CN1823011A - 水处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水处理装置，具有一金属的罩壳(1)，在其内部设置至少一个金属的消耗阳极(4)，所述消耗阳极与罩壳(1)导电连接，其中，在罩壳(1)内，沿流动方向在一消耗阳极(4)之前至少设置一个在水流中产生涡流的金属涡流体(9、9a、9b、9c、9d)，特别是，以便通过起涡流的水流对一消耗阳极(4)进行净化。

Description

水处理装置

本发明涉及一种水处理装置，它包括一个金属的罩壳，在其内设置至少一个金属的消耗阳极，消耗阳极与罩壳导电连接。

在现有的技术中例如由US 3,974,071已知用于水管网络的此类型的水处理装置。该文献公开了一种带有一金属罩壳的水处理装置，在金属罩壳内插入一沿着流动路径螺旋形盘绕的消耗阳极，其中通过螺旋形状保证了水和阳极表面之间的内部接触。

此类水处理装置的作用是基于一种电镀原理，即，通过两种具有不同化合价的不同金属之间导通的连接，其中的一种金属作为消耗阳极就会向水中释放出其金属离子。结果表明，例如通过在一水管网络的管道内侧上建立一层防腐保护层，其中安装有一个此类型的水处理装置，那么这样的金属离子释放就可以产生积极的作用。

同样需要注意的是，金属离子释放也会导致水内物质成分如引起锅炉水垢的物质等的聚结，从而使得相对于未经处理的水来说产生更多和更大的颗粒状物质——据推测是由于金属离子的籽晶形成作用。特别地由于聚结而使得水内物质成分变大，会让它们更少地沉积在后接的管道网络中，这样，在一具有一个此类水处理装置的管道网络中，水管的有效内截面不受杂质沉积的影响。没有这种水处理装置的话，则可以看到这样的趋势，水网管道随着使用的时间例如由于钙质沉积而从外缘向内逐渐增厚。

由于此类水处理装置的基本作用是基于不受干扰的消耗阳极的金属离子释放，因此对于这种类型的水处理装置的最佳运行必须保证，在其工作使用期间内能保持均匀的离子释放作用。在通常的现有技术中已知的水处理装置中可以确定，消耗阳极随着时间的推移由于受到污染而失去其最佳的作用，这样在其使用期间内将会向水中释放越来越少的离子，从而减弱这些已知的水处理装置的积极作用。

本发明的目的在于进一步改进这类水处理装置，使得消耗阳极在长时间内保持最佳的离子释放活性。

按照本发明通过如下方式实现上述目的，即，在罩壳内，沿流动方向在一消耗阳极之前设置至少一在水流中产生涡流的金属的涡流(发生)体。

在很低的水流速度下就会在水管网络中在水管内部出现层流，其中，在水管壁附近区域内的水流速度非常低。在这些区域内设置的消耗阳极或者是自身设计成通道和管道形状的消耗阳极，在其表面上只会接触到非常缓慢的水流，这样会在表面上沉积污物，从而可能导致水处理装置的离子释放以及其积极作用的降低。

通过应用本发明的金属涡流体，其在流动方向上被设置在一消耗阳极之前，而使得消耗阳极的前方或者内部或者四周产生水涡流，这样就通过起涡流的水流实现对消耗阳极的净化，从而避免污物的沉积并长时间保持消耗阳极的有效性。按照本发明产生的水流的涡流还进一步有助于提高消耗阳极的离子释放，这样就进一步提高了此类水处理装置的积极作用。涡流体可靠地使得可能出现的层流变成涡流，或者是使涡流受到更大的扰动。

使用至少一个金属的涡流体还有这样的好处，即，相对于其他的材料，这种涡流体具有特别长的使用寿命，从而使得按照本发明的水处理装置仅仅通过一个或者多个消耗阳极的逐步耗用而达到使用寿命。

为了产生电镀作用，罩壳以及其内设置的至少一个消耗阳极可以采用不同的金属。例如对于罩壳可以使用炮铜，而对于消耗阳极可以使用例如锌。同样对于本领域技术人员来说，可以选用其他常用的金属组合。

对于金属的涡流体优选使用优质钢，因为这种材料由于其硬度和防腐能力具有特别长的使用寿命。还可以设置一其他附加的贵重金属层。此外，在一由优质刚制成的涡流体和水处理装置的其他金属之间可能出现的电镀作用要非常小，这样使得金属涡流体自身成为消耗阳极的倾向也非常小。

