CN202849548U - 一种抑制金属管道腐蚀或结垢的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种抑制金属管道腐蚀或结垢的装置，所述装置包括信号及能量发生器和至少部分安装在所述金属管道外围的能量耦合机构，所述信号及能量发生器与能量耦合机构之间通过传输线或传输信号相连，且所述信号及能量发生器发送的信号经由所述能量耦合机构向金属管道内的流体发送电磁波。本实用新型通过信号及能量发生器经由能量耦合机构向金属管道内的流体施加一定振幅和频率的交变电磁信号，能够有效地抑制热网输水、石油输送等地下金属管道内的腐蚀或结垢现象。本实用新型还具有结构简单、成本较低、效果明显，适于大规模的工业化运用和普及。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种抑制金属腐蚀及结垢的装置，特别是涉及一种抑制金属管道腐蚀或结垢的装置。
背景技术
众所周知，金属材料会与其周围的环境发生化学、电化学和物理等作用而产生的变质和破坏。金属的锈蚀是其中最常见的腐蚀形态。腐蚀的过程中，在金属的界面上发生了化学或电化学的多相反应，使金属转入氧化（离子）状态。这会显著降低金属材料的强度、塑性、韧性等力学性能，破坏金属构件的几何形状，增加转动件间的磨损，恶化电学和光学等物理性能，缩短设备的使用寿命。
金属的腐蚀原理有很多种，其中电化学的腐蚀是最为广泛的一种。当金属被放置在水溶液中或潮湿的大气中，金属表面会形成一种微电池，也称腐蚀电池（其电极习惯上称为阴极、阳极）。阳极上发生氧化反应，使阳极产生溶解，阴极上发生还原反应，一般只起传递电子的作用。腐蚀电池的形成原因主要是由于金属表面吸附了空气中的水分，形成一层水膜，因而使空气中CO2、SO2、NO2等溶解在这层水膜中，形成电解质溶液，而浸泡在这层溶液中的金属又总是不纯的，如工业用的钢铁，实际上是合金，即除铁之外，还含有石墨、渗碳体（Fe3C）以及其它金属和杂质等，它们大多数没有铁活泼。这样形成的腐蚀电池的阳极为铁，而阴极为杂质，又由于铁与杂质之间相互紧密接触，使得腐蚀会不断进行。
而由于金属发生的电化学反应，使其带上负电，从而很容易吸附溶液中的正离子，会造成进一步的结垢。
现有技术中的金属防腐蚀保护方式主要有涂层保护、牺牲阳极保 护以及外加直流电保护等。这几种办法在具体实施上均存在费用高、持续时间短、不易操作等弊端。
实用新型内容
本实用新型的目的是提出一种结构简单、成本低廉、效果明显的抑制金属管道腐蚀或结垢的装置，该装置能够有效地抑制热网输水、石油输送等领域金属管道的腐蚀或结垢现象。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种抑制金属管道腐蚀或结垢的装置，所述装置包括信号及能量发生器和至少部分安装在所述金属管道外围的能量耦合机构，所述信号及能量发生器与能量耦合机构之间通过传输线或传输信号相连，且所述信号及能量发生器发送的信号经由所述能量耦合机构向金属管道内的流体发送电磁波。
优选地，在抑制金属管道腐蚀时，所述信号及能量发生器向能量耦合机构发送频率为100kHz～1mHz、振幅为30V~100V的交变正弦波。
更优选地，所述交变正弦波的频率调整梯度为1kHz。
优选地，在抑制金属管道结垢时，所述信号及能量发生器向能量耦合机构发送频率为120kHz~200kHz、振幅为30V~100V的阻尼交变正弦波。
更优选地，所述阻尼交变正弦波的振幅从30V~100V衰减至零
优选地，所述能量耦合机构由磁传导材料制成。
进一步，所述能量耦合机构由锰锌系铁氧体制成。
优选地，所述能量耦合机构上缠有线圈并固定在支架。
基于上述技术方案，本实用新型的优点是：
本实用新型通过信号及能量发生器经由能量耦合机构向金属管道内的流体施加一定振幅和频率的交变电磁信号，能够有效地抑制热网输水、石油输送等地下金属管道内的腐蚀或结垢现象。本实用新型还具有结构简单、成本较低、效果明显，适于大规模的工业化运用和普及。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
参见图1，其中示出本实用新型一种抑制金属管道腐蚀或结垢的装置的优选实施例，本实用新型所述的装置包括信号及能量发生器1和至少部分安装在所述金属管道外围的能量耦合机构5，该能量耦合机构5优选由磁传导材料制成，更具体地，在本实施例中，该能量耦合机构5由锰锌系铁氧体制成；所述信号及能量发生器1与能量耦合机构5之间通过传输线2或传输信号相连，在本实施例中，信号及能量发生器1与能量耦合机构5之间通过传输线2相连接，当然，对于本领域技术人员而言，在需要的场合下，信号及能量发生器1与能量耦合机构5之间可以通过电信号等方式进行无线连接和传输；进一步，所述能量耦合机构5上缠有线圈并固定在支架3。并且本实用新型所述信号及能量发生器1发送的信号经由所述能量耦合机构5向金属管道4内的流体发送电磁波或交变电磁信号。
在抑制金属管道腐蚀时，所述信号及能量发生器1向能量耦合机构5发送频率为100kHz～1mHz、振幅为30V~100V的交变正弦波；在从管道末端发射回来的波和交变正弦波叠加产生感应波。在实际操作中，所述交变正弦波的频率调整梯度为1kHz。
在抑制金属管道结垢时，所述信号及能量发生器1向能量耦合机构5发送频率为120kHz~200kHz、振幅为30V~100V的阻尼交变正弦波。在实际操作中，所述阻尼交变正弦波的振幅从30V~100V衰减至 零。
本实用新型可以抑制金属的腐蚀或结垢，特别是用于抑制金属管道内的腐蚀和/或结垢，本实用新型的基本原理为：通过信号及能量发生器1和能量耦合机构5对金属管道施加高频电磁信号，该信号频率或振幅可调。在该电磁信号的作用下，金属发生了钝化效应，从而破坏了其与电解质溶液发生的电化学反应；使金属不再离子化，同时也使其不再具备负电位，并进一步减弱其对其他正离子的吸附力，从达到了抑制腐蚀及结垢的目的。
