CN108298649A - 一种基于永磁除铁和磁化的水处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水处理领域，公开了一种基于永磁除铁和磁化的水处理系统，其包括相连通的永磁除铁过滤器和永磁极化装置，永磁除铁过滤器前的进水管道与永磁极化装置后的出水管道之间并联有旁通管路，永磁极化装置包括立式腔体、拉杆和导流板；立式腔体的轴向间隔设有多层隔板，隔板的外周与立式腔体的内壁密封；每层隔板的上下两侧均固定设有永磁极化组件，永磁极化组件包括多层间隙设置的永磁环，隔板上设有与永磁环的环形腔连通的连通孔；拉杆从下至上依次穿过环形腔和连通孔；导流板分别连接在拉杆的底端、顶端和相邻两层隔板之间的拉杆上；导流板与立式腔体之间留有流通间隙。本发明能够去除铁的腐蚀产物及水垢，同时方便维修和反冲洗。
Description
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，特别是涉及一种基于永磁除铁和磁化的水处理系统。
背景技术
磁处理技术是一个非常有前景的技术，由于这种技术不会给水环境带来额外的污染，因而正被广泛应用于水处理中。一般认为水系统进行磁处理主要是加快了溶液内部的结晶作用，从而使盐类在受热面上的直接结晶和坚硬沉积大大减少，起到防垢的作用。研究表明，磁场的阻垢效果同磁场强度、溶液过饱和度、流速及溶液中各种离子等均有密切的关系。另外，还有一种说法认为磁处理改变了水本身的结构，从而改变了一些性状。在很多工业生产过程中，各种盐类在热工设备、管道等其他设备壁上沉积，导致其工作效率的剧烈下降、燃料的超量消耗和频繁的停机清洗。
水的磁化作用是盐类的结晶成分发生变化的根本原因。微粒子极性增强，凝聚力减弱，使水中原有的较长的缔合分子链被截断为较短的缔合分子链和带电离子的变形，破坏了离子间的静电吸引力，改变了结晶条件，形成分散的稳定小晶体。
目前一般的水处理中，永磁除铁与永磁磁化单一存在，使得水中的铁的腐蚀产物经常吸附在永磁极化装置中，使永磁极化装置不能充分发挥作用，造成磁化除垢阻垢效果差。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
本发明的目的是提供一种基于永磁除铁和磁化的水处理系统，采用永磁除铁与永磁磁化相结合，处理水中的铁的腐蚀产物并使水磁化，从而具有较好的除垢阻垢效果。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于永磁除铁和磁化的水处理系统，其包括永磁除铁过滤器和永磁极化装置，所述永磁除铁过滤器和永磁极化装置通过连通管道连接，所述连通管道上设有开关阀，所述永磁除铁过滤器的进口端连接有进水管道，所述永磁极化装置的出口端连接有出水管道，且所述进水管道与所述出水管道之间并联有旁通管路；
所述永磁除铁过滤器包括筒体和设于所述筒体内的永磁除铁组件；所述永磁极化装置包括立式腔体、拉杆和导流板；所述立式腔体的底部设有进水口，上部设有出水口；所述立式腔体的轴向间隔设有多层隔板，所述隔板的外周与所述立式腔体的内壁密封；每层所述隔板的上下两侧均固定设有永磁极化组件，所述永磁极化组件包括多层间隙设置的永磁环，所述隔板上设有与所述永磁环的环形腔连通的连通孔；所述拉杆从下至上依次穿过所述永磁环的环形腔和所述隔板的连通孔；所述导流板分别连接在所述拉杆的底端、顶端和相邻两层所述隔板之间的所述拉杆上；所述导流板与所述立式腔体的内壁之间留有流通间隙。
进一步地，所述导流板的下表面设有一圈挡板，所述挡板从上向下且从内向外朝向所述流通间隙倾斜，所述挡板的底面周向构造有一圈分流槽口。
进一步地，所述分流槽口均布在所述挡板的底面周向，所述分流槽口呈锯齿状，每个所述分流槽口的大小以及形状相同。
进一步地，每相邻层的永磁环之间形成极化尖峰磁场。
进一步地，所述旁通管路上设有手动阀以及与所述手动阀并联的自动阀，所述进水管道位于与所述旁通管路连接处的内侧设有进水电动阀，所述出水管道位于与所述旁通管路连接处的内侧设有出水电动阀。
