专利名称：阻垢器的制作方法
技术领域：
阻垢器技术领域[0001]本实用新型涉及一种阻垢器，所述阻垢器可以用于对进入热水器的水进行阻垢处理。
技术背景[0002]为了防止热水器中的水结垢，可以对热水器中的水进行阻垢处理。目前，化学络合掩蔽法是相对有效的方法之一。[0003]化学络合掩蔽剂法又称阻垢剂法。常用的阻垢剂包括聚磷酸盐、有机磷和聚羧酸类阻垢剂等。聚磷酸盐曾长期被用作缓蚀阻垢剂。聚磷酸盐是正磷酸盐的缩合聚合物。水质稳定处理中常用的有三聚磷酸钠(Na5P3Oltl)和六偏磷酸钠(Na6P6O18)，前者的投加量一般在2 5mg/L ;后者一般在I 5mg/L。增加用量,不但没有更好的效果,反而会因超过了聚磷酸盐在水中的溶解度，而出现白色沉淀。市售聚磷酸盐的溶解度一般在4ppm左右。此外聚磷酸盐在一定条件下还能在金属表面形成保护膜，起到缓蚀作用。有机磷阻垢剂包括甲叉膦酸盐(如乙二胺四甲叉膦酸盐、简称EDTMP ;氨基三甲叉膦酸盐，简称ATMP)和二膦酸盐(如1-羟基-亚乙基_1，1 二膦酸盐，简称HEDP)两大类有机磷阻垢剂具有不易水解、能适应较宽PH范围、阻垢效果好、热稳定性强、投药量低等优点，并兼有阻垢和缓蚀的功能。 其投加量一股在I 5mg/L。聚羧酸类阻垢剂主要是阴离子型的，目前使用较广的有聚丙烯酸钠、聚丙烯酸和聚马来酸等。聚羧酸类阳垢剂的用量一般在I 5mg/L。[0004]目前，聚磷酸盐可以作为聚磷酸盐滤料使用。本申请中聚磷酸盐滤料主要是指聚磷酸盐玻璃球。也可以使用其他任何形式的聚磷酸盐颗粒。聚磷酸盐滤料可以从市场上公开购得。例如，北京三信和化工开发聚磷酸盐有限公司销售的尼柯尔 硅磷晶产品，其化学名为聚磷酸钙钠，主要成分为聚磷酸纳和氧化钙。另外，还包括韩国圣山科技株式会社的 nikry牌产品和韩国三富化学株式会社的niphos牌产品，这些产品均可以从市场上购得。 聚磷酸盐滤料存在问题是，其自溶性较高，装在容器中时，只要有水，甚至有水汽，它都会溶解。因而不管是否在有效使用，它都在消耗，因此寿命通常只有半年左右。这种使用寿命是由单个聚磷酸盐滤料自身溶解速度决定的。加再多的量，各个聚磷酸盐滤料也会同时都在溶解，不会增加寿命。另一个问题，是在某些水质条件下，聚磷酸盐基本上是不能正常使用的，原因是在这种水质中，当温度升高时，聚磷酸盐会迅速分解成正磷，产生白色沉淀。此时，聚磷酸盐滤料已不是聚磷酸盐，不再具备对钙镁离子的络合掩蔽性能，反而会生成磷酸盐水垢，造成更大的结垢麻烦。更大的缺点是，在静水状态下聚磷酸盐滤料自身溶解消耗过大，并且其在水中的溶解度很低，当自溶解超过一定浓度时，盛装它的容器内便出现大量沉淀，很容易引起水变混的问题。缺点之三是，菌的滋生问题也没有得到解决，由于没有消毒手段，在静水的情况下，容易加速细菌的繁殖，使容器中的水变质，甚至发臭。[0005]另外，申请人还发现，不同地区的水质不同，对阻垢剂的阻垢效果影响很大。同样的阻垢剂，在例如徐州地区可以起到很好的阻垢效果。但在贵阳，则不能得到满意的阻垢效果O实用新型内容[0006]本实用新型旨在解决上述问题。本实用新型通过同时使用陶瓷滤料、聚磷酸盐滤料和有机磷滤料作为联合阻垢剂，解决了上述问题。同时，本实用新型提供了一种使用上述联合阻垢剂的阻垢器。[0007]本实用新型通过将有机磷滤料与陶瓷滤料和聚磷酸盐滤料联合使用，克服了现有技术中的上述缺陷。但是，有机磷阻垢剂通常为液体，无法直接与陶瓷滤料和聚磷酸盐滤料联合使用，因此，本实用新型对有机磷阻垢剂进行颗粒化，将其制成缓释的颗粒滤料，从而解决了本实用新型的技术问题。具体而言，本实用新型包括以下方面。[0008]1. 一种阻垢器，所述阻垢器包括罐体、 入水口、出水口和位于所述罐体中的有机磷滤料层、陶瓷滤料层和聚磷酸盐滤料层，所述有机磷滤料层含有有机磷滤料，所述有机磷滤料是缓释的液体有机磷阻垢剂的颗粒滤料，所述陶瓷滤料层含有陶瓷滤料，所述陶瓷滤料是包含氧化物陶瓷粉末的颗粒滤料。