內(nèi)置轉(zhuǎn)子的高頻電磁防垢除垢裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于管道、熱交換反應(yīng)器等設(shè)備中管道內(nèi)部強(qiáng)化傳熱和防垢除垢的裝置，具體地說(shuō)是利用轉(zhuǎn)子和高頻電磁場(chǎng)的防垢除垢的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在21世紀(jì)，節(jié)能減排已經(jīng)成為社會(huì)發(fā)展過(guò)程中人類的共識(shí)。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)面臨著管道、換熱設(shè)備結(jié)垢等嚴(yán)重問(wèn)題，有關(guān)調(diào)查表明，在實(shí)際生活和工程領(lǐng)域中90%以上的換熱設(shè)備都存在不同程度的污垢問(wèn)題，污垢的產(chǎn)生不但浪費(fèi)了大量能源，而且增加了設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用。因此，解決循環(huán)冷卻水內(nèi)污垢沉積以及強(qiáng)化傳熱成為人們研宄的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。近年來(lái)出現(xiàn)了許多阻止污垢沉積的方法和裝置，中國(guó)專利號(hào)為ZL200520127121.9的專利“轉(zhuǎn)子式自清潔強(qiáng)化傳熱裝置”中，介紹了一種由固定架、轉(zhuǎn)子、鋼絲和支撐管構(gòu)成的強(qiáng)化傳熱裝置，該裝置具有在線自動(dòng)防垢除垢和強(qiáng)化傳熱的功能，傳熱流體在換熱管內(nèi)順流或逆流的情況下，均有防垢除垢和強(qiáng)化傳熱的作用，該專利中所涉及的轉(zhuǎn)子在一定傳熱流體通過(guò)時(shí)，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度是由螺棱的螺旋升角決定的，在螺棱導(dǎo)程小時(shí)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度越快，同時(shí)對(duì)傳熱流體的阻力隨之增加，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過(guò)程中對(duì)傳熱流體具有擾動(dòng)作用，但對(duì)換熱管內(nèi)壁面附近傳熱流體邊界層的破壞作用不明顯。高頻電磁場(chǎng)水處理技術(shù)由于投資小、操作簡(jiǎn)單、不中斷生產(chǎn)且無(wú)污染等優(yōu)越性，在阻垢除垢、緩蝕、殺菌等的應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。歐美以及日本各國(guó)都已成功掌握該技術(shù)，研制開(kāi)發(fā)了各種電磁水處理器并投入應(yīng)用，獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)目前還未能得到推廣使用該技術(shù)。由于水體是一個(gè)相對(duì)復(fù)雜多變的環(huán)境，目前雖然國(guó)內(nèi)外較多研宄者投入到該研宄中，但對(duì)于高頻電磁阻垢除垢的機(jī)理仍不是非常明確，還處于研宄階段，有著多種不同的作用機(jī)理解釋和假設(shè)。處理腔和高頻信號(hào)發(fā)生器是高頻電磁水處理器的重要組成部分，有研宄者提出，高頻信號(hào)發(fā)生器向處理腔施加高頻信號(hào)，從而在處理腔內(nèi)產(chǎn)生高頻電磁場(chǎng)，水體流經(jīng)處理腔后吸收高頻電磁場(chǎng)能量使得其物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變，如PH值、電導(dǎo)率、表面張力、粘度以及溶解度等，同時(shí)改變碳酸鈣晶態(tài)或粒度，從而達(dá)到防垢除垢的目的。目前高頻電磁水處理裝置的參數(shù)大相徑庭，主要原因是由于水體的多樣性，使得根據(jù)某個(gè)特定試驗(yàn)環(huán)境所整定出的參數(shù)設(shè)定可能無(wú)法滿足不同水質(zhì)與環(huán)境，導(dǎo)致在不同環(huán)境中處理裝置使用的效果差別很大。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種內(nèi)置轉(zhuǎn)子的高頻電磁除垢裝置，該裝置具有防垢除垢的作用，同時(shí)還具有提高換傳熱性能的作用。
