前置净水防垢器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种前置净水防垢器，包括上下开口的壳体、放置在壳体内的防垢管、安装在壳体上端的管接头以及安装在壳体下端的排水接头，防垢管包括管体、过滤网，管体一端为封闭端，封闭端面向排水接头；管体另一端为开口端，开口端面向管接头；管体外壁镂空，镂空的管体外壁套有过滤网；管体内放置防垢体。本发明采用全物理式防垢，无毒无味，安全环保，无需添加任何化学药剂，免维护，且无需外加动力。防止设备管道结垢的同时还能过滤掉水中的泥沙、铁锈等杂质，起到净化的作用。本发明设置的排污结构，无需任何专用工具，只需打开底部阀门，滤出的杂质即可冲出，无需拆卸，使用方便。
【专利说明】前置净水防垢器
【技术领域】
[0001]本发明涉及水处理【技术领域】，特别涉及一种前置净水防垢器。
【背景技术】
[0002]结垢问题在石油、热电及其他工业和民用领域中涉及流体传输和循环的系统中广泛存在。水处理【技术领域】中一般将析出的非水溶性沉积物成为水垢，其中最常见的是CaCO3和MgC03。碳酸钙的成垢反应主要是由于钙离子与碳酸根离子或碳酸氢根离子结合形成的。如果能够通过一定的技术手段将金属离子的正电荷或酸根离子的负电荷中和掉，会大幅度降低阴阳离子的结合速率，从而显著降低成垢速率。电磁场处理方法，该方法耗电大，且还达不到防垢除垢的要求，应用极少。化学阻垢法是通过添加药剂的方法改变了水体的成分、酸碱度和离子浓度来产生阻垢效果。如前所述，化学法因为需要改变水体的成分，不符合环境保护的要求，其应用正受到越来越多的约束。
【发明内容】
[0003]本发明旨在提供一种前置净水防垢器，不改变流体化学成分，不用外加能源，即可实现水体的防垢以及净化。
[0004]本发明所述的前置净水防垢器，包括上下开口的壳体、放置在壳体内的防垢管、安装在壳体上端的管接头以及安装在壳体下端的排水接头，防垢管包括管体、过滤网，管体一端为封闭端，封闭端面向排水接头；管体另一端为开口端，开口端面向管接头；管体外壁镂空，镂空的管体外壁套有过滤网；管体内放置防垢体。
[0005]优选的，所述防垢体的材质为铜基触媒合金。铜基触媒合金由具有不同电负性的金属元素高温化合制成。水流经铜基触媒合金表面时能够自动形成稳定电流，通过弱电的作用中和成垢金属离子的正电荷，不仅能有效控制垢的形成，同时弱电场的持续作用可以使已板结的垢块逐渐溶解、脱落，达到阻垢、除垢的功能。
[0006]优选的，所述防垢体包括防垢片，所述防垢片为圆形饼状物，在防垢片的中心设有中心孔，在中心孔周围设有滤水孔，中心孔的轴线与防垢片的端面垂直，滤水孔的轴线与防垢片的端面呈10°~90°夹角，所有防垢片通过中心孔套装在螺杆上，相邻两块防垢片之间由隔套隔开，并由螺母旋接固定，所述防垢片放置在管体内，所述防垢片与管体的配合方式为过渡配合或间隙配合。
[0007]优选的，所述防 垢体为滤料，所述滤料放置在所述管体内，所述管体开口端内壁固定套置有圆环，圆环外径与管体内径相同；圆环上端开设有环槽，环槽上设有滤网；滤网上设有卡环，卡环与环槽紧配合。
[0008]进一步的，所述滤网的目数为40~120目。滤网在阻止滤料通过的同时还能物理过滤去除直径小至50 μ m的悬浮颗粒物质。
[0009]进一步的，所述过滤网外侧套有过滤网骨架，所述过滤网骨架下端设有突出部，所述突出部与排水接头间隙配合；排水接头外侧套有旋转部。旋转旋转部时，旋转部带动突出部，进一步带动过滤网骨架在过滤网上做圆周运动，即可将过滤网上的污垢刮除。
