CN107032508A - 极化除垢装置及热网系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种极化除垢装置及热网系统，涉及水处理装置技术领域。所述除垢装置包括外壳，外壳上设有与其连通的进水管道和出水管道，在所述外壳内沿水流方向设有阳极网筒，阳极网筒上设有延伸至所述外壳外的阳极接线柱，阳极接线柱与所述外壳之间绝缘设置；外壳内还固定有阴极网筒，阴极网筒套设于所述阳极网筒的外侧，阴极网筒上设有阴极接线柱，阴极接线柱延伸至所述外壳外；阴极网筒一端的外侧设有第一稳流板，阴极网筒另一端的外侧设有第二稳流板，所述第一稳流板和第二稳流板与所述外壳的内部固定连接。所述除垢装置可以将将热网系统水中的成垢离子和铁离子提取出来，降低水质硬度，且无需添加任何化学药剂，节能环保。
Description
技术领域
本发明涉及水处理装置技术领域，尤其涉及一种极化除垢装置及热网系统。
背景技术
热网系统通常使用软化水设备进行给水处理，但是在供热期开始前需要在短时间内给整个热网系统补满水，由于软化水设备的制水量是有限的，这个期间就不得不在系统中加入大量的生水；热网系统在运行过程中由于管网老旧漏水、用户主动放水等原因不得不向系统中不断补水，当补水量超过软化水设备制水量的时候，必须补给足够的生水。那么这些未处理的生水在热网运行的过程中就会造成热网系统的结垢、腐蚀等一系列问题。
目前，供热企业解决这个问题的方法是在系统的补水过程中加入化学阻垢药剂和防腐药剂，由于水量较大造成添加化学药剂法的成本相当高，不仅如此，该方法也会对水体造成化学污染。为了解决这个难题，很多研究机构或企业开发了多种类型的电子阻垢仪，原理都是通过各种形式的换能器将电能转换成能够影响水中离子运动状态的能量，从而在不改变水质的情况下阻止水垢生成。由于这类电子阻垢仪并未从根本上改善水质，无法将水中成垢离子取出，在水质较差时，这类电子阻垢仪处理效果就会大打折扣，无法满足使用需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何提供一种可以将将热网系统水中的成垢离子和铁离子提取出来，降低水质硬度，且无需添加任何化学药剂的极化除垢装置。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种极化除垢装置，其特征在于：包括外壳，所述外壳上设有与其连通的进水管道和出水管道，在所述外壳内沿水流方向设有阳极网筒，所述阳极网筒上设有延伸至所述外壳外的阳极接线柱，所述阳极接线柱与所述外壳之间绝缘设置；所述外壳内还固定有阴极网筒，所述阴极网筒套设于所述阳极网筒的外侧，且与所述阳极网筒保持间隔，所述阴极网筒上设有阴极接线柱，所述阴极接线柱延伸至所述外壳外，且所述阴极接线柱与所述外壳之间绝缘设置；所述阴极网筒一端的外侧设有第一稳流板，所述阴极网筒另一端的外侧设有第二稳流板，所述第一稳流板和第二稳流板与所述外壳的内部固定连接，且所述第一稳流板和第二稳流板上设有若干个通孔。
进一步的技术方案在于：所述阴极网筒的制作材料为耐腐蚀型合金材料；所述阳极网筒包括基材，所述基材使用快冷不锈钢、快冷镁合金、快冷铝合金、快冷钛合金中的一种或多种组合，所述基材的外表面涂覆有两层以上的铂族稀有元素。
优选的，所述进水管道设置于所述外壳的下侧，且所述第一稳流板位于所述进水管道的左侧，使第一稳流板与外壳右侧之间的空间形成进水缓冲腔。
优选的，所述阴极网筒的左右两端分别设置有阴极网筒支撑板和阴极网筒连接板，所述外壳的内部上设有固定槽，所述第二稳流板和所述阴极网筒支撑板固定在所述固定槽内，所述阴极接线柱与所述阴极网筒连接板电连接。
优选的，所述阳极接线柱以及阴极接线柱通过塑胶螺栓与所述外壳绝缘设置。
优选的，所述阴极接线柱和阳极接线柱各设有两个，且所述阴极接线柱和阳极接线柱上连接有电源线，用于与直流电源连接。
