一种超声波净水装置

本技术设计一种净水装置，尤其是超声波净水装置。

背景技术：

1、现如今居住用水和工业用水等水源在循环时由于各种原因导致管道内部结垢，从而影响管道质量问题，并且要想除掉管道上污垢也十分困难，系统结垢会导致换热能力下降，降低换热设备的换热性能，另外污垢在换热面上的沉积还会引起局部过热而导致机械性能下降，严重时会引起设备和管道壁的腐蚀。若对有一定硬度的水进行技术预处理，去除易致垢成分，有效地降低水的硬度，将避免设备结垢问题产生的不良影响。

2、目前的阻垢技术可以分为化学方法和物理方法两大类。化学方法一般是传统的水处理方法，通过加不同的化学试剂来进行除垢，此类方式对环境乃至人类有着极大的危害，污染严重，并且浪费资源。而物理方法主要有电、磁和超声波处理技术等，具有效果显著、使用简单、成本低等特点，具有广阔的应用前景。本设备运用超声波处理技术实现阻垢效果。超声波阻垢技术是物理阻垢的一种新技术，广泛应用于工业或民用换热设备，进行防垢除垢，超声波是指频率高于20khz的波，它具有传播方向性好，穿透力强等优点。超声波阻垢技术在工业上不仅能长期解决除垢的问题，还可以进行防垢，还具有无污染、节约能源消耗、降低成本、操作方便简单等优点。

3、超声波在液体的传播过程中，会伴随产生各种效应，包括空化效应、机械效应、热效应、活化效应等，在以上几种效应的共同影响下，缩短了致垢成分的成核诱导期，促进微小晶核的生成，抑制壁面处的成核和成长，即促进硬水中的致垢成分析出并悬浮在水中。进一步将析出的晶体从水中分离，即可达到降低水硬度的目的。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种超声波净水装置来降低工业用水的硬度，消除用水设备中结垢现象带来的影响，并且解决通过添加化学试剂的阻垢除垢方法对环境的污染。

2、为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种超声波净水装置，包括进水口、出水口、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、超声波处理段、过滤段、弧形挡板、反冲段、沉淀段和超声波发生装置；其中进水口通过第一三通阀连接，管道伸入超声波处理段内部，超声波处理段筒顶最左边焊接有超声波发生器。其中，超声波处理段外形类似于圆筒，沉淀段在超声波处理段正下方，由进水口流入超声波处理段的水，经过弧形挡板的引流，在超声波作用下，污垢从沉淀段的排污口排出；沉淀段正上方为过滤段，超声波处理过后的水流入过滤段，经过滤网的作用，水从出水口流出；出水口左边管道为反冲段，水从进水口流入反冲管道可以反向对过滤段进行冲洗，使残留污垢流入沉淀段。超声波发生装置由超声波发生器、超声波换能器、变幅杆和工具头组成。该装置及各管道由不锈钢材料制成。

3、上述超声波净水装置中，所述超声波处理段的水经过超声波处理，污垢从超声波处理段下部进入沉淀段，超声波处理过后的水从超声波处理段下部进入过滤段，从出水口流出。

4、上述超声波发生装置中，所述超声波发生器置焊接在所述筒顶上；所述超声波换能器、变幅杆和工具头按顺序使用紧固螺栓连接成为超声棒，其中超声波换能器在筒外，变幅杆穿过筒顶，工具头在筒内。所述超声棒通过法兰盘与所述超声波处理段连接，该装置设有四个一样的超声棒，由同一个超声波发生器连接，四根超声棒均匀分布，目的在于便于同时开启超声波水处理，提高效率，便于操作。

5、上述超声波发生装置中，所述工具头形状为阶梯形，可视为由圆台和圆柱拼接而成，拼接顺序为圆柱接圆台小底面，该圆台大底面接下一个圆柱，依次拼接。圆台锥面角度为45°，圆台大底面直径为小底面的2倍，圆台高度和圆柱高度相等，圆柱底面积等于圆台小底面面积。所述工具头采用钛合金制成。阶梯形工具头可利用圆台斜面对超声波的折射效应加强径向传播的超声波声强，使筒内超声场分布更均匀。

6、上述超声波发生装置中，所述变幅杆和所述超声波处理段筒顶之间填充有减振橡胶。

7、上述超声波净水装置中，所述排污口上安装有排污管道，排污管道上安装有第四电磁阀。超声波发生装置由一个超声波发生器连接四个一样的超声棒，四个超声棒在筒中均匀放置。沉淀段为倒圆锥形。