[0009]2.如第I方面所述的阻垢器，其中所述阻垢器还包括水层。[0010]3.如第I方面所述的阻垢器，其中以重量比计，陶瓷滤料层聚磷酸盐滤料层 有机磷滤料层=2 8 2 4 I 3。[0011]4.如第I方面所述的阻垢器，其中沿着从入水口和出水口的方向，在罐体中分别布置所述陶瓷滤料层、聚磷酸盐滤料层和有机磷滤料层。[0012]5.如第I方面所述的阻垢器，其中在所述陶瓷滤料层、聚磷酸盐滤料层和有机磷滤料层中相邻两层之间、以及入水口和出水口处具有过滤装置，优选所述过滤装置为滤布， 更优选在所述聚磷酸盐滤料层和有机磷滤料层之间的滤布比其他滤布更厚。[0013]6.如第I方面所述的阻垢器，其中所述陶瓷滤料用下述方法制备焙烧天然矿石得到氧化物陶瓷粉末，将所述氧化物陶瓷粉末与煅烧炉粉尘和/或电厂粉煤灰混合并进行造粒。[0014]7.如第I方面所述的阻垢器，其中所述陶瓷滤料的组成为CaO :20 60 ；MgO 30 90 ；Si02 :1 40 ；A1203 :0. 3 20 ；ZnO 0 15 ；Ti02 0 15 ；Fe203 :0.1 I ;S02 O.1 2 ；K20 :0 3. O ；Na20 0 O. 6，优选为 CaO 30 60 ；MgO :35 55 ；Si02 :1 20 ; Al2O3 :0· 3 15 ；ZnO I 10 ；Ti02 :0· I 3 ；Fe203 :0· I O. 5 ；S02 :0· I 2 ；Κ20 :0 3· O ;Na2O :0 O. 6ο[0015]8.如第I方面所述的阻垢器，其中所述液体有机磷阻垢剂为选自有机多元膦酸化合物中的至少一种，优选为亚甲基膦酸型液体有机磷阻垢剂(氨基三亚甲基膦酸、乙二胺四亚甲基膦酸、二乙烯三胺五亚甲基膦酸)、同碳二膦酸型液体有机磷阻垢剂(包括1-羟基-亚乙基-1，1- 二膦酸、1-氨基-亚乙基-1，1- 二膦酸)以及羧基膦酸型液体有机磷阻垢剂(2-膦酸基-1，2，4-三羧基丁烷)中的至少一种。
[0016]图1是对比例I的仅使用有机磷滤料层的阻垢器的结构示意图；[0017]图2是对比例2的联合使用陶瓷滤料层和有机磷滤料层的阻垢器的结构示意图；[0018]图3是实施例1的联合使用陶瓷滤料层、有机磷滤料层和聚磷酸盐滤料层的阻垢器的结构示意图。[0019]在附图中，相同的部件用相同的附图标记来表示。其中，I表示罐体；2表示进水口 ；3表示出水口 ；4表示陶瓷滤料层；5表示聚磷酸盐滤料层；6表示有机磷滤料层；7表示水层；8表不挡板。
具体实施方式
[0020]下面对本实用新型进行详细说明。在本申请中，除非另有说明，所提到的比例均为重量比。[0021]申请人研究发现，影响聚磷酸盐水解速度的因素有1)温度，当温度升高时，水解加快。当水温超过30 40°C，并在一些催化因索作用下，聚磷酸钠可在数小时(甚至几分钟内)发生显著的水解；2)pH值，当pH值较低时，水解加快。当pH = 6. 5 7. 5时，水解基本稳定；3)菌藻类微生物的存在，可使水解加快。其中，聚磷酸盐阻垢剂热稳定性差，是它应用的一个主要障碍。由此可知，聚磷酸盐的消耗受到水质、水温、PH值和水量等因素的影响较大。[0022]为了防止聚磷酸盐的过快消耗，本申请中将聚磷酸盐滤料与陶瓷滤料和有机磷滤料组合使用。[0023]陶瓷滤料是包含氧化物陶瓷粉末的颗粒滤料。陶瓷滤料的特点是遇水释放活性氧。活性氧的释放已经通过化学发光的检验得到证实。由于活性氧具有极强的氧化能力， 能使聚磷酸盐滤料在静止水中发生钝化，以至溶解速度明显减慢。另外，陶瓷滤料释放的活性氧自身具有杀菌灭藻、降低水中化学耗氧量(COD)指标的功能，同时能够有效抑制水质在其他方面的污染，如微量有机物污染，重金属污染，氯污染等。活性氧伴随着陶瓷滤料的水解过程而生成，该过程的标志是水溶液的pH值上升。