CN1222488A

CN1222488A - 数字化电化学水处理方法

Info

Publication number: CN1222488A
Application number: CN 98122866
Authority: CN
Inventors: 王宝生; 王甫华; 王小明
Original assignee: 王宝生
Priority date: 1998-12-21
Filing date: 1998-12-21
Publication date: 1999-07-14
Also published as: WO2000037365A1; AU1545700A

Abstract

本发明公开了一种数字化电化学水处理方法,其特征在于:在饮、用水供水系统的一段进水管外绕制一段电感线圈,采用由PC机控制输出一定的波源频率和功率来提供电感线圈产生特定的电磁场,从而对流经该段有电磁场的水管内的水进行处理。使水体中含有的不同电解质按其强弱,先后产生各自的电极反应,而形成不同的氧化一还原产物,改变了原先平衡状态水体的pH值、CO₂和活性氧、OH^-等的含量,达到防、除锈、垢、菌、藻,快速清洁水源的目的。

Description

数字化电化学水处理方法

本发明涉及一种电化学水处理方法，尤其涉及一种由PC机控制的数字化电化学水处理方法。

随着人们生活水平的不断提高，对饮用水的要求亦越来越高。现有的改善水质的方法很多，主要有化学方法和物理方法处理两大类。化学方法处理简单易行，但易将化学物质残留水中，从而产生二次污染；所以人们现在基本上都倾向于采用物理的方法处理水质，尤其采用电子处理的方法。例如中国专利号ZL95221928.X公开的“自来水激活器”文件，采用电子电路来控制自来水管周围变频电磁场，虽然能明显改善水质、消除水垢、但功率小，仅对去除碳酸盐有效；中国专利号ZL95205229公开的电子防垢除垢磁化仪”，可防垢除垢、抑制藻类、细菌的产生，但要将其振荡线圈浸在水中，且不能去除铁锈垢。再例如美国专利“5074998”公开的电子除垢水处理器，采用700Hz～3KHz的音频感应电磁场处理水质，虽然比较简单，但除锈、杀菌、灭藻能力差。

本发明的目的就是为了克服现有物理处理水质的方法中所存的缺点，而提出的一种采用处理方法简单、易推广，且由PC机控制的电化学水处理方法。

实现本发明的技术方案是：一种数字化电化学水处理方法，其特征在于：在饮、用水供水系统的一段进水管外绕制一段电感线圈，采用由PC机控制输出一定的波源频率和功率来提供电感线圈产生特定的电磁场，从而对流经该段有电磁场的水管内的水进行处理。

一种实现本发明所述的水处理方法的装置，其特征在于：由波源发生器、PC机及电感线圈构成，所述波源发生器为一将60Hz～60KHz的频率调制在400KHz～1MHz频率上的交变复合脉冲感应电势，其由可变电压发生器、电压/频率转换器、高频振荡器、载波调制器和双路驱动电路构成，可变电压发生器的输出端与电压/频率转换器的输入端连接，从电压/频率转换器输出的频率以及高频振荡器输出的频率送到载波调制器进行混频调制，经载波调制器调制的信号送到双路驱动电路进行功率放大，其输出信号连接到PC机的输入端，经PC机数据比较处理后的输出信号连接到所控制的电感线圈两端，以控制电感线圈产生的磁场；所述电感线圈套设在供水设备的一段进水管外。

由于本发明采用了以上的方法，从电化学原理考虑，采用由PC机控制产生不同的感应电极电势，对水体中含有的不同电解质按其强弱，先后产生各自的电极反应，从而形成不同的氧化一还原产物，改变了原先平衡状态水体的PH值、CO₂和活性氧、OH^-等的含量，改变了微生物增殖(如使蛋白质发生凝聚)，改变易结晶物(如钙、镁的碳酸盐)的晶体结构形态，使之形成氧化保护膜。从而达到防、除锈、垢、菌、藻，快速清洁水源的目的。再，由于采用高频载波，其交变磁场衰变远远小于低频波，所以磁场的作用距离更长，即：用很小能源，就可使大量水的水质得到改善。

为了进一步说明本发明的优点、性能、特征，现结合以上实施例和附图对本发明作详细的阐述。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型波源发生器的电方框图；

图3是本实用新型波源发生器的电原理图；

图4是本实用新型波源发生器的输出信号波形图；

图5是本实用新型实施例之一示意图；

图6是本实用新型实施例之二示意图；

图7是本实用新型实施例之三示意图。

请参阅附图：

请见图1，本发明的装置由波源发生器2、PC机2、电感线圈3构成。在饮、用水供水系统的一段进水管外绕制一段电感线圈3，采用由PC机2控制波源发生器1输出一定的波源频率和功率来提供电感线圈产生特定的电磁场，从而对流经该段有电磁场的水管内的水进行处理。

