CN108103509B - 防腐蚀装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及冷却设备领域，一种防腐蚀装置，用于防止海水对冷却设备的腐蚀。包括耐腐蚀的中空壳体、进水口和出水口。所述内腔内设有第一滤网、第二滤网及固体锌料，所述第一滤网和所述第二滤网以及所述内壁合围出收容腔，所述收容腔用于收容所述固体锌料。当海水从所述进水口进入本防腐蚀装置后，所述固体锌料因为通过海水与后部散热器中的镍铜连接而形成原电池原理，可以通过锌与海水的化学反应而减缓镍铜材料受到的腐蚀程度。
Description
技术领域
本申请涉及海水冷却领域，尤其涉及一种海水冷却设备的防腐蚀装置。
背景技术
在当前的船舶冷却水设备或电厂冷却设备等需要对海水进行冷却利用的设备中，大量使用了镍铜作为换热材质。由于海水中的氯离子、硫酸根离子等元素对镍铜的腐蚀现象相当严重，再辅以海水冷却设备中受温度和流速等环境条件的影响，换热器中的镍铜等材料受到腐蚀的程度愈加严重。如何避免海水中氯离子和酸根离子等对换热器材料的腐蚀，成为亟待解决的问题。
发明内容
本申请本提出一种运用原电池原理改善散热器内镍铜材料腐蚀程度的装置，包括如下技术方案：
一种防腐蚀装置，用于防止海水对冷却设备的腐蚀，所述防腐蚀装置包括耐腐蚀的中空壳体，以及分别连通所述壳体内腔的进水口和出水口；所述内腔内设有第一滤网、第二滤网及多个固体锌料，所述第一滤网和所述第二滤网位于所述进水口和所述出水口之间，所述第一滤网位于所述进水口和所述第二滤网之间，所述第一滤网和所述第二滤网均与所述壳体的内壁连接，所述第一滤网和所述第二滤网以及所述内壁合围出收容腔，所述收容腔用于收容所述固体锌料，相邻的所述固体锌料相互接触，且相邻的所述固体锌料之间设有空隙；所述进水口连接前端进水管，所述出水口连接所述冷却设备的散热器。
其中，所述固体锌料为球状，以使得所述固体锌料与相邻的所述固定锌料接触，且在接触位置周边形成空隙。
其中，所述固体锌料内部设有多个通孔，所述通孔用于增加海水与所述固体锌料的接触面积。
其中，所述固体锌料的直径与所述通孔的直径比值为10：1。
其中，所述收容腔的内壁顶部在水平方向上低于所述出水口，以使得海水在充满所述收容腔后再进入所述散热器。
其中，所述进水口与所述第一滤网之间设有进水积水器，所述第二滤网与所述出水口之间设有出水积水器。
其中，所述进水口和所述出水口远离所述内腔的一端均为法兰形状，用于分别与所述前端进水管和所述散热器连接。
其中，所述壳体的材料为耐腐蚀陶瓷、尼龙和钛合金中的一者或多者的组合。
其中，所述第一滤网和所述第二滤网的材料为尼龙、钛。
其中，所述收容腔内还分别设有连通的进料口、出料口以及观测窗，用于为所述收容腔补充所述固体锌料。
本申请所述防腐蚀装置，通过所述进水口将海水引入所述壳体内部，通过所述第一滤网对海水进行前处理。通过所述第一滤网和所述第二滤网以及所述内壁组成的所述收容腔，将所述固体锌料收容于所述收容腔内，使得海水与所述固体锌料产生接触。通过所述出水口与所述散热器的连通，将浸泡了所述固体锌料的海水引入所述散热器中，使得所固体锌料与所述散热器的镍铜材料通过海水导通，形成原电池。此时所述固体锌料代替镍铜材料与海水发生化学反应，从而减缓所述散热器受到的腐蚀程度，保护所述冷却设备，延长设备寿命。
附图说明
图1是本申请防腐蚀装置的示意图；
图2是本申请防腐蚀装置中固体锌料的示意图；
图3是本申请防腐蚀装置另一实施例的示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