陶瓷滤料的制备方法如下。焙烧天然矿石，所述天然矿石可以为选自菱镁矿矿石、 白云石、沸石、伊利石和麦饭石中的至少一种，得到氧化物陶瓷粉末。必要时，可以添加一定比例的TiO2和/或ZnO来调节氧化物陶瓷粉末的组成。可以用丙烯酸有机树脂的醋酸丁酯或二丙酮醇溶液，或丙烯酸的水性乳液等对所得到的陶瓷粉末进行表面处理。将该氧化物陶瓷粉末与煅烧炉粉尘和/或电厂粉煤灰混合，可选地加入其他添加剂，进行造粒，得到的陶瓷滤料颗粒。煅烧炉粉尘是指将天然矿石煅烧成耐火材料时，从煅烧窑出口回收的粉尘。 电厂粉煤灰是指从火力发电厂蒸汽锅炉的烟囱口收集的粉尘。对煅烧炉粉尘和电厂粉煤灰的来源不作特别限定，只要得到的陶瓷滤料可以满足下述组成，且不影响陶瓷滤料释放活性氧的效果即可。其他添加剂的实例可以包括二氧化钛、还原铁粉、氧化锌和活性碳粉等。 本实用新型的陶瓷滤料可以是烧结滤料，也可以是免烧结滤料。作为免烧结滤料，在造粒时可以添加粘结剂。粘结剂可以为丙烯酸树脂的醋酸丁酯溶液或水性丙烯酸树脂水溶液等。 免烧结陶瓷滤料也可以直接使用纯水或自来水等造粒。将该陶瓷滤料颗粒晾干，在110 260°C的温度下烘烤O. 5 5小时。随后将陶瓷滤料浸泡在水中O. 5 20小时，以进行清洗和熟化处理。最后在110 160°C的温度下将陶瓷滤料烘干I 5小时。陶瓷滤料的组成为 CaO 20 60 ；MgO :30 90 ；Si02 :1 40 ；A1203 :0. 3 20 ；ZnO 0 15 ；Ti02 0 15 ；Fe203 :0.1 I ；S02 :0.1 2 ；K20 :0 3. O ；Na20 0 O. 6。其组成优选为CaO :30 60 ；MgO :35 55 ；Si02 :1 20 ；A1203 :0. 3 15 ；ZnO :1 10 ；Ti02 :0.1 3 ；Fe203 :0.1 O. 5 ；S02 :0.1 2 ；K20 :0 3. O ；Na20 0 O. 6。作为烧结滤料，可以通过将造粒后的陶瓷滤料颗粒在高温下进行烧结得到。陶瓷滤料的制备方法可参见CN101565299A。陶瓷滤料中使用的氧化物陶瓷粉末的制备方法可以参见CN101565298A和CN101450856B。[0025]本实用新型的有机磷滤料是缓释的液体有机磷阻垢剂的颗粒滤料。有机磷阻垢剂通常为液体，为了实现本实用新型的技术效果，需要将液体有机磷阻垢剂制成固体颗粒 (滤料)，以使其具有缓释功能，既要保证阻垢效果，又要保证增强聚磷酸盐的稳定性，同时控制有机磷滤料的释放量，使其具有足够长的使用寿命。另外，还需要保证有机磷滤料本身具有耐水性，释放速度的变化较小，释放量尽量保持随时间的均匀一致性。而且，有机磷滤料的添加不会引起镁合金牺牲阳极在热水器中过多地消耗。另外，有机磷滤料还要使过滤水阻垢性能提高、自身成本低廉且寿命持久。[0026]缓释的液体有机磷阻垢剂的颗粒滤料可例如以通过以下方法制备，所述方法包括以下步骤1.渗磷步骤其中将液体有机磷阻垢剂与多孔材料互相混合并干燥；2.粉碎步骤其中对所得混合物进行粉碎从而得到粉末；3.第一表面包覆步骤其中使用包含环氧树脂或丙烯酸树脂的第一包覆剂对所述粉末进行表面包覆处理；4.混合步骤其中将经第一表面包覆处理后的粉末与耐水性增强用粉料混合；5.造粒步骤其中对混合后的粉末进行造粒；6.耐水性增强用粉料包覆步骤其中在造粒后期或造粒结束后，使用耐水性增强用粉料对颗粒进行表面包覆处理；7.烘烤步骤其中对造出的颗粒进行烘烤；8.第二表面包覆步骤其中使用包含环氧树脂或丙烯酸树脂的第二包覆剂对烘烤后的颗粒进行表面包覆处理，并进行干燥，由此得到缓释的液体有机磷阻垢剂的颗粒滤料。[0027]其中，在渗磷步骤中，还可以根据需要使用聚羧酸类阻垢剂。渗磷步骤和第二表面包覆步骤均可根据实际需要进行一次或多次，从而得到合适的渗磷量、合适的强度、合适的耐水性和合适的有机磷释放速度。