优选的，所述阳极接线柱呈水平方向从所述外壳的左端伸出，所述阴极接线柱呈竖直方向从所述外壳的上下方向伸出。
本发明还公开了一种热网系统，其特征在于：包括所述的极化除垢装置，还包括供热设备、供水管道、用热设备、回水管道、循环泵、变频电场阻垢设备、极化除垢装置、进水阀门和出水阀门，所述供热设备的出水口与所述供水管道的进水口相连接；所述供水管道的出水口与所述用热设备的进水口相连接；所述用热设备的出水口与所述回水管道的进水口相连接；所述回水管道上安装有所述循环泵；所述循环泵和所述供热设备的进水口之间管道上安装有所述变频电场阻垢设备；所述循环泵和所述用热设备出水口之间的管道上旁路安装所述极化除垢设备；所述极化除垢设备的入水口管道上安装有进水阀门；所述极化除垢设备的出水口管道上安装有出水阀门。
进一步的技术方案在于：所述热网系统还包括自动过滤器，所述自动过滤器位于所述极化除垢装置与出水阀门之间的管道上。
进一步的技术方案在于：所述热网系统还包括二氧化碳补充装置，所述二氧化碳补充装置包括二氧化碳气源、补气管和安全阀，所述二氧化碳气源的出气口经减压阀与所述补气管的一端连接，补气管的另一端与所述回水管道相连通，所述安全阀经管路与所述供水管道相连通。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：所述除垢装置安装在热网系统回水管道的旁路上，通过阀门进行水路的开关控制，确保所述除垢装置在任何情况下都不影响热网系统的正常运行。所述除垢装置可以将热网系统中的生水进行实时在线循环处理，使热网系统无需使用软化水设备、无需添加任何化学药剂。该除垢装置可以将热网系统水中的成垢离子和铁离子提取出来，降低水质硬度，从根本上改善水质，完美解决了热网系统结垢、腐蚀等一系列难题。此外，该除垢装置旁路安装不影响系统正常运行、投资运行成本低、操作简单、改善水质效果明显。所述系统通过增加所述过滤器可有效的减少水中的杂质，并有效拦截经过所述除垢装置处理已结晶的但未粘附在所述除垢装置的所述阴极网筒上的水垢晶体颗粒，从而增加所述除垢装置的处理效率，避免部分水垢晶体颗粒随水流流入管网造成阻塞，并可通过补气管向系统内补充适量的二氧化碳，可促进管网老旧水垢的分解脱落，进一步去除管网中的老旧水垢。
附图说明
图1是本发明实施例所述除垢装置的剖视结构示意图；
图2是本发明实施例所述除垢装置中密封盖的结构示意图；
图3是本发明实施例所述除垢装置中第一稳流板的结构示意图；
图4是本发明实施例所述除垢装置中第二稳流板的结构示意图；
图5是本发明实施例所述除垢装置中阴极网筒的结构示意图；
图6是本发明实施例所述除垢装置中阳极网筒的结构示意图；
图7是本发明实施例所述热网系统的结构示意图；
其中：1、供热设备2、供水管道3、用热设备4、回水管道5、循环泵6、变频电场阻垢设备7、极化除垢装置71、外壳711、出水管道712、进水管道713、固定槽72、阴极网筒73、阳极网筒731、阳极接线柱74、阴极接线柱75、塑胶螺栓76、第二稳流板77、第一稳流板78、密封盖79、密封胶条8、进水阀门9、出水阀门。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1所示，本发明实施例公开了一种极化除垢装置，包括外壳71，所述外壳71上设有与其连通的进水管道712和出水管道711，进水管道712和出水管道711用于与热网系统中回水管的旁路连接。在所述外壳71内沿水流方向设有阳极网筒73，所述阳极网筒73上设有延伸至所述外壳71外的阳极接线柱731，所述阳极接线柱731与所述外壳71之间绝缘设置；所述外壳71内还固定有阴极网筒72，所述阴极网筒72套设于所述阳极网筒73的外侧，且与所述阳极网筒73保持间隔，所述阴极网筒72上设有阴极接线柱74，所述阴极接线柱74延伸至所述外壳71外，且所述阴极接线柱74与所述外壳71之间绝缘设置；所述阴极网筒72一端的外侧设有第一稳流板77，所述阴极网筒72另一端的外侧设有第二稳流板76，所述第一稳流板77和第二稳流板76与所述外壳71的内部固定连接，且所述第一稳流板77和第二稳流板71上设有若干个通孔，如图3和图4所示。