请参阅图1所示的防腐蚀装置100，包括耐腐蚀的中空壳体10，以及分别连通所述壳体10的内腔11的进水口20和出水口30。可以理解的，所述壳体10为密封壳体，所述壳体10与所述进水口20和所述出水口30之间也均应密封连接。所述内腔11内设有第一滤网41、第二滤网42及固体锌料50，所述第一滤网41和所述第二滤网42位于所述进水口20和所述出水口30之间，所述第一滤网41位于所述进水口20和所述第二滤网42之间。即所述第一滤网41在所述内腔11内，相对于所述第二滤网42更靠近所述进水口20；相应的，所述第二滤网42在所述内腔11内，相对于所述第一滤网41更靠近所述出水口30。所述第一滤网41和所述第二滤网42均与所述壳体10的所述内壁12连接，所述第一滤网41和所述第二滤网42以及所述内壁12合围出收容腔13。所述收容腔13用于收容所述固体锌料50。所述收容腔13内的所述固体锌料50为多个，多个所述固体锌料50相互之间接触并留有空隙，以留出供海水流经的空隙。可以理解的，所述固体锌料50不能通过所述第一滤网41或所述第二滤网42，且所述固体锌料50也不能通过所述第一滤网41与所述内壁12之间的连接空隙，或所述第二滤网42与所述内壁12之间的连接空隙。由此，所述固体锌料50始终留置在所述收容腔13内，不会进入冷却设备的后续制程以免造成污染。
在使用本申请所述防腐蚀装置100时，需要将所述进水口20连接至冷却设备前端的进水管201，并将所述出水口30连接至所述冷却设备的散热器202。即将本申请所述防腐蚀装置100设置为所述散热器202的前置装置，串联于所述前端进水管201与所述散热器202之间。当海水从所述前端进水管201进入所述内腔11内时，海水透过所述第一滤网41进入所述收容腔13，并依次经过所述固体锌料50中的空隙、所述第二滤网42和所述出水口30，最后进入所述散热器202。所述散热器202中包含镍铜材料，因此海水将所述固体锌料50和所述散热器202中的镍铜材料同时接触，进而形成化学原电池。因为海水中富含的氯离子和其他酸根离子，使得海水会与所述散热器202中的镍铜材料发生化学反应，造成所述散热器202的腐蚀。而将所述固体锌料50设置为与所述散热器202中的镍铜材料同时接触后，利用锌元素比镍铜材料更活泼的化学特性，使得海水中的氢元素首先与锌元素发生置换，而在溶解所述固体锌料50的过程中产生出氢气。这样可以减缓海水直接与所述散热器202中的镍铜材料进行化学反应，从而保护所述散热器202免受侵蚀，所述散热器202得以长时间正常工作，延长所述冷却设备的工作寿命。
一种实施例，见图2，所述固体锌料50的大小相同，均被设置为球状。球状的所述固体锌料50两两之间能够保证足够的空隙，容许较多的水流穿过，不至于因为空隙过小而使得本申请所述防腐蚀装置100无法大流速的通过水流，成为制约所述冷却设备冷却能力的瓶颈。另一方面，球状的所述固体锌料50也可以保证海水对所述固体锌料50的接触面积更大，接触更充分，能更有效的通过锌元素的化学反应来减缓镍铜材料的被腐蚀速度。
一种实施例，所述固体锌料50内部设有多个通孔51。所述通孔51可用于海水从所述固体锌料50内部通过，也起到了加大所述固体锌料50之间空隙的效果。所述通孔51内部也富含锌元素，因此所述通孔51还起到了增大海水与所述固体锌料50接触面的效果，同样能使得海水与所述固体锌料50的接触更充分，在发生化学反应时保护所述散热器202内的镍铜材料。