渗磷步骤优选进行I 3次，第二表面包覆步骤优选进行I 5次。[0028]在本实用新型中，将有机磷渗到无机多孔材料中，使用无机多孔材料存储有机磷， 有利于有机磷的缓慢释放。液体有机磷阻垢剂可以选自有机多元膦酸化合物，包括亚甲基膦酸型液体有机磷阻垢剂(氨基三亚甲基膦酸ATMP、乙二胺四亚甲基膦酸EDTMP、二乙烯三胺五亚甲基膦酸DETPMP);同碳二膦酸型液体有机磷阻垢剂(包括1-羟基-亚乙基-1，1- 二膦酸HEDP、1-氨基-亚乙基-1，1- 二膦酸AEDP)；以及羧基膦酸型液体有机磷阻垢剂 (2-膦酸基-1，2，4-三羧基丁烷PBTCA)。在所述渗磷步骤中，液体有机磷阻垢剂可以与低分子量聚羧酸类阻垢剂共同使用。所述低分子量聚羧酸类阻垢剂可以选自聚丙烯酸钠、聚丙烯酸和聚马来酸等中的至少一种。无机多孔材料可以选自活性炭、羟基磷灰石和沸石等。 无机多孔材料可以与填充料一起使用。所述填充料为选自钛白粉、煅烧硅酸铝、石英砂和滑石粉中的一种或多种。在渗磷步骤中，液体有机磷阻垢剂可以是水溶液的形式，对液体有机磷阻垢剂的浓度不作特别限定，优选液体有机磷阻垢剂的浓度为50%以上。混合干燥之后，吸附在多孔材料上的有机磷阻垢剂与多孔材料的比例可以适当选择，优选其重量比为 0.5 9. 5 4 I，优选为1: 2 2 :1，更优选为1:1。如果一次渗磷步骤无法达到上述比例，可以进行多次渗磷步骤。[0029]在粉碎步骤中，可以将粉末粉碎到20-200目。通过粉碎，可以使粉末暴露出其自身的无磷断面。[0030]在所述第一表面包覆步骤中，包含环氧树脂的第一包覆剂中还包含固化剂和稀释剂，优选环氧树脂固化剂稀释剂=I O.1 O. 3 O. 2 5。包含丙烯酸树脂的第一包覆剂中还包含稀释剂，优选丙烯酸树脂稀释剂=I O. 2 5。在第一表面包覆步骤中，表面包覆可以例如通过将粉末浸入第一包覆剂溶液中进行。环氧树脂可以使用溶剂型环氧树脂如环氧树脂E44或水性环氧树脂。丙烯酸树脂可以使用水性丙烯酸树脂,如MC 水性丙烯酸树脂系列或水性丙烯酸树脂RW系列。水性环氧树脂和水性丙烯酸树脂可以使用水作为稀释剂。溶剂型环氧树脂可以使用无水乙醇和二丙酮醇作为稀释剂。对于环氧树脂，优选添加固化剂，水性环氧树脂可以使用双氰氨，溶剂型环氧树脂可以使用多元胺类或其衍生物。通过该第一表面包覆步骤，可以建立阻挡层，同时该阻挡层也是将来造粒后颗粒的加固层。该加固层作为不溶于水的网络，可以使滤料颗粒在水中保持颗粒状而不会散开， 从而防止含有有机磷的部位因有机磷的溶解而相互脱开。该步骤可以根据实际需要进行一次或多次。在混合步骤中，可以得到用于造粒的粉末。混合步骤和耐水性增强用粉料包覆步骤可以使用相同的耐水性增强用粉料。耐水性增强用粉料可以是由煅烧硅酸铝、钛白粉和石英砂中的至少两种组成的混合物，其中煅烧硅酸铝石英砂钛白粉=(4 O) (8 I) 1，以重量比计。为实现本实用新型的目的，本领域技术人员也可以选择其他合适的耐水性增强用粉料。经第一表面包覆处理后的粉末与所述耐水性增强用粉料的混合比可以为 4 : (I 4)。通过添加耐水性增强用粉料，可以提高有机磷滤料的耐水性。[0032]在造粒步骤中，可以使用粘结剂。对粘结剂的种类不作特别限定。可以使用包含环氧树脂和/或丙烯酸树脂的粘结剂。使用环氧树脂时可以同时使用固化剂和稀释剂。对固化剂没有特别限制，可以使用本领域已知的固化剂。例如，水性环氧树脂可以使用双氰氨作为固化剂，溶剂型环氧树脂可以使用多元胺类或其衍生物作为固化剂。对稀释剂没有特别限制，可以使用选自无水乙醇、二丙酮醇和水中的至少一种。树脂、固化剂与稀释剂的比例可以为树脂固化剂稀释剂=I O.1 O. 3 O. 2 5。包含丙烯酸树脂的粘合剂中还可以包含稀释剂，丙烯酸树脂稀释剂优选为1: O. 2 5。使用水性丙烯酸树脂时， 只需要加水稀释即可。使用水性粘结剂的优点是操作方便且环保。