优选的，所述外壳71、阴极网筒72、阳极网筒73、第二稳流板76、第一稳流板77以及密封盖78为同轴设置，使其连接更稳固。
阴极网筒72制作材料：316、316L等耐腐蚀型不锈钢或其他耐腐蚀型合金材料等。阳极网筒73制作材料：使用快冷微晶合金材料作为阳极材料的基材，快冷微晶合金材料主要使用（快冷不锈钢、快冷镁合金、快冷铝合金、快冷钛合金中的一种或多种组合使用。在阳极基材材料上涂覆多层铂族稀有元素涂层材料用于提升电极的使用效率和使用寿命，其中根据水质情况选择铂（Pt）、钯（Pd）、锇（Os）、铱（Ir）、钌（Ru）、铑（Rh）六种铂族稀有金属中的一种或多种进行组合使用；根据阳极使用寿命进行稀有元素涂覆层数的选择。
微晶材料与一般材料比，具有以下特点:增大溶质原子在基体中的固溶极限，从而导致附加固溶强化和时效强化效果，使材料强度增加。使第二相质点细化，材料的晶粒度比常规材料细小1~2个数量级，材料的强度提高，塑韧性降低，抗蚀性、耐磨性和抗疲劳断裂能力得到改善，并可产生细晶超塑性，有利于加工成形。可形成新的亚稳相，并减少或消除材料中的偏析(材料凝固后其截面上不同部位或晶粒内部产生的化学成分不均匀现象)。
优选的，如图2所示，所述出水管道711位于所述外壳71的左端，且所述出水管道711的直径小于所述外壳71的直径。所述外壳71的右端通过密封盖78进行封闭，密封盖78（如图2所示）与密封法兰之间设有密封胶条79。通过拆下所述密封盖可以方便的将外壳71内的部件取出，进行更换或维修。
优选的，如图2所示，所述进水管道712设置于所述外壳71的下侧，且所述第一稳流板77位于所述进水管道712的左侧，使第一稳流板77与外壳71右侧之间的空间形成进水缓冲腔。
优选的，如图5所示，所述阴极网筒72的左右两端分别设置有阴极网筒支撑板721和阴极网筒连接板722，所述外壳71的内部上设有固定槽713，所述第二稳流板76和所述阴极网筒支撑板721固定在所述固定槽713内，将所述阴极网筒72与所述外壳71固定，所述阴极接线柱74与所述阴极网筒连接板722电连接。
优选的，如图1所示，所述阴极接线柱731和阳极接线柱721各设有两个，且所述阴极接线柱721和阳极接线柱731上连接有电源线，用于与直流电源连接。所述阳极接线柱731以及阴极接线柱721通过塑胶螺栓75与所述外壳71绝缘设置，防止所述外壳通电。
如图1和图6所示，所述阳极接线柱731沿水平方向从所述外壳71的左端伸出，所述阴极接线柱721沿竖直方向从所述外壳71的上下方向伸出。进一步的，所述外壳71、阳极网筒73、阴极网筒72、阳极接线柱731以及阴极接线柱721为金属件。需要说明的是，所述外壳71还可以使用强度较高的绝缘材料进行制作，此时阳极接线柱731以及阴极接线柱721的外周不需要使用塑胶螺栓。
如图7所示，本发明实施例还公开了一种热网系统，包括提供热源的供热设备1，供水管道2，使用热能的用热设备3，回水管道4，循环泵5，用于防止水垢粘连在管壁的变频电场阻垢设备6，用于将水垢提取出来的极化除垢设备7，极化除垢设备7的进水阀门8，出水阀门9。其中，所述供热设备1的出水口与所述供水管道2的进水口相连接；所述供水管道2的出水口与所述用热设备3的进水口相连接；所述用热设备3的出水口与所述回水管道4的进水口相连接；所述回水管道4上安装有所述循环泵5；所述循环泵5和所述供热设备1的进水口之间管道上安装有所述变频电场阻垢设备6；所述循环泵5和所述用热设备3出水口之间的管道上旁路安装所述极化除垢设备7；所述极化除垢设备7的入水口管道上安装有进水阀门8；所述极化除垢设备7的出水口管道上安装有出水阀门9；当所述极化除垢设备7需要除垢或检修时，分别将所述进水阀门8和出水阀门9管壁，然后对所述极化除垢设备7进行除垢或检修作业，旁路安装方式可以避免影响到整个系统的正常运行。
