本發(fā)明涉及電化學設備技術領域，尤其是涉及一種敞口無填料深井式陽極地床及陰極保護系統(tǒng)。

背景技術：

陽極地床是在外加電陰極保護中安裝放置陽極的設施，又稱為輔助陽極，在外加電流陰極保護系統(tǒng)中，將保護電流從電源引入土壤中的導電體，通過陽極地床把保護電流送入土壤，經(jīng)土壤流入被保護的管道，使管道表面進行陰極極化(防止電化學腐蝕)，電流再由管道流入電源負極形成一個回路，這一回路形成了一個電解池，管道在回路中為負極處于還原環(huán)境中，防止腐蝕，而陽極地床進行氧化反應遭受腐蝕。目前，陽極地床常用的有兩種形式：淺埋式陽極地床和深井式陽極地床，應用時根據(jù)地理條件進行選擇，但絕大多數(shù)時都是采用深井式陽極地床，因為它占地小，產(chǎn)生的陰極保護效果好。

但是，現(xiàn)有的深井式陽極地床，是在沒有障礙物的地方鉆個深井孔，并用略小于井孔直徑的鋼質管作陽極地床下到鉆的井孔中，再將陽極下入到設置的陽極地床里，用電纜把陽極與恒電位儀連接。在陽極放置的位置(陽極地床的下半部分)圍繞陽極，用顆粒狀焦碳填充滿，沒有放置陽極的部分(陽極以上的部分)用石頭子或砂子填充滿，放置填充料時，要從陽極地床的底部到地面放入一根直徑25mm左右的管子，作為排氣管用，由于排氣管特別容易被污泥堵死，造成氣阻，使陰極保護電流輸不出去，保護效果下降，且氣阻后陽極地床只能報廢，報廢率較高。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種敞口無填料深井式陽極地床及陰極保護系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術中存在的深井式陽極地床容易發(fā)生氣阻，造成保護效果差、報廢率高的技術問題。

本發(fā)明提供的敞口無填料深井式陽極地床包括篩管、沿所述篩管的軸線方向設置于所述篩管上部的井筒以及設置于所述篩管內(nèi)的陽極；

所述篩管和所述井筒內(nèi)注有鹽水。

進一步的，所述篩管和所述井筒均采用聚氯乙烯管。

進一步的，還包括設于所述井筒的井口處的防護井池，所述防護井池上設有井蓋；

所述防護井池內(nèi)設有與所述陽極相連的陽極接線箱。

進一步的，還包括設于所述篩管下部的錐形管、沿所述錐形管的中軸線方向設置的陽極固定扶正器以及分別與所述陽極和所述陽極固定扶正器相連并能使所述陽極沿所述陽極固定扶正器上下滑動的支架體。

進一步的，所述陽極固定扶正器包括導向滑道、設于所述錐形管下部的用于固定所述導向滑道的滑道固定器以及設于所述井筒的上部并與所述導向滑道相連的滑道懸掛器。

進一步的，所述支架體包括用于固定所述陽極并與所述陽極卡接的固定卡以及連接所述固定卡與所述陽極固定扶正器的滑環(huán)。

進一步的，所述井筒的外壁圍設有防護套管，所述防護套管的上端設有用于固定所述井筒的防護檐。

進一步的，所述陽極沿豎直方向間隔設置有多個，多個所述陽極均為鈦基氧化物陽極。

進一步的，所述篩管和所述井筒均包括多個依次相連的套管，并且相鄰的兩個所述套管之間可拆卸連接。

本發(fā)明提供的陰極保護系統(tǒng)，包括如上述技術方案中任一項所述的敞口無填料深井式陽極地床。

本發(fā)明提供的敞口無填料深井式陽極地床包括篩管、井筒以及陽極，井筒設于篩管的上部，并且井筒沿篩管的軸線方向設置，與篩管相連，陽極設置于篩管的內(nèi)部，篩管和井筒內(nèi)注有鹽水，相比于現(xiàn)有技術中，通過在放置陽極的位置填充有顆粒狀焦碳，而在陽極以上的部分填充有石頭子或砂子，利用焦碳來增大陽極的接觸面，保持潮濕度以降低電阻，通過在篩管和井筒內(nèi)注入鹽水，使整個陽極地床全部充滿鹽水，從而大大增加了陽極的接觸面，直接利用鹽水來降低電阻，相比于焦碳被水浸泡后的電阻更小，而且由于不設置焦碳等填充料，不需要設置專門的排氣管，利用井筒的敞口進行直排氣，因此不存在發(fā)生氣阻的問題，相比現(xiàn)有技術中，在陽極地床的底部至地面設置排氣管，由于排氣管特別容易被污泥堵死，造成氣阻，使陰極保護電流輸不出去，保護效果下降，通過在篩管和井筒內(nèi)注入鹽水，使陽極周圍充滿鹽水，利用井筒口部進行直排氣，有效降低了電阻，且避免了氣阻現(xiàn)象的發(fā)生，使得保護效果更好，同時避免了因氣阻導致的陽極床的報廢問題，降低了報廢率，提高了使用壽命，節(jié)約了成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的敞口無填料深井式陽極地床的第一種實施方式的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的敞口無填料深井式陽極地床的第二種實施方式的結構示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的敞口無填料深井式陽極地床的第三種實施方式的結構示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的敞口無填料深井式陽極地床的支架體的結構示意圖。

