-固定卡；820-滑环。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图对实施例1及实施例2进行详细描述：
图1为本发明实施例提供的敞口无填料深井式阳极地床的第一种实施方式的结构示意图；图2为本发明实施例提供的敞口无填料深井式阳极地床的第二种实施方式的结构示意图；图3为本发明实施例提供的敞口无填料深井式阳极地床的第三种实施方式的结构示意图；图4为本发明实施例提供的敞口无填料深井式阳极地床的支架体的结构示意图。
实施例1
如图1所示，本实施例提供了一种敞口无填料深井式阳极地床，包括筛管100、沿筛管100的轴线方向设置于筛管100上部的井筒200以及设置于筛管100内的阳极300，具体而言：
筛管100和井筒200内注有盐水。
敞口无填料深井式阳极地床包括筛管100、井筒200以及阳极300，井筒200设于筛管100的上部，并且井筒200沿筛管100的轴线方向设置，与筛管100相连，阳极300设置于筛管100的内部，筛管100和井筒200内注有盐水，相比于现有技术中，通过在放置阳极300的位置填充有颗粒状焦碳，而在阳极300以上的部分填充有石头子或砂子，利用焦碳来增大阳极300的接触面，保持潮湿度以降低电阻，通过在筛管100和井筒200内注入盐水，使整个阳极地床全部充满盐水，从而大大增加了阳极300的接触面，直接利用盐水来降低电阻，相比于焦碳被水浸泡后的电阻更小，而且由于不设置焦碳等填充料，不需要设置专门的排气管，利用井筒200的敞口进行直排气，因此不存在发生气阻的问题，相比现有技术中，在阳极地床的底部至地面设置排气管，由于排气管特别容易被污泥堵死，造成气阻，使阴极保护电流输不出去，保护效果下降，通过在筛管100和井筒200内注入盐水，使阳极300周围充满盐水，利用井筒200口部进行直排气，有效降低了电阻，且避免了气阻现象的发生，使得保护效果更好，同时避免了因气阻导致的阳极300床的报废问题，降低了报废率，提高了使用寿命，节约了成本。
需要说明的是，为实现阳极地床的功能，将保护电流从电源引入土壤中的导电体，本实施例的阳极300还应连接有电源装置，具体地，阳极300可通过电缆线与电源装置相连，为避免电缆线因受到电化学腐蚀而造成损伤，影响阳极地床的正常使用功能，电缆线的外层可设置电缆保护管，电缆保护管采用绝缘防腐蚀的材料制成，以减少对电缆线的损伤。
本实施例的阳极地床采用敞口无填料深井式阳极地床，因此在搭建阳极地床时，首先应该在没有障碍物的地方钻深井孔，具体地，井孔深30-35m，井孔直径250-300mm，以保证阳极地床在产生较好的阴极保护效果的同时，占地面积小，对周边的设施影响小，为使阳极地床能够放置入深井孔内，阳极地床的结构适应深井孔的结构，具体地，筛管100和井筒200的直径相同，且均应小于井孔的直径，筛管100和井筒200的总高应大于井孔的深度，筛管100的高度应根据阳极300数量的总长度来设计，并且，筛管100的高度应高出阳极300的总长度的20cm以上，井筒200的长度也不应小于12m，且井筒200的顶部应高出地面50cm左右，以便于阳极地床的安装，实现阳极地床的功能。在筛管100和井筒200安装好后，将阳极300安装至筛管100内合适的位置，进行阳极300与电源装置的接线，在全部安装完成后，检查筛管100与井筒200的密封状态，以确保筛管100和井筒200密封可靠，最后在筛管100和井筒200内注入预先准备好的盐水，注入的盐水量应浸没阳极300，以使阳极300周围充满盐水，从而大大增加了阳极300的接触面，直接利用盐水来降低电阻，相比于焦碳被水浸泡后的电阻更小，对阴极的保护效果更好，且由于不设置焦碳等填充料，不需要设置专门的排气管，利用井筒200的敞口进行直排气，一方面，结构简单，减少了安装步骤，加快了安装进程，提高了作业效率，另一方面，避免了气阻现象的发生，降低了报废率，提高了使用寿命，节约了成本。
本实施例的可选方案中，也为较优选的方案，筛管100和井筒200均采用聚氯乙烯管。聚氯乙烯管也称PVC管，是由聚氯乙烯树脂与稳定剂、润滑剂等配合后用热压法挤压成型，是最早得到开发应用的塑料管材。聚氯乙烯管性能优良，质轻耐用，抗腐蚀能力强，相比现有技术中采用钢制管作阳极地床，极大地降低了材料费用，节省了成本，且由于钢制管长度长，重量大，在搭建阳极地床时，需要利用吊车吊起钢制管，将钢制管放入深井孔内，再利用焊机进行焊接，在安装时需要多人进行配合安装，需用的设施也较多，施工难度非常大，由于钢制管长度较长，在安装时容易出现弯折，造成安全事故，因此施工危险性高，本实施例的筛管100和井筒200均采用聚氯乙烯管，质量较轻，强度较高，不易弯折，施工难度和危险程度大大降低。
为了进一步降低施工难度，加快施工进程，筛管100和井筒200均包括多个依次相连的套管，并且相邻的两个套管之间可拆卸连接。多个套管可通过套管接头进行连接，多个套管通过套管接头连接组装成筛管100或井筒200，筛管100与井筒200之间也可通过套管接头进行连接，从而实现筛管100与井筒200的分段制作与安装，极大地降低了安装难度，具体地，每个套管的长度为2m，方便制造与运输，且由于聚氯乙烯管质量较轻，分段制作后，利用两个工人即可实现搬运和安装，极大地减少了人力资源和施工设施，降低了成本，提高了安装效率，省时省力，且由于套管的长度较短，不易弯折，施工的危险性低，工人的安全能够得到保证。