[0004]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:內(nèi)置轉(zhuǎn)子的高頻電磁防垢除垢裝置，由高頻信號(hào)發(fā)生器、轉(zhuǎn)子、管材和鋼絲繩構(gòu)成。轉(zhuǎn)子由空心軸和螺旋葉片組成，轉(zhuǎn)子的空心軸沿軸線為內(nèi)通孔，轉(zhuǎn)子通過(guò)空心軸穿裝于鋼絲繩上，轉(zhuǎn)子外徑小于管材內(nèi)徑，轉(zhuǎn)子表面光滑，管材作為外電極，管材選用不銹鋼等具有導(dǎo)電作用的材料，鋼絲繩為內(nèi)電極，內(nèi)外電極接入高頻信號(hào)發(fā)生器，而轉(zhuǎn)子外表面與不銹鋼管的內(nèi)徑形成的流體流經(jīng)腔實(shí)際上形成了一個(gè)柱狀電容器。內(nèi)電極鋼絲繩和外電極壁均為圓柱形，兩電極間有流體作為電介質(zhì)。傳熱流體流過(guò)轉(zhuǎn)子時(shí)，會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生軸向力，轉(zhuǎn)子的自旋轉(zhuǎn)，其螺棱對(duì)污垢刮擦，流體通過(guò)螺棱與管壁之間的間隙時(shí)高速流對(duì)管壁的沖刷，轉(zhuǎn)子螺棱對(duì)沉積物的推動(dòng)，起到了阻垢除垢作用，螺旋葉片阻礙傳熱流體流動(dòng)從而使流體流向發(fā)生改變，形成混流，螺旋葉片在鋼絲繩周圍呈螺旋狀，流體推動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，傳熱流體自身的混流也得到了加強(qiáng)，起到了強(qiáng)化傳熱的目的；另一方面，高頻信號(hào)發(fā)生器通過(guò)發(fā)出高頻方波信號(hào)，在柱狀電容器內(nèi)激發(fā)電場(chǎng)，電場(chǎng)又激發(fā)磁場(chǎng)，進(jìn)而電磁場(chǎng)互相激發(fā)產(chǎn)生高頻電磁信號(hào)，水體在處理腔內(nèi)吸收電磁能量，從而起到防垢除垢、緩蝕、殺菌的作用。兩者的結(jié)合極大的增強(qiáng)了防垢除垢的效果，并加強(qiáng)了對(duì)流和換熱。
[0005]本實(shí)用新型涉及內(nèi)置轉(zhuǎn)子的高頻電磁防垢除垢裝置，在管材外徑上均勻地纏繞漆包線，形成類似于螺線管的結(jié)構(gòu)，漆包線的兩端與高頻信號(hào)發(fā)生器相連接，通過(guò)高頻信號(hào)發(fā)生器發(fā)出高頻方波信號(hào)，在螺線管腔內(nèi)激發(fā)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)又激發(fā)電場(chǎng)，進(jìn)而電磁場(chǎng)互相激發(fā)產(chǎn)生高頻電磁信號(hào)，流體介質(zhì)在轉(zhuǎn)子外表面與不銹鋼管的內(nèi)徑形成的流體流經(jīng)腔內(nèi)吸收電磁能量，從而起到阻垢除垢、緩蝕、殺菌的作用。本方案中管材可以選用PVC管，PVC管內(nèi)表面光滑，更不易結(jié)構(gòu)。
[0006]本實(shí)用新型中轉(zhuǎn)子沿空心軸圓周方向均勻分布的葉片個(gè)數(shù)可以為兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或多個(gè)，單個(gè)所述轉(zhuǎn)子沿軸線方向可以分布有一個(gè)、兩個(gè)或多個(gè)葉片。
[0007]本實(shí)用新型的有益效果是:1、本實(shí)用新型是轉(zhuǎn)子和高頻電磁有機(jī)的結(jié)合，水流對(duì)轉(zhuǎn)子沖刷，使轉(zhuǎn)子自旋轉(zhuǎn)，防止水垢沉積，通過(guò)發(fā)出方波信號(hào)產(chǎn)生高頻電磁場(chǎng)，抑制水垢生成，該裝置運(yùn)用兩種方法，極大地增強(qiáng)了防垢除垢的能力，并具有強(qiáng)化傳熱，緩蝕、殺菌的作用；2、裝置運(yùn)用兩種防垢除垢機(jī)理，增強(qiáng)了對(duì)不同水質(zhì)，不同環(huán)境的適應(yīng)能力；3、可以提供兩種模式除垢，一種是轉(zhuǎn)子的防垢除垢，另一種是轉(zhuǎn)子和高頻電磁共同作用防垢除垢，方便選擇；4、裝置由轉(zhuǎn)子，高頻電磁部分組成，元件很少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輕便，成本低廉，方便使用；5、轉(zhuǎn)子和高頻電磁防垢除垢機(jī)理屬于物理方法，無(wú)污染，環(huán)保，可以長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是本實(shí)用新型內(nèi)置轉(zhuǎn)子的高頻電磁防垢除垢裝置安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖2是帶有漆包線方案的內(nèi)置轉(zhuǎn)子的高頻電磁防垢除垢裝置安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖中:1-高頻信號(hào)發(fā)射器，2-管材，3-漆包線，4-轉(zhuǎn)子，5-掛件，6-鋼絲繩。