进一步地，所述进水管道位于与所述旁通管路连接处的外侧设有压力变送器和温度变送器，所述进水管道与所述连通管道之间连接有压差检测回路，所述压差检测回路上设有压差变送器。
进一步地，还包括排污母管，所述进水管道连接有连接到所述排污母管的第一排污支管，所述第一排污支管上设有第一排污阀，所述立式腔体的底部连接有连接到所述排污母管的第二排污支管，所述第二排污支管上设有第二排污阀，所述筒体的顶部连接有连接到所述排污母管的排气管道，所述排气管道上设有排气阀和液位开关。
进一步地，所述永磁除铁组件包括多个套管、多个磁棒，固定板和提升组件，所述套管的上端由所述固定板固定，所述套管的下端由筒体的底板固定；所述提升组件包括提升板、轴承、丝杠和电机，所述磁棒固定在所述提升板的下方，所述电机与所述丝杠连接，所述轴承的内圈设有内螺纹，所述轴承与所述丝杠螺纹连接，所述提升板与所述轴承的外圈固定连接；所述磁棒的设置位置与所述套管的设置位置一一对应。
进一步地，所述永磁极化装置内还包括集水排水管，所述集水排水管水平设于位于所述拉杆上方的所述立式腔体内，所述出水口设于所述集水排水管的外端且与所述出水管道连接；所述进水口与所述连通管道连接。
进一步地，所述旁通管路连接至循环水系统。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明提供的一种基于永磁除铁和磁化的水处理系统，采用永磁除铁过滤器和永磁极化装置相连通，所述永磁除铁过滤器用于去除铁的腐蚀产物，除铁后的待处理水由连通管道进入永磁极化装置进行极化处理；所述永磁极化装置包括立式腔体、拉杆和导流板；所述立式腔体的底部设有进水口，上部设有出水口；所述立式腔体的轴向间隔设有多层隔板，所述隔板的外周与所述立式腔体的内壁密封；每层所述隔板的上下两侧均固定设有永磁极化组件，通过隔板将永磁极化组件分隔为多级磁化区域，所述永磁极化组件包括多层间隙设置的永磁环，所述隔板上设有与所述永磁环的环形腔连通的连通孔；所述拉杆从下至上依次穿过所述永磁环的环形腔和所述隔板的连通孔；所述导流板分别连接在所述拉杆的底端、顶端和相邻两层所述隔板之间的所述拉杆上；所述导流板与所述立式腔体的内壁之间留有流通间隙。经过除铁后的待处理水从立式腔体的进水口注入，并顺着流通间隙进入磁化区域不断与磁场交叉，进行一级极化，经过一级极化的待处理水从环形腔流经隔板的连通孔再次进入磁化区域不断与磁场交叉，进行二级极化，依次类推，待处理水不断反复的流经磁化区域，逐级被极化，极化后的水通过流通间隙上流，最终到达上部并不断从出水口流出，产生极化水，此过程能够提高水垢的溶解度，简单可靠地将水垢去除。采用本发明的装置能够方便快捷地将铁的腐蚀产物及水垢同时去除，处理效率高，对水体没有任何污染。
本发明设置旁通管路能够方便设备检修和反冲洗时，直接从该旁通管路进行出水。
附图说明
图1为本发明一种基于永磁除铁和磁化的水处理系统的连接关系原理图；
图2为本发明一种基于永磁除铁和磁化的水处理系统中永磁极化装置的剖视结构示意图；
图中：1：永磁除铁过滤器；2：永磁极化装置；3：旁通管路； 3-1：手动阀；3-2：自动阀；4：进水电动阀；5：第一排污阀；6：开关阀；7：第二排污阀；8：出水电动阀；9：排气阀；10：压力变送器；11：温度变送器；12：差压变送器；13：液位开关；14：排污母管；15：立式腔体；16：出水口；17：集水排水管；18：永磁极化组件；181：永磁环；19：隔板；191：连通孔；20：支座；21：导流板； 22：挡板；23：拉杆；24：环形腔；25：螺帽；26：进水口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等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，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，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，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，可以视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上。