进一步的，如图7所示，本发明实施例所述热网系统还包括自动过滤器，所述自动过滤器10位于所述极化除垢装置7与出水阀门9之间的管道上。可设定过滤器排污时间，定时自动清理过滤器过滤网的杂质颗粒，目的是将在极化除垢装置7中形成的水垢分子且没有吸附在阴极网上的一些水垢颗粒过滤掉，防止这部分水垢颗粒留到系统中的某个角落沉积下来造成结垢组、阻塞等问题。
进一步的，如图7所示，所述热网系统还包括二氧化碳补充装置，所述二氧化碳补充装置包括二氧化碳气源12、补气管11和安全阀13。所述二氧化碳气源12的出气口经减压阀14与所述补气管11的一端连接，补气管11的另一端与所述回水管道1相连通，所述安全阀13经管路与所述供水管道1相连通（当系统中管路的压力达到一定值时，安全阀13自动打开，将系统中的气体排出，防止系统管路中压力过大）。当供热系统管壁内存在较多老旧硬垢时，在补水管11处加入适量二氧化碳气体，可有效增加溶解老旧硬垢的速度。
综上，所述除垢装置安装在热网系统回水管道的旁路上，通过阀门进行水路的开关控制，确保所述除垢装置在任何情况下都不影响热网系统的正常运行。所述除垢装置可以将热网系统中的生水进行实时在线循环处理，使热网系统无需使用软化水设备、无需添加任何化学药剂。该除垢装置可以将热网系统水中的成垢离子和铁离子提取出来，降低水质硬度，从根本上改善水质，完美解决了热网系统结垢、腐蚀等一系列难题。此外，该除垢装置旁路安装不影响系统正常运行、投资运行成本低、操作简单、改善水质效果明显。所述系统通过增加所述过滤器可有效的减少水中的杂质，并有效拦截经过所述除垢装置处理已结晶的但未粘附在所述除垢装置的所述阴极网筒上的水垢晶体颗粒，从而增加所述除垢装置的处理效率，避免部分水垢晶体颗粒随水流流入管网造成阻塞，并可通过补气管向系统内补充适量的二氧化碳，可促进管网老旧水垢的分解脱落，进一步去除管网中的老旧水垢。
Claims (10)
1.一种极化除垢装置，其特征在于：包括外壳（71），所述外壳（71）上设有与其连通的进水管道（712）和出水管道（711），在所述外壳（71）内沿水流方向设有阳极网筒（73），所述阳极网筒（73）上设有延伸至所述外壳（71）外的阳极接线柱（731），所述阳极接线柱（731）与所述外壳（71）之间绝缘设置；所述外壳（71）内还固定有阴极网筒（72），所述阴极网筒（72）套设于所述阳极网筒（73）的外侧，且与所述阳极网筒（73）保持间隔，所述阴极网筒（72）上设有阴极接线柱（74），所述阴极接线柱（74）延伸至所述外壳（71）外，且所述阴极接线柱（74）与所述外壳（71）之间绝缘设置；所述阴极网筒（72）一端的外侧设有第一稳流板（77），所述阴极网筒（72）另一端的外侧设有第二稳流板（76），所述第一稳流板（77）和第二稳流板（76）与所述外壳（71）的内部固定连接，且所述第一稳流板（77）和第二稳流板（71）上设有若干个通孔。
2.如权利要求1所述的极化除垢装置，其特征在于：所述阴极网筒（72）的制作材料为耐腐蚀型合金材料；所述阳极网筒（73）包括基材，所述基材使用快冷不锈钢、快冷镁合金、快冷铝合金、快冷钛合金中的一种或多种组合，所述基材的外表面涂覆有两层以上的铂族稀有元素。
3.如权利要求1所述的极化除垢装置，其特征在于：所述进水管道（712）设置于所述外壳（71）的下侧，且所述第一稳流板（77）位于所述进水管道（712）的左侧，使第一稳流板（77）与外壳（71）右侧之间的空间形成进水缓冲腔。
