CN1686849A - 一种脉冲电磁水处理方法及其专用装置 - Google Patents
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Abstract
一种脉冲电磁水处理方法及其专用装置，其解决了现有装置存在无效能量损耗、水处理效果较低、不易维护的技术问题，其利用脉冲发生器产生脉冲，通过电容耦合回路输出该脉冲到换能器，对水进行极化处理，通过电容耦合回路对非接触电感线圈充放电，激励非接触电感线圈产生同步自感电动势并引起自感脉冲电磁阻尼振荡，使流经非接触电感线圈的水得到脉冲电磁振荡的处理。本发明中装置设有脉冲发生器和换能器，脉冲发生器通过连接附件与换能器相连接，换能器由直通输水管路和绕在其上的电感线圈组成，换能器外设有外屏蔽保护壳体。本发明可广泛用于各种热交换水系统、油田集输水系统和其它需要防垢、除垢和杀菌灭藻的水系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种水处理方法及其专用装置，具体说是一种脉冲电磁水处理方法及其专用装置。
背景技术
众所周知，天然水及生产生活用水并非纯水，其中含有各种不同程度肉眼看不见的离子，它们以游离状态存在于水中，诸如Ca2+、Mg2+正离子、CO3 2-、SO4 2-负离子等。水中的正负离子随时可能相互碰撞结合成矿物分子，如果矿物分子吸附沉积在固体界面便产生水垢，水垢的产生给工业生产和社会生活带来许多危害，不仅造成能源、材料及人力的浪费，而且导致输水系统逐渐堵塞，影响或中断正常生产过程，甚至会酿成诸如热交换设备爆炸等恶性事故。为了保障生产安全，在生产流程中必需提供有效的防垢和除垢措施。目前，在各种生产设备的水处理系统中，除使用传统水处理方法之外，还逐渐推广应用了更为方便节能的电子水处理方法。其中发明专利申请公开说明书(公开号：CN1211542A)公开了一种脉冲射电水处理方法及装置，其采用脉冲射电发生器产生一定频率的高强度电磁脉冲并通过射电极化换能器发射到水介质中，使作用于水介质的瞬间电磁强度比高频电磁水处理方法提高10-20倍。但是，该装置由于是将电磁脉冲通过射电极化换能器发射到水介质中，因此，存在电磁能量传递环节的无效损耗，影响了脉冲电磁振荡的输出利用率，降低了水处理的效果。此外，插入式发射电极还必须定期清洗，存在不易维护的弊端。
发明内容
本发明为了克服现有装置存在无效能量损耗、水处理效果较低、不易维护的技术问题，提供一种可以有效提高能量利用效率、改进水处理效果、易于维护的脉冲电磁水处理方法及其专用装置。
本发明中的脉冲电磁水处理方法，其利用脉冲发生器产生频率为65K-120K赫兹的脉冲，通过电容耦合回路输出该脉冲到换能器，对水进行极化处理，所述的脉冲发生器产生的脉冲的电压值为310伏或620伏，通过电容耦合回路对非接触电感线圈充放电，激励非接触电感线圈产生同步自感电动势并引起自感脉冲电磁阻尼振荡，使流经非接触电感线圈的水得到脉冲电磁振荡的处理。
本发明中的脉冲电磁水处理方法中的专用装置，该装置设有脉冲发生器和换能器，脉冲发生器通过连接附件与换能器相连接，所述的换能器由直通输水管路和绕在其上的电感线圈组成，换能器外设有外屏蔽保护壳体。
本发明中，脉冲电磁水处理方法中的专用装置中优选的方案是直通输水管路所用的材料是非磁性不锈钢管材，电感线圈的电缆为耐高温多股单芯塑胶电线，外屏蔽保护壳体所用的材料为铁磁材料。
本发明中，脉冲电磁水处理方法中的专用装置中进一步优选的方案是电感线圈的外屏蔽保护壳体为铁磁材料卷帘。
本发明由于将现有技术中脉冲电磁发射输出方案改革为脉冲电磁自感输出方案，改变了换能器的结构，用非接触式自感线圈取代插入式发射电极，使电磁振荡从耦合输出方式转变为感应输出方式，避免了电磁能量传递环节的无效损耗，提高了脉冲电磁振荡的输出利用率。此外，还免除了插入式发射电极必须定期清洗维护的弊端，使辅机结构形成了免维护装置。本发明优选的实施例可以制成主辅机一体化结构，使产品规格系列标准化；也可采取现场分体安装方式，在原有系统的输水管路上现场绕制电感线圈，这种现场分体安装方式更能灵活地适应不同现场条件；主辅机均采取隔爆密封措施，为油田爆炸性环境的安全运行创造了条件。该装置具有安装简便、自动运行、节约能源、水处理效果稳定可靠和不污染水质环境等诸多优点。
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
附图说明；
图1为脉冲电磁水处理装置电气连接原理图；
图2为脉冲发生器电气连接原理图；
图3为脉冲输出波形、脉冲电磁振荡波形和高频电磁振荡波形曲线比较图；
图4为现场分体式安装实施例电气连接原理图。
图1中，1、电路板；2、散热壳体；3、工频交流电引入电缆；4、脉冲输出端子；5、直通输水管路；6、电感线圈；7、外屏蔽保护壳体；8、密封法兰；9、连接附件。