如图1和2所示，为本发明实施例提供的一种基于永磁除铁和磁化的水处理系统，其主要包括永磁除铁过滤器1和永磁极化装置2，所述永磁除铁过滤器1和永磁极化装置2通过连通管道连接，经过永磁除铁过滤器1除铁后的水再流入永磁极化装置2进行极化处理，所述连通管道上设有开关阀6，以控制水的流量以及开闭，所述永磁除铁过滤器1的进口端连接有进水管道，待处理水从进口管道进入永磁除铁过滤器1中，所述永磁极化装置2的出口端连接有出水管道，经过除铁和极化(磁化)后的水从出水管道排出，且所述进水管道与所述出水管道之间并联有旁通管路3，所述旁通管路3连接至循环水系统，当系统的设备需要检修和反冲洗时，设备中的水直接从旁通管路 3流出到循环水系统中；
所述永磁除铁过滤器1包括筒体和设于所述筒体内的永磁除铁组件；所述永磁极化装置2包括立式腔体15、拉杆23和导流板21；所述立式腔体15的底部设有进水口26，上部设有出水口16；所述立式腔体15的轴向间隔设有多层隔板19，每层所述隔板19的上下两侧均固定设有永磁极化组件18，通过隔板19将永磁极化组件18分隔为多级磁化区域，本发明的实施例中，以设置两层隔板19为例，下层隔板19下侧的永磁极化组件18所在区域为一级磁化区域，两层隔板19之间的永磁极化组件18所在区域为二级磁化区域，上层隔板19上侧的永磁极化组件18所在区域为三级磁化区域，所述隔板 19的外周与所述立式腔体15的内壁密封，以确保隔板19的隔离作用，以防止未经磁化的水从隔板19与腔体内壁之间直接流出；所述永磁极化组件18包括多层间隙设置的永磁环181，该间隙足够小，以形成足够强的磁场，对经过该间隙的待处理水进行切割，所述隔板 19上设有与所述永磁环181的环形腔24连通的连通孔191；所述拉杆23从下至上依次穿过所述永磁环181的环形腔24和所述隔板19 的连通孔191；所述导流板21分别连接在所述拉杆23的底端、顶端和相邻两层所述隔板19之间的所述拉杆23上；具体地，位于拉杆 23底端的导流板21还位于拉杆23底端的永磁极化组件18的下方，位于拉杆23顶端的导流板21还位于拉杆23顶端的永磁极化组件18 的上方，位于相邻隔板19之间的导流板21还位于相邻的永磁极化组件18之间，所述导流板21与所述立式腔体15的内壁之间留有流通间隙，进一步地，所述导流板21的下表面设有一圈挡板22，所述挡板22从上向下且从内向外朝向所述流通间隙倾斜，所述挡板22的底面周向构造有一圈分流槽口。经过除铁后的待处理水不断地通过连通管道从进水口26注入，先通过带有分流槽口的挡板22，达到分流、均流且减压的目的，然后待处理水顺着导流板21与腔体内壁之间的流通间隙进入一级磁化区域不断与磁场交叉，进行一级极化，经过一级极化的待处理水从永磁环181的环形腔24流经隔板19的连通孔 191进入二级磁化区域不断与磁场交叉，且待处理水多次从环形腔24 向外和从外向环形腔24流动，进行二级极化，经过二级极化的待处理水进入三级磁化区域继续进行极化处理，通过不断反复的流经磁化区域，待处理水逐级被极化，极化后的水通过流通间隙上流，最终到达上部并不断从出水口16流出，产生极化水，并从出水管道排出，此过程能够提高水垢的溶解度，简单可靠地将水垢去除。采用本发明的水处理系统能够方便快捷地将铁的腐蚀产物及水垢同时去除，处理效率高，对水体没有任何污染。
本发明首先对水中的铁的腐蚀产物进行去除，提高了水的品质，防止腐蚀产物对锅炉的垢下腐蚀，另一方面，通过永磁极化装置2中的磁化区域对水进行循环往复的极化，改变水分子间的结构，起到很好的极化阻垢作用。