4.如权利要求1所述的极化除垢装置，其特征在于：所述阴极网筒（72）的左右两端分别设置有阴极网筒支撑板（721）和阴极网筒连接板（722），所述外壳（71）的内部上设有固定槽（713），所述第二稳流板（76）和所述阴极网筒支撑板（721）固定在所述固定槽（713）内，所述阴极接线柱（74）与所述阴极网筒连接板（722）电连接。
5.如权利要求1所述的极化除垢装置，其特征在于：所述阳极接线柱（731）以及阴极接线柱（721）通过塑胶螺栓（75）与所述外壳（71）绝缘设置。
6.如权利要求1所述的极化除垢装置，其特征在于：所述阴极接线柱（731）和阳极接线柱（721）各设有两个，且所述阴极接线柱（721）和阳极接线柱（731）上连接有电源线，用于与直流电源连接。
7.如权利要求1所述的极化除垢装置，其特征在于：所述阳极接线柱（731）沿水平方向从所述外壳（71）的左端伸出，所述阴极接线柱（721）沿竖直方向从所述外壳（71）的上下方向伸出。
8.一种热网系统，其特征在于：包括如权利要求1-7中任意一项所述的极化除垢装置，还包括供热设备（1）、供水管道（2）、用热设备（3）、回水管道（4）、循环泵（5）、变频电场阻垢设备（6）、极化除垢装置（7）、进水阀门（8）和出水阀门（9），所述供热设备（1）的出水口与所述供水管道（2）的进水口相连接；所述供水管道（2）的出水口与所述用热设备（3）的进水口相连接；所述用热设备（3）的出水口与所述回水管道（4）的进水口相连接；所述回水管道（4）上安装有所述循环泵（5）；所述循环泵（5）和所述供热设备（1）的进水口之间管道上安装有所述变频电场阻垢设备（6）；所述循环泵（5）和所述用热设备（3）出水口之间的管道上旁路安装所述极化除垢设备（7）；所述极化除垢设备（7）的入水口管道上安装有进水阀门（8）；所述极化除垢设备（7）的出水口管道上安装有出水阀门（9）。
9.如权利要求8所述的热网系统，其特征在于：所述热网系统还包括自动过滤器，所述自动过滤器（10）位于所述极化除垢装置（7）与出水阀门（9）之间的管道上。
10.如权利要求8所述的热网系统，其特征在于：所述热网系统还包括二氧化碳补充装置，所述二氧化碳补充装置包括二氧化碳气源（12）、补气管（11）和安全阀（13），所述二氧化碳气源（12）的出气口经减压阀（14）与所述补气管（11）的一端连接，补气管（11）的另一端与所述回水管道（1）相连通，所述安全阀（13）经管路与所述供水管道（1）相连通。
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| CN201710393187.XA CN107032508A (zh) | 2017-05-27 | 2017-05-27 | 极化除垢装置及热网系统 |
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| CN109796096A (zh) * | 2019-03-22 | 2019-05-24 | 大连理工大学 | 一种基于多阵列式微放电的直饮水处理装置及方法 |
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|---|---|---|---|---|
| CN109796096A (zh) * | 2019-03-22 | 2019-05-24 | 大连理工大学 | 一种基于多阵列式微放电的直饮水处理装置及方法 |
| CN109796096B (zh) * | 2019-03-22 | 2021-08-06 | 大连理工大学 | 一种基于多阵列式微放电的直饮水处理装置及方法 |
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