水池中离子板水处理器
阅读：704发布：2020-09-27
专利汇可以提供水池中离子板水处理器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种 水 池中离 子板 水处理 器。长方体形前后相对面为百页窗结构，左右二侧面安装能抽动的薄金属 阴极 板，在二阴极板居中平行设置板状 阳极 。阳极通过 绝缘条 垂直安装于百页窗结构内侧。阳极与阴极板分别与电源 控制器 的正负输出端相电气连接。该水处理器能由二台或二台以上并联连接。本实用新型直接安装于回水池中，安装和维护不需停产。安装和维护方便，节约了闸 阀 、 法兰 、弯 头管 道、 密封件 等材料，长效稳定，具有净水、降 水质硬度 、防垢、除垢、灭菌、灭藻功能，且节能无污染。，下面是水池中离子板水处理器专利的具体信息内容。
技术领域
本实用新型涉及工业水处理技术和一种物理水处理器，特别是一种水池中 离子板水处理器。
背景技术
工业循环冷却水中含有钙、镁等结垢物质，长期运行的热交换设备因结垢 后会增加能耗，结垢严重时会被迫停产和损坏设备。因此，水处理是工业生产 中重要的一环。常用水处理方法是化学法。但化学法需要相当大的建设费用， 要占用一定的场地，要消耗一定的电能。并耗用多种化学药剂。化学法要排放 对环境有害的废水，对环境有较大的污染。因此人们长期就在探索不用药剂的 防垢、除垢技术，如小电流弱电场的静电处理器、用高频电磁场的高频电子处 理器、用高压静电的加拿大离子棒处理器、用高压静电的高压静电处理器，具 体产品如北京德凯电子工水处理设备有限公司的电子水处理器。它们的安装位 置都在管道上，安装时，必须停产切开管道安装，维修时也必须停产，要设置 旁路而占用面积，且不能降低水硬度，净化水质的作用不明显；安装上需要用 闸伐、法兰、弯头、管道，密封件，不但增加了水流的阻力，影响水流的流速 与压力，还增加了费用。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种直接安装在水池中的离子板水处理器。
本实用新型的目的通过如下技术方案实现：长方体骨架的前、后相对面为 百页窗结构，骨架左、右二侧面安装可抽动的薄金属阴极板。在二阴极板居中 等距处平行设置板状阳极。阳极通过绝缘条垂直地安装在百页窗结构的内侧， 阳极与电源控制器的输出正极相电气连接；阴极板与电源控制器输出端的负极 相电气连接。所说的该水处理器能由二台或二台以上并联连接，其相邻接合处 的二个阴极板合为一个。
本实用新型的有益效果在于：
1.本实用新型直接安装在回水池中，不需要安装在管道上，安装时也不需 要停产，安装成本低，维修也不停产，且不影响原管道系统的流速与压力。避 免了停产损失。
2.本实用新型的阳极板为板状，从而使其在表面积相同的情况下，较棒状 阳极的电场强度增大了一倍，水处理能力提高。
3.安装简单，仅需将本实用新型安装在回水池中某个水流流径通道即可。 安装上不需要闸伐、法兰、弯头、管道、密封件等，节省费用。维修时只需1 吨葫芦吊吊起用铲等简单工具清除积物，还原即可。
4.本离子板水处理器的功效长效稳定，并可并联使用。且本实用新型对净 水水质明显有效，还能降低水质硬度。
5.取代了化学法水处的化学药品耗费，能一并达到防垢、除垢，灭菌、灭 藻功能，寿命长，且节能无污染。
附图说明
图1为本实用新型单台离子板水处理器的结构示意图。图中示出了骨架1、 百页窗结构2、阴极板3和阳极4。
图2为本实用新型并联式离子板水处理器的示意图。
图3为本离子板水处理器的电源控制器的电原理图。
图4为吊装本离子板水处理器的底座升降定位架的结构示意图。图中5为 底座，6为升降定位架，7为底座高度，8为升降定位架高度，9为底座宽度。
图5为本水池中离子板水处理器在凉水池中的一种安装示意图。
图6为本水池中离子板水处理器在凉水池中的另一种安装示意图。
图7为本水池中离子板水处理器在凉水池中的另一种安装方式的隔墙剖面 示意图。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种直接安装在水池中的离子板水处理器。
本实用新型的目的通过如下技术方案实现：长方体骨架的前、后相对面为 百页窗结构，骨架左、右二侧面安装可抽动的薄金属阴极板。在二阴极板居中 等距处平行设置板状阳极。阳极通过绝缘条垂直地安装在百页窗结构的内侧， 阳极与电源控制器的输出正极相电气连接；阴极板与电源控制器输出端的负极 相电气连接。所说的该水处理器能由二台或二台以上并联连接，其相邻接合处 的二个阴极板合为一个。
本实用新型的有益效果在于：
1.本实用新型直接安装在回水池中，不需要安装在管道上，安装时也不需 要停产，安装成本低，维修也不停产，且不影响原管道系统的流速与压力。避 免了停产损失。