另外，由于水中的腐蚀产物先被永磁除铁过滤器1去除，防止了待处理水在进入永磁极化装置2时，大量的铁腐蚀产物吸附在永磁环 181之间的间隙中，造成极化效率降低，从而达不到更好的极化效果。该水处理系统，解决了锅炉用水中两大难题，一是铁的腐蚀产物对锅炉或各种加热器的垢下腐蚀，二是水中盐分对锅炉或各种加热器的结垢问题。因此，对于水系统有很大的实际应用价值。
其中，所述分流槽口均布在所述挡板22的底面周向，以保证良好的分流效果，所述分流槽口呈锯齿状，采用锯齿状设置简单，加工方便，通过锯齿之间的槽口可以将待处理水分流为多股，且通过锯齿之间的角度设计，能够调节分流量大小，每个所述分流槽口的大小以及形状相同，以确保待处理水经过时，具有良好的均流效果。
进一步地，每相邻层的永磁环181之间形成极化尖峰磁场，该极化尖峰磁场的形成需要通过控制相邻层的永磁环181之间的间隙达到特定值才能形成，形成极化尖峰磁场用于保证经过该磁场的待处理水能够被强磁场切割，进行极化处理。还需要说明的是，永磁极化组件 18采用的是高磁永磁体，其性质稳定，耐温强，且在运行过程中无耗材，从而大大地减少了该装置的运行成本。
进一步地，所述旁通管路3上设有手动阀以及与所述手动阀并联的自动阀，本发明的实施例中，设有串联的三个手动阀3-1，以及一个自动阀3-2，所述进水管道位于与所述旁通管路3连接处的内侧设有进水电动阀4，所述出水管道位于与所述旁通管路3连接处的内侧设有出水电动阀8，用于控制管道的流量大小以及开闭。
进一步地，所述进水管道位于与所述旁通管路3连接处的外侧设有压力变送器10和温度变送器11，用于检测进水管道的压力以及温度，所述进水管道与所述连通管道之间连接有压差检测回路，所述压差检测回路上设有压差变送器12，用于检测进水管道与连通管道之间的压差，以判断永磁除铁过滤器1是否有堵塞，是否需要反冲洗或维修。
进一步地，还包括排污母管14，所述进水管道连接有连接到所述排污母管14的第一排污支管，所述第一排污支管上设有第一排污阀5，用于将过滤后的铁的腐蚀物排出，所述立式腔体15的底部连接有连接到所述排污母管14的第二排污支管，所述第二排污支管上设有第二排污阀7，用于将极化后的水中杂质排出，所述筒体的顶部连接有连接到所述排污母管14的排气管道，所述排气管道上设有排气阀9和液位开关13，用于将液化后的排气排出，液位开关13用于监测液位，当达到需排放量时打开。
进一步地，具体地，所述永磁除铁组件可以包括多个套管、多个磁棒，固定板和提升组件，所述套管的上端由所述固定板固定，所述套管的下端由所述筒体底板固定所述；所述提升组件包括提升板、轴承、丝杠和电机，所述磁棒固定在所述提升板的下方，所述电机与所述丝杠连接，所述轴承的内圈设有内螺纹，所述轴承与所述丝杠螺纹连接，所述提升板与所述轴承的外圈固定连接；所述磁棒的设置位置与所述套管的设置位置一一对应，设备运行时，所述磁棒插入所述套管内，所述磁棒由永磁体制成，套管周围有磁性，磁性杂质被吸附到套管外壁，设备反洗时，电机带动丝杆转动，提升组件将磁棒提升，磁棒抽离套管，套管周围磁性消失，磁性物质从套管外壁上脱落，从而将铁等磁性杂质去除。
进一步地，所述永磁极化装置2内还包括集水排水管17，所述集水排水管17水平设于位于所述拉杆23上方的所述立式腔体15内，所述出水口16设于所述集水排水管17的外端且与所述出水管道连接；所述进水口26与所述连通管道连接。沿所述集水排水管17的轴向两侧水平设有两排进水支管，进水支管与集水排水管17呈一定角度设置，形成鱼骨状，每个所述进水支管上分布有多个进水孔，极化后的水从进水孔进入集水排水管17，然后从出水口16排出。
具体地，所述立式腔体15的内壁设有与所述隔板19一一对应的支座20，该支座20可以为设于立式腔体15的内壁的环形凸缘，所述隔板 19设于对应的所述支座20上，且与所述支座20之间设有密封垫，保证密封效果，隔板19优选由不锈钢材料制成。
具体地，本发明的实施例中，所述拉杆23上用于连接所述导流板21处设有外螺纹，当所述导流板21安装后，通过拧上设有内螺纹的螺帽25，当然，该内螺纹与外螺纹相匹配，以将所述导流板21固定在所述拉杆23上，方便装拆。
