CN111620448A - 一种水质改性系统 - Google Patents

Abstract

一种水质改性系统，属于水处理领域，包括信号发生器，导线，励磁线圈；所述的信号发生器安装在励磁线圈附近，通过导线与励磁线圈连接；所述的信号发生器能够发出脉冲电流，所述的脉冲电流是相位相反的两个波形；所述的导线安装在信号发生器和励磁线圈之间，由导体制成，能够将脉冲电流从信号发生器传输到励磁线圈；所述的励磁线圈为螺旋状，成对使用，具有能够改变水中金属离子的电荷状态，减少用水器具的结垢的特点。

Description

一种水质改性系统

技术领域

本发明属于防水垢领域，特别涉及利用电子脉冲改变水中金属离子性质的一种水质改性系统。

背景技术

水垢，是自然水中所含的金属离子，在应用中结团，形成沉淀物，是人们在生产生活中常常遇到的，能够影响许多用水设备和场景的一种物质，这里的水垢，是广义的水垢，也就是说泛指能够影响水利用的物质，有些是经过长时间使用会结垢，造成导热性能降低，例如锅炉；有些是在常温下工作，但是工作通道细小，结垢后堵塞通道，例如水喷头；有些采用药剂的，会与药剂结合形成其他物质，例如加入添加剂的除霾降尘系统；当形成水垢后，需要花费很大力气去除水垢，甚至有时候会造成应用设备的损坏；因此，怎样防止水垢的产生，就成了人们消除水垢的努力的方向；传统的防止水垢产生的方法大致有两种，一种是净化水质，水净化采用过滤法、离子交换以及反渗透，过滤法只能滤除杂质，不能完全滤除水中的可溶解性有机盐，管道仍然容易结垢；离子交换树脂需要人工添加化学材料，材料、人工成本较高，反渗透法能有效去除水中的可溶解性有机盐，但是设备价格高、体积大，不适合大面积推广；另一种就是好在用水中添加除垢剂，将用水容器内加入除垢剂，使得结垢部分松散，达到除垢的目的，这样会影响水质，不能够应用在生活用水，且成本高，效果不佳。

发明内容

针对现有的除垢方法中存在的上述问题，本发明提出一种水质改性系统，能够改变水中金属离子的电荷状态，从而使金属离子不能聚集产生盐类而沉淀形成水垢，而且不影响水的组分，不需要添加化学物质，能够适应各种用水场合，其具体的技术方案是，一种水质改性系统，其特征在于：包括信号发生器，导线，励磁线圈；所述的信号发生器安装在励磁线圈附近，通过导线与励磁线圈连接；所述的信号发生器能够发出脉冲电流，所述的脉冲电流是相位相反的两个波形；所述的导线安装在信号发生器和励磁线圈之间，由导体制成，能够将脉冲电流从信号发生器传输到励磁线圈；所述的励磁线圈为螺旋状，成对使用。

进一步的，所述的信号发生器包括外壳，电路板，显示屏，键盘，电源，输出接口；所述的外壳安装在电路板的外围，将电路板包裹在外壳内部；所述的电路板安装在外壳内，与外壳固定连接，并与显示屏和键盘以及输出接口和电源连接；所述的显示屏安装在外壳上，与外壳固定连接，其显示表面露出外壳外表面，通过电路与电路板连接；所述的键盘安装在外壳上，与外壳固定连接，通过电路与电路板连接；所述的电源安装在外壳内，与电路板连接；所述的电源为外接电源或者电池；所述的输出接口安装在外壳上，与外壳固定连接，并与电路板连接，同时有与外部导线连接的接口和数据传输接口。

更进一步的 ，所述的电路板包括印刷电路板及安装在印刷电路板上的控制电路，显示电路，键盘电路，数据传输电路，脉冲发生模式选择电路，固定频率脉冲发生电路，驱动电路，功率放大电路；所述的印刷电路板安装在外壳内，与外壳固定连接；所述的控制电路安装在印刷电路板上，为单片机（ARM控制器），通过电路分别与显示电路，键盘电路，数据传输电路，脉冲发生模式选择电路连接；所述的显示电路安装在印刷电路板上，与控制电路和显示屏连接；所述的键盘电路安装在印刷电路板上，与控制电路和键盘连接；所述的数据传输电路安装在印刷电路板上，与控制电路和数据传输接口连接；所述的脉冲发生模式选择电路安装在印刷电路板上，与控制电路和固定频率脉冲发生电路和驱动电路连接；所述的固定频率脉冲发生电路安装在印刷电路板上，与脉冲发生模式选择电路连接；所述的驱动电路安装在印刷电路板上，与脉冲发生模式选择电路连接；所述的功率放大电路安装在印刷电路板上，与驱动电路连接，还与输出接口连接。