[0010]优选的，所述管接头为“T”形三通管接头；“T”形下端接头与壳体旋接；“T”形左右接头分别为进水口和出水口，进水口与出水口之间设有挡板，挡板下端往出水口方向延伸一圆环状突起，突起内径与所述管体外径相同，且突起与出水口相连通。安装后，管体上端套置在圆环状突起内，管体与出水口构成出水通道。
[0011]进一步的，所述排水接头下端还装有排污阀，排水接头与排污阀之间通过排水接头0型圈密封。
[0012]进一步的，所述管接头上还装有水压表。所述壳体为透明壳体。
[0013]使用时，水从进水口进来，由于挡板以及圆环状突起的作用，进水口进入的水不能直接通过出水口排出，而是进入壳体内，壳体内的水将防垢管浸溃，水流经防垢管内的铜基触媒合金表面时能够自动形成稳定电流，通过弱电的作用中和成垢金属离子的正电荷，有效控制垢的形成，同时弱电场的持续作用可以使已板结的垢块逐渐溶解、脱落，实现阻垢、除垢。经防垢管处理后的水受压向上运动，直到达到防垢管上端，经由管体与出水口形成的出水通道排出。水中的杂质污垢等经由过滤网滤出，通过壳体下端的排水接头排出。
[0014]本发明采用全物理式防垢，无毒无味，安全环保，无需添加任何化学药剂，免维护，且无需外加动力。防止设备管道结垢的同时还能过滤掉水中的泥沙、铁锈等杂质，起到净化的作用。本发明设置 的排污结构，无需任何专用工具，只需打开底部阀门，滤出的杂质即可冲出，无需拆卸，使用方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明管接头、壳体、排水接头的示意图；
[0016]图2为本发明防垢管管体、过滤网的示意图；
[0017]图3为本发明的整体示意图；
[0018]图4为本发明的结构示意图；
[0019]图5为本发明实施例一的防垢片示意图；
[0020]图6为本发明实施例一的防垢片安装示意图；
[0021]图7为本发明实施例二的圆环、滤网、卡环结构示意图；
[0022]图8为本发明实施例二的滤网安装示意图。
【具体实施方式】
[0023]如图1、2、3、4所示，本发明所述的前置净水防垢器，包括管接头1、管接头0型圈
2、壳体3、排水接头4、排水接头0型圈5、卡圈6、排污阀0型圈7、排污阀8、管体9、过滤网
10、过滤网0型圈11、过滤网骨架12、过滤网骨架0型圈13。
[0024]所述管接头I为“T”形三通管接头；“T”形下端接头与壳体3旋接，“T”形下端接头与壳体3之间通过管接头0型圈2实现密封；“T”形左右接头分别为进水口 14和出水口15，进水口 14与出水口 15之间设有挡板，挡板下端往出水口 15方向延伸一圆环状突起，突起内径与所述管体9外径相同，且突起与出水口 15相连通。安装后，管体9上端套置在圆环状突起内，管体9与出水口 15构成出水通道。由于挡板以及圆环状突起的作用，进水口14进入的水不能直接通过出水口 15排出，而是进入壳体3内。[0025]所述壳体3为透明壳体，便于使用时，直接观察滤除的杂质污垢的情况，以便及时进行排污清洗。所述壳体3上下开口，上开口端外壁设有外螺纹，与“T”形下端接头旋接配合；下开口端装有排水接头4，排水接头4与壳体3之间通过排水接头O型圈5实现密封；卡圈6将排水接头4在壳体3下开口端位置固定；排水接头4下端装有排污阀8，排污阀8与排水接头4下端之间通过排污阀O型圈7实现密封。