一种具体的实施方式中，如图2所示，敞口无填料深井式阳极地床还包括防护井池400，防护井池400设于井筒200的井口处，且防护井池400应设于井筒200上并能盖合井筒200，在防护井池400上还设有井盖，井盖用以盖合防护井池400，使阳极地床与外界处于一个相对封闭的环境中，避免污泥冲入井筒200内，对阳极地床的正常功能造成影响，且通过设置防护井池400，对阳极地床起到了位置标识的作用，从而方便了管理，提高了安全性能。防护井池400内设有与阳极300相连的阳极接线箱500，阳极接线箱500与阳极300可采用电缆线进行连接，利用防护井池400使得阳极300能够在防护井池400内进行接线，更加方便了对每个阳极300的检测及更换，阳极接线箱500可为电源装置，或者，阳极接线箱500也可与电源装置相连，以将保护电流从电源装置引入土壤中的导电体，从而实现阳极地床的功能。
一种具体的实施方式中，如图3所示，敞口无填料深井式阳极地床还包括锥形管600、阳极固定扶正器700以及支架体800，锥形管600设于筛管100的下部，且锥形管600的横截面直径从上至下逐渐减小，通过在筛管100下部设置锥形管600，使得阳极地床的安装更加方便快捷，避免阳极地床在下井安装时产生偏移，底部卡在井孔的井壁上，造成安装调整不便，采用锥形管600起到导向作用，安装方便快捷。阳极固定扶正器700沿锥形管600的中轴线方向设置，使得阳极固定扶正器700竖直设置于筛管100和井筒200的轴线上，支架体800设于阳极固定扶正器700和阳极300之间，并分别与阳极固定扶正器700和阳极300相连，并且，支架体800能够使阳极300沿阳极固定扶正器700进行上下滑动，因此，支架体800起到固定阳极300且使阳极300上下滑动的作用，而阳极固定扶正器700能够将阳极300控制在筛管100的中心处，防止阳极300发生偏斜或错位重叠，对阳极地床的正常功能产生影响，为提高阳极固定扶正器700和支架体800的使用寿命，阳极固定扶正器700和支架体800应采用绝缘耐腐蚀的材料制成，同时锥形管600也可采用质轻耐用、抗腐蚀能力强的聚氯乙烯管，以提高锥形管600的使用寿命，为使安装便利，锥形管600的顶部与筛管100也可采用套管接头进行连接。
由于阳极300可以上下滑动，使得阳极300可以随时取出或放入，极大地方便了阳极300的检修和更换，且阳极300可移位进行再利用，节省了投资，相比现有技术中，由于填充有焦碳等填充料，并设有排气管，当发生气阻或是布设的阳极地床产生故障时，内部的阳极300无法取出，导致阳极地床全部报废，本实施例的阳极300可以随时取出或放入，操作简单，使用方便，安装、维修及更换便利，有效提高了设备的利用率，降低了成本。
一种具体的实施方式中，阳极固定扶正器700包括导向滑道710、滑道固定器720以及滑道悬挂器730。导向滑道710沿筛管100及井筒200的轴线方向竖直设置，并通过支架体800与阳极300相连，使得阳极300能够沿导向滑道710进行上下滑动，导向滑道710的下部设有滑道固定器720，滑道固定器720用于固定导向滑道710，并且，滑道固定器720设于锥形管600的下部，具体地，滑道固定器720沿锥形管600的中轴线方向设置于锥形管600的外部，使滑道固定器720成为阳极地床中轴线上的最低点，从而便于阳极地床整体的定位和安装，滑道悬挂器730设于井筒200的上部，并与导向滑道710相连，以便于导向滑道710的安装，具体地，井筒200的上部设有横管，横管的两端分别与井筒200的内壁相连，横管的中部设有吊环，导向滑道710通过吊环与横管相连，从而使阳极300可以沿导向滑道710进行上下滑动，使得阳极300可以随时取出或放入，极大地方便了阳极300的检修和更换。
另一种具体的实施方式中，如图4所示，支架体800起到固定阳极300且使阳极300上下滑动的作用，具体地，支架体800包括固定卡810和滑环820。固定卡810用于固定阳极300，固定卡810与阳极300之间可采用卡接，以使固定卡810与阳极300之间的安装方便快捷，滑环820与固定卡810及阳极固定扶正器700相连，具体地，滑环820穿设于导向滑道710上，由于阳极300与阳极接线箱500通过电缆线相连，可以利用工具将电缆线提起，使阳极300带动滑环820在导向滑道710上滑动，从而将阳极300取出，使得阳极300可以随时取出或放入，极大地方便了阳极300的检修和更换。
本实施例的可选方案中，井筒200的外壁围设有防护套管，为了对阳极地床实施良好的防护功能，避免污泥等冲入井筒200，井筒200的顶端高出地面50cm左右，优选地，防护套管深度为1m，并且，防护套管沿井筒200的顶部设于井筒200与井孔的内壁之间，在防护套管的上端设有用于固定井筒200的防护檐，从而提高了井筒200的结构强度和稳定性，对阳极地床起到了良好的防护作用，保证了阳极地床的正常功能。
