CN204369663U - 一种离子微聚式物理防垢除垢系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种离子微聚式防垢除垢系统，所述系统包括设置在管道上的信号输出机构、通过信号线与所述信号输出机构相连的信号主机以及给所述信号主机供电的电源线路，所述信号主机通过信号输出机构以电信号组合的方式向管道内的流体输送并施加离子微聚力，其中，所述的离子微聚力由信号主机交替产生的组合波和第一正弦波形成。本实用新型能够有效地防止钙镁盐类结晶析出，也可高效地去除已形成的钙镁碳酸盐。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种物理防垢除垢的系统，特别是涉及一种离子微聚式物理防垢除垢系统。
背景技术
由于水中钙镁盐类结晶析出造成的结垢问题，广泛存在于工业生产活动当中，为避免由于结垢问题而造成损失，目前采用的办法主要是化学方式和传统物理方式。
化学方式主要以离子置换法和酸洗法为主，这两种方法均存在污染环境、腐蚀设备、浪费水及操作复杂的问题。
而传统物理方式主要有磁化式、静电场式及绕线式，在实际工作时都存在一定的缺陷，不能到达理想的效果，例如：磁化式其作用对象主要是水，目的是增加水的溶解度，从而抑制结垢的发生，当水质硬度很大，或者过水管很粗，水流速太大或太低，均会产生不好的影响。静电场式和绕线其本质和磁化式基本相同，所以也都存在着同样的缺陷。
实用新型内容
本实用新型的目的是提出一种能够以纯物理方式从根本上防止结垢同时又能逐渐清除老垢的离子微聚式防垢除垢系统。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种离子微聚式防垢除垢系统，所述系统包括设置在管道上的信号输出机构、通过信号线与所述信号输出机构相连的信号主机以及给所述信号主机供电的电源线路，所述信号主机通过信号输出机构以电信号组合的方式向管道内的流体输送并施加离子微聚力，其中，所述的离子微聚力由信号主机交替产生的组合波和第一正弦波形成。
优选地，所述组合波由方波与第二正弦波叠加形成。
优选地，所述组合波的频率为200kHz～1000kHz，振幅最高位为20V。
优选地，所述第一正弦波的频率为100kHz～300kHz，振幅最高位为70V。
优选地，所述第一正弦波为振幅逐步衰减的正弦波。
优选地，所述组合波的作用时间为5～10us，所述第一正弦波的作用时间为20～180us。
优选地，所述信号输出机构通过电极向管道内直接输出或者通过电磁能量耦合器向管道内间接耦合输出。
基于上述技术方案，本实用新型的优点是：
本实用新型通过将离子微聚力施加在水中的成垢离子——钙镁离子上，并利用钙镁离子的导电性进行离子微聚力的传播，能够有效地防止钙镁盐类结晶析出，也可高效地去除已形成的钙镁碳酸盐。同时本实用新型施加的离子微聚力作用在钙镁离子上保持的时间较长，有效作用距离远。另一方面，离子微聚力作用在钙镁碳酸盐上，可打破离子晶体间长的离子键，使得钙镁碳酸盐以微小颗粒的方式脱落于水中，避免了对水系统造成二次堵塞的问题。
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为钙镁离子作用示意图；
图2为钙镁碳酸盐离子晶体作用示意图；
图3为电极直接施加离子微聚力系统示意图；
图4为电磁能量耦合器间接施加离子微聚力系统示意图；
图5为组合波和第一正弦波示意图；
图6为组合波和最长施加时间的第一正弦波力示意图；
其中，1～电磁能量耦合器；2～电极；3～信号主机；4～电源线路；5～组合波；6～第一正弦波；7～信号线；8～涉水设备；A～随机运动状态；B～逐步聚合；C～施加离子微聚力；D～暂态稳定聚集；E～钙镁离子；F～离子晶体结构；G～离子键断裂；H～离子晶体脱落。
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。
本实用新型提供了一种离子微聚式防垢除垢系统及方法，如图3、图4所示，所述系统包括设置在管道上的信号输出机构、通过信号线7与所述信号输出机构相连的信号主机3以及给所述信号主机3供电的电源线路4。所述信号主机3通过信号输出机构以电信号组合的方式向管道内的流体输送并施加离子微聚力。
