CN210825566U - 一种基于稀土永磁体的流体抗垢装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于稀土永磁体的流体抗垢装置，包括壳体，壳体内设有若干互相平行的抗垢组件，抗垢组件包括能供流体流通的管体，管体的外部套设有磁场屏蔽套，在管体与磁场屏蔽套之间设有稀土永磁体，且，磁场屏蔽套的两端设有与管体相连的封闭件，管体、磁场屏蔽套和封闭件之间形成用于封闭稀土永磁体的封闭腔室。本实用新型利用稀土永磁体产生的磁场对以一定流速流经管体的流体进行磁化处理，从而使受到磁场磁化作用后的流体所流经的管道或设备具有防垢、除垢的抗垢功能，不仅结构简单、使用方便、占地面积小，尤其是能适用于大流量的流体抗垢。

Description

一种基于稀土永磁体的流体抗垢装置

技术领域

本实用新型是涉及一种基于稀土永磁体的流体抗垢装置，属于流体抗垢技术领域。

背景技术

结垢广泛存在于自然界、日常生活和各种工业生产过程，特别是各种传热换热过程中。据调查，90％以上的管道及换热设备存在着不同程度的结垢问题。管道和换热设备结垢是一个极其复杂的能量、质量和动量传递的物理化学过程，是20世纪传热学界十分关注而又没能解决的主要问题之一。研究表明，管道和换热设备结垢主要原因在于流经管道和换热设备的流体易出现结垢现象。

流体，是与固体相对应的一种形状不固定的、具有流动性的物体形态。常见的流体主要有水流体、油流体等。工业上的水流体包括自然水体和非自然水体，非自然水体主要是指除自然水体以外的工业循环水及化工水溶液及工业废水等。自然水体是指自然界中自然存在的水体，由于水是一种良好的溶剂，因此，自然界的水体中不存在纯水。自然界的水体流过土地和岩石时会溶解少量的矿物质成分并以离子状态存在，如Ca²⁺、Mg²⁺、CO₃ ^2-、SO₄ ^2-、HSiO₃ ^-等；同时因水中溶解二氧化碳产生碳酸能和矿物质反应，产生能溶于水的重质碳酸盐Ca(HCO₃)₂、Mg(HCO₃)₂；上述溶解于水中的矿物质在随温度、压力、pH值、流速等工况变化，会达到过饱和状态，在水体流经的管道、换热设备有一定粗糙度的壁面上时容易形成结晶，即结垢。非自然水体在使用过程中也存在严重的结垢现象，甚至其结垢程度比自然水体更甚，例如：工业循环水因节水的需要，需要在一定的浓缩倍数下运行，导致水内含有大量易结垢物质，使用的时候存在严重的结垢问题。

工业上易结垢的油流体主要是指原油，原油使用时，用于传输原油的油品管道也会出现结垢、结蜡的问题，导致管道的输送效率降低，还会出现管道堵塞甚至管道炸裂的现象，此外，加工原油的装置(如原油蒸馏装置)的管道和换热设备也会出现结垢问题。

污垢给工业生产带来诸多不利的影响，主要包括几个方面：降低了导热系数，增加了流动阻力和能耗；伴生腐蚀，缩短了设备寿命，甚至会引发安全事故；定期清洗会影响产能和生产效率，增加成本，污染环境。污垢还会造成巨大的经济损失和能源浪费：全世界每年因污垢造成的经济损失约占GDP的0.25％，我国每年因污垢造成的经济损失达2000多亿元人民币。