一种具体的实施方式中，阳极300沿竖直方向间隔设置有多个，阳极300数量的设置应根据实际情况进行选择，优选地，两个阳极300之间间隔1m设置，以保证阳极地床的正常功能，且多个阳极300均为钛基氧化物阳极300，钛基氧化物阳极300重量较轻，性能优良，也便于阳极300的安装和更换。
实施例2
本实施例提供了一种阴极保护系统，包括实施例1中的敞口无填料深井式阳极地床。阴极保护系统还可包括电源装置及导电体等，将保护电流从电源装置引入土壤中的导电体，通过敞口无填料深井式阳极地床把保护电流送入土壤，经土壤流入被保护的管道，使管道表面进行阴极极化，电流再由管道流入电源装置的负极，从而形成电解池，通过在筛管100和井筒200内注入盐水，使阳极300周围充满盐水，利用井筒200口部进行直排气，有效降低了电阻，且避免了气阻现象的发生，使得保护效果更好，同时避免了因气阻导致的阳极300床的报废问题，降低了报废率，提高了使用寿命，节约了成本。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种敞口无填料深井式阳极地床，其特征在于，包括筛管(100)、沿所述筛管(100)的轴线方向设置于所述筛管(100)上部的井筒(200)以及设置于所述筛管(100)内的阳极(300)；
所述筛管(100)和所述井筒(200)内注有盐水。
2.根据权利要求1所述的敞口无填料深井式阳极地床，其特征在于，所述筛管(100)和所述井筒(200)均采用聚氯乙烯管。
3.根据权利要求1所述的敞口无填料深井式阳极地床，其特征在于，还包括设于所述井筒(200)的井口处的防护井池(400)，所述防护井池(400)上设有井盖；
所述防护井池(400)内设有与所述阳极(300)相连的阳极接线箱(500)。
4.根据权利要求1所述的敞口无填料深井式阳极地床，其特征在于，还包括设于所述筛管(100)下部的锥形管(600)、沿所述锥形管(600)的中轴线方向设置的阳极固定扶正器(700)以及分别与所述阳极(300)和所述阳极固定扶正器(700)相连并能使所述阳极(300)沿所述阳极固定扶正器(700)上下滑动的支架体(800)。
5.根据权利要求4所述的敞口无填料深井式阳极地床，其特征在于，所述阳极固定扶正器(700)包括导向滑道(710)、设于所述锥形管(600)下部的用于固定所述导向滑道(710)的滑道固定器(720)以及设于所述井筒(200)的上部并与所述导向滑道(710)相连的滑道悬挂器(730)。
6.根据权利要求4所述的敞口无填料深井式阳极地床，其特征在于，所述支架体(800)包括用于固定所述阳极(300)并与所述阳极(300)卡接的固定卡(810)以及连接所述固定卡(810)与所述阳极固定扶正器(700)的滑环(820)。
7.根据权利要求1所述的敞口无填料深井式阳极地床，其特征在于，所述井筒(200)的外壁围设有防护套管，所述防护套管的上端设有用于固定所述井筒(200)的防护檐。
8.根据权利要求1所述的敞口无填料深井式阳极地床，其特征在于，所述阳极(300)沿竖直方向间隔设置有多个，多个所述阳极(300)均为钛基氧化物阳极(300)。
9.根据权利要求1所述的敞口无填料深井式阳极地床，其特征在于，所述筛管(100)和所述井筒(200)均包括多个依次相连的套管，并且相邻的两个所述套管之间可拆卸连接。
10.一种阴极保护系统，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的敞口无填料深井式阳极地床。
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ID=59344643
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| CN2555270Y (zh) * | 2002-08-13 | 2003-06-11 | 王涛 | 一种用于阴极保护的深井阳极装置 |
| CN206902240U (zh) * | 2017-06-02 | 2018-01-19 | 天津隆顺技术服务有限公司 | 敞口无填料深井式阳极地床及阴极保护系统 |
-
2017
- 2017-06-02 CN CN201710406657.1A patent/CN106978601A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN2555270Y (zh) * | 2002-08-13 | 2003-06-11 | 王涛 | 一种用于阴极保护的深井阳极装置 |
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 冯洪臣 等: "《阴极保护安装与维护》", vol. 1, 经济日报出版社, pages: 58 - 59 * |
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