一种扫频除水垢装置的制作方法

1.本实用新型涉及轨道交通运营管路领域，特别涉及一种扫频除水垢装置。


背景技术：

2.目前轨道交通运营尤其是夏季生产、生活用水较多，由于水系统中大量的钙镁离子难以在使用前期得到有效处理，因此后续水系统在温度的作用下，钙镁离子与酸根结合生成微溶于水的碳酸钙、碳酸镁等，从水中结晶析出，并不断地沉积于管道、热水容器等设备系统表面形成水垢，对能耗及设备正常运行产生重大影响。
3.常见的化学制剂除垢是利用化学反应方式消除或防止水中钙镁离子生成水垢物质，但这种方式需要每年购买化学制剂成本较高，并且需要专人配制定期加注，浪费人力资源；对管道存在一定的腐蚀作用，影响管道的使用寿命；污染大气环境及水质。地铁夏季制冷用室外冷却塔由于是敞开式，夏季温度较高加上光合作用，藻类和菌类生长较快，会在冷却塔和管道表面形成生物黏泥，影响水流速度及散热效果，甚至影响制冷机组的顺利运行。特别是生活饮用水热水器水箱结垢较多，易造成管道堵塞甚至使设备无法正常使用的情况。现有技术中虽然存在多种利用高频磁场进行除垢的方案，但其多通过将线圈直接缠绕于管路的方式来实现，对于较大体积的储水设备难以进行线圈的缠绕，布置在储水设备侧壁的方式难以实现对整个储水设备内部水体的作用，影响除水垢的效率。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种扫频除水垢装置，设置带有保护管的磁场发生组件，并能够直接将其投入至大体积的储水设备内，通过脉冲电源驱动磁场发生组件产生频率和幅值变化的磁场，提高磁场作用范围以保证除水垢效果。
5.为了实现上述目的，采用以下技术方案：
6.一种扫频除水垢装置，包括保护管、支架和磁场发生组件，保护管两端封堵在内部形成保护腔，磁场发生组件、支架均位于保护腔内，磁场发生组件连接于支架，磁场发生组件连接有引线，引线穿过保护管连接电源。
7.进一步地，所述磁场发生组件包括多个线圈，沿保护管轴向上，线圈依次间隔布置在支架上。
8.进一步地，所述支架包括支管，磁场发生组件套设在支管外。
9.进一步地，所述支管、保护管同轴布置，磁场发生组件位于支管与保护管之间。
10.进一步地，所述保护管一端设有封堵板，另一端连接盖板；支架一端连接封堵板，另一端沿保护管轴向延伸至盖板。
11.进一步地，所述保护管一端设有法兰，盖板对接法兰，以封堵保护管一端。
12.进一步地，所述盖板与保护管配合位置设有垫片，引线贯穿盖体。
13.进一步地，所述盖板上设有连接孔，以通过连接件将保护管固定于外部设备。
14.进一步地，所述保护管与支架之间设有弹性垫圈和温度传感器，温度传感器接入
引线。
15.进一步地，所述引线通过控制器连接电源，温度传感器用于将获取的温度数据并发送至控制器，控制器用于控制磁场发生组件输出的磁场参数。
16.与现有技术相比，本实用新型具有的优点和积极效果是：
17.(1)针对目前磁场除水垢设备除水垢效率低的问题，设置带有保护管的磁场发生组件，并能够直接将其投入至大体积的储水设备内，通过脉冲电源驱动磁场发生组件产生频率和幅值变化的磁场，提高磁场作用范围以保证除水垢效果。
18.(2)通过对磁场发生组件施加电流，产生磁场作用于水体，结合变频共振、波长变化的球形波，能够覆盖多种水质条件下水分子的共振频率，使水分子产生共振，达到去除水垢、防止垢质积聚的效果。
19.(3)设置保护管和支架，对磁场发生组件进行保护和稳定，在投入储水设备后，能够避免水体直接接触磁场发生组件，从而减少腐蚀、短路的隐患。
20.(4)在保护管一端连接盖体进行封堵，提供可拆卸结构，便于拆装、检修内部的磁场发生组件和温度传感器，同时，盖体上设置连接孔，能够通过连接件将保护管固定于外部设备，并使得保护管探入外部设备内部与水体接触，在提高其本体稳定性的同时，保证了作用于水体的效果。
附图说明
21.构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，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。
22.图1是本实用新型实施例1中保护管、支架的结构示意图；
23.图2是本实用新型实施例1中磁场发生组件连接控制器的示意图；
24.图3是本实用新型实施例1中磁场发生组件工作时球形波磁场的示意图。
25.图中，1-保护管；2-支架；3-线圈；4-温度传感器；5-弹性垫圈；6-盖体；7-引线；8-连接孔；9-控制器。
具体实施方式
26.实施例1
27.本实用新型的一种典型的实施方式中，如图1-图3所示，提出了一种扫频除水垢装置。
28.如图1所示的扫频除水垢装置，能够投入储水设备中或固定在储水设备上，通过对磁场发生组件施加电流，产生磁场作用于水体，结合变频共振、波长变化的球形波，能够覆盖多种水质条件下水分子的共振频率，使水分子产生共振，达到去除水垢、防止垢质积聚的效果。解决了目前地铁制冷冷冻、冷却水、生产及生活饮用水管道及设备结垢、长藻、腐蚀、堵塞、流通不畅的问题，可极大减少能源消耗和维护成本，延长设备使用寿命，提高设备工作效率。