使用溶剂型粘结剂的优点是造粒结实且强度较高。[0033]在造粒后期或造粒结束后，可以使用耐水性增强用粉料对颗粒进行表面包覆处理，即耐水性增强用粉料包覆步骤。该步骤可以提供滤料颗粒的强度，同时增加有机磷扩散阻力，减缓有机磷释放速度。该步骤可以根据实际需要进行一次或多次。[0034]烘烤步骤可以在真空烘箱中进行，温度可以为120_170°C，烘烤时间可以为1_10 小时。[0035]对烘烤后的颗粒可以进行第二表面包覆步骤，表面包覆可以例如通过将粉末浸入第二包覆剂溶液中进行。所述第二包覆剂可以与所述第一包覆剂相同。即，包含环氧树脂的第二包覆剂中还包含固化剂和稀释剂，优选环氧树脂固化剂稀释剂=1: O.1 0.3 0.2 5;包含丙烯酸树脂的第二包覆剂中还包含稀释剂，优选丙烯酸树脂稀释剂 =I O. 2 5 ;所述第二包覆剂中还可选地包含填料,所述填料由煅烧娃酸招、钛白粉、炭黑、膨润土、三聚磷酸铝以5 10 I O. 01 O. 5 O.1 1: 0.1 I的比例组成， 树脂固化剂稀释剂填料=I O.1 O. 3 O. 2 5 O.1 2。该步骤可根据实际需要进行一次或多次。通过第二表面包覆步骤，可以保证滤料颗粒在水中浸泡时，直到有机磷大部分扩散出去，滤料颗粒仍能保证自身的完整性。[0036]最终得到的有机磷滤料可以保证有机磷在颗粒中缓慢向水中释放，其它有机或无机物均不溶解到水中，使得滤料颗粒中形成一张由有机树脂组成的网，将有机磷隔开，并且，该网在表面处与表层的有机树脂层相连接，共同保证滤料颗粒的寿命和均匀释放速度。[0037]本实用新型还提供了一种阻垢器。所述阻垢器包括罐体和位于所述罐体中的有机磷滤料层、陶瓷滤料层和聚磷酸盐滤料层。所述阻垢器还可以包括水层。[0038]在所述罐体上具有入水口和出水口。入水口和出水口的位置可以根据需要设计， 可以具有一个或多个入水口和出水口。例如，可以具有2个出水口，一个用于通往热水器， 一个用于冷水。通常入水口位于罐体的底部或靠近底部的侧部，出水口则位于罐体的顶部或靠近顶部的侧部。陶瓷滤料层聚磷酸盐滤料层有机磷滤料层=(2 8) (2 4) (I 3)，以重量比计。陶瓷滤料层、聚磷酸盐滤料层和有机磷滤料层可以布置在多孔挡板上。在各层之间的空隙处可以形成水层。在各层之间和入水口和出水口处可以设置过滤装置。对该过滤装置不进行特别限定，可以选自滤布和滤网等本领域常用的过滤装置。在聚磷酸盐滤料层和有机磷滤料层之间可以设置过滤性更强的过滤装置，例如可以使用比入水口和出水口以及其他层之间的滤布更厚的滤布，从而防止两种滤料特别是有机磷滤料对聚磷酸盐滤料的干扰。这是因此在静水的情况下，酸性环境会加速聚磷酸盐滤料的溶解，使用较厚的过滤布，加之压力从聚磷酸盐滤料层侧向有机磷滤料层侧施加，在一定程度上可以减缓酸性水向聚磷酸盐滤料层侧的反渗透，减小聚磷酸盐滤料的溶解消耗。阻垢器的总容量可以根据实际需要进行选择，通常可以为O. 5 1. Odm30对陶瓷滤料层、聚磷酸盐滤料层和有机磷滤料层的布置顺序不进行特别限定。只要不影响本实用新型的技术效果，可以根据需要进行选择。优选沿着从入水口和出水口的方向，在罐体中分别布置陶瓷滤料层、聚磷酸盐滤料层和有机磷滤料层。这是因为水进入阻垢器后，首先可以被陶瓷滤料过滤，随着陶瓷滤料水解而释放的活性氧使水得到消毒，并且使水中的杂质得到氧化，同时使PH略微升高。由于pH值升高，可以使水中的某些被氧化的杂质沉淀出来。例如铁离子会被从2价氧化到3价，生成Fe (OH)3沉淀，同时会有少量的 CaCO3籽晶生成，这些都会少量沉积在阻垢器内，使水质得到一定程度地改善。对于流动的水，水流经聚磷酸盐滤料层时，会溶出一定量的聚磷酸盐，可以使水流瞬时携带的聚磷酸盐的量为O. 5 1. 5ppm，从而能够络合隐蔽钙离子和镁离子。对于几天不使用的热水器，静止的水会不断溶解聚磷玻璃球。