CN201086075Y - 电磁超声防垢器 - Google Patents

Abstract

电磁超声防垢器，石油、化工等行业中，换热传热设备、金属管道内的除垢和防垢有多种方法，除了化学处理法之外，目前常用的方法有磁处理法、高频电磁场法、高压静电处理法。本实用新型组成包括：内管(1)，内管(1)与法兰盘(2)连接，内管(1)与分别前线圈(3)、后线圈(7)连接，内管(1)与增幅杆(5)连接，增幅杆(5)的外端与超声换能器(6)连接，增幅杆(5)的内端与增幅器(4)连接，增幅器(4)悬置在内管(1)中，超声换能器(6)与控制器(8)连接，前线圈(3)、后线圈(7)分别与控制器(8)连接，控制器(8)与超声波电源(9)连接。本实用新型属于采油工艺的石油管线及油井井管防污垢设备。

Description

电磁超声防垢器

技术领域：

本实用新型涉及一种电磁超声波防垢器。

背景技术：

石油、化工、冶金、热电、制糖、食品等行业中，换热传热设备、蒸发冷却设备及金属管道内的除垢和防垢有多种方法，除了化学处理法之外，目前常用的方法有磁处理法、高频电磁场法、高压静电处理法。

电磁防蜡器采用把直流电输送到螺线管中产生磁场，破坏石油中蜡分子沉积条件。尽管磁防蜡器对除蜡和防蜡结有一定作用，但作用距离短且对水垢和油垢的除防均无效果。如北京奥博园环保公司PV系列产品及安达福利机械厂的FL系列电磁防蜡器。

高压静电处理法是高压静电场施加于管道液体中，其除垢和防垢效果较为理想。但设备复杂(高压静电处理法设备通常由20KV高压直流发生器和处理器组成。处理器为一管状体，其中心装有铁线圈芯棒作为阳极，外绝缘。壳体为阴极。另还需外加牺牲阳极保护装置使设备更加复杂。)、安全性和可靠性差以及运行成本高。

换热传热设备、蒸发冷却设备及金属管道内的结垢问题，一直长期困扰着企业生产和效益。对此，不同的行业采取了不同的清垢方式。其方式主要有两类：在线连续清垢和离线停工清垢。在线连续清垢的传统方法有注入阻垢剂法、涂料法、永磁法、电磁法及高频法。其中阻垢剂需要连续注入，每次用量难以把握，清垢效果时好时坏；涂料法对涂料工艺要求高且价格昂贵，若达不到工艺要求，会造成涂料脱落，起不到防垢作用；而后三种方法因成本高或实施困难，因此不能有效地解决实际问题。离线停工清垢常常是在计划外停工、装置局部停工或各设备切换条件下进行，而传统采用的各种手段，如高压水喷射(机械清垢法)和化学清洗剂(化学清垢法)等，也只是治标不治本，不但给生产造成了影响，同时会增加计划外费用、磨损腐蚀设备、污染区域环境、损害工人健康等。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种除垢和防垢效果好、寿命长、无污染、维护简便和环保的电磁超声波防垢器。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

电磁超声防垢器，其组成包括：内管，所述的内管与法兰盘连接，所述的内管上的前线圈、后线圈分别与控制器连接，所述的内管通过增幅杆的外端与超声换能器连接，所述的增幅杆的内端与增幅器连接，所述的增幅器悬置在内管中，所述的超声换能器与控制器连接，所述的控制器与超声波电源连接。

所述的电磁超声防垢器，所述的采用单片机智能控制的混合脉宽控制电源控制、H桥输出方式、对电磁发生器和超声发生器进行数字PI闭环控制的超声波电源包括交直交主电路、驱动电路、单片机控制系统、低通滤波器。

所述的电磁超声防垢器，所述的增幅器的前段、后段分别缠绕一组做过浸漆处理的漆包线圈。

本实用新型的有益效果：

1本实用新型利用超强的交变磁场与超声波强声场处理流体，使流体中成垢物质在磁场与超声场作用下，其物理形态和化学性能发生一系列变化，使之分散、粉碎、松散、松脱而不易附着管壁形成积垢。其作用距离长而且作用持久。

2.本实用新型与现有的除垢技术相比具有除垢和防垢效果好、寿命长、无污染、维护简便和环保的特点。

3.本实用新型产生的超声波的辐射能对被处理液体介质直接产生大量的空穴和气泡，也就是把液体拉裂而形成无数极微小的局部空穴，产生一定范围的强大的压力峰，这一强压力峰能使成垢物质粉碎悬浮于液体介质中，并使已生成的垢层破碎使其易于脱落。根据理论和实践测算，用20KHz、50W/cm²的超声波对1cm³液体辐射时，其发生空化事件的气泡数为5×10⁴/s，局部增压峰值可达数百甚至上千大气压。