为了避免干扰消耗阳极和金属罩壳之间的电镀作用，以及此外减少金属涡流体自身的消耗倾向，优选规定，涡流体被绝缘，以免与消耗阳极直接电接触。

为此例如可以规定，在金属涡流体和消耗阳极相邻布置时，在它们之间布置一个绝缘元件。同样可以优选规定，涡流体和消耗阳极之间具有一定的间距，特别是通过这两个构件之间的一个间隔垫。这样就已经通过间隔实现了涡流体和消耗阳极之间的绝缘，其中要么间隔垫本身由一绝缘材料制成，要么如果间隔垫由金属制成，那就例如通过中间加入一个绝缘元件使得间隔垫相对于涡流体和/或消耗阳极绝缘地设置。

而且通过这种间隔布置，可以保证在涡流体之后产生特别强烈的水流的涡流，并有助于提高对消耗阳极的净化作用以及成倍地增加消耗阳极的离子释放。

作为对前述金属涡流体与一消耗阳极之间绝缘设计的补充，可以特别优选地规定，一金属涡流体不仅和消耗阳极、也和金属罩壳完全绝缘地设置在罩壳内部。这种设计可以通过相应的绝缘元件实现，一涡流体置入在该绝缘元件内部或者中间。

在一种进一步优选的设计中，在至少一个消耗阳极之前和之后都设置一涡流体。这样设计的结构优点在于，当在一水管网络中安装按照本发明的水处理装置时无需注意其安装方向，因为与安装方向无关，原则上在流动方向上在一消耗阳极之前总是布置有一个涡流体。此外按本发明在流动方向上在消耗阳极之后布置一涡流体还具有这样的优点，即，消耗阳极释放的金属离子可以特别良好地分布。在至少一个消耗阳极之前和之后都设置涡流体的设计中，还可以补充规定，各涡流体相对于流动方向的取向错位90度。

由于涡流体必然在流动方向上使得流动的水受到阻力，所以可以进一步规定，涡流体借助于一固定件在它位于金属罩壳内部的位置上固定就位。

为了利用一按照本发明的金属涡流体获得水流的良好涡流化，可以按一简单的结构设计，规定：这种涡流体由至少一个带有孔和/或通道用以透水的合适的构件特别是一多孔薄板构成。这里的薄板在本领域技术人员看来即指一种相对其厚度而言具有较大延展尺寸的构件。

例如可以至少设置一块这种多孔薄板，其薄板平面垂直于水流方向或者与水流方向成一个其它的定位角度。仅仅是水流通过这样一块多孔薄板的孔就可以在该多孔薄板之后形成足够的涡流。

优选可以规定，一涡流体包括数块相互之间不同定向的多孔薄板。为了避免各块多孔薄板之间相互移动，进而也为了避免在金属罩壳内形成噪声，可以规定，将一涡流体所包括的各个多孔薄板各自相互固定。这可以根据本领域技术人员所常用的措施实现，例如通过焊接、钎焊、粘结或者通过插接连接。同样可以规定，例如通过金属铸造方法来一体制造这种涡流体。

对于相互通过插接连接方式固定的情况，也可以规定使各多孔薄板上具有插头部件，此插头部件可以嵌入其他多孔薄板的相应插座部件中，其中，例如这种多孔薄板自身的孔可以成为插座部件。而且，一多孔薄板的一端面上的孔之间的残留的隔条可以作为插接部件。

在进一步的结构设计或者作为上述的结构的备选方案中，也可以规定，一涡流体包括一特别是打孔的、优选在流动方向上螺旋形盘绕的薄板或者类似的元件。这样可以在一消耗阳极之前、中间以及周围形成螺旋形旋转的水流，并产生相应期望的净化效果和更佳的离子释放。

同样可以规定，一涡流体由两块垂直于流动方向相互间隔一段距离设置的特别是打孔的薄板构成，至少一块另外的特别是打孔的薄板在它们之间延伸。所述垂直构成的优选打孔的薄板在这里可以具有一个基本对应于金属罩壳在该位置上的内截面的横截面。

通常情况下，金属罩壳和多孔薄板的横截面都为圆形。在两块前后依次设置的多孔薄板之间优选地但并非必需地延伸一块另外的特别是打孔的薄板，所述两块多孔薄板可以这样设置，使得各个薄板上设置的孔在流动方向上观察彼此错开地布置，这样，在流动方向上流动的水流通过前后依次设置的多孔薄板的孔时没有不受扰动的途径。