此时由于陶瓷滤料在不断水解，水的PH值也会不断升高，有助于降低聚磷酸盐滤料的溶解速度。同时，由于聚磷酸盐滤料层上下均具有水层，可以防止溶解出来的聚磷酸盐达到过饱和而产生白色沉淀。水流经最后的有机磷滤料层时，会溶解出少量有机磷，稳定时有机磷的浓度可达到O. 2 O. 5ppm，从而使水流中总磷含量稍有增加。由于有机磷是显酸性的，因此会使水的PH值稍有下降。这两方面结果都将会在热水器加热时一定程度上起到稳定聚磷酸盐和减少结垢的作用。同样，对于静水的情况，由于使用了更厚的滤布，如上所述，可以减小聚磷酸盐滤料的溶解消耗。[0040]图3为本实用新型的阻垢器的一个优选实施方式。在图3的阻垢器中，还可以具有未示出的滤布。如上所述，滤布可以布置在入水口、出水口和各层挡板处。在聚磷酸盐滤料层和有机磷滤料层之间可以布置更厚的滤布。[0041]流经本实用新型阻垢器的过滤水对热水器内的镁合金牺牲阳极基本没有影响，镁阳极棒的阴极保护效果及寿命与自来水的情况无明显差别。使用本实用新型的阻垢器，可以将净水与阻垢相结合，阻垢效率可达70%以上。阻垢率(即阻垢效率)是指在同等条件下，未经处理的水中生成的水垢重量(a)与经处理的过滤水中生成的水垢重量(b)之差除以未经处理的水中生成的水垢重量所得的百分数，即(a_b)/a。当阻垢器的总容量为O. 5 1.Odm3时，在聚磷酸盐滤料为240克的情况下，即可达到3 5年的使用寿命。使用本实用新型的阻垢器，可以延长热水器的使用寿命，降低水的硬度，提高洗浴舒适度，节省洗涤液。实施例[0042]陶瓷滤料制备例I[0043]焙烧白云石，温度为850°C，保温时间4小时；使用羟甲基纤维素，制成水溶液I %， 浸泡焙烧的粉料，然后晾干，得到氧化物陶瓷粉末I。将5克该氧化物陶瓷粉末I浸入200ml 水中，测定水的pH值，结果pH值为10，持续300天以后，pH仍可达9 10。将60份氧化物陶瓷粉末1、20份煅烧炉粉尘、5份二氧化钛、3份还原铁粉和12份活性炭粉充分混合，向混合的物料中加入40份丙烯酸树脂乳液(使用含有50%固体含量的水性丙烯酸乳液添加 I倍水配制而成)并进行搅拌，使用造粒机进行造粒，颗粒的粒径分布在O. 5 5_的范围。 将造好的颗粒晾干。用烘箱将进行烘烤，温度为220°C，保温3小时，得到陶瓷滤料I。[0044]陶瓷滤料制备例2[0045]焙烧菱镁矿矿石，温度为800°C，保温时间6小时；将丙烯酸树脂按照2 8的比例溶到醋酸丁酯中，对矿粉进行表面处理，然后在260°C烘烤。烘烤完毕，将陶瓷粉放在室内晾干，得到氧化物陶瓷粉末2。将5克该粉料浸入200ml水中，测定水的pH值，结果pH值为10，持续300天以后，pH仍在9以上。将20份氧化物陶瓷粉末2、60份煅烧炉粉尘、20份电厂粉煤灰、充分混合，向混合的物料中加入30份含有50%水的丙烯酸树脂乳液并进行搅拌，使用造粒机进行造粒，颗粒的粒径分布在O. 5 5mm的范围。将造好的颗粒晾干。将制备好的滤料颗粒浸泡水中I小时，作清洗和熟化处理。用烘箱将进行烘烤，温度为150°C，保温3小时，得到陶瓷滤料2。[0046]有机磷滤料制备例I[0047]将40份作为无机多孔材料的活性炭、40份有机磷ATMP和40份有机磷HEDP混合， 烘干。进行粉碎，过筛，得到约100目的粉末。将环氧树脂E44、T31固化剂加入无水乙醇稀释剂中，环氧树脂E44、T31固化剂和无水乙醇的比例为1: O. 3 : 2，得到第一表面包覆液。将上述粉末浸入第一表面包覆液中，进行表面包覆，随后进行干燥。将产物与20份耐水增强用粉料相互混合，耐水增强用粉料由石英砂和钛白粉组成，石英砂与钛白粉的比例为4 I。使用80份水性环氧树脂620、8份双氰胺和40份水的混合液作为粘结剂，进行造粒。在造粒后期，使用上述耐水性增强用粉料对颗粒进行表面包覆。表面包覆可以通过将粒料在耐水性增强用粉料中掺混进行。将得到的颗粒在150°C的真空烘箱中烘烤5小时。 