目前，对于结垢问题，工程界的实用做法主要有以下几种方式：一种是增加设备面积冗余，但是此方式会导致设备成本太高，同时导致设备占地面积变大；一种是对已结垢的管道、设备实施定期清洗，不仅需要大量的人力物力，且停工清洗污垢难免影响工厂的正常运行；一种是在流体内加入除垢剂、缓蚀剂，但是该方法主要适用于水流体，具体的适用于工业循环用水，并且该方法并不能从根本上解决结垢问题。尤其是，当所需流体的流量较大时，相应的流体管道及设备的结垢问题更为严重，上述抗垢方式的缺陷也更为明显。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的是提供一种能适用于大流量流体抗垢的基于稀土永磁体的流体抗垢装置。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种基于稀土永磁体的流体抗垢装置，包括两端开口的、中空的壳体，壳体内设有若干互相平行的抗垢组件，所述抗垢组件包括能供流体流通的管体，所述管体的外部套设有磁场屏蔽套，在管体与磁场屏蔽套之间设有稀土永磁体，且，磁场屏蔽套的两端设有与管体相连的封闭件，管体、磁场屏蔽套和封闭件之间形成用于封闭稀土永磁体的封闭腔室。

一种实施方案，稀土永磁体的磁场方向与管体的轴线方向相垂直。

一种实施方案，所述磁场屏蔽套是与管体相适配的管状结构。

一种优选方案，管体与磁场屏蔽套同轴设置。

一种优选方案，壳体是与管体相适配的筒状结构。

一种实施方案，壳体的两端开口处设有安装板，管体的两端分别穿设在壳体相应端的安装板内。

一种优选方案，壳体的两端分别设有能供流体流通的封头，所述封头与安装板相连并与管体相通。

一种实施方案，所述稀土永磁体设于磁场屏蔽套的内壁或管体的外壁上。

一种优选方案，所述稀土永磁体以磁性连接方式设于磁场屏蔽套的内壁上。

进一步优选方案，磁场屏蔽套的材质为碳钢。

一种优选方案，所述稀土永磁体以缠绕或卡紧方式设于管体的外壁上。

进一步优选方案，管体的材质为不锈钢或塑料。

一种实施方案，壳体上还设有支座。

相较于现有技术，本实用新型的有益技术效果在于：

本实用新型提供的流体抗垢装置，是利用抗垢组件中的稀土永磁体产生的磁场对以一定流速流经管体的流体进行磁化处理，从而使受到磁场磁化作用后的流体所流经的管道或设备具有防垢、除垢的抗垢功能，从根本上解决了结垢问题，可最终达到提高换热效率、输送效率，延长管道、设备使用寿命，节约能源、降低成本，设备设施能够安全、长周期运行等目的，不仅结构简单、使用方便、占地面积小，尤其能适用于大流量的流体抗垢，具有显著工业及民用应用价值。

附图说明

图1是本实用新型实施例1提供的一种基于稀土永磁体的流体抗垢装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例1提供的一种基于稀土永磁体的流体抗垢装置的另一种安装示意图；

图3是本实用新型实施例2提供的一种基于稀土永磁体的流体抗垢装置的结构示意图；

图4是本实用新型实施例2提供的一种基于稀土永磁体的流体抗垢装置的另一种安装示意图；

图5是本实用新型提供的抗垢组件的结构示意图；

图中标号示意如下：1、壳体；2、抗垢组件；21、管体；22、磁场屏蔽套；23、稀土永磁体；24、封闭件；3、安装板；4、封头；5、支座；6、法兰A；7、法兰B。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步详细描述。

实施例1

请参阅图1、图2和图5所示，本实施例提供的一种基于稀土永磁体的流体抗垢装置，包括两端开口的、中空的壳体1，壳体1内设有若干互相平行的抗垢组件2，所述抗垢组件2包括能供流体流通的管体21，所述管体21的外部套设有磁场屏蔽套22，在管体21与磁场屏蔽套22之间设有稀土永磁体23，且，磁场屏蔽套22的两端设有与管体21相连的封闭件24，管体21、磁场屏蔽套22和封闭件24之间形成用于封闭稀土永磁体23的封闭腔室。

将本实施例所述的基于稀土永磁体的流体抗垢装置中的管体21与需抗垢的流体管道相连接即可对流体管道及与该流体管道相连的设备(例如换热设备)进行抗垢处理，其工作原理如下：