8、上述超声波净水装置中，所述过滤段中加有滤网，经过超声波处理的水，进入过滤段，水中污垢经过滤网过滤，从出水口流出较为洁净的水。

9、上述超声波净水装置中，所述弧形挡板和过滤管道为同心圆，其圆心角范围为220°-240°，距离过滤管道为3-5厘米，弧形挡板焊接在超声波处理段左下方，弧形挡板高度为超声波处理段高度的1/2-2/3。弧形挡板可以将从入水口进来的硬水，引流到右边超声棒，使其硬水能够更加充分被超声波处理。

10、上述超声波净水装置中，所述反冲段由进水口来的水，反向流入过滤段，对过滤段的滤网和管道进行冲洗，使残留污垢向下流入沉淀段。

11、本实用新型的有益效果是：本实用新型提供了一种超声波净水装置，在超声波处理下使硬水中致垢离子析出，形成大量的水垢颗粒，能有效地降低水硬度。过滤段内的滤网可以进一步净化水质，确保比较洁净的水流出。通过进行定期反冲，对滤网及沉淀污垢进行清洗，确保滤网清洁并将污垢沉淀及时排出。在给定控制参数下，该设备运行稳定，水处理效果显著，并且使用安全、操作简单，不污染环境。

技术特征：

1.一种超声波净水装置，其特征在于：包括进水口(4)、出水口(9)、第一电磁阀(2)、第二电磁阀(6)、第三电磁阀(10)、第四电磁阀(21)、超声波处理段(7)、过滤段、弧形挡板(8)、反冲段、沉淀段和超声波发生装置组成；其中进水口(4)通过第一三通阀(5)连接，管道伸入超声波处理段(7)内部，超声波处理段筒顶最左边焊接有超声波发生器(3)，超声波发生器连接着超声波换能器(13)，超声波换能器(13)和变幅杆(15)、工具头(16)连接组成超声棒，超声棒和超声波发生器组成超声波发生装置，超声棒通过第二法兰(14)连接在超声波处理段(7)顶部位置，工具头(16)伸入到超声波处理段(7)内部伸入到超声波处理段内部，在超声波处理段正下方为沉淀段，其中沉淀段包括排污口(22)、第四电磁阀(21)、排污管道(20)；沉淀段正上方管道为过滤段，过滤段包括第三法兰(17)，滤网(18)，过滤管道(19)，过滤管道外围为弧形挡板(8)；过滤管道(19)正上方通过第一法兰(12)连接，伸出筒顶直到出水口(9)，出水口左边管道为反冲段，反冲段包括第一电磁阀(2)和反冲管道(1)。

2.根据权利要求1所述的超声波净水装置，其特征在于：超声波处理段(7)形状为圆筒。

3.根据权利要求1所述的超声波净水装置，其特征在于：超声波发生装置由一个超声波发生器(3)连接四个一样的超声棒，四个超声棒在筒中均匀放置。

4.根据权利要求1所述的超声波净水装置，其特征在于：沉淀段为倒圆锥形。

5.根据权利要求1所述的超声波净水装置，其特征在于：过滤段设有滤网。

6.根据权利要求1所述的超声波净水装置，其特征在于：弧形挡板(8)和过滤管道为同心圆，其圆心角范围为220°-240°，距离过滤管道为3-5厘米。

7.根据权利要求1所述的超声波净水装置，其特征在于：弧形挡板焊接在超声波处理段左下方，弧形挡板高度为超声波处理段高度的1/2-2/3。

技术总结
本技术提供一种超声波净水装置，通过超声波处理技术，配合沉淀和过滤作用达到降低工业用水的目的。本技术包括进水口、出水口、电磁阀、超声波处理段、过滤段、反冲段、沉淀段和一套超声波发生装置组成。超声波发生装置设置在超声波处理段的顶部；超声波处理段上部设有出水口，出水口管道中加有滤网，出水管道左边为反冲段，在沉淀段底部设有排污口。本技术利用超声波水处理技术将水中杂质进行超声波处理，除垢效率高，成本低，操作简单，便于清洗，效果显著。可在工业上广泛应用，降低工业用水的硬度，消除用水设备中结垢带来的影响，保持工业设备的有效运行。

技术研发人员：陈永昌,杨晗,马重芳
受保护的技术使用者：北京工业大学
技术研发日：20230302
技术公布日：2024/1/15