另一种形成涡流的扰动可以这样实现，即，至少有一块另外的特别是打孔的薄板设置在垂直的多孔薄板之间。这种在所述薄板之间设置的另外的单个多孔薄板可以例如在它的平面内与罩壳的轴向方向对齐。在垂直的薄板之间另设置两块多孔薄板的情况下，可以规定，这两块多孔薄板依观察方向而定为彼此靠拢或者相离地设置，关于这一点，如图所示，基本为相互成V形设置。也可以在所述垂直的薄板之间另设置更多数量的、优选是打孔的薄板。

对一涡流体的结构，也可以规定，此涡流体包括至少一块多孔薄板，其具有许多具有不同横截面形状和/或横截面尺寸的孔。因此可以在一多孔薄板上设计不同直径的圆孔，或者也可以是不同横截面形状的孔，甚至是在一多孔薄板上构成具有角形横截面或者扇形的横截面的孔。

对于一涡流体来说重要的是，它避免不受扰动的水流，并由此导致涡流的产生。由此，涡流体的具体设计结构原则上是不重要的并且不限于前述的和接下来将要说明的结构。

在下列附图中将进一步详细说明一按照本发明的水处理装置的不同

实施形式。其中：

图1一水处理装置，具有一单个的、垂直于流动方向的以及与消耗阳极隔开设置的多孔薄板；

图2一具有一具有一流动通道的涡流体的水处理装置；

图3一具有一涡流体的水处理装置，所述蜗轮发生体由两块垂直于流动方向设置的多孔薄板及另一块设置其中间的多孔薄板组成；

图4一具有在两块垂直于流动方向设置的多孔薄板之间呈V形设置的另两块多孔薄板的涡流体；

图5与图4中类似的结构，其中在两块竖立的多孔薄板之间设置的另两块多孔薄板彼此之间有较大的距离；

图6一具有两个消耗阳极和一个螺旋形盘绕的涡流体的水处理装置；

图7消耗阳极的典型结构；

图8一按照图3中结构的涡流体；

图9一按照图4中结构的涡流体。

图1中以透视图和剖视图示出了一按照本发明的、具有一例如由炮铜制成的金属罩壳1的水处理装置的结构。金属罩壳1在其两个端部位置上各有连接元件2，用于连接在一例如现有的水管网络中，其中在此所示的情况中的连接元件具有带有一用于旋接水管网络的外螺纹的凸肩。连接元件2分别通过一密封圈3与金属罩壳1水密地连接。

这种水处理装置可以具有除了所示的连接元件2之外任意其它的连接元件，例如带有内螺纹或者带有法兰或者其他类似的连接可能性的连接元件。同样可以的是，连接元件与罩壳连接成一体，或者罩壳自身具有相应的螺纹或法兰。所示的水处理装置可以具有任意的额定宽度，例如优选从DN08至DN250，这样就可以在任意的水管网络中使用。

除了在水管网络中使用之外，所述处理装置也可以应用在其他的流体中，在其中可达到如前所述的在水中那样的相似或者相同的作用。

在按照图1的水处理装置中，在目前的情况下，一金属的消耗阳极4大致居中地设置在罩壳1中，其中，该消耗阳极例如由金属锌制成，并优选和罩壳1有一内部的电接触。

该消耗阳极的一结构在图7中特别清楚地示出，其中这里可以看出，消耗阳极4具有一由锌实体材料制成的基本为圆柱形的形状，其中一消耗阳极的外径和金属罩壳1的内径这样相匹配，使得两者之间可以形成一内部的电接触。

为了避免消耗阳极和金属罩壳1之间的水渗透，从而保证消耗阳极4和罩壳1之间的干接触，可以如同这里所示的那样，优选设置成，圆柱形的消耗阳极主体在其外表面上具有两条隔开的环绕凹槽5，在其中分别可以放入一密封圈6。这样可以保证，至少在消耗阳极的两条凹槽5之间的区域7内可以与金属罩壳1形成干接触。

在图1以及图6中可以看出，锌实体材料制成的圆柱形的消耗阳极主体4被多条形成通道的孔8穿过，以便保证在金属壳体1内水流通过消耗阳极4。如同在图6的两个举例的消耗阳极4所示的那样，在消耗阳极4内可以实现不同数量以及不同直径的通道。消耗阳极的有效表面由垂直于水流方向的端面和特别是由消耗阳极4中的通道8的内壁构成。

原则上，本发明的作用与消耗阳极4的造型是完全不相关的。

图1进一步示出了，在流动方向上在消耗阳极的前面以及后面各设置一在金属罩壳1内的涡流体9，这是为了保证水流特别在消耗阳极之前、之中以及之后形成涡流，从而获得净化和特别是提高离子释放。