使用上述第一表面包覆液，再次对颗粒进行表面包覆处理并干燥，该过程进行3次，最终得到有机磷滤料I。[0048]有机磷滤料制备例2 (得到有机磷滤 料2)[0049]将40份作为无机多孔材料的活性炭、20份有机磷ATMP和20份有机磷HEDP混合，进行烘干。进行粉碎，过筛，得到约100目的粉末。将环氧树脂E44、T31固化剂加入无水乙醇稀释剂中，环氧树脂E44、T31固化剂和无水乙醇的比例为1: 0.3 : 2，得到第一表面包覆液。将上述粉末浸入第一表面包覆液中，进行表面包覆，随后进行干燥。将产物与20份耐水增强用粉料相互混合，耐水增强用粉料由石英砂和钛白粉组成，石英砂与钛白粉的比例为4 I。使用80份水性环氧树脂620、8份双氰胺和40份水的混合液作为粘结剂，进行造粒。在造粒结束后(这里将“后期”改为“结束后”，以与说明书中相呼应，使用上述耐水性增强用粉料对颗粒进行表面包覆。表面包覆可以通过将粒料在耐水性增强用粉料中掺混进行。将得到的颗粒在170°C的真空烘箱中烘烤3小时。使用上述第一表面包覆液，再次对颗粒进行表面包覆处理并干燥，该过程进行2次，最终得到有机磷滤料2。得到的有机磷滤料耐水性强，释放量较高。[0050]有机磷滤料制备例3 (得到有机磷滤料3)[0051]将40份作为无机多孔材料的活性炭、30份有机磷ATMP、30份有机磷HEDP以及20 份聚丙烯酸钠混合后，进行烘干。进行粉碎，过筛，得到约100目的粉末。使用水性丙烯酸树脂RW16的水溶液作为第一表面包覆液，水性丙烯酸树脂RW16与水的比例为1 : 2。将上述粉末浸入第一表面包覆液中，进行表面包覆，随后进行干燥，再次进行粉碎。再与20份耐水增强用粉料相互混合，耐水增强用粉料由石英砂和钛白粉组成，石英砂与钛白粉的比例为4 :1。使用80份水性环氧树脂620、8份双氰胺、20份水性丙烯酸RW16溶液和40份水的混合液作为粘结剂，进行造粒。在造粒后期，使用上述耐水增强用粉料对颗粒进行表面包覆。表面包覆可以通过将粒料在耐水性增强用粉料中掺混进行。将得到的颗粒在170°C的真空烘箱中烘烤3小时。使用上述第一表面包覆液，再次对颗粒进行表面包覆处理并干燥， 该过程进行5次，最终得到有机磷滤料3。得到的有机磷滤料释放量平稳，寿命长。[0052]阻垢器对比例I[0053]对比例I的阻垢器如图1所示。将该阻垢器的出水口与家用热水器的入水口相连。 在图1中，在O. 6dm3的阻垢器中，单独采用550克上述有机磷滤料I作为阻垢剂。在入水口和出水口以及放置阻垢剂的多孔挡板上设置滤布。试验在贵阳进行。试验时间为5个月， 试验水量为200吨。试验结果表明，与自来水通过热水器所截水沟的量相比较，结垢量有所下降，阻垢率为50%，牺牲阳极消耗是自来水的O. 89倍。结果表明，仅使用有机磷滤料充当阻垢剂，阻垢效率不能满足要求。[0054]阻垢器对比例2[0055]对比例I的阻垢器如图2所示。阻垢器对比例2与阻垢器对比例I相同，不同之处在于使用300克陶瓷滤料1，同时使用240克北京三信和化工开发有限公司销售的尼柯尔 硅磷晶产品，即聚磷酸盐滤料(聚磷酸盐玻璃球)作为阻垢剂。试验在贵阳进行。试验结果表明，在静水中聚磷酸盐滤料会产生白色沉淀，阻垢效率只有25%，也不能满足要求。采用同样的阻垢器，在徐州进行试验。试验结果表明，阻垢率为98. 5% ;阳极消耗是自来水的 4倍。结果表明，由于仅使用聚磷玻璃球和陶瓷滤料充当阻垢剂，阻垢效率在徐州很高，但加速了对牺牲阳极的腐蚀速度，仍然不能满足要求。[0056]上述结果表明，水质对于阻垢器的阻垢效果影响很大。贵阳水不同于徐州水，一个主要特征是硬度不高，但PH较高。另外，贵州水的铁含量等较高。由于水质不同，聚磷酸盐在贵阳水中很不稳定。因此，该阻垢器很难广泛应用于各种水质。而且，仅采用陶瓷滤料和聚磷酸盐滤料作为阻垢剂，牺牲阳极的腐蚀速度也不能令人满意。