4.本实用新型超强的交变磁场的作用，液体主体介质中的磁电-电磁地转换过程改变了液体主体的物理化学性质，缩短了成垢物质的成核诱导期，刺激了微小晶核的生成。新生成的这些微小晶核，由于体积小、质量轻、比表面积大，悬浮于液体中，生成比壁面大得多的界面，有很强的争夺水中离子的能力，能抑制离子在壁面处的成核和长大，让既定结构的晶粒长大，因此减少了粘附于管壁上成垢离子的数量，从而也就减小了积垢的沉积速率。实验研究表明，当液体的过饱和系数一定时，在同一超强的交变磁场参数下，作用时间越长，则粒子胶体变得稳定，成垢物质的成核诱导期越短。

5.本实用新型与其他除垢机器的对比实验数据如下：

对石油管道中的垢核体以及抽油井井壁垢核体进行不同方法试验：试验条件为电恒磁处理法，用北京博澳园PV400-22电磁除蜡器，高频电磁场法，用Φ58不锈钢管缠绕Φ0.9×3漆包线1000T，电源为频率500HZ、电流7A(rms)。高压静电处理法，高压静电，电压为15KV

其结果如下：

序号	方法	试验样本	结果	说明
					1	电恒磁处理法	管道垢核	无作用
井井壁垢核	无作用
			2	高频电磁场法			管道垢核	有作用	有浊化现象
井井壁垢核	有作用	有浊化现象
					3	高压静电处理法	管道垢核	有作用	有轻微电离现象
井井壁垢核	有作用	有轻微电离现象
			4	电磁超声波防垢法			管道垢核	作用强	垢核变小，浊化
井井壁垢核	作用强	垢核变小，浊化

试验结果：采用电磁超声波防垢法的效果显著。

附图说明：

附图1是本实用新型电磁超声防垢器结构图。

附图2是附图1的A-A的剖视图。

附图3是本实用新型电磁超声防垢器超声部分框图。

附图4是本实用新型电磁超声防垢器电磁部分框图。

附图5是本实用新型电磁超声防垢器主回路原理图。

附图6是本实用新型电磁超声防垢器控制回路原理图。

附图7是本实用新型电磁超声防垢器测量回路原理图。

附图8是本实用新型的电路图。

具体实施方式：

实施例1：

电磁超声防垢器，其组成包括：内管1，所述的内管1与法兰盘2连接，所述的内管1与分别前线圈3、后线圈7连接，所述的内管1与增幅杆5连接，所述的增幅杆5的外端与超声换能器6连接，所述的增幅杆5的的内端与增幅器4连接，所述的增幅器4悬置在内管1中，所述的超声换能器6与控制器8连接，所述的前线圈3、后线圈7分别与控制器8连接，所述的控制器8与超声波电源9连接。

所述的电磁超声防垢器，所述的采用单片机智能控制的混合脉宽控制电源控制、H桥输出方式、对电磁发生器和超声发生器进行数字PI闭环控制的超声波电源9包括交直交主电路、驱动电路、单片机控制系统、低通滤波器、现实、保护环节。

所述的电磁超声防垢器，所述的增幅器的前段、后段分别缠绕一组做过浸漆处理的漆包线圈。

超声波电源采用了单片机智能控制的混合脉宽调制(Hybrid Pulse WidthModulation，HPWM)电源控制技术，功率输出级采用大功率MOSFET管H桥输出方式。采用单片机组成智能控制系统，分别对电磁发生器和超声发生器部分进行数字PI闭环控制，使电磁螺线管和超声换能器都工作在最佳理想状态，我们设计的电磁超声波防垢器的电源为大功率正弦逆变电源。

超声波部分：频率为10～25kHz，功率为4.5kW。电压在0～300V之间两路独立可调。电流在0～30A之间两路独立可调。

主回路中电磁部分：频率为200～800HZ之间可调，电压在0～300V之间可调。电流在0～30A之间可调。

Claims (3)

1.一种电磁超声防垢器，其组成包括：内管，其特征是：所述的内管与法兰盘连接，所述的内管上的前线圈、后线圈分别与控制器连接，所述的内管通过增幅杆的外端与超声换能器连接，所述的增幅杆的内端与增幅器连接，所述的增幅器悬置在内管中，所述的超声换能器与控制器连接，所述的控制器与超声波电源连接。

2.根据权利要求1所述的电磁超声防垢器，其特征是：所述的采用单片机智能控制的混合脉宽控制电源控制、H桥输出方式、对电磁发生器和超声发生器进行数字PI闭环控制的超声波电源包括交直交主电路、驱动电路、单片机控制系统、低通滤波器。

3.根据权利要求1或2所述的电磁超声防垢器，其特征是：所述的增幅器的前段、后段分别缠绕一组做过浸漆处理的漆包线圈。

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