为了避免涡流体9和消耗阳极4之间产生直接的电接触，在两者之间设置一绝缘元件10，其在目前的情况下设计成环的形状，该环靠在消耗阳极的一突起端面的周围。

为了保持涡流体9与消耗阳极有一定的距离，涡流体设置一间隔垫11，其在目前的情况下以一突起凸缘的形式直接一体成型在涡流体9上，或者可以选择设计成放置在前面的环。

特别在按照本发明的水处理装置的端面的平面视图上可以看出，在涡流体中设置不同直径的孔。这里可以特别设置成，涡流发生部件的各个孔或者所有的孔相对于设置在消耗阳极4中的贯穿的通道8至少部分错开地设置，以防水流在罩壳的轴向上不受扰动地流过。

按照图1的结构中，涡流体9在位置上是固定的，这在当前是通过将其卡在消耗阳极4和连接元件2之间实现的。通过在消耗阳极两侧实现的卡锁，所有设置在罩壳1内部的元件都能保证一个固定的支承。

上述水处理装置的基本特性，比如尺寸和材料说明以及特性，也适用于下面的所有其它结构。

图2示出了按照本发明的具有和图6中结构基本相同的消耗阳极4的水处理装置的另一个可供选择的结构，这里金属罩壳1的连接区域是通过罩壳上设置的内螺纹12实现的。

同样在流动方向上，在消耗阳极4之前和之后设置由一绝缘环10隔离的涡流体9，但其在当前由一基本为圆柱形的元件构成，它同消耗阳极4一样具有通孔。在此，涡流体9的朝向消耗阳极4的端面具有一基本为楔形的凹陷，以便最终在涡流体9的端面和消耗阳极4之间形成一间距。

当前，涡流体9通过一在它和消耗阳极之间的卡紧环13固定在金属罩壳1之内。

如图2那样，图3示出了按照本发明的具有基本上相同的消耗阳极4的结构，其中，当前涡流体9由一垂直于流动方向设置的第一多孔薄板9a和一相隔一定距离的同样设置的第二多孔薄板9b构成，而另一块多孔薄板9c在它们之间延伸，多孔薄板9c在这里优选设置在罩壳的中轴线上。

在这个结构中，涡流体9通过一例如金属环形式的间隔垫14相对于消耗阳极4隔开，其中，在间隔垫14和消耗阳极4之间则又如前所述那样设置一绝缘环10。

在图3中可以看出，在流动方向上在消耗阳极4之前和之后设置两个涡流体9，它们的取向错位90度。

此外，特别在图3的透视图中可以看出，在两个垂直于流动方向设置的多孔薄板9a和9b上的孔数量和孔直径是不相同的。

特别地，也可以在图7中清楚地看出按照图3的涡流体的结构。这里正如右上图形所示，在所选用的不同数量和直径的孔的布置中都有孔的部分重叠现象，这样使得水在其流动方向上仅能流过很少的不受扰动的区域，这样就产生了很强的涡流效应。

图4显示了另一个按照本发明的基本上和图3一样的水处理装置的结构，具有一个金属罩壳1，在它的中间位置上也是设有一消耗阳极4，消耗阳极在其圆柱形表面上的槽内安装两个O形环6。消耗阳极同样具有如图7所示的典型的形状。在目前的情况下，水处理装置可以通过相应构造的法兰2与一水管网络相连接。如在图3中已经说明的那样，涡流体包括两块垂直于流动方向设置的多孔薄板9a和9b，其中在目前的情况下在该两块多孔薄板中间设置另两块彼此呈V形延伸的多孔薄板9c。在此，在内部的两块多孔薄板之间可以选择不同的角度，例如30度。

在图9中进一步举例示出了这种类型的涡流体，特别在图9右上的平面视图中可以看出，水在其流动途径上，通过在垂直的多孔薄板之间设置的另外的多孔薄板9c时也受到明显的扰动。在图9中也示出了，垂直于流动方向的多孔薄板上的孔有圆形横截面，其中在图4中也有其它的可选的横截面形状，例如为扇形的横截面。这里必须指出，对于多孔薄板中的孔而言，原则上可以考虑任意的形状。