[0057]阻垢器实施例1[0058]本实用新型的阻垢器的结构如图3所示。其中，联合使用了 300克陶瓷滤料1、200 克有机磷滤料I和160克北京三信和化工开发有限公司销售的尼柯尔 硅磷晶产品作为阻垢剂。试验在贵阳进行。实验以与阻垢器比较例I相同的方式进行。实验结果表明，阻垢率为88% ;阳极消耗是自来水的O. 97倍。结果表明，联合使用陶瓷滤料、有机磷滤料和聚磷酸盐滤料，可以获得优异的阻垢率，并且可防止阳极消耗。另外，经过5个月的实验，阻垢器中阻垢剂的消耗量仅为约30%，用水量为180吨，按照家庭年用水量为60吨计算，加上进水中消耗的聚磷酸盐数量，本实用新型的阻垢器中的阻垢剂的寿命为3年以上。[0059]阻垢器实施例2[0060]阻垢器实施例2的结构与阻垢器实施例1相同，不同之处在于，其中联合使用了 200克陶瓷滤料2、150克有机磷滤料2和240克韩国三富化学株式会社的niphos牌硅磷晶产品作为阻垢剂。试验在贵阳进行。试验以与阻垢器比较例I相同的方式进行。试验结果表明，阻垢率为92% ;阳极消耗是自来水的1. 06倍，可以接受。结果表明，联合使用陶瓷滤料、有机磷滤料和聚磷酸盐滤料，可以获得优异的阻垢率，并且阳极消耗只有微小增加。另外，经过5个月的实验，使用150吨水，阻垢器中阻垢剂的消耗量仅为约25%，按照家庭年用水量为60吨计算，加上进水中消耗的聚磷酸盐数量，本实用新型的阻垢器中的阻垢剂的寿命为3年以上。[0061]阻垢器实施例3[0062]阻垢器实施例3的结构与阻垢器实施例1相同，不同之处在于，其中联合使用了 200克陶瓷滤料2、150克有机磷滤料3和160克韩国圣山科技株式会社的nikry牌产品作为阻垢剂。实验在贵阳进行。试验以与阻垢器比较例I相同的方式进行。试验结果表明， 阻垢率为98. 5% ;阳极消耗是自来水的O. 96倍。结果表明，联合使用陶瓷滤料、有机磷滤料和聚磷酸盐滤料，可以获得优异的阻垢率，并且可防止阳极消耗。另外，经过5个月的试验，用水量为200吨，阻垢器中阻垢剂的消耗量仅为约30%，按照家庭年用水量为60吨计算，加上静水中消耗的聚磷酸盐数量，本实用新型的阻垢器中的阻垢剂的寿命为3年以上。
权利要求1.一种阻垢器，所述阻垢器包括罐体、入水口、出水口和位于所述罐体中的有机磷滤料层、陶瓷滤料层和聚磷酸盐滤料层，所述有机磷滤料层含有有机磷滤料，所述有机磷滤料是缓释的液体有机磷阻垢剂的颗粒滤料，所述陶瓷滤料层含有陶瓷滤料，所述陶瓷滤料是包含氧化物陶瓷粉末的颗粒滤料。
2.如权利要求1所述的阻垢器，其中所述阻垢器还包括水层。
3.如权利要求1所述的阻垢器，其中以重量比计，陶瓷滤料层聚磷酸盐滤料层有机磷滤料层=2 8 : 2 4 :1 3。
4.如权利要求1所述的阻垢器，其中沿着从入水口和出水口的方向，在罐体中分别布置所述陶瓷滤料层、聚磷酸盐滤料层和有机磷滤料层。
5.如权利要求1所述的阻垢器，其中在所述陶瓷滤料层、聚磷酸盐滤料层和有机磷滤料层中相邻两层之间、以及入水口和出水口处具有过滤装置。
6.如权利要求5所述的阻垢器，其中所述过滤装置为滤布。
7.如权利要求6所述的阻垢器，其中在所述聚磷酸盐滤料层和有机磷滤料层之间的滤布比其他滤布更厚。
专利摘要本实用新型提供了一种阻垢器。所述阻垢器包括罐体、入水口、出水口和位于所述罐体中的有机磷滤料层、陶瓷滤料层和聚磷酸盐滤料层，所述有机磷滤料层含有有机磷滤料，所述有机磷滤料是缓释的液体有机磷阻垢剂的颗粒滤料，所述陶瓷滤料层含有陶瓷滤料，所述陶瓷滤料是包含氧化物陶瓷粉末的颗粒滤料。
文档编号C02F5/14GK202829718SQ201220393839
公开日2013年3月27日 申请日期2012年8月9日 优先权日2012年8月9日
发明者丁威, 邱步, 刘宝林, 林乐耘, 时玉萍, 况林 申请人:艾欧史密斯(中国)热水器有限公司, 北京华德迈拓科技开发有限公司