[0026]所述管体9放置在壳体3内，所述管体9 一端为封闭端，封闭端面向排水接头4 ；管体9另一端为开口端，开口端面向管接头I ;管体9外壁镂空，镂空的管体9外壁套有过滤网10，过滤网10与管体9通过过滤网O型圈11实现密封；过滤网10外侧套有过滤网骨架12，过滤网骨架12与过滤网10通过过滤网骨架O型圈13实现密封；过滤网骨架12下端设有突出部16，突出部16与排水接头4间隙配合；排水接头4外侧套有旋转部17，旋转部17旋转时，带动突出部16，进而带动过滤网骨架12沿过滤网10做相对运动，可将过滤网10上的污垢刮除。
[0027]所述管体9内放置防垢体。所述防垢体的材料为具有防垢功能的铜基触媒合金。铜基触媒合金通过严格控制各种元素的成分配比，并采用特殊的热加工工艺，在铜基触媒合金内部形成了取向一致的柱状晶体结构，从而使铜基触媒合金呈现出极强的向水体介质释放自由电子和使水体介质产生极化效应的独特功能。当水体以一定的流速流经铜基触媒合金后，铜基触媒合金可向水体释放电子，改变流体静电位，使水体产生极化现象，使水体中的阴、阳离子不易结合形成垢。铜基触媒合金各组分重量百分比为:Cu:40%-70%、Ni:5%-20%、Zn:10%-35%、Sn:5%_30%、Ag:0.5%_20%、Fe:0.1-8%, Sb:0.01%_2%、Mn:0.05%-5%,各组份经化合形成一种沿SlOO晶轴定向生长的柱状晶体合金。它在不改变水体成分和酸碱度的条件下，通过持续释放自由电子，降低水体的阳离子浓度，从而降低成垢指数，来达到阻垢的目的。CU-Ni 二元合金具有优异的化学稳定性，在各种环境中耐腐蚀性能非常出色，冷热加工性能优异，成本适中。Cu-Ni合金系虽然电负性小于溶液，但由于化学稳定性很好，其失电子能力并不强 。因此，又在Cu-Ni 二元合金基础上，选择Zn和Ag元素作为合金元素进行添加。其中，Zn元素的电负性为1.65，是常见元素中电负性最小的金属元素之一，能够与Cu-Ni合金形成稳定的三元合金。Ag元素的电负性为2.34，是常见元素中处理稀土和放射性元素以外电负性最大的合金元素之一。Ag在Cu-N1-Zn合金中几乎不溶，主要以游离态出现，通过合理的成分控制和热加工工艺能够获得理想的分布状态，是理想的正极材料。随着Ag含量的增加，活化电流逐渐增大。活化电流越大，释放电子的能力越强，单位流量的铜基触媒合金用量越少，整体成本更具优势。
[0028]铜基触媒合金的按如下步骤制备，按所述各组分的重量百分比准备原材料，原材料纯度为99.9%以上的块状物，其体积小于或等于2cm3 ;在感应炉坩埚内铺入Icm~3cm厚的木炭，按重量计将Cu料的一半均匀铺在木炭上，然后在Cu料上均匀铺入全部Ni块，再铺入Icm~3cm厚的木炭，开炉升温至900°C -1lOO0C，待全部金属熔化后，加入全部Fe、Sb块体，搅拌至金属全部溶化后再加入全部Mn块体，保温3分钟~8分钟，使熔体金属脱气；然后按照Zn、Sn、Ag和剩余的Cu顺序加入，慢速搅拌，待金属全部熔化后，去浮渣，使熔体温度降低至1150°C~1280°C，将熔体金属注入浇筑型模具中，冷却5分钟~15分钟至金属表面结壳形成金属锭，然后水冷至室温，取出金属锭，即得到铜基触媒合金。
[0029]实施例一，如图5、6所示，防垢体包括防垢片18，所述防垢片18为圆形饼状物，在防垢片18的中心设有中心孔19,在中心孔19周围设有滤水孔20,中心孔19的轴线与防垢片18的端面垂直，滤水孔20的轴线与防垢片18的端面呈90°夹角，所有防垢片18通过中心孔19套装在螺杆21上，相邻两块防垢片18之间由隔套22隔开，并由螺母23旋接固定，防垢片18放置在管体9内，防垢片18与管体9的间隙配合。