图2中，11、电源防干扰滤波电路；12、电源桥式整流或二倍压整流电路；13、电源功率因数校正电路；14、降压滤波电路；15、脉冲信号发生器；16、场效应电子功率开关；17、工作闪光指示灯；18、输出端子；19、铝合金壳体。
图4中，5、直通输水管路；6、电感线圈；7、外屏蔽保护壳体。
具体实施方式：
实施例1
本发明利用脉冲发生器产生频率为65K、电压为310伏的脉冲，输出该脉冲到换能器，对水进行极化处理，所述的脉冲发生器产生的脉冲，通过电容耦合回路对非接触电感线圈充放电，激励非接触电感线圈产生同步自感电动势并引起自感脉冲电磁阻尼振荡，使流经非接触电感线圈的水得到脉冲电磁振荡的处理。
实施例2
脉冲发生器产生的脉冲频率为90K、电压为310伏，其它同实施例1相同。
实施例3
脉冲发生器产生的脉冲频率为120K、电压为310伏，其它同实施例1相同。
实施例4
脉冲发生器产生的脉冲频率为65K、电压为620伏，其它同实施例1相同。
实施例5
脉冲发生器产生的脉冲频率为90K、电压为620伏，其它同实施例1相同。
实施例6
脉冲发生器产生的脉冲频率为120K、电压为620伏，其它同实施例1相同。
实施例7
如图1所示，本发明中的脉冲电磁水处理方法中的专用装置，该装置设有主机脉冲发生器和辅机换能器。主机脉冲发生器设有电子元器件制成的电路板1、封装电路板的隔爆型散热壳体2、工频交流电引入电缆3和脉冲输出端子4等部件。辅机换能器设有直通输水管路5、绕在输水管路5上的电感线圈6、电感线圈的外屏蔽保护壳体7和输水管路进出口密封法兰8等部件。主机脉冲发生器的隔爆型密封壳体2由连接附件9固定在外屏蔽保护壳体7上，脉冲输出端子4与辅机换能器中电感线圈6构成密封性电气连接，使主辅机装配成一体化结构。
附图2所示为主机脉冲发生器的电原理。电路结构由依次呈电气连接的电源防干扰滤波电路11、电源桥式整流或二倍压整流电路12、电源功率因数校正电路13、降压滤波电路14、脉冲信号发生器15、场效应电子功率开关16、工作闪光指示灯17和输出端子18等部件构成。以上的总装电路板安装在隔爆型密封压铸铝合金壳体19中，工作闪光指示灯17安装于铝合金壳体19的外表面。
附图3所示为脉冲输出波形、脉冲电磁振荡波形与高频电磁振荡波形曲线的比较。曲线1为高压脉冲发生器的输出波形，脉冲输出的方波电压值Vp等于工频桥式整流电压值(约310V)或二倍压整流电压值(约620V)，脉冲输出的方波设计频率为60～120kHz。曲线2为电感线圈脉冲自感电磁阻尼振荡的输出波形，可以看出：它是与输入高压脉冲前后沿同步的自由衰减式电磁振荡波形，振荡幅度从初始最大电压值2Vp呈指数曲线迅速衰减至0V，振荡频率取决于电感线圈的自感系数。曲线3为高频振荡输出波形，它是一种连续正弦波，具有能量平均输出的特性。显而易见，高压脉冲电磁振荡与高频电磁振荡相比较，具有能够瞬间输出高能电磁的优势，本发明正是利用脉冲电磁技术优势，才设计出高性能电子水处理装置。
附图4所示为另一种分体式现场安装的电气连接原理。水处理装置的辅机换能器在现场制作安装，在已有设备管路5上按照设计参数绕制电感线圈6，并在电感线圈6的外表面使用铁磁材料卷帘制成外屏蔽保护层7，主机脉冲发生器固定于外屏蔽保护层7上，主辅机之间呈电气连接并做好绝缘密封处理。由于分体式现场安装不改变原有水系统的管路结构，不中断正常生产过程，也不需要电气焊等加工设备，更灵活地适应于各种不同类型的现场条件，这是本发明“非接触电磁感应输出”的又一技术优势。本发明中的高电压脉冲的频率和电压值根据实际情况会有一定程度浮动，该浮动为该领域一般技术人员常识，均不超出本发明的保护范围。本发明可广泛用于各种热交换水系统、油田集输水系统和其它需要防垢、除垢和杀菌灭藻的水系统，技术经济效益显著。
Claims (4)
1、一种脉冲电磁水处理方法，其利用脉冲发生器产生频率为65K-120K赫兹的脉冲，通过电容耦合回路输出该脉冲到换能器，对水进行极化处理，其特征是所述的脉冲发生器产生的脉冲的电压值为310伏或620伏，通过电容耦合回路对非接触电感线圈充放电，激励非接触电感线圈产生同步自感电动势并引起自感脉冲电磁阻尼振荡，使流经非接触电感线圈的水得到脉冲电磁振荡的处理。
2、一种实现权利要求1所述的脉冲电磁水处理方法中的专用装置，该装置设有脉冲发生器和换能器，脉冲发生器通过连接附件与换能器相连接，其特征是所述的换能器由直通输水管路和绕在其上的电感线圈组成，换能器外设有外屏蔽保护壳体。
3、根据权利要求2所述的脉冲电磁水处理方法中的专用装置，其特征在于直通输水管路所用的材料是非磁性不锈钢管材，电感线圈的电缆为耐高温多股单芯塑胶电线，外屏蔽保护壳体所用的材料为铁磁材料。
4、根据权利要求3所述的脉冲电磁水处理方法中的专用装置，其特征在于电感线圈的外屏蔽保护壳体为铁磁材料卷帘。
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