【具體實(shí)施方式】
[0011]如圖1所示是本實(shí)用新型方案一的一種實(shí)施方式，該裝置包括由高頻信號(hào)發(fā)射器
1、管材2、漆包線3、轉(zhuǎn)子4、掛件5和鋼絲繩6構(gòu)成。本實(shí)施方案一管材2選用PVC管，轉(zhuǎn)子4采用雙葉片。數(shù)個(gè)轉(zhuǎn)子4通過(guò)內(nèi)孔串聯(lián)在鋼絲繩6上，轉(zhuǎn)子4內(nèi)孔與鋼絲繩6有間隙，數(shù)個(gè)轉(zhuǎn)子4通過(guò)掛件5連接，轉(zhuǎn)子4內(nèi)置于管材2中，轉(zhuǎn)子4與管材2內(nèi)壁留有間隙，管材2外壁均勻纏繞數(shù)圈漆包線3，漆包線3兩端與高頻信號(hào)發(fā)射器I相連接，形成工作回路。
[0012]當(dāng)傳熱流體流過(guò)轉(zhuǎn)子4時(shí)，會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)子4產(chǎn)生軸向力，使轉(zhuǎn)子4自旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子4的螺棱對(duì)污垢刮擦，流體通過(guò)轉(zhuǎn)子4的螺棱與管材2管壁之間的間隙時(shí)高速流對(duì)管材2內(nèi)壁的沖刷，轉(zhuǎn)子4螺棱對(duì)沉積物的推動(dòng)，起到了防垢除垢的作用，轉(zhuǎn)子4阻礙傳熱流體流動(dòng)從而使流體流向發(fā)生改變，形成混流，轉(zhuǎn)子4在鋼絲繩6周圍呈螺旋狀，流體推動(dòng)轉(zhuǎn)子4轉(zhuǎn)動(dòng)，傳熱流體自身的混流也得到了加強(qiáng)，起到了強(qiáng)化傳熱的目的；另一方面，高頻信號(hào)發(fā)射器I通過(guò)發(fā)出高頻方波信號(hào)，在管材2腔內(nèi)激發(fā)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)又激發(fā)電場(chǎng)，進(jìn)而電磁場(chǎng)互相激發(fā)，產(chǎn)生高頻電磁信號(hào)，流體在管材2腔內(nèi)吸收電磁能量，從而起到防垢除垢、緩蝕、殺菌的作用。兩者的結(jié)合極大的增強(qiáng)了防垢除垢的效果，并加強(qiáng)了對(duì)流和換熱。
[0013]本實(shí)用新型中流體為循環(huán)冷卻水，溫度25°C，流速0.85m/s時(shí)，在內(nèi)徑25mm外徑32mm的PVC管外均勻纏繞直徑0.41mm的漆包線1000匝，雙葉片轉(zhuǎn)子內(nèi)置于PVC管中，向漆包線輸入幅值1v和頻率10khz的方波信號(hào)時(shí)，本裝置的防垢除垢的效果減少結(jié)垢約40%。
[0014]如圖2所示是本實(shí)用新型的另一種實(shí)施方式，該裝置包括由高頻信號(hào)發(fā)射器1，管材2，轉(zhuǎn)子4，掛件5，鋼絲繩6構(gòu)成。本方案中管材2為不銹鋼管等導(dǎo)體，或管材2的內(nèi)壁涂覆或襯上絕緣材料，轉(zhuǎn)子4采用雙葉片。數(shù)個(gè)轉(zhuǎn)子4串聯(lián)在鋼絲繩6上，轉(zhuǎn)子4內(nèi)孔與鋼絲繩6有間隙，數(shù)個(gè)轉(zhuǎn)子4通過(guò)掛件5連接，轉(zhuǎn)子4內(nèi)置于管材2中，轉(zhuǎn)子4與管材2內(nèi)壁留有間隙，管材2外壁連接信號(hào)發(fā)射器1，鋼絲繩6右端連接高頻信號(hào)發(fā)射器1，形成工作回路。