参见图1，在自然的状态下，水中的钙镁离子是处于随机运动状态A，当外界条件发生改变时，如温度升高将加剧钙镁离子的随机运动速度，随之钙镁离子与碳酸根等阴离子碰撞结合的概率将加大，并逐步聚合B，形成钙镁盐类的几率加大，宏观上的表现即为我们能肉眼观测到的结垢。
通过对水中的钙镁离子按一定规律施加离子微聚力C，钙镁离子能在离子微聚力的作用下产生相应规律的运动，如果已有钙镁盐类离子晶体存在，钙镁离子能把离子微聚力传递到钙镁盐类离子晶体的离子键上。所述离子微聚力形式为电信号组合，持续的施加在水中的钙镁离子上，钙镁离子在离子微聚力的作用下达到暂态稳定聚集D状态，从而不去与碳酸根等阴离子化合成钙镁盐类，达到防垢的目的。
参见图2，所述离子微聚力还能够作用于钙镁碳酸盐离子晶体结构F间的长键上，从而逐步打破长键，使离子键断裂G，最终使离子晶体脱落H，达到除垢的目的。
进一步，如图5所示，所述的离子微聚力由信号主机2交替产生 的组合波5和第一正弦波6形成。所述信号主机3主要由以单片机为主的数字电路和以开关管为主的模拟功率电路组成，由数字电路控制周期，模拟功率电路控制振幅及输出。
所述组合波5由方波与第二正弦波叠加形成，频率为200kHz～1000kHz，振幅最高位为20V；所述第一正弦波6的频率为100kHz～300kHz，振幅最高位为70V，优选地，如图6所示，所述第一正弦波6为振幅逐步衰减的正弦波。
具体地，首先施加高频率低振幅的组合波5，作用时间5～10us，以干扰钙镁离子，使钙镁离子暂时失去电性，进而减小钙镁离子之间的同性排斥力。然后施加所述第一正弦波6，所述第一正弦波6的外力2的作用时间最短为20us，最长为180us。优选地，所述第一正弦波6的每个间隔都以组合波5为开始，所述第一正弦波6的作用时间在大于等于20us与小于等于180us区间内任意取值。
整个交替的组合波5和第一正弦波6即形成所述离子微聚力，在该离子微聚力的作用下，随机运动的钙镁离子，将逐步的聚合起来，最终达到暂时的稳定聚合状态。当聚合数量达到200个以上时，钙镁离子聚合团将与水发生水合作用，相当于钙镁离子团外面被水分子包裹，也就是相当于将钙镁离子团与碳酸根等阴离子进行了隔离，这样就无法形成钙镁盐类物质，即达到了防垢的目的。并且，当撤掉离子微聚力后微聚状态任可保持30分钟以上，持续防垢效果也较佳。
另一方面，对于已经形成的钙镁碳酸盐，由于都是从水中逐渐析出沉积形成的轻质钙镁碳酸盐(也叫沉淀钙镁碳酸盐)属于离子晶体，相对于重质碳酸钙(如石灰石)其晶格粒子之间排列比较松散，离子键键长较大、结合力较弱。而所述离子微聚力能逐步破坏长的离子键，从而使老垢(钙镁碳酸盐)逐步变软并以小颗粒的形式逐步脱落在在水中，其颗粒直径为50～120um，从而达到除垢的目的。当然除垢针对于由水中逐渐结晶析出的轻质碳酸钙效果更佳。
同时由于水或其他流体的导电性，主要取决于钙镁离子的含量，即钙镁离子具备导电性，所以离子微聚力以电信号组合的方式施加， 简单有效，有利于降低成本。所述信号输出机构通过电极2向管道内直接输出或者通过电磁能量耦合器1向管道内间接耦合输出。
参见图4，当所述信号输出机构通过电极2向管道内直接输出时，所述系统由信号主机3产生交替的组合波5和第一正弦波6，并通过所述信号线7，将所述组合波5和第一正弦波6传递给电极2，由电极2将交替的组合波5和第一正弦波6所形成的离子微聚力施加到水中的钙镁离子上。所述电极2也可设置在管道上涉水设备8之间，以单独对所述涉水设备8防垢或除垢。
参见图3，当所述信号输出机构通过电磁能量耦合器1向管道内间接耦合输出时，所述系统由信号主机3产生交替的组合波5和第一正弦波6，并通过所述信号线7，将所述组合波5和第一正弦波6传递给电磁能量耦合器1，并由所述电磁能量耦合器1将所述交替的组合波5和第一正弦波6转换为电磁信号。一旦有水流经所述电磁能量耦合器1所形成的闭合圈内时，所述电磁信号将被施加到水中的钙镁离子上。所述电磁能量耦合器1也可设置在管道上涉水设备8的进水口端，以单独对所述涉水设备8防垢或除垢。
本实用新型的系统可通过如下步骤进行防垢除垢：
A、利用信号主机1交替产生组合波5与第一正弦波6，所述组合波5的频率为200kHz～1000kHz，振幅最高位为20V；所述第一正弦波6的频率为100kHz～300kHz，振幅最高位为70V；