圖標：100-篩管；200-井筒；300-陽極；400-防護井池；500-陽極接線箱；600-錐形管；700-陽極固定扶正器；800-支架體；710-導向滑道；720-滑道固定器；730-滑道懸掛器；810-固定卡；820-滑環(huán)。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發(fā)明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，如出現(xiàn)術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等，其所指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，如出現(xiàn)術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，如出現(xiàn)術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。

下面結合附圖對實施例1及實施例2進行詳細描述：

圖1為本發(fā)明實施例提供的敞口無填料深井式陽極地床的第一種實施方式的結構示意圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的敞口無填料深井式陽極地床的第二種實施方式的結構示意圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的敞口無填料深井式陽極地床的第三種實施方式的結構示意圖；圖4為本發(fā)明實施例提供的敞口無填料深井式陽極地床的支架體的結構示意圖。

實施例1

如圖1所示，本實施例提供了一種敞口無填料深井式陽極地床，包括篩管100、沿篩管100的軸線方向設置于篩管100上部的井筒200以及設置于篩管100內(nèi)的陽極300，具體而言：

篩管100和井筒200內(nèi)注有鹽水。

敞口無填料深井式陽極地床包括篩管100、井筒200以及陽極300，井筒200設于篩管100的上部，并且井筒200沿篩管100的軸線方向設置，與篩管100相連，陽極300設置于篩管100的內(nèi)部，篩管100和井筒200內(nèi)注有鹽水，相比于現(xiàn)有技術中，通過在放置陽極300的位置填充有顆粒狀焦碳，而在陽極300以上的部分填充有石頭子或砂子，利用焦碳來增大陽極300的接觸面，保持潮濕度以降低電阻，通過在篩管100和井筒200內(nèi)注入鹽水，使整個陽極地床全部充滿鹽水，從而大大增加了陽極300的接觸面，直接利用鹽水來降低電阻，相比于焦碳被水浸泡后的電阻更小，而且由于不設置焦碳等填充料，不需要設置專門的排氣管，利用井筒200的敞口進行直排氣，因此不存在發(fā)生氣阻的問題，相比現(xiàn)有技術中，在陽極地床的底部至地面設置排氣管，由于排氣管特別容易被污泥堵死，造成氣阻，使陰極保護電流輸不出去，保護效果下降，通過在篩管100和井筒200內(nèi)注入鹽水，使陽極300周圍充滿鹽水，利用井筒200口部進行直排氣，有效降低了電阻，且避免了氣阻現(xiàn)象的發(fā)生，使得保護效果更好，同時避免了因氣阻導致的陽極300床的報廢問題，降低了報廢率，提高了使用壽命，節(jié)約了成本。

需要說明的是，為實現(xiàn)陽極地床的功能，將保護電流從電源引入土壤中的導電體，本實施例的陽極300還應連接有電源裝置，具體地，陽極300可通過電纜線與電源裝置相連，為避免電纜線因受到電化學腐蝕而造成損傷，影響陽極地床的正常使用功能，電纜線的外層可設置電纜保護管，電纜保護管采用絕緣防腐蝕的材料制成，以減少對電纜線的損傷。

本實施例的陽極地床采用敞口無填料深井式陽極地床，因此在搭建陽極地床時，首先應該在沒有障礙物的地方鉆深井孔，具體地，井孔深30-35m，井孔直徑250-300mm，以保證陽極地床在產(chǎn)生較好的陰極保護效果的同時，占地面積小，對周邊的設施影響小，為使陽極地床能夠放置入深井孔內(nèi)，陽極地床的結構適應深井孔的結構，具體地，篩管100和井筒200的直徑相同，且均應小于井孔的直徑，篩管100和井筒200的總高應大于井孔的深度，篩管100的高度應根據(jù)陽極300數(shù)量的總長度來設計，并且，篩管100的高度應高出陽極300的總長度的20cm以上，井筒200的長度也不應小于12m，且井筒200的頂部應高出地面50cm左右，以便于陽極地床的安裝，實現(xiàn)陽極地床的功能。在篩管100和井筒200安裝好后，將陽極300安裝至篩管100內(nèi)合適的位置，進行陽極300與電源裝置的接線，在全部安裝完成后，檢查篩管100與井筒200的密封狀態(tài)，以確保篩管100和井筒200密封可靠，最后在篩管100和井筒200內(nèi)注入預先準備好的鹽水，注入的鹽水量應浸沒陽極300，以使陽極300周圍充滿鹽水，從而大大增加了陽極300的接觸面，直接利用鹽水來降低電阻，相比于焦碳被水浸泡后的電阻更小，對陰極的保護效果更好，且由于不設置焦碳等填充料，不需要設置專門的排氣管，利用井筒200的敞口進行直排氣，一方面，結構簡單，減少了安裝步驟，加快了安裝進程，提高了作業(yè)效率，另一方面，避免了氣阻現(xiàn)象的發(fā)生，降低了報廢率，提高了使用壽命，節(jié)約了成本。