[0015]當(dāng)傳熱流體流過(guò)轉(zhuǎn)子4時(shí)，會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)子4產(chǎn)生軸向力，使轉(zhuǎn)子4自旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子4的螺棱對(duì)污垢刮擦，流體通過(guò)轉(zhuǎn)子4的螺棱與管材2管壁之間的間隙時(shí)高速流對(duì)管材2內(nèi)壁的沖刷，轉(zhuǎn)子4螺棱對(duì)沉積物的推動(dòng)，起到了防垢除垢的作用，轉(zhuǎn)子4阻礙傳熱流體流動(dòng)從而使流體流向發(fā)生改變，形成混流，轉(zhuǎn)子4在鋼絲繩6周圍呈螺旋狀，流體推動(dòng)轉(zhuǎn)子4轉(zhuǎn)動(dòng)，傳熱流體自身的混流也得到了加強(qiáng)，起到了強(qiáng)化傳熱的目的；另一方面，管材2外壁為外電極，鋼絲繩6為內(nèi)電極，內(nèi)外電極接入高頻信號(hào)發(fā)生器1，管材2腔內(nèi)形成了一個(gè)柱狀電容器。高頻信號(hào)發(fā)射器I通過(guò)發(fā)出高頻方波信號(hào)，在管材2腔內(nèi)激發(fā)電場(chǎng)，電場(chǎng)又激發(fā)磁場(chǎng)，進(jìn)而電磁場(chǎng)互相激發(fā)，產(chǎn)生高頻電磁信號(hào)，流體在管材2腔內(nèi)吸收電磁能量，從而起到防垢除垢、緩蝕、殺菌的作用。兩者的結(jié)合極大的增強(qiáng)了防垢除垢的效果，并加強(qiáng)了對(duì)流和換熱。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.內(nèi)置轉(zhuǎn)子的高頻電磁防垢除垢裝置，其特征在于:由高頻信號(hào)發(fā)生器、轉(zhuǎn)子、管材和鋼絲繩構(gòu)成，轉(zhuǎn)子由空心軸和螺旋葉片組成，轉(zhuǎn)子的空心軸沿軸線為內(nèi)通孔，轉(zhuǎn)子通過(guò)空心軸穿裝于鋼絲繩上，轉(zhuǎn)子外徑小于管材內(nèi)徑，轉(zhuǎn)子表面光滑，管材作為外電極，管材選用不銹鋼，鋼絲繩為內(nèi)電極，內(nèi)電極和外電極接入高頻信號(hào)發(fā)生器，而轉(zhuǎn)子外表面與不銹鋼管的內(nèi)徑形成的流體流經(jīng)腔實(shí)際上形成了一個(gè)柱狀電容器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置轉(zhuǎn)子的高頻電磁防垢除垢裝置，其特征在于:在管材外徑上均勻地纏繞漆包線，漆包線的兩端與高頻信號(hào)發(fā)生器相連接，通過(guò)高頻信號(hào)發(fā)生器發(fā)出高頻方波信號(hào)，在螺線管腔內(nèi)激發(fā)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)又激發(fā)電場(chǎng)，進(jìn)而電磁場(chǎng)互相激發(fā)產(chǎn)生高頻電磁信號(hào)，流體介質(zhì)在轉(zhuǎn)子外表面與不銹鋼管的內(nèi)徑形成的流體流經(jīng)腔內(nèi)吸收電磁能量。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置轉(zhuǎn)子的高頻電磁防垢除垢裝置，其特征在于:葉片個(gè)數(shù)為多個(gè)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了內(nèi)置轉(zhuǎn)子的高頻電磁防垢除垢裝置，由高頻信號(hào)發(fā)生器、轉(zhuǎn)子、管材和鋼絲繩構(gòu)成，轉(zhuǎn)子由空心軸和螺旋葉片組成，轉(zhuǎn)子的空心軸沿軸線為內(nèi)通孔，轉(zhuǎn)子通過(guò)空心軸穿裝于鋼絲繩上，轉(zhuǎn)子外徑小于管材內(nèi)徑，管材作為外電極，管材選用不銹鋼等具有導(dǎo)電作用的材料，鋼絲繩為內(nèi)電極，內(nèi)電極和外電極接入高頻信號(hào)發(fā)生器，而轉(zhuǎn)子外表面與不銹鋼管的內(nèi)徑形成的流體流經(jīng)腔形成了一個(gè)柱狀電容器。本實(shí)用新型涉及的內(nèi)置轉(zhuǎn)子的高頻電磁防垢除垢裝置是轉(zhuǎn)子和高頻電磁有機(jī)的結(jié)合，介質(zhì)對(duì)轉(zhuǎn)子沖刷，使轉(zhuǎn)子自旋轉(zhuǎn)，防止水垢沉積，通過(guò)發(fā)出方波信號(hào)產(chǎn)生高頻電磁場(chǎng)，抑制水垢生成，轉(zhuǎn)子和高頻電磁防垢除垢機(jī)理屬于物理方法，無(wú)污染，環(huán)保，可以長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。
【IPC分類】F28G3/10, F28G13/00
【公開(kāi)號(hào)】CN204666032
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520276947
【發(fā)明人】張有忱, 劉鵬飛, 李飛, 付紅波, 王夢(mèng)陽(yáng), 陳旭輝, 丁玉梅, 譚晶
【申請(qǐng)人】北京化工大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年4月30日