[发明专利]一种调频电磁除垢仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业用水设备的除垢和防垢装置，特别涉及一种调频电磁除垢仪。

背景技术

调频电磁除垢仪主要用于解决食品方面的蒸发器、锅炉、循环系统以及化工、石油、管道等各种用水设备的除垢、防垢问题；目前来讲，防垢除垢仍是世界性的一大难题，目前在世界范围内应用的除垢防垢技术主要有两种，即化学除垢和物理除垢技术。

(1)化学除垢：较为广泛使用的除垢防垢方法是在水中添加具有阻垢功能的化学药剂(即阻垢剂)和离子交换法。阻垢剂的阻垢机理是抑制水中各种可结垢晶粒正常生长和扰乱晶粒之间按正常状态聚集生长，从而达到除垢防垢目的；离子交换法是通过使用钠离子替换水中的钙离子，而达到除垢目的。

化学除垢主要存在三大缺点：A、生产成本高：一个中大型的相关生产企业，如电厂或污水处理厂，每年为除垢、防垢投放的阻垢剂至少几十万元人民币或高达数百万元人民币。B、存在污染问题：因需在生产设备中添加化学药剂，因此对环境或设备必然不同程度地构成污染或腐蚀设备。C、每种阻垢剂的使用具有相当强的针对性，只是对某种水质的水等具有阻垢、防垢作用。

(2)物理除垢：化学除垢具有成本高，存在污染以及针对性强等无法克服的困难。近几年发展起来的物理除垢技术为从根本上解决除垢防垢问题开辟了新的途径。物理除垢方法具有成本低、不存在污染、通用性强等优点。目前物理除垢的研究主要集中在声场、磁场、电场等各种物理场方面。目前已投入使用的物理除垢技术有：

①超声波除垢技术；②ION-STICK处理器；③电磁除垢。

在三种技术中，电磁除垢技术较具优势且应用较广泛。水是由一个氧原子和两个氢原子组成的，通常水中80％的水分子是由氢键缔合成水分子团的形式，这种水分子团对碳酸钙(水垢)的溶解程度较低，使水垢很容易析出，调频电磁除垢仪是利用电磁变频共振技术向水中施加一个与其自然频率相同的频谱极宽的脉冲频率，从而引起水分子产生共振，共振的结果，使氢键断开，使水分子团变成单个的极性水分子，因而提高了水的活化性和对水垢的溶解度，20微米以下极小的水分子可以渗透、包围、疏松、溶解、去除热水器、锅炉等热交换系统内的老垢，同时，浮在水中的钙离子和碳酸根离子相互碰撞，形成特殊的文石碳酸钙体，其表面无电荷，悬浮于流动的水中，因此，不能再吸附在管道上，随着水的流动而带走，从而达到防垢的目的。

需要除垢防垢的各种场合其水质参数(包括碳酸盐硬度、总碱度、PH值、电导率等)、水温、水流速度、管道直径、管道材质等不尽相同。要使调频电磁除垢仪达到一定或最佳除垢坊垢效果，必须将以上参数设定到除垢仪之中，试验证明，频率信号的变化规律、幅值等直接影响着除垢效果，要获得最佳除垢坊垢效果，则必须知道频率信号与水质、流速以及管道参数之间的函数关系，这也是本装置的技术关键。

综合各个生产厂家的电磁除垢仪的技术参数、安装方式以及所适应的水质和管径参数后发现，其共同特点是(1)安装方式均为法栏式，即安装时需要切断现场管道；(2)设备输出功率偏低，最大500W左右；(3)与输出功率相对应，最大适应管道直径500mm左右；(4)适应水质总硬度小于1000mg/L；(5)适应流速范围小于2.8m/s；(6)磁化水有效时间短，约3小时左右。

国产除垢仪的最大缺点是，安装时要切断现场管道，除非是新建项目，这对某些已生产运营的企业是不允许的；另外国产除垢仪适应管道直径和水质硬度范围小也是不可忽视的缺点，这在很大程度上限制了国产除垢仪的应用领域，尤其是现场水质条件恶劣(如石油开采)和需要大口径管道(如火力发电厂，管道直径约2.5米)的场合，现有国产除垢仪是力不能及的，国产除垢仪器只适用于中小企业的应用。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种调频电磁除垢仪，除垢和防垢效果主要与加载在线圈上负载电流的调频信号有关，理论和实践都证明，调频信号的主要作用是：

(1)频率信号的变化范围应该涵盖所有水中易结垢分子的键能频谱，而该频谱的键能值有一个很宽的范围，约为10^-4eV～2eV，所以调频信号的频率变化范围也应该与结垢分子的键能频谱变化范围对应起来；