專利名稱：一種脈沖電磁水處理方法及其專用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水處理方法及其專用裝置，具體說是一種脈沖電磁水處理方法及其專用裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，天然水及生產(chǎn)生活用水并非純水，其中含有各種不同程度肉眼看不見的離子，它們以游離狀態(tài)存在于水中，諸如Ca2+、Mg2+正離子、CO32-、SO42-負(fù)離子等。水中的正負(fù)離子隨時可能相互碰撞結(jié)合成礦物分子，如果礦物分子吸附沉積在固體界面便產(chǎn)生水垢，水垢的產(chǎn)生給工業(yè)生產(chǎn)和社會生活帶來許多危害，不僅造成能源、材料及人力的浪費，而且導(dǎo)致輸水系統(tǒng)逐漸堵塞，影響或中斷正常生產(chǎn)過程，甚至?xí)劤芍T如熱交換設(shè)備爆炸等惡性事故。為了保障生產(chǎn)安全，在生產(chǎn)流程中必需提供有效的防垢和除垢措施。目前，在各種生產(chǎn)設(shè)備的水處理系統(tǒng)中，除使用傳統(tǒng)水處理方法之外，還逐漸推廣應(yīng)用了更為方便節(jié)能的電子水處理方法。其中發(fā)明專利申請公開說明書(公開號CN1211542A)公開了一種脈沖射電水處理方法及裝置，其采用脈沖射電發(fā)生器產(chǎn)生一定頻率的高強度電磁脈沖并通過射電極化換能器發(fā)射到水介質(zhì)中，使作用于水介質(zhì)的瞬間電磁強度比高頻電磁水處理方法提高10-20倍。但是，該裝置由于是將電磁脈沖通過射電極化換能器發(fā)射到水介質(zhì)中，因此，存在電磁能量傳遞環(huán)節(jié)的無效損耗，影響了脈沖電磁振蕩的輸出利用率，降低了水處理的效果。此外，插入式發(fā)射電極還必須定期清洗，存在不易維護的弊端。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了克服現(xiàn)有裝置存在無效能量損耗、水處理效果較低、不易維護的技術(shù)問題，提供一種可以有效提高能量利用效率、改進水處理效果、易于維護的脈沖電磁水處理方法及其專用裝置。
本發(fā)明中的脈沖電磁水處理方法，其利用脈沖發(fā)生器產(chǎn)生頻率為65K-120K赫茲的脈沖，通過電容耦合回路輸出該脈沖到換能器，對水進行極化處理，所述的脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖的電壓值為310伏或620伏，通過電容耦合回路對非接觸電感線圈充放電，激勵非接觸電感線圈產(chǎn)生同步自感電動勢并引起自感脈沖電磁阻尼振蕩，使流經(jīng)非接觸電感線圈的水得到脈沖電磁振蕩的處理。
本發(fā)明中的脈沖電磁水處理方法中的專用裝置，該裝置設(shè)有脈沖發(fā)生器和換能器，脈沖發(fā)生器通過連接附件與換能器相連接，所述的換能器由直通輸水管路和繞在其上的電感線圈組成，換能器外設(shè)有外屏蔽保護殼體。
本發(fā)明中，脈沖電磁水處理方法中的專用裝置中優(yōu)選的方案是直通輸水管路所用的材料是非磁性不銹鋼管材，電感線圈的電纜為耐高溫多股單芯塑膠電線，外屏蔽保護殼體所用的材料為鐵磁材料。
本發(fā)明中，脈沖電磁水處理方法中的專用裝置中進一步優(yōu)選的方案是電感線圈的外屏蔽保護殼體為鐵磁材料卷簾。
本發(fā)明由于將現(xiàn)有技術(shù)中脈沖電磁發(fā)射輸出方案改革為脈沖電磁自感輸出方案，改變了換能器的結(jié)構(gòu)，用非接觸式自感線圈取代插入式發(fā)射電極，使電磁振蕩從耦合輸出方式轉(zhuǎn)變?yōu)楦袘?yīng)輸出方式，避免了電磁能量傳遞環(huán)節(jié)的無效損耗，提高了脈沖電磁振蕩的輸出利用率。此外，還免除了插入式發(fā)射電極必須定期清洗維護的弊端，使輔機結(jié)構(gòu)形成了免維護裝置。本發(fā)明優(yōu)選的實施例可以制成主輔機一體化結(jié)構(gòu)，使產(chǎn)品規(guī)格系列標(biāo)準(zhǔn)化；也可采取現(xiàn)場分體安裝方式，在原有系統(tǒng)的輸水管路上現(xiàn)場繞制電感線圈，這種現(xiàn)場分體安裝方式更能靈活地適應(yīng)不同現(xiàn)場條件；主輔機均采取隔爆密封措施，為油田爆炸性環(huán)境的安全運行創(chuàng)造了條件。該裝置具有安裝簡便、自動運行、節(jié)約能源、水處理效果穩(wěn)定可靠和不污染水質(zhì)環(huán)境等諸多優(yōu)點。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的說明。