可以理解的，还可以将球状的所述固体锌料50和所述通孔51结合设置，这样可以获得较好的海水通过速率，并兼顾海水与所述固体锌料50的充分接触。一种实施例，球状的所述固体锌料50直径与所述通孔51的直径比值宜设置为10：1。这样的比值设定可以兼顾所述固体锌料50的自身刚度和所述通孔51的截面足够大。在图2的实施例中，所述固体锌料50的直径设置为30mm，所述通孔的直径为3mm。
为了进一步保证海水在本申请所述防腐蚀装置100中与所述固体锌料50的接触面积，一种实施例，在所述进水口20与所述第一滤网41之间还设有进水积水器61，同时在所述第二滤网42与所述出水口30之间设有出水积水器62。所述进水积水器61与所述出水积水器62配合工作，以使得海水在通过所述收容腔13时能充满所述收容腔13，从而与所有收容于所述收容腔13内的所述固体锌料50全部发生接触并反应。保证所述固体锌料50与海水的充分接触，可以最大化所述固体锌料50的功用。当海水在所述散热器202中接触的镍铜材料过多时，填充于所述防腐蚀装置100中的所述固体锌料50可以最大程度的分担金属元素与氢元素的化学反应工作，从而最大程度的延长所述散热器202的使用寿命。
此外，所述进水积水器61与所述出水积水器62配合工作，还能够稳定所述收容腔13内的海水流速，保证流经的海水具备足够的反应时间。
一种实施例见图3，在水平方向上，所述收容腔13呈U型设置，使得所述收容腔13在竖直方向上低于所述出水口30。由于重力作用，海水在经过所述收容腔13进入所述出水口30的过程中，需要淹盖大部分的所述固体锌料50，从而实现与大部分的所述固体锌料50的接触。进一步的，将所述收容腔13的所述内壁12的最顶端设置为低于所述出水口30，这样可以使海水在完全充满所述收容腔13后再进入所述出水口30，即进入所述散热器202的海水在接触到镍铜材料时，也同时接触了所述收容腔13内的所有所述固体锌料50。与上述的原理相同，海水与所述固体锌料50的充分接触可以最大化所述固体锌料50的功用。
可以理解的，在一些实施例中，可以在将所述收容腔13在竖直方向上设置为低于所述出水口30的同时，一并设置所述进水积水器61与所述出水积水器62。这样可以更有效的保证所述收容腔13内的海水的压力、流速以及与所述固体锌料50的接触充分。
一种实施例，将所述进水口20远离所述内腔11的一端设置为与所述前端进水管201相匹配的法兰，同时将所述出水口30远离所述内腔11的一端设置为与所述散热器202相匹配的法兰，可以使得本申请所述防腐蚀装置100直接串联于所述前置进水管201和所述散热器202之间，而不用再引入转接接头等组件，减少装置的零件数量，避免多次转接对内部密封性的影响，提高装置可靠性。
对于所述壳体10的材料，因为本申请所述防腐蚀装置100长期处于受腐蚀的环境中，因此对于所述壳体10的耐腐蚀性提出了较高的要求。由此，所述壳体10的材料宜使用耐腐蚀陶瓷、尼龙和钛合金中的一者或多者的组合。相类似的原因，所述第一滤网41和所述第二滤网42的材料，一方面需要具备较高的耐腐蚀能力，另一方面又要具备较高的液体通过能力。更重要的一方面，所述第一滤网41和所述第二滤网42都需要具备较好的隔离锌渣的能力。因为所述固体锌料50在不断的消耗过程中，因为锌元素的不断减少而体积不断变小。尤其当所述固体锌料50内设有所述通孔51时，所述固体锌料50的外表面不断缩小，而所述通孔51的内壁则不断变大，最后外表面与内壁穿透时，会产生大量形状细小且不规则的锌渣。为了防止这一部分锌渣流入后续所述散热器202中成为污染，同时也为了防止这一部分锌渣在海水倒灌时进入海洋对海水造成污染，所述第一滤网41和所述第二滤网42都需要具备较高的隔离锌渣的能力，将所述固体锌料50残留的锌渣隔离在所述收容腔13内部。再辅以前述的防腐蚀能力和液体通过性，所述第一滤网41和所述第二滤网42的材料宜选用为尼龙钛。