[0030]实施例二，本实施例与实施例一不同之处在于，防垢体为颗粒状的滤料，在防垢管管体9开口端内壁固定套有圆环25，圆环25外径与管体9内径相同，如图7、8所示，圆环25面向管体9开口端的端部开设有环槽，环槽上放置滤网24，滤网24上设有卡环26，卡环26与圆环25紧配合，将滤网24固定在圆环25上。滤网24与管体9形成腔室，腔室中放置滤料，滤料均匀散布在管体9内，能够最大面积与水接触，从而更好地起到防垢阻垢的作用。滤网24的目数为100目，能物理过滤去除直径小至50 的悬浮颗粒物质。滤料颗粒平均尺寸大约为60目，最小的颗粒约115目。
[0031]使用时，水从进水口 14进来，由于挡板以及圆环状突起的作用，进水口 14进入的水不能直接通过出水口 15排出，而是进入壳体3内，壳体3内的水将防垢管浸溃，水流经防垢管内的铜基触媒合金表面时能够自动形成稳定电流，通过弱电的作用中和成垢金属离子的正电荷，有效控制垢的形成，同时弱电场的持续作用可以使已板结的垢块逐渐溶解、脱落，实现阻垢、除垢。经防垢管处理后的水受压向上运动，直到达到防垢管上端，经由管体9与出水口 15形成的出水通道排出。由钢铁材料制成的输水管件腐蚀时，铁氧化形成FeO胶体，FeO与铜基触媒合金接触，也可以发生氧化还原反应，FeO最终形成Fe2O3固体沉淀在铜基触媒合金表面,经由过滤网10滤出，通过壳体3下端的排水接头4排出。
[0032]本发明还能去除水中的氧化剂，例如余氯。该作用是通过电化学氧化还原反应完成的。氧化还原反应的发生是因为铜基触媒合金是由多种不同的金属组成的，与水接触时，合金中电位正的铜成为阴极，而电位负的锌是阳极。在阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应。锌阳极在反应中失去了电子，锌离子成为牺牲者进入溶液，铜阴极上发生游离氯的还原反应，而不会发生金属铜的溶解，水和余氯成为最后的电子接受者，同时生成氢离子、氢氧根离子和氯离子。水中其他的氧化剂，如臭氧、溴、碘等与铜基触媒合金接触后也能进行氧化还原反应。
[0033]本发明同时还能去除重金属，铜基触媒合金可以去除水中的重金属离子，如铅、汞、铜、镍、镉、砷、锑、铝和其他许多可溶性重金属离子，它们的去除是通过电化学氧化还原反应和催化作用完成的。
[0034]铜基触媒合金去除重金属离子的机理如下:金属离子镀覆于铜基触媒合金的表面或进入铜基触媒合金晶格中，从而使有毒重金属污染物结合在铜基触媒合金上。例如，水中溶解的铅离子还原成不溶性的铅原子，并镀覆于铜基触媒合金的表面；X射线衍射研究发现汞的去除是形成了铜一萊合金。
[0035]金属离子在水的pH升高时水解形成金属氢氧化物沉淀，也能去除金属离子。
[0036]本发明在一定程度上，能抑制微生物的繁殖，铜基触媒合金能起到抑制微生物繁殖的作用，但不能完 全杀灭微生物种群。铜基触媒合金不是通过一种机理、而是几种机理控制微生物的生长繁殖，通过每一种的单独作用或协同作用来达到抑制微生物的作用。主要机理包括:氧化还原电位的变化，氢氧根离子和过氧化氢的形成，介质中锌的溶出等。在一般情况下，铜基触媒合金作为反渗透膜的预处理手段时，能够抑制细菌、藻类等微生物的繁殖，从而防止了微生物对膜的破坏。
[0037]①氧化还原电位的变化
[0038]水通过铜基触媒合金时，其氧化还原电位从+200mV变化到_500mV，在一般情况下，各种类型的微生物只能在特定的氧化还原电位下生长，电位的大幅度变化，能破坏细菌的细胞，从而控制了微生物的生长。但是，水的氧化还原电位变化很小，用铜基触媒合金控制细菌，必须使细菌与铜基触媒合金直接接触，铜基触媒合金对细菌的抑制作用主要发生于铜基触媒合金一水接触面上，所以仅靠氧化还原电位的变化并不能完全控制微生物。