本實施例的可選方案中，也為較優(yōu)選的方案，篩管100和井筒200均采用聚氯乙烯管。聚氯乙烯管也稱pvc管，是由聚氯乙烯樹脂與穩(wěn)定劑、潤滑劑等配合后用熱壓法擠壓成型，是最早得到開發(fā)應用的塑料管材。聚氯乙烯管性能優(yōu)良，質輕耐用，抗腐蝕能力強，相比現(xiàn)有技術中采用鋼制管作陽極地床，極大地降低了材料費用，節(jié)省了成本，且由于鋼制管長度長，重量大，在搭建陽極地床時，需要利用吊車吊起鋼制管，將鋼制管放入深井孔內(nèi)，再利用焊機進行焊接，在安裝時需要多人進行配合安裝，需用的設施也較多，施工難度非常大，由于鋼制管長度較長，在安裝時容易出現(xiàn)彎折，造成安全事故，因此施工危險性高，本實施例的篩管100和井筒200均采用聚氯乙烯管，質量較輕，強度較高，不易彎折，施工難度和危險程度大大降低。

為了進一步降低施工難度，加快施工進程，篩管100和井筒200均包括多個依次相連的套管，并且相鄰的兩個套管之間可拆卸連接。多個套管可通過套管接頭進行連接，多個套管通過套管接頭連接組裝成篩管100或井筒200，篩管100與井筒200之間也可通過套管接頭進行連接，從而實現(xiàn)篩管100與井筒200的分段制作與安裝，極大地降低了安裝難度，具體地，每個套管的長度為2m，方便制造與運輸，且由于聚氯乙烯管質量較輕，分段制作后，利用兩個工人即可實現(xiàn)搬運和安裝，極大地減少了人力資源和施工設施，降低了成本，提高了安裝效率，省時省力，且由于套管的長度較短，不易彎折，施工的危險性低，工人的安全能夠得到保證。

一種具體的實施方式中，如圖2所示，敞口無填料深井式陽極地床還包括防護井池400，防護井池400設于井筒200的井口處，且防護井池400應設于井筒200上并能蓋合井筒200，在防護井池400上還設有井蓋，井蓋用以蓋合防護井池400，使陽極地床與外界處于一個相對封閉的環(huán)境中，避免污泥沖入井筒200內(nèi)，對陽極地床的正常功能造成影響，且通過設置防護井池400，對陽極地床起到了位置標識的作用，從而方便了管理，提高了安全性能。防護井池400內(nèi)設有與陽極300相連的陽極接線箱500，陽極接線箱500與陽極300可采用電纜線進行連接，利用防護井池400使得陽極300能夠在防護井池400內(nèi)進行接線，更加方便了對每個陽極300的檢測及更換，陽極接線箱500可為電源裝置，或者，陽極接線箱500也可與電源裝置相連，以將保護電流從電源裝置引入土壤中的導電體，從而實現(xiàn)陽極地床的功能。

一種具體的實施方式中，如圖3所示，敞口無填料深井式陽極地床還包括錐形管600、陽極固定扶正器700以及支架體800，錐形管600設于篩管100的下部，且錐形管600的橫截面直徑從上至下逐漸減小，通過在篩管100下部設置錐形管600，使得陽極地床的安裝更加方便快捷，避免陽極地床在下井安裝時產(chǎn)生偏移，底部卡在井孔的井壁上，造成安裝調(diào)整不便，采用錐形管600起到導向作用，安裝方便快捷。陽極固定扶正器700沿錐形管600的中軸線方向設置，使得陽極固定扶正器700豎直設置于篩管100和井筒200的軸線上，支架體800設于陽極固定扶正器700和陽極300之間，并分別與陽極固定扶正器700和陽極300相連，并且，支架體800能夠使陽極300沿陽極固定扶正器700進行上下滑動，因此，支架體800起到固定陽極300且使陽極300上下滑動的作用，而陽極固定扶正器700能夠將陽極300控制在篩管100的中心處，防止陽極300發(fā)生偏斜或錯位重疊，對陽極地床的正常功能產(chǎn)生影響，為提高陽極固定扶正器700和支架體800的使用壽命，陽極固定扶正器700和支架體800應采用絕緣耐腐蝕的材料制成，同時錐形管600也可采用質輕耐用、抗腐蝕能力強的聚氯乙烯管，以提高錐形管600的使用壽命，為使安裝便利，錐形管600的頂部與篩管100也可采用套管接頭進行連接。