29.结合图1所示扫频除水垢装置，包括保护管1、支架2和磁场发生组件，保护管1两端封堵在内部形成保护腔，磁场发生组件、支架2均位于保护腔内，通过保护管1将磁场发生组
件与支架2相隔离，避免对内部磁场发生组件的影响。
30.磁场发生组件连接于支架2，支架2与保护管1连接，形成稳定结构，磁场发生组件连接有引线7，引线7穿过保护管1连接电源，通过电源对磁场发生组件施加频率、幅值随时间变化的脉冲电流。
31.如图3所示，脉冲电流输出至磁场发生组件时产生类似圆球状的电流波形，磁场发生组件产生频率、幅值可变的磁场，在磁场作用范围内，在高频球形波磁场的作用下，改变水中大分子结构，水分子电子电位改变，使水中盐类离子难以聚集而成分散状态，形成电磁极化水。这种水流在温度升高或经过加热时不易板结于设备表面形成水垢。电子极化水还能渗透和软化老垢，使之脱落。能在保持原水化学成分的基础上，通过改变水分子的物理结构，达到防垢、除垢的效果。
32.相较于管道外置线圈3的方式，本实施例能够通过保护管1包裹的磁场发生组件直接投入水体中，引线7通过控制器9连接电源，温度传感器4用于将获取的温度数据并发送至控制器9，控制器9用于控制磁场发生组件输出的磁场参数；在控制器9作用下产生频率和幅值变化的球形波磁场，由于不同条件下水的温度、硬度、黏度、ph值不同，其内部的自然频率及波长就不同，对应的共振频率及除垢波形也不同；针对此问题，采用变频共振、波长变化的球形波，覆盖不同水质条件下的水分子的共振频率，从而产生共振，从而达到除旧垢、防新垢积聚的效果。
33.磁场发生组件包括多个线圈3，沿保护管1轴向上，线圈3依次间隔布置在支架2上，通过输入频率、幅值随时间变化的脉冲电流，达到扫频的效果，以扫频方式扫描生产用水中的矿物盐分子的自然频率及波长，扫频过程实现寻找水中物质的自然频率及波长的过程，通过扫频实现对不同的水质能够产生共振，提高除垢、防垢的效果。
34.如图1所示，支架2为管状结构，支架2包括支管，磁场发生组件套设在支管外，引线7沿支管内部延伸，并穿过内管侧壁连接磁场发生组件。
35.支管、保护管1同轴布置，磁场发生组件位于支管与保护管1之间，同时，保护管1与支架2之间设有弹性垫圈5和温度传感器4，温度传感器4接入引线7，通过弹性垫圈5套设在支架2外，保持支架2与保护管1内壁的间隙，同时能够利用弹性垫圈5能够吸收支架2的振动，减少支架2与保护管1之间的碰撞，保证稳定性。
36.保护管1一端设有封堵板，另一端连接盖板；支架2一端连接封堵板，另一端沿保护管1轴向延伸至盖板，保护管1一端设有法兰，盖板对接法兰，以封堵保护管1一端，盖板与保护管1配合位置设有垫片，提高密封性，引线7贯穿盖体6，引出至外部连接电源和控制器9。
37.盖板上设有连接孔8，以通过连接件将保护管1固定于外部设备，在保护管1一端连接盖体6进行封堵，提供可拆卸结构，便于拆装、检修内部的磁场发生组件和温度传感器4，同时，盖体6上设置连接孔8，能够通过连接件将保护管1固定于外部设备，并使得保护管1探入外部设备内部与水体接触，在提高其本体稳定性的同时，保证了作用于水体的效果。
38.保护管1采用304不锈钢制作，保护管1通过预除垢容器壁上开孔，法兰连接或者焊接，置于容器内部；线圈3采用多股铜芯电磁线分段绕于管状的支架2上，支架2采用非金属耐热材料制作，使能引线7及温度传感器4线自支架2引出至支架2外部，保持一定长度，保护管1与支架2外端用高温树脂密封。用多股铜丝电磁线缠绕成线圈3的不锈钢体放入水中，引线7与控制器9输出端子连接。
39.可以理解的是，本实施例中的控制器9可以选用现有的成品控制器9，电源接入控制器9，采用隔离电源，避免了电路的安全问题。控制器9的核心是avr微处理器，其工作程序由软件编程所得，它生成扫频pwm信号，驱动功率管igbt生成功率球形波。由谐振电容器与使能线圈3组成谐振电路，该电路接受来自igbt电路提供的功率pwm电源能量。这样在谐振电容的作用下，使能线圈3上就产生了所需要的球形波功能磁场。
40.该控制器9设有编程终端，用于输入输出人机对话；状态指示用于显示其工作状态：范围正常、过载、频率等信息；具有负载自适应、短路、接地等保护，所有功能都由avr微处理器软件程序执行。
41.该软件的核心是频率扫描与球形波发生程序。由于水中形成垢盐的成分复杂，垢盐结晶过程是逐步变化的，单一固定频率与波长难以达到效果，为此而设计了扫频工作模式软件程序，该程序在电路原件的共同作用下，最终在使能线圈3上生成的是具有变频变幅的球形波磁场。软件程序还设有控制器9辅助功能的软件工作程序。
42.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。