由于所述固体锌料50的消耗特性，一种实施例中，所述收容腔13处还分别设有连通所述收容腔13的进料口14、出料口15。可以理解的，所述进料口14宜设置在所述收容腔13靠上方的位置，所述出料口15宜设置在所述收容腔13靠下方的位置。此处的所述上方和所述下方均是相对于水平方向来界定。另一种描述方式，在所述防腐蚀装置100的竖直方向上，所述收容腔13位于所述进料口14与所述出料口15之间。此外，本申请所述防腐蚀装置100还设置了观测窗16，所述观察窗16用于操作者对所述收容腔13内的所述固体锌料50剩余数量的观测。当操作者透过所述观测窗16发现所述收容腔13内的所述固体锌料50剩余量不足时，操作者可以打开所述进料口14，向所述收容腔13内填充所述固体锌料50，以保证本申请所述防腐蚀装置100中所述固体锌料50的充足。当操作者透过所述观测窗16观测到所述收容腔13内的锌渣过多，已经阻塞所述收容腔13的海水通过情况时，操作者可以打开所述出料口15，对所述收容腔13内多余的锌渣进行排除。
可以理解的，所述观测窗16的位置可以设置在所述收容腔13的任意位置上。出于所述收容腔13的密封性考虑，为了不在所述收容腔13的所述内壁12上设置缺口，增强所述内壁11的整体刚度，提高抗压能力，在本实施例中，所述观测窗16被设置于所述进料口14上。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种防腐蚀装置，用于防止海水对冷却设备的腐蚀，其特征在于，
所述防腐蚀装置包括耐腐蚀的中空壳体，以及分别连通所述壳体内腔的进水口和出水口；
所述内腔中设有第一滤网、第二滤网及多个固体锌料，所述第一滤网和所述第二滤网位于所述进水口和所述出水口之间，所述第一滤网位于所述进水口和所述第二滤网之间，所述第一滤网和所述第二滤网均与所述壳体的内壁连接，所述第一滤网和所述第二滤网以及所述内壁合围出收容腔，所述收容腔用于收容所述固体锌料，相邻的所述固体锌料相互接触，且相邻的所述固体锌料之间设有空隙；
所述进水口连接前端进水管，所述出水口连接所述冷却设备的散热器；
所述收容腔包括出料口，所述出料口位于所述收容腔下方；
所述收容腔的内壁顶部在水平方向上低于所述出水口，以使得海水在充满所述收容腔后再进入所述散热器；和/或
所述进水口与所述第一滤网之间设有进水积水器，所述第二滤网与所述出水口之间设有出水积水器。
2.如权利要求1所述防腐蚀装置，其特征在于，所述固体锌料为大小相同的球状，以使得所述固体锌料与相邻的所述固定锌料接触，且在接触位置周边形成空隙。
3.如权利要求1所述防腐蚀装置，其特征在于，所述固体锌料内部设有多个通孔，所述通孔用于增加海水与所述固体锌料的接触面积。
4.如权利要求3所述防腐蚀装置，其特征在于，所述固体锌料的直径与所述通孔的直径比值为10：1。
5.如权利要求1所述防腐蚀装置，其特征在于，所述进水口和所述出水口远离所述内腔的一端均为法兰形状，用于分别与所述前端进水管和所述散热器连接。
6.如权利要求1所述防腐蚀装置，其特征在于，所述壳体的材料为耐腐蚀陶瓷、尼龙和钛合金中的一者或多者的组合。
7.如权利要求1所述防腐蚀装置，其特征在于，所述第一滤网和所述第二滤网的材料为尼龙、钛。
8.如权利要求1所述防腐蚀装置，特征在于，所述收容腔内还分别设有连通的进料口以及观测窗，用于为所述收容腔补充所述固体锌料。
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