；圖1為脈沖電磁水處理裝置電氣連接原理圖；圖2為脈沖發(fā)生器電氣連接原理圖；圖3為脈沖輸出波形、脈沖電磁振蕩波形和高頻電磁振蕩波形曲線比較圖；圖4為現(xiàn)場分體式安裝實施例電氣連接原理圖。
圖1中，1、電路板；2、散熱殼體；3、工頻交流電引入電纜；4、脈沖輸出端子；5、直通輸水管路；6、電感線圈；7、外屏蔽保護殼體；8、密封法蘭；9、連接附件。
圖2中，11、電源防干擾濾波電路；12、電源橋式整流或二倍壓整流電路；13、電源功率因數(shù)校正電路；14、降壓濾波電路；15、脈沖信號發(fā)生器；16、場效應(yīng)電子功率開關(guān)；17、工作閃光指示燈；18、輸出端子；19、鋁合金殼體。
圖4中，5、直通輸水管路；6、電感線圈；7、外屏蔽保護殼體。
具體實施例方式實施例1本發(fā)明利用脈沖發(fā)生器產(chǎn)生頻率為65K、電壓為310伏的脈沖，輸出該脈沖到換能器，對水進行極化處理，所述的脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖，通過電容耦合回路對非接觸電感線圈充放電，激勵非接觸電感線圈產(chǎn)生同步自感電動勢并引起自感脈沖電磁阻尼振蕩，使流經(jīng)非接觸電感線圈的水得到脈沖電磁振蕩的處理。
實施例2脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖頻率為90K、電壓為310伏，其它同實施例1相同。
實施例3脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖頻率為120K、電壓為310伏，其它同實施例1相同。
實施例4脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖頻率為65K、電壓為620伏，其它同實施例1相同。
實施例5脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖頻率為90K、電壓為620伏，其它同實施例1相同。
實施例6
脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖頻率為120K、電壓為620伏，其它同實施例1相同。
實施例7如圖1所示，本發(fā)明中的脈沖電磁水處理方法中的專用裝置，該裝置設(shè)有主機脈沖發(fā)生器和輔機換能器。主機脈沖發(fā)生器設(shè)有電子元器件制成的電路板1、封裝電路板的隔爆型散熱殼體2、工頻交流電引入電纜3和脈沖輸出端子4等部件。輔機換能器設(shè)有直通輸水管路5、繞在輸水管路5上的電感線圈6、電感線圈的外屏蔽保護殼體7和輸水管路進出口密封法蘭8等部件。主機脈沖發(fā)生器的隔爆型密封殼體2由連接附件9固定在外屏蔽保護殼體7上，脈沖輸出端子4與輔機換能器中電感線圈6構(gòu)成密封性電氣連接，使主輔機裝配成一體化結(jié)構(gòu)。
附圖2所示為主機脈沖發(fā)生器的電原理。電路結(jié)構(gòu)由依次呈電氣連接的電源防干擾濾波電路11、電源橋式整流或二倍壓整流電路12、電源功率因數(shù)校正電路13、降壓濾波電路14、脈沖信號發(fā)生器15、場效應(yīng)電子功率開關(guān)16、工作閃光指示燈17和輸出端子18等部件構(gòu)成。以上的總裝電路板安裝在隔爆型密封壓鑄鋁合金殼體19中，工作閃光指示燈17安裝于鋁合金殼體19的外表面。