由于陽極300可以上下滑動，使得陽極300可以隨時取出或放入，極大地方便了陽極300的檢修和更換，且陽極300可移位進行再利用，節(jié)省了投資，相比現(xiàn)有技術中，由于填充有焦碳等填充料，并設有排氣管，當發(fā)生氣阻或是布設的陽極地床產(chǎn)生故障時，內(nèi)部的陽極300無法取出，導致陽極地床全部報廢，本實施例的陽極300可以隨時取出或放入，操作簡單，使用方便，安裝、維修及更換便利，有效提高了設備的利用率，降低了成本。

一種具體的實施方式中，陽極固定扶正器700包括導向滑道710、滑道固定器720以及滑道懸掛器730。導向滑道710沿篩管100及井筒200的軸線方向豎直設置，并通過支架體800與陽極300相連，使得陽極300能夠沿導向滑道710進行上下滑動，導向滑道710的下部設有滑道固定器720，滑道固定器720用于固定導向滑道710，并且，滑道固定器720設于錐形管600的下部，具體地，滑道固定器720沿錐形管600的中軸線方向設置于錐形管600的外部，使滑道固定器720成為陽極地床中軸線上的最低點，從而便于陽極地床整體的定位和安裝，滑道懸掛器730設于井筒200的上部，并與導向滑道710相連，以便于導向滑道710的安裝，具體地，井筒200的上部設有橫管，橫管的兩端分別與井筒200的內(nèi)壁相連，橫管的中部設有吊環(huán)，導向滑道710通過吊環(huán)與橫管相連，從而使陽極300可以沿導向滑道710進行上下滑動，使得陽極300可以隨時取出或放入，極大地方便了陽極300的檢修和更換。

另一種具體的實施方式中，如圖4所示，支架體800起到固定陽極300且使陽極300上下滑動的作用，具體地，支架體800包括固定卡810和滑環(huán)820。固定卡810用于固定陽極300，固定卡810與陽極300之間可采用卡接，以使固定卡810與陽極300之間的安裝方便快捷，滑環(huán)820與固定卡810及陽極固定扶正器700相連，具體地，滑環(huán)820穿設于導向滑道710上，由于陽極300與陽極接線箱500通過電纜線相連，可以利用工具將電纜線提起，使陽極300帶動滑環(huán)820在導向滑道710上滑動，從而將陽極300取出，使得陽極300可以隨時取出或放入，極大地方便了陽極300的檢修和更換。

本實施例的可選方案中，井筒200的外壁圍設有防護套管，為了對陽極地床實施良好的防護功能，避免污泥等沖入井筒200，井筒200的頂端高出地面50cm左右，優(yōu)選地，防護套管深度為1m，并且，防護套管沿井筒200的頂部設于井筒200與井孔的內(nèi)壁之間，在防護套管的上端設有用于固定井筒200的防護檐，從而提高了井筒200的結構強度和穩(wěn)定性，對陽極地床起到了良好的防護作用，保證了陽極地床的正常功能。

一種具體的實施方式中，陽極300沿豎直方向間隔設置有多個，陽極300數(shù)量的設置應根據(jù)實際情況進行選擇，優(yōu)選地，兩個陽極300之間間隔1m設置，以保證陽極地床的正常功能，且多個陽極300均為鈦基氧化物陽極300，鈦基氧化物陽極300重量較輕，性能優(yōu)良，也便于陽極300的安裝和更換。

實施例2

本實施例提供了一種陰極保護系統(tǒng)，包括實施例1中的敞口無填料深井式陽極地床。陰極保護系統(tǒng)還可包括電源裝置及導電體等，將保護電流從電源裝置引入土壤中的導電體，通過敞口無填料深井式陽極地床把保護電流送入土壤，經(jīng)土壤流入被保護的管道，使管道表面進行陰極極化，電流再由管道流入電源裝置的負極，從而形成電解池，通過在篩管100和井筒200內(nèi)注入鹽水，使陽極300周圍充滿鹽水，利用井筒200口部進行直排氣，有效降低了電阻，且避免了氣阻現(xiàn)象的發(fā)生，使得保護效果更好，同時避免了因氣阻導致的陽極300床的報廢問題，降低了報廢率，提高了使用壽命，節(jié)約了成本。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的范圍。