更进一步的，所述的印刷电路板有一个以上，每个印刷电路板装载控制电路，显示电路，键盘电路，数据传输电路，脉冲发生模式选择电路，固定频率脉冲发生电路，驱动电路，功率放大电路中的一个或者多个电路；多个印刷电路板通过电路或者插接槽连接。

进一步的，所述的励磁线圈安装在非导磁材料制成的水管上。

有益效果

本发明的有益效果在于，能够利用水的导电特性对成垢离子进行电作用，从而改变水中金属离子的电荷状态，改变水垢的结晶过程和晶体结构，阻碍了水垢晶体在输水管道或容器内附着，减少用水容器和输水管道的结垢；同时该设备功耗低（≤10W），无需维护，使用成本低，安装施工方便，无需与水体接触，无污染。

附图说明

图1是本发明的外形结构示意图

1.信号发生器，2.显示屏，3.键盘，4.左导线，5.左励磁线圈，6.非导磁材料水管，7.右励磁线圈，8.右导线。

图2是本发明的电路板的各电路连接原理示意图

11. 键盘电路，12. 控制电路，13. 显示电路，14.数据传输电路，15.脉冲发生模式选择电路，16.固定频率脉冲发生电路，17.驱动电路，18.功率放大电路。

图3是本发明的电路原理示意图。

图4是键盘电路原理示意图。

图5是控制电路原理示意图。

图6是本发明输出波形及相位示意图。

图7是显示电路原理示意图。

图8是数据传输电路原理示意图。

具体实施方式

为了更好的说明本发明的技术方案，现结合实例进一步说明本发明的具体实施方式；如图1-图8，采用本行业通用的电子元件，选用1个整块印刷电路板，按照本行业通用的方法，将各个电路按照相应的电路图，选择相应的电子元器件，将其安装在印刷电路板上，将其接口与信号发生器1的外壳上的接口连接，分别是左导线4接口，右导线接8口，与远程控制系统的通讯接口；本例中选用一对励磁线圈为例，采用带状金属导线作为励磁线圈的缠绕线，经过反复试验证明，带状铜导线效果最佳；每个励磁线圈的圈数不小于6圈，分别作为左励磁线圈5和右励磁线圈7，根据需要信号发生器1能够安装多对励磁线圈；并采用励磁线圈的导线分别作为左导线4和右导线8，将左导线4和右导线8分别与左励磁线圈5和右励磁线圈7连接，并同时与信号发生器1内的电路板上的功率放大电路18的输出接口连接，将左励磁线圈5和右励磁线圈7成对环绕安装在非导磁材料制成的水管外壁周围，使用水系统的进水水流，经过非导磁材料水管6内流过，就完成了本发明的实施。