附圖3所示為脈沖輸出波形、脈沖電磁振蕩波形與高頻電磁振蕩波形曲線的比較。曲線1為高壓脈沖發(fā)生器的輸出波形，脈沖輸出的方波電壓值Vp等于工頻橋式整流電壓值(約310V)或二倍壓整流電壓值(約620V)，脈沖輸出的方波設(shè)計頻率為60～120kHz。曲線2為電感線圈脈沖自感電磁阻尼振蕩的輸出波形，可以看出它是與輸入高壓脈沖前后沿同步的自由衰減式電磁振蕩波形，振蕩幅度從初始最大電壓值2Vp呈指數(shù)曲線迅速衰減至0V，振蕩頻率取決于電感線圈的自感系數(shù)。曲線3為高頻振蕩輸出波形，它是一種連續(xù)正弦波，具有能量平均輸出的特性。顯而易見，高壓脈沖電磁振蕩與高頻電磁振蕩相比較，具有能夠瞬間輸出高能電磁的優(yōu)勢，本發(fā)明正是利用脈沖電磁技術(shù)優(yōu)勢，才設(shè)計出高性能電子水處理裝置。
附圖4所示為另一種分體式現(xiàn)場安裝的電氣連接原理。水處理裝置的輔機換能器在現(xiàn)場制作安裝，在已有設(shè)備管路5上按照設(shè)計參數(shù)繞制電感線圈6，并在電感線圈6的外表面使用鐵磁材料卷簾制成外屏蔽保護層7，主機脈沖發(fā)生器固定于外屏蔽保護層7上，主輔機之間呈電氣連接并做好絕緣密封處理。由于分體式現(xiàn)場安裝不改變原有水系統(tǒng)的管路結(jié)構(gòu)，不中斷正常生產(chǎn)過程，也不需要電氣焊等加工設(shè)備，更靈活地適應(yīng)于各種不同類型的現(xiàn)場條件，這是本發(fā)明“非接觸電磁感應(yīng)輸出”的又一技術(shù)優(yōu)勢。本發(fā)明中的高電壓脈沖的頻率和電壓值根據(jù)實際情況會有一定程度浮動，該浮動為該領(lǐng)域一般技術(shù)人員常識，均不超出本發(fā)明的保護范圍。本發(fā)明可廣泛用于各種熱交換水系統(tǒng)、油田集輸水系統(tǒng)和其它需要防垢、除垢和殺菌滅藻的水系統(tǒng)，技術(shù)經(jīng)濟效益顯著。
權(quán)利要求
1.一種脈沖電磁水處理方法，其利用脈沖發(fā)生器產(chǎn)生頻率為65K-120K赫茲的脈沖，通過電容耦合回路輸出該脈沖到換能器，對水進行極化處理，其特征是所述的脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖的電壓值為310伏或620伏，通過電容耦合回路對非接觸電感線圈充放電，激勵非接觸電感線圈產(chǎn)生同步自感電動勢并引起自感脈沖電磁阻尼振蕩，使流經(jīng)非接觸電感線圈的水得到脈沖電磁振蕩的處理。
2.一種實現(xiàn)權(quán)利要求1所述的脈沖電磁水處理方法中的專用裝置，該裝置設(shè)有脈沖發(fā)生器和換能器，脈沖發(fā)生器通過連接附件與換能器相連接，其特征是所述的換能器由直通輸水管路和繞在其上的電感線圈組成，換能器外設(shè)有外屏蔽保護殼體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的脈沖電磁水處理方法中的專用裝置，其特征在于直通輸水管路所用的材料是非磁性不銹鋼管材，電感線圈的電纜為耐高溫多股單芯塑膠電線，外屏蔽保護殼體所用的材料為鐵磁材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的脈沖電磁水處理方法中的專用裝置，其特征在于電感線圈的外屏蔽保護殼體為鐵磁材料卷簾。
全文摘要
一種脈沖電磁水處理方法及其專用裝置，其解決了現(xiàn)有裝置存在無效能量損耗、水處理效果較低、不易維護的技術(shù)問題，其利用脈沖發(fā)生器產(chǎn)生脈沖，通過電容耦合回路輸出該脈沖到換能器，對水進行極化處理，通過電容耦合回路對非接觸電感線圈充放電，激勵非接觸電感線圈產(chǎn)生同步自感電動勢并引起自感脈沖電磁阻尼振蕩，使流經(jīng)非接觸電感線圈的水得到脈沖電磁振蕩的處理。本發(fā)明中裝置設(shè)有脈沖發(fā)生器和換能器，脈沖發(fā)生器通過連接附件與換能器相連接，換能器由直通輸水管路和繞在其上的電感線圈組成，換能器外設(shè)有外屏蔽保護殼體。本發(fā)明可廣泛用于各種熱交換水系統(tǒng)、油田集輸水系統(tǒng)和其它需要防垢、除垢和殺菌滅藻的水系統(tǒng)。
文檔編號C02F1/48GK1686849SQ20051006657
公開日2005年10月26日 申請日期2005年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月28日
發(fā)明者郭雄華, 譚河清, 劉洋, 蒲春生, 張國榮, 闞瑞清, 黃煦, 張書瓊 申請人:中國石化勝利油田有限公司孤東采油廠