波源发生器1为一将60Hz～60KHz的频率调制在400KHz～1MHz的载波频率上而产生的交变复合的频率发生器，其感应电势在0V～2V之间。波源发生器的方框图如图2所示，该发生器由可变电压发生器11、电压/频率转换器12、高频振荡器13、载波调制器14和双路驱动电路15构成。可变电压发生器的输出端与电压/频率转换器的输入端连接，从电压/频率转换器输出的频率以及高频振荡器输出的频率送到载波调制器进行混频调制，经载波调制器调制的信号送到双路驱动电路进行功率放大，其输出信号连接到PC机的输入端，经PC机数据比较处理后的输出信号连接到所控制的电感线圈两端，以控制电感线圈产生的磁场；所述电感线圈套设在供水设备的一段进水管外。

所述的波源发生器的电路图如图3所示，其可变电压发生器由集成电路IC1和运算集成电路IC2构成，可周期性地产生锯齿波、正弦波或其他函数波，IC1是555时基电路，IC2的型号可以是LM324。电源/频率转换器由集成电路IC3构成，可产生随输入电压变化而变化的脉冲，脉冲频率的变化范围为400Hz～60KHz，IC3的型号可以是W4573。高频振荡器和载波调制器由集成电路IC4、IC5构成，其中：R15、C3与IC4组成高频振荡器，产生高频振荡信号(振荡频率在内400KHz～1Mhz之间选一频率)，振荡信号为载波信号，IC4的型号可以是CD059；IC5是一个分频器，其型号可以是CD4013。载波调制器是将载波信号对电压/频率转换器送出的脉冲进行高频调制，成为复合波，并将信号分离成正、反两路。双路驱动电路由两对功率推挽三极管BG1、BG2、BG3、BG4构成，该电路对复合波进行功率放大。可变电压发生器的输出端与电压/频率转换器的输入端连接，从电压/频率转换器输出的频率以及高频振荡器输出的频率送到载波调制器进行混频调制，其原理是：从IC4的4脚输出到的脉冲输入端3脚，产生分频；分频信号从IC5的1、2脚输出，输出的信号送到IC4的输入端8、13脚，与IC4芯片内的电路进行混频调制，产生复合波，该复合波输出到两对功率推挽三极管BG1、BG2、BG3、BG4进行功率放大再输出。

图4是波源发生器的输出波形图，图中：“T”代表可变频率脉冲，其频率变化范围为400Hz～60KHz，并作周期变化。变化的形式可以是锯齿形、正弦形或其他函数形。“t”代表载波，一般频率在500KHz左右。

本发明使用时无需与水源有任何接触，只要将电感线圈绕组用水设备的进水管外，接通电路即可。当电感线圈绕在金属水管上时，构成一个电感，从PC机输出的交变电流流经该电感时，电感会产生交变磁场，此时当水流经该段水管时，切割磁力线，在水中会产生不同的电动势，这些不同的电动势会使水中的物质产生电化学反应。这些电化学反应清除了水管中水垢、锈蚀等物质，并阻止了可生成这些物质的反应链，因而洁净了水质，使用户的水质达到了一次水源的标准。尤其，波源发生器的输出信号中还包含有超声波成分，这些超声波可起到杀菌、加速凝聚的作用，同时可对水管内壁氧化保护膜的形成和电极电位的变化也起到缓蚀的作用。若用非金属水管，那么电感线圈就是空芯电感线圈，其作用效果与金属水管一样。

图5是本发明的实施例之一示意图，该实施例是居民住宅楼顶水箱水处理示意图。使用时可将本发明的电感线圈直接绕在底楼水表出口的管道外。图中1是波源发生器，2是PC机，3是电感线圈，5是水箱，51是进水管，52是出水管。

波源发生器1为将60Hz～60KHz的频率调制在400KHz～1MHz的载波频率上而产生的交变复合的频率发生器，其感应电势在0V～2V之间。

PC机2中预先贮入各种不同种类和含不同电解质量的水质进行处理所需的电感感应能量的采样数据，使用时再与具体的水质情况进行比较和有关数据处理，从而控制对该水质处理所需的最合理的电磁感应能量。电感线圈3可绕制在所有供水设备的进水管外。由于通过PC机调节波源的输出功率，因此水处理作用的距离可达1000米左右，一般情况下，只要水流经电感线圈的管道时均可产生作用。

波源发生器2可根据使用的水质情况分为可调的和不可调的两种。若水质情况比较单一，例如只为改善自来水质，可采用固定频率和功率的波源发生器，此时，为节省成本，波源发生器的输出可直接连接电感线圈，无需通过PC机控制，如图6所示，图中的6是居民住宅楼水箱，61是进水管，62是出水管。如果水质情况比较复杂，则要改置频率可调的波源发生器，并通过PC机经过数据处理后输出一定频率、功率到电感线圈3，从而产生一定的磁场对套在线圈内的管道中流经的水进行处理。经在居民住宅楼屋顶水箱使用，经24小时处理后，由业主对各自单元的用水设备末端阀门进行排污处理(即关闭小水表前阀门，开启用水阀门，反复数次后即可排除铁锈物等污垢，使屋顶水箱、家用热水器、净水器、便池水箱、浴池、面盆等用水设备不再结垢，达到防、除锈垢、生物垢，杀菌、灭藻清洁水源的效果。