使流体流经管体21，管体21外部的稀土永磁体23产生磁场，产生的磁场会对流经的流体进行磁化处理，磁化的流体流出管体21后再流入与管体21相连接的流体管道中，由于流体已被磁化，因此不会在流体管道的内壁上结垢，从而可以实现对流体管道及与其相连设备的抗垢处理，其中，抗垢组件1的数量可根据需要进行抗垢的流体管道尺寸及设备的流体流量进行调节，当流体流量较少时，可以安装较少数量的抗垢组件2，当流体流量较大时，可安装较多数量的抗垢组件2，且抗垢组件2本身可以单独作为抗垢设备使用，适用范围广泛，可适用于不同流体流量的抗垢。

本实用新型无需增加设备面积冗余，无需在流体内额外加入各种除垢剂、缓蚀剂，也无需定期停工对结垢的管道、设备进行清洗，只需利用稀土永磁体23预先对流入流体进行磁化处理即可实现对流体管道和设备的抗垢目的，不仅结构简单、成本低廉、使用方便，而且由于稀土永磁体3可产生与流体抗垢相适配的磁场，因此仅需较小体积的抗垢组件即可满足管道及设备的抗垢需求，占地面积小；尤其是，本实用新型可以根据所需抗垢流体的流量大小灵活调整抗垢组件的数量，能适用于各种流量的流体抗垢需求；此外，设有的磁场屏蔽套22可有效防止外界对稀土永磁体23的不良干扰，同时也将稀土永磁体23产生的磁场限定在设定好的区域内，有效保证了稀土永磁体23对流体的磁化效果，进而有效保证了抗垢组件整体的抗垢性能；另外，稀土永磁体23被封闭于管体21、磁场屏蔽套22和封闭件24之间形成的封闭腔室内，不仅对稀土永磁体23起到了封闭、保护作用，而且也进一步保证了抗垢组件整体的抗垢性能。

使稀土永磁体23的磁场方向与管体21的轴线方向相垂直，可保证稀土永磁体23的磁场方向与流经管体21的流体的流动方向相垂直，从而保证磁化效果的同时可最大化节约稀土永磁体23的使用量。

所述磁场屏蔽套22是与管体21相适配的管状结构，以便于管体21与磁场屏蔽套22实现同轴安装。

本申请中，所述管体21的横截面形状不限，包括但不限于规则的圆形、方形(四边形、六边形等)，相应的管体21可以为圆管、方管(四方管、六方管等)等。为了与抗垢组件2相适配，相应的，壳体1是与管体21相适配的筒状结构，例如，当管体21为圆管时，壳体1为圆筒结构。

使用的时候，为了保证流体管道及设备中的流体具有工艺所需要的流量，所有抗垢组件2的管体21的总的截面积与后续连接的流体管道的截面积相适配。

封闭件24与管体21和磁场屏蔽套22相适配，本实例中，当管体21和磁场屏蔽套22均为圆管时，封闭件24为圆环结构，以便于通过磁场屏蔽套22的两个端部通过封闭件24与管体21相连。进一步，为了保证管体21和磁场屏蔽套22连接的牢固性，本实施例中，封闭件24与管体21和磁场屏蔽套22分别焊接固定。

请再参见图1和图2所示：

壳体1的两端开口处设有安装板3，管体21的两端分别穿设于壳体1相应端的安装板3内，从而通过安装板3安装于壳体1内。具体的，安装板3上可设有与管体21相适配的安装孔(未显示)，管体21的两端分别通过安装孔安装于壳体1两端的安装板3内。安装板3的形状与壳体1相适配，当壳体1为圆筒状时，安装板3也相应的为安装圆板。

安装板3与壳体1之间可以通过焊接方式固定连接，以保证安装板3与壳体1之间的稳固性。

壳体1的两端分别设有能供流体流通的封头4，所述封头4与安装板3相连并与管体21相通。使用的时候，通过封头4与流体管道及设备相连，即可使管体21与流体管道及设备相连。封头4在与流体管道及设备相连的同时，还具有汇流作用，使用的时候，需要磁化抗垢处理的流体经壳体1前端的封头4汇流后进入管体21中进行磁化抗垢，然后磁化后的流体流出管体21，接着经壳体1后端的封头4汇流后再流入与管体21相连接的流体管道中。封头4与安装板3以及与流体管道之间可以为固定连接，也可以为可拆卸连接，例如，本实施例中，封头4与安装板3以及与流体管道之间均以焊接方式相连接。