应用时，为提高产品的长期使用的稳定性，根据实际使用情况，应用电路中的显示屏会使用发光二极管代替，通过闪烁指示工作状态；为提高产品的长期使用的稳定性，根据实际使用情况，应用电路中的键盘会取消；脉冲电路中的输出通道成对出现，实际应用过程中一般使用两对（4根）以上的脉冲带。区别在于其中的一对输出的波形为连续的、占空比相同的、相位相反的波形；另一对是不连续的、占空比不同的、相位相反的波形；在日常用水过程中根据水质特性，水垢的形成必须经过晶核形成、晶体生长和晶体聚集等三个阶段；影响水垢形成过程的因素有：水的成分和成垢离子的浓度、压力和温度、溶液的酸碱度(pH值)等；当水中含有高浓度的碳酸根和钙、镁离子时，水就有了形成碳酸钙水垢的基本化学条件，只要环境条件发生变化，打破了原有水中溶解物质的平衡状态，就有可能形成水垢；本发明的工作原理就是通过外加线圈产生的交变磁场，促使水中产生更多的自由电子，从而增强了水分子的稳定性，水中的溶氧量增加，导电率下降；从而抑制水垢的形成； 该产品原理为：主机产生两组频率可调的信号，通过放大电路后输出，输出信号通过缠绕式电脉冲信号发生装置形成电磁场，电脉冲的输出装置以螺旋状的形式缠绕在供水系统的管壁外侧；通过主机输出的变换的电压和频率，从而使通电线圈产生变换的电磁场作用到水体，进而在水体中产生感应电流；设备主要由电源部分，脉冲发生部分，信号变换电路和放大电路以及脉冲输出带组成。设备通电以后，控制器产生两对信号，每对信号幅度、频率一致，相位相反，两对信号频率不一致，区别在于其中的一对输出的波形为连续的、占空比相同的、相位相反的波形；另一对是不连续的、占空比不同的、相位相反的波形；经变换放大后输出；在同一时刻，每一对上的两个脉冲带产生极性相反的电磁场，改电磁场作用在管道内的水体，改变流体电位；使水的表面张力、密度、溶解力和渗透力发生变化，使水中的钙、镁等金属离子的化合物的溶解性、结晶过程受到影响，由原来形成的致密坚硬的方解石晶体变成细小松软的针状文石晶体；同时水的渗透力增加，原本附着在管道上的水垢，由于在动态溶解平衡过程中的膨胀率与管道膨胀率不同，从而逐渐松软、脱落，设备可通过调整频率变换可适应不同水质和不同的水流量，从而达到抑制水垢的效果；当设备流速或者流量恒定的内循环水（如大型空调），其中一路信号可切换为定频信号（固定脉冲频率发生电路16）输出，有针对性的增强抑垢能力的优点。

Claims (5)

1.一种水质改性系统，其特征在于：包括信号发生器，导线，励磁线圈；所述的信号发生器安装在励磁线圈附近，通过导线与励磁线圈连接；所述的信号发生器能够发出脉冲电流，所述的脉冲电流是相位相反的两个波形；所述的导线安装在信号发生器和励磁线圈之间，由导体制成，能够将脉冲电流从信号发生器传输到励磁线圈；所述的励磁线圈为螺旋状，成对使用。

2.根据权利要求1所述的一种水质改性系统，其特征在于：所述的信号发生器包括外壳，电路板，显示屏，键盘，电源，输出接口；所述的外壳安装在电路板的外围，将电路板包裹在外壳内部；所述的电路板安装在外壳内，与外壳固定连接，并与显示屏和键盘以及输出接口和电源连接；所述的显示屏安装在外壳上，与外壳固定连接，其显示表面露出外壳外表面，通过电路与电路板连接；所述的键盘安装在外壳上，与外壳固定连接，通过电路与电路板连接；所述的电源安装在外壳内，与电路板连接；所述的电源为外接电源或者电池；所述的输出接口安装在外壳上，与外壳固定连接，并与电路板连接，同时有与外部导线连接的接口和数据传输接口。

3.根据权利要求2所述的一种水质改性系统，其特征在于：所述的电路板包括印刷电路板及安装在印刷电路板上的控制电路，显示电路，键盘电路，数据传输电路，脉冲发生模式选择电路，固定频率脉冲发生电路，驱动电路，功率放大电路；所述的印刷电路板安装在外壳内，与外壳固定连接；所述的控制电路安装在印刷电路板上，为单片机（ARM控制器），通过电路分别与显示电路，键盘电路，数据传输电路，脉冲发生模式选择电路连接；所述的显示电路安装在印刷电路板上，与控制电路和显示屏连接；所述的键盘电路安装在印刷电路板上，与控制电路和键盘连接；所述的数据传输电路安装在印刷电路板上，与控制电路和数据传输接口连接；所述的脉冲发生模式选择电路安装在印刷电路板上，与控制电路和固定频率脉冲发生电路和驱动电路连接；所述的固定频率脉冲发生电路安装在印刷电路板上，与脉冲发生模式选择电路连接；所述的驱动电路安装在印刷电路板上，与脉冲发生模式选择电路连接；所述的功率放大电路安装在印刷电路板上，与驱动电路连接，还与输出接口连接。

4.根据权利要求3所述的一种水质改性系统，其特征在于：所述的印刷电路板有一个以上，每个印刷电路板装载控制电路，显示电路，键盘电路，数据传输电路，脉冲发生模式选择电路，固定频率脉冲发生电路，驱动电路，功率放大电路中的一个或者多个电路；多个印刷电路板通过电路或者插接槽连接。

5.根据权利要求1所述的一种水质改性系统，其特征在于：所述的励磁线圈安装在非导磁材料制成的水管上。

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