对宾馆大楼、工矿企业等具有冷、热供水，循环水系统，则对每一独立系统，需分别安装本装置。附图7是本发明实施例之三的示意图，该实施例是由PC机同时控制的将中央空调系统，热水器系统、工业循环用水系统的水进行处理的示意图。图中：7是中央空调系统，71是风机盘管，72膨胀缸，73是冷水机组，74是冷却塔、冷水进水管75和补给水进水管76；8是热水器系统，81是热水器、给水进水管82和回水管83；9是工业循环水系统，91是热交换器，92是冷却塔、热管93和冷却水回管94。多个电感线圈3绕制在冷水进水管75和补给水进水管76的靠近进入冷水机组73的一段上；热水器系统的给水进水管82和回水管83的段上以及工业循环水系统的进入热交换器9的热管93管段上和进入冷却塔的冷却水回管94的管段上也同样设有电感线圈3。本发明采用PC机数字控制电化学水处理技术，依据含有不同种类和含量电解质的水，进行处理所需的电能量转换而得的机械波到超声波波源采样，直接通过PC的IN输入端存贮取样结果数字文件，再从OUT端作为输出，使欲处理的水体产生相对应的电极电势，同时由PC机控制水处理所需的自动排污和化学除藻装置。排水系统的排污处理方法依据居民楼的处理法。热水系统(含热水炉、热交换器、热水柜等)排污处理方法需在十天至一个月期间进行。必要时需停炉开启设备，去除被软化的污垢。冷却循环水系统(开放式系统)需配置自动化学除藻装置。闭路循环水系统一般在十天内，对最低处末端排污口和系统各排污口进行3～5次排污处理，直至排出清水即可，以后只要水清，就不必进行排污处理。

在通常用水情况下，24小时内可快速破坏被污染水体的胶体体系、改变易结晶物的晶体结构形态、改变微生物增殖诸条件(PH的提高、OH^-、O₂、CO₂铁离子的变化等)，使用水设备与水接触面形成氧化保护膜，借助氧化一还原反应所产生的以氢氧化物为主的共凝沉淀物，通过在用水末端排污处理方式，消除由于锈、垢、菌、藻等不良因素造成的“二次污染”，达到快速清洁水源的目的。

本发明的方法和装置可适用于各种材质的用水管网系统(如镀锌铁、铸铁、钢、铜及各种塑料管材)，除可对各种自然水和市政供水工业有水等处理，亦可处理部分物料液(如奶粉业、制糖业、酿酒业等)。且性能可靠，安装方便，可长时间连续使用，完全无需维护保养。

Claims

1．一种数字化电化学水处理方法，其特征在于：在饮、用水供水系统的一段进水管外绕制一段电感线圈，采用由PC机控制输出一定的波源频率和功率来提供电感线圈产生特定的电磁场，从而对流经该段有电磁场的水管内的水进行处理。

2．一种实现权利要求1所述的水处理方法的装置，其特征在于：由波源发生器、PC机及电感线圈构成，所述波源发生器为一将60Hz～60KHz的频率调制在400KHz～1MHz频率上的交变复合脉冲感应电势，其由可变电压发生器、电压/频率转换器、高频振荡器、载波调制器和双路驱动电路构成，可变电压发生器的输出端与电压/频率转换器的输入端连接，从电压/频率转换器输出的频率以及高频振荡器输出的频率送到载波调制器进行混频调制，经载波调制器调制的信号送到双路驱动电路进行功率放大，其输出信号连接到PC机的输入端，经PC机数据比较处理后的输出信号连接到所控制的电感线圈两端，以控制电感线圈产生的磁场；所述电感线圈套设在供水设备的一段进水管外。

3．根据权利要求2所述的一种电磁场水处理装置，其特征在于：所述的波源发生器的可变电压发生器由555时基集成电路IC1和运算集成电路IC2构成；电源/频率转换器由集成电路IC3构成；高频振荡器、载波调制器由集成电路IC4、IC5构成；双路驱动电路由两对功率推挽三极管BG1、BG2、BG3、BG4构成。

4．根据权利要求2所述的一种数字化电磁场水处理装置，其特征在于：所述的波源发生器的输出频率和功率是可调的，也可为恒定的。

5．根据权利要求1或2所述的一种数字化电磁场水处理装置，其特征在于：所述的波源发生器的输出频率和功率为恒定时，其输出可直接连接电感线圈。