也在这个结构中可以看出，单个孔的横截面不仅具有不同的造型，也有不同的大小。

如前所述，涡流体9通过一间隔垫14与消耗阳极4保持距离，并通过一绝缘环10进行绝缘。

如在基本上所有的结构形式可以看出的那样，垂直于流动方向设置的多孔薄板的形状基本上为圆形，并与罩壳的内径相匹配。这里从图4的消耗阳极的左侧正好可以看出，在流动方向上的第一块垂直多孔薄板9a固定在一法兰凸肩内，特别是在一后切口里面。

图5显示了另一基本上如图4所示那样略作改动的结构，但这里在两块垂直于流动方向设置的多孔薄板9a和9b之间设有两个在流动方向上靠拢延伸的多孔薄板9c，在其彼此靠近的两端处与罩壳1的中轴线相隔一段距离。特别在图5的透视剖视图和平面视图中可以清楚看到，在第一块垂直于流动方向的多孔薄板9a上可以实现薄板孔的不同的横截面形状和横截面面积。原则上这里可以选择任意的造型，其中可以这样设计这些孔，即，在彼此相邻的两个孔之间仅有细的稳定隔条。更简单地，也可以是一块仅有一个或者很少数几个大孔的多孔薄板，从而，这种多孔薄板基本上简化成一个环，并作为内部的多孔薄板的固定结构使用。

在图5中本发明的水处理装置的前端平面视图也清楚表示出，水在其流动中受到巨大的产生涡流的扰动，通过这样的方式获得积极的效果。

图6显示了一具有一金属罩壳的水处理装置，其中没有间距地直接依次设置两个消耗阳极4。与阳极数量无关，这里通过一设置在两块垂直的多孔薄板9a和9b之间的螺旋形盘绕的多孔薄板9c实现了两个涡流体的另一种形式。这里可以看出，在此多孔薄板之间有一插接连接。多孔薄板在其端侧至少有一个前伸的接片9d，它可以穿过一垂直多孔薄板中的一个例如切口形的空隙，然后被翻转以进行固定。

上述附图示出了多种结构，其中，有关涡流体和消耗阳极的造型和数量的特征可以任意改变和/或加以组合。

Claims (12)

1.水处理装置，具有一金属的罩壳(1)，在其内部设置至少一个金属的消耗阳极(4)，所述消耗阳极与罩壳(1)导电连接，其特征在于，在罩壳(1)内，沿流动方向在一消耗阳极(4)之前设置至少一个在水流中产生涡流的金属的涡流体(9、9a、9b、9c、9d)，特别是，以便通过起涡流的水流对一消耗阳极(4)进行净化。

2.按照权利要求1的装置，其特征在于，一涡流体(9、9a、9b、9c、9d)通过一绝缘元件(10)与一消耗阳极(4)分离，以防直接的电接触。

3.按照上述权利要求之一的装置，其特征在于，至少一个涡流体(9、9a、9b、9c、9d)设置在至少一个消耗阳极(4)之前和之后。

4.按照权利要求3的装置，其特征在于，在一消耗阳极(4)之前和之后的涡流体(9、9a、9b、9c、9d)是相同的，它们相对于流动方向的取向错位90度。

5.按照上述权利要求之一的装置，其特征在于，在一涡流体(9、9a、9b、9c、9d)和一消耗阳极(4)之间设置一间距，特别是借助于这两个构件之间的一间隔垫(14)。

6.按照上述权利要求之一的装置，其特征在于，一涡流体(9、9a、9b、9c、9d)借助于一固定件(13)在其位置上固定就位。

7.按照上述权利要求之一的装置，其特征在于，一涡流体(9、9a、9b、9c、9d)由至少一个具有通道和/或孔的透水的构件特别是一多孔薄板构成。

8.按照上述权利要求之一的装置，其特征在于，一涡流体(9、9a、9b、9c、9d)包括多个彼此不同定向的多孔薄板。

9.按照上述权利要求之一的装置，其特征在于，一涡流体(9、9a、9b、9c、9d)的各多孔薄板特别是通过插接连接(9d)相互固定。

10.按照上述权利要求之一的装置，其特征在于，一涡流体(9、9a、9b、9c、9d)具有一特别是打孔的、在流动方向上螺旋形盘绕的薄板(9c)。

11.按照上述权利要求之一的装置，其特征在于，一涡流体(9、9a、9b、9c、9d)由两个垂直于流动方向相隔一定距离设置的多孔薄板(9a、9b)构成，至少一个另外的特别是打孔的薄板(9c)在它们之间延伸。

12.按照上述权利要求之一的装置，其特征在于，一涡流体(9、9a、9b、9c、9d)包括至少一个多孔薄板，所述多孔薄板具有许多具有不同横截面形状和/或横截面尺寸的孔。

Images