B、将作用时间为5～10us的所述组合波5和作用时间为20～180us的第一正弦波6所形成离子微聚力输出并施加到管道内的流体中。
进一步，在步骤B中，所述组合波5和第一正弦波6通过电极2向管道内直接输出或者通过电磁能量耦合器1向管道内间接耦合输出。
参见图4，当所述信号输出机构通过电极2向管道内直接输出时，所述系统由信号主机3产生交替的组合波5和第一正弦波6，并通过所述信号线7，将所述组合波5和第一正弦波6传递给电极2，由电极2将交替的组合波5和第一正弦波6所形成的离子微聚力施加到水中 的钙镁离子上。所述电极2也可设置在管道上涉水设备8之间，以单独对所述涉水设备8防垢或除垢。
参见图3，当所述信号输出机构通过电磁能量耦合器1向管道内间接耦合输出时，所述系统由信号主机3产生交替的组合波5和第一正弦波6，并通过所述信号线7，将所述组合波5和第一正弦波6传递给电磁能量耦合器1，并由所述电磁能量耦合器1将所述交替的组合波5和第一正弦波6转换为电磁信号。一旦有水流经所述电磁能量耦合器1所形成的闭合圈内时，所述电磁信号将被施加到水中的钙镁离子上。所述电磁能量耦合器1也可设置在管道上涉水设备8的进水口端，以单独对所述涉水设备8防垢或除垢。
通过将离子微聚力施加在水中的成垢离子——钙镁离子上，并利用钙镁离子的导电性进行离子微聚力的传播，能够有效地防止钙镁盐类结晶析出，也可高效地去除已形成的钙镁碳酸盐。同时本实用新型施加的离子微聚力作用在钙镁离子上保持的时间较长，有效作用距离远。另一方面，离子微聚力作用在钙镁碳酸盐上，可打破离子晶体间长的离子键，使得钙镁碳酸盐以微小颗粒的方式脱落于水中，避免了对水系统造成二次堵塞的问题。
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 (7)
1.一种离子微聚式防垢除垢系统，其特征在于：所述系统包括设置在管道上的信号输出机构、通过信号线(7)与所述信号输出机构相连的信号主机(3)以及给所述信号主机(3)供电的电源线路(4)，所述信号主机(3)通过信号输出机构以电信号组合的方式向管道内的流体输送并施加离子微聚力，其中，所述的离子微聚力由信号主机(3)交替产生的组合波(5)和第一正弦波(6)形成。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述组合波(5)由方波与第二正弦波叠加形成。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于：所述组合波(5)的频率为200kHz～1000kHz，振幅最高位为20V。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述第一正弦波(6)的频率为100kHz～300kHz，振幅最高位为70V。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：所述第一正弦波(6)为振幅逐步衰减的正弦波。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述组合波(5)的作用时间为5～10us，所述第一正弦波(6)的作用时间为20～180us。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述信号输出机构通过电极(2)向管道内直接输出或者通过电磁能量耦合器(1)向管道内间接耦合输出。
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| CN201420858140.8U CN204369663U (zh) | 2014-12-30 | 2014-12-30 | 一种离子微聚式物理防垢除垢系统 |
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| 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 |
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