进一步，在抑制金属腐蚀时，主要对信号及能量发生器1发出的交变电磁信号（电磁波）的频率进行调整，此种结构主要用于抑制热网输水、石油输送等地下金属管道的腐蚀。在抑制金属结垢时，主要对电磁信号的振幅进行阻尼调整，此种结构主要对存在热交换的环节或设备进行结垢抑制。
需要说明的是，能量耦合机构5至少部分安装在所述金属管道的外围，在本实用新型中，所述的“外围”是指能量耦合机构5以一定的几何形状（例如三角形、矩形、多边形或其他现有的形状结构形式）设置在金属管道的管道壁外侧，金属管道壁的内侧通过一定的流体，例如水或石油等物质。
具体地，本实用新型的工作过程和技术效果为：
（1）、本实用新型交变正弦波的频率调整范围为100kHz~1mHz，当频率为100kHz是交变正弦波覆盖的范围为3000米；当频率为1mHz交变正弦波覆盖的范围为30米，即本实用新型对于抑制腐蚀的技术效果为：能处理的管道长度范围为30~3000米。
在实际测试中，采用了1mHz的频率，使用的管道为50米，在经过三个月的通水实验后发现，在本实用新型的安装点范围30米内的管道中没有发现腐蚀现象，而在30米范围之外的管道中发现了大量的腐蚀点，由此说明本实用新型简单的结构却产生了意想不到的技术效果。
（2）、为验证本实用新型抑制结垢的技术效果，采用阻尼交变 正弦波，其频率固定在160kHz，振幅最高设为50V，在已经结垢有3mm左右的旧锅炉上使用，实验周期为3个月，每隔一个月打开一次。在第一月打开时，发现结垢层已剩下2mm左右，并且结构层表面比较软；在第二月打开时，发现结垢层已剩下1mm左右，在第三月打开时，发现结垢层已经消失，可见金属色，并且清除下来的污垢状态非常细微，颗粒直径仅为0.2mm左右。
进一步，将频率固定在120kHz，振幅最高设为50V，在已经结垢有3mm左右的板式换热器上使用，实验周期为3个月，每隔一个月打开一次。在第一月打开时，发现结垢层已剩下1.5mm左右，并且结构层表面比较软；在第二月打开时，发现结垢层已经消失；在第三月打开时，依然没有结垢，可见金属色，并且清除下来的污垢状态较160kHz时颗粒要大，颗粒直径在0.5mm左右。
所以，频率越高，效率越低，但解析力大；频率越低，效率越高，但解析力小。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。
Claims (8)
1.一种抑制金属管道腐蚀或结垢的装置，其特征在于：所述装置包括信号及能量发生器（1）和至少部分安装在所述金属管道外围的能量耦合机构（5），所述信号及能量发生器（1）与能量耦合机构（5）之间通过传输线（2）或传输信号相连，且所述信号及能量发生器（1）发送的信号经由所述能量耦合机构（5）向金属管道（4）内的流体发送电磁波。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：在抑制金属管道腐蚀时，所述信号及能量发生器（1）向能量耦合机构（5）发送频率为100kHz~1mHz、振幅为30V~100V的交变正弦波。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述交变正弦波的频率调整梯度为1kHz。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：在抑制金属管道结垢时，所述信号及能量发生器（1）向能量耦合机构（5）发送频率为120kHz~200kHz、振幅为30V~100V的阻尼交变正弦波。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述阻尼交变正弦波的振幅从30V~100V衰减至零
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述能量耦合机构（5）由磁传导材料制成。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：所述能量耦合机构（5）由锰锌系铁氧体制成。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述能量耦合机构（5）上缠有线圈并固定在支架（3）上。
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| CN 201220381163 CN202849548U (zh) | 2012-08-02 | 2012-08-02 | 一种抑制金属管道腐蚀或结垢的装置 |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104482800A (zh) * | 2014-12-30 | 2015-04-01 | 贺剑 | 一种抑制集中供热系统结垢的装置 |
| CN104525547A (zh) * | 2014-12-30 | 2015-04-22 | 贺剑 | 一种离子微聚式防垢除垢系统及方法 |
| CN104988514A (zh) * | 2015-07-21 | 2015-10-21 | 波思环球（北京）科技有限公司 | 一种金属管道表面抗腐蚀的装置 |
| CN105692924A (zh) * | 2016-04-20 | 2016-06-22 | 秦皇岛索古科技开发有限公司 | 一种水处理器 |
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2012
- 2012-08-02 CN CN 201220381163 patent/CN202849548U/zh not_active Expired - Lifetime
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 102206 CHANGPING, BEIJING TO: 100070 FENGTAI, BEIJING |
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