[0039]②氢氧根离子和过氧化氢
[0040]在铜基触媒合金将二价铁氧化到三价铁的过程中会产生氢氧根离子和过氧化氢，这就可以抑制那些在低氧化电位时尚能存活，但对氢氧根离子和过氧化氢敏感的微生物，但是氢氧根离子和过氧化氢的寿命短，只是在过滤过程中具有高的反应活性，对微生物的抑制效果比较明显，在流出水中的残余效应比较小。
[0041]③锌离子对微生物的控制
[0042]铜基触媒合金中释放出来的锌对微生物有明显的控制作用，锌能阻止酶的合成，从而影响有机体的正常生长，达到抑制微生物繁殖的目的。
[0043]另外，铜 基触媒合金通过阻止叶绿素合成而控制藻类生长，锌离子的存在从本质上降低了有机体从光合作用生产食物的能力，细菌种群的食物和能量来源是依靠藻类群落，藻类的减少将显著影响细菌的生长。
【权利要求】
1.一种前置净水防垢器，包括上下开口的壳体、放置在壳体内的防垢管、安装在壳体上端的管接头以及安装在壳体下端的排水接头，其特征在于，防垢管包括管体、过滤网，管体一端为封闭端，封闭端面向排水接头；管体另一端为开口端，开口端面向管接头；管体外壁镂空，镂空的管体外壁套有过滤网；管体内放置防垢体。
2.根据权利要求1所述的前置净水防垢器，其特征在于，所述防垢体的材质为铜基触媒合金。
3.根据权利要求2所述的前置净水防垢器，其特征在于，所述防垢体包括防垢片，所述防垢片为圆形饼状物，在防垢片的中心设有中心孔，在中心孔周围设有滤水孔，中心孔的轴线与防垢片的端面垂直，滤水孔的轴线与防垢片的端面呈10°~90°夹角，所有防垢片通过中心孔套装在螺杆上，相邻两块防垢片之间由隔套隔开，并由螺母旋接固定，所述防垢片放置在管体内，所述防垢片与管体的配合方式为过渡配合或间隙配合。
4.根据权利要求2所述的前置净水防垢器，其特征在于，所述防垢体为滤料，所述滤料放置在所述管体内，所述管体开口端内壁固定套置有圆环，圆环外径与管体内径相同；圆环上端开设有环槽，环槽上设有滤网；滤网上设有卡环，卡环与环槽紧配合。
5.根据权利要求4所述的前置净水防垢器，其特征在于，所述滤网的目数为40~120目。
6.根据权利 要求1所述的前置净水防垢器，其特征在于，所述过滤网外侧套有过滤网骨架，所述过滤网骨架下端设有突出部，所述突出部与排水接头间隙配合；排水接头外侧套有旋转部。
7.根据权利要求1所述的前置净水防垢器，其特征在于，所述管接头为“T”形三通管接头；“T”形下端接头与壳体旋接；“T”形左右接头分别为进水口和出水口，进水口与出水口之间设有挡板，挡板下端往出水口方向延伸一圆环状突起，突起内径与所述管体外径相同，且突起与出水口相连通。
8.根据权利要求1所述的前置净水防垢器，其特征在于，所述排水接头下端还装有排污阀，排水接头与排污阀之间通过排水接头O型圈密封。
9.根据权利要求1所述的前置净水防垢器，其特征在于，所述管接头上还装有水压表。
10.根据权利要求1所述的前置净水防垢器，其特征在于，所述壳体为透明壳体。
【文档编号】C02F5/00GK103787512SQ201410036226
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年1月26日 优先权日:2014年1月26日
【发明者】刘 东, 孙俊杰, 鲁礼民 申请人:南京超旭节能科技有限公司