由以上实施例可以看出，本发明的水处理系统，采用永磁除铁过滤器1与永磁极化装置2相结合，能够使得待处理水进行极化之前先去除其中的铁磁性杂质，提高了水的品质，防止腐蚀产物对锅炉的垢下腐蚀，此外，通过永磁极化装置2中的磁化区域对水进行循环往复的极化，改变水分子间的结构，起到很好的极化阻垢作用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于永磁除铁和磁化的水处理系统，其特征在于，包括永磁除铁过滤器和永磁极化装置，所述永磁除铁过滤器和永磁极化装置通过连通管道连接，所述连通管道上设有开关阀，所述永磁除铁过滤器的进口端连接有进水管道，所述永磁极化装置的出口端连接有出水管道，且所述进水管道与所述出水管道之间并联有旁通管路；
所述永磁除铁过滤器包括筒体和设于所述筒体内的永磁除铁组件；所述永磁极化装置包括立式腔体、拉杆和导流板；所述立式腔体的底部设有进水口，上部设有出水口；所述立式腔体的轴向间隔设有多层隔板，所述隔板的外周与所述立式腔体的内壁密封；每层所述隔板的上下两侧均固定设有永磁极化组件，所述永磁极化组件包括多层间隙设置的永磁环，所述隔板上设有与所述永磁环的环形腔连通的连通孔；所述拉杆从下至上依次穿过所述永磁环的环形腔和所述隔板的连通孔；所述导流板分别连接在所述拉杆的底端、顶端和相邻两层所述隔板之间的所述拉杆上；所述导流板与所述立式腔体的内壁之间留有流通间隙。
2.根据权利要求1所述的基于永磁除铁和磁化的水处理系统，其特征在于，所述导流板的下表面设有一圈挡板，所述挡板从上向下且从内向外朝向所述流通间隙倾斜，所述挡板的底面周向构造有一圈分流槽口。
3.根据权利要求2所述的基于永磁除铁和磁化的水处理系统，其特征在于，所述分流槽口均布在所述挡板的底面周向，所述分流槽口呈锯齿状，每个所述分流槽口的大小以及形状相同。
4.根据权利要求1所述的基于永磁除铁和磁化的水处理系统，其特征在于，每相邻层的永磁环之间形成极化尖峰磁场。
5.根据权利要求1所述的基于永磁除铁和磁化的水处理系统，其特征在于，所述旁通管路上设有手动阀以及与所述手动阀并联的自动阀，所述进水管道位于与所述旁通管路连接处的内侧设有进水电动阀，所述出水管道位于与所述旁通管路连接处的内侧设有出水电动阀。
6.根据权利要求1所述的基于永磁除铁和磁化的水处理系统，其特征在于，所述进水管道位于与所述旁通管路连接处的外侧设有压力变送器和温度变送器，所述进水管道与所述连通管道之间连接有压差检测回路，所述压差检测回路上设有压差变送器。
7.根据权利要求1所述的基于永磁除铁和磁化的水处理系统，其特征在于，还包括排污母管，所述进水管道连接有连接到所述排污母管的第一排污支管，所述第一排污支管上设有第一排污阀，所述立式腔体的底部连接有连接到所述排污母管的第二排污支管，所述第二排污支管上设有第二排污阀，所述筒体的顶部连接有连接到所述排污母管的排气管道，所述排气管道上设有排气阀和液位开关。
8.根据权利要求1所述的基于永磁除铁和磁化的水处理系统，其特征在于，所述永磁除铁组件包括多个套管、多个磁棒，固定板和提升组件，所述套管的上端由所述固定板固定，所述套管的下端由筒体的底板固定；所述提升组件包括提升板、轴承、丝杠和电机，所述磁棒固定在所述提升板的下方，所述电机与所述丝杠连接，所述轴承的内圈设有内螺纹，所述轴承与所述丝杠螺纹连接，所述提升板与所述轴承的外圈固定连接；所述磁棒的设置位置与所述套管的设置位置一一对应。
9.根据权利要求1-8任一项所述的基于永磁除铁和磁化的水处理系统，其特征在于，所述永磁极化装置内还包括集水排水管，所述集水排水管水平设于位于所述拉杆上方的所述立式腔体内，所述出水口设于所述集水排水管的外端且与所述出水管道连接；所述进水口与所述连通管道连接。
10.根据权利要求9所述的基于永磁除铁和磁化的水处理系统，其特征在于，所述旁通管路连接至循环水系统。
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