本申请中，稀土永磁体23设于管体21和磁场屏蔽套22之间，具体的，所述稀土永磁体23设于磁场屏蔽套22的内壁或管体21的外壁上。

进一步，当稀土永磁体23设于磁场屏蔽套22的内壁上时，所述稀土永磁体23可以磁性连接方式设于磁场屏蔽套22的内壁上。相应的，磁场屏蔽套22为铁磁性材料，本实施例中，磁场屏蔽套22的材质为碳钢。

进一步，当稀土永磁体23设于管体21的外壁上时，所述稀土永磁体23可以缠绕或卡紧方式设于管体21的外壁上。例如，通过缠绕材料缠绕于管体21的外壁上。本实施例中，管体21的材质为不锈钢或塑料。

另外，本实用新型中所述的稀土永磁体23采用市售的稀土永磁体即可，只要其可产生与流体抗垢相适配的磁场即可，稀土永磁体23的用量可根据抗垢处理需求灵活设置。

壳体1上还设有支座5，以对壳体1及抗垢装置起到固定支撑作用。

本实用新型的核心是利用稀土永磁体23先对流体进行磁化处理，然后使磁化后的流体流入到管道和设备，因此只要能使流体顺利通过壳体1内的管体21即可，对壳体1的安装方式及安装方向不做限制，例如，壳体1可以采用图1所示的卧式安装，也可以采用图2所示的立式安装。

实施例2

请结合图1至图5所示，本实施例提供的一种基于稀土永磁体的流体抗垢装置，与实施例1的区别仅在于：封头4与安装板3以及与流体管道之间的连接方式不同。

具体请参见图3和图4所示，本实施例中，封头4的两端分别设有法兰，即：封头4与安装板3相连的一端设有法兰A6，封头4的另一端设有法兰B 7，使得封头4通过法兰A6和法兰B 7分别与安装板3和流体管道可拆卸连接，使得装置整体便于拆装。

最后有必要在此指出的是：以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于稀土永磁体的流体抗垢装置，其特征在于：包括两端开口的、中空的壳体，壳体内设有若干互相平行的抗垢组件，所述抗垢组件包括能供流体流通的管体，所述管体的外部套设有磁场屏蔽套，在管体与磁场屏蔽套之间设有稀土永磁体，且，磁场屏蔽套的两端设有与管体相连的封闭件，管体、磁场屏蔽套和封闭件之间形成用于封闭稀土永磁体的封闭腔室。

2.根据权利要求1所述的基于稀土永磁体的流体抗垢装置，其特征在于：稀土永磁体的磁场方向与管体的轴线方向相垂直。

3.根据权利要求1所述的基于稀土永磁体的流体抗垢装置，其特征在于：所述磁场屏蔽套是与管体相适配的管状结构。

4.根据权利要求3所述的基于稀土永磁体的流体抗垢装置，其特征在于：管体与磁场屏蔽套同轴设置。

5.根据权利要求1所述的基于稀土永磁体的流体抗垢装置，其特征在于：壳体的两端开口处设有安装板，管体的两端分别穿设于壳体相应端的安装板内。

6.根据权利要求5所述的基于稀土永磁体的流体抗垢装置，其特征在于：壳体的两端分别设有能供流体流通的封头，所述封头与安装板相连并与管体相通。

7.根据权利要求1所述的基于稀土永磁体的流体抗垢装置，其特征在于：所述稀土永磁体设于磁场屏蔽套的内壁或管体的外壁上。

8.根据权利要求7所述的基于稀土永磁体的流体抗垢装置，其特征在于：所述稀土永磁体以磁性连接方式设于磁场屏蔽套的内壁上。

9.根据权利要求7所述的基于稀土永磁体的流体抗垢装置，其特征在于：所述稀土永磁体以缠绕或卡紧方式设于管体的外壁上。

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