2.本实用新型的阳极板为板状，从而使其在表面积相同的情况下，较棒状 阳极的电场强度增大了一倍，水处理能力提高。
3.安装简单，仅需将本实用新型安装在回水池中某个水流流径通道即可。 安装上不需要闸伐、法兰、弯头、管道、密封件等，节省费用。维修时只需1 吨葫芦吊吊起用铲等简单工具清除积物，还原即可。
4.本离子板水处理器的功效长效稳定，并可并联使用。且本实用新型对净 水水质明显有效，还能降低水质硬度。
5.取代了化学法水处的化学药品耗费，能一并达到防垢、除垢，灭菌、灭 藻功能，寿命长，且节能无污染。
附图说明
图1为本实用新型单台离子板水处理器的结构示意图。图中示出了骨架1、 百页窗结构2、阴极板3和阳极4。
图2为本实用新型并联式离子板水处理器的示意图。
图3为本离子板水处理器的电源控制器的电原理图。
图4为吊装本离子板水处理器的底座升降定位架的结构示意图。图中5为 底座，6为升降定位架，7为底座高度，8为升降定位架高度，9为底座宽度。
图5为本水池中离子板水处理器在凉水池中的一种安装示意图。
图6为本水池中离子板水处理器在凉水池中的另一种安装示意图。
图7为本水池中离子板水处理器在凉水池中的另一种安装方式的隔墙剖面 示意图。
具体实施方式
先介绍一下水池中离子板水处理器的工作原理，再结合附图对本实用新型 作进一步说明。
水溶液在直流电场作用下要发生的反应：
在直流电场作用下，水分子、水中的阴阳离子和气体分子将发生破解、电 离、电解、电化学和氧化还原的反应。
1、缔合水分子破解成单个水分子：经直流电场(或磁场、外力、温度)作 用后，缔合水分子被破解，变成单个水分子。
其作用和功能：单个水分子(常称活化水分子)按极性可附着(包围)在 Ca2+、Mg2+、等和CO3 2-、SO4 2、HCO3-等正负离子上，也可附着(包围)在 CaCO3等盐类微晶上，使正负离子难以结合，使微晶难以附壁，起到防垢作用。 同时，单个水分子可渗透到已结的垢层中，起到松散硬垢的作用。时间一长， 松散垢被水流带走，起到除垢的作用。
2、电离、电解反应：在直流电场作用下水分子可电解成氢氧根和氢离子：
H2O→H++OH-带正电荷的氢离子在阴极上获得电 子成为氢气：2H++2e-→H2↑带有负电荷的氢氧根离子向阳极移 动，并在阳极放电，生成初生态的氧[O]：[O]是强氧化剂，在除垢、杀菌灭 藻中起重要作用。
4OH--4e-→2H2O+2[O]
3、氧化和电化学反应：在直流电场作用下，水中的溶解氧将释放出原子氧 和线态氧即活性氧自由基：
O2+e- 2O+e-
3O O3 臭氧极不稳定，又氧化成氧分子
O3+O→2O2
O2+e O2- O2 -+e→O2 2-
O2 2-+2H++e-→HO2
O2+2H++2e H2O2
上列O2 -、O2 2-、H2O2、O3、HO2等，称为线态氧。
其作用和功能：
①破坏垢分子的电子结合力，改变其晶体结构，使坚硬垢变为疏松软垢， 使积垢逐渐剥蚀，起到除垢作用。
②抑制菌藻生长，直至杀灭，起到杀菌灭藻的作用。
③防锈蚀：Fe2++2OH-→Fe(OH)2进一步氧化：
2Fe(OH)2+H2O+1/2O2→2Fe(OH)3进一步氧化：
2Fe(OH)3+F2O3+3H2O可写成Fe2O3.nH2O所谓红锈，对钢腐蚀。在电 场作用下，红绣与电子发生如下反应：
3Fe2O3.nH2O+2e-→2Fe3O4+1/2O2+3nH2O称为磁性氧化铁， 可隔开钢管壁和水，起到防腐的作用。
4、还原反应：在直流电场作用下，Ca2+、Mg2+、等正离子首先被阴极吸附 并同CO3 2-等阴离子生成CaCO3等盐类物质或叫阴极析出物质。按法拉弟电解 定律，析出物的质量m跟通电时间t和电量I成正比：m＝KIt式中K——电化 当量。
离子板阴极上的析出物质可根据上式计算。对某一水系统，在了解垢的成 分后，每次清洗维护时，称重析出物，记录运行时间和电量，计算经验值K。 有了K值，就很容易知道析出物质的重量。
作用和功能：阴极上的析出物质是在直流电场作用下阴极上还原反应的产 物，其物质的量同硬度值、电量、通电时间成正比。析出水中的钙、镁离子(1 台离子板水处理器工作3个月可析出200Kg)实际上是降低了水的硬度，这是 离子板水处理器的特有功能。
5、凝聚水中悬浮物，净化水质：水中的悬浮物质是颗粒直径在10-4mm以 上的微粒。肉眼可见。这些微粒主要是由泥沙、黏土、原生动物、藻类、细菌、 病毒以及高分子有机物等组成，常常悬浮在水流之中产生水的混浊现象。在直 流电场作用下，离子板的阴阳极分别释放出H2和O2，它们在上浮过程中，凝 聚悬浮物并将其带至水面，起到净化水质的作用。这也是离子板水处理器的特 有功能。
改变碳酸钙结晶形态：在实验室中，研究者利用电子显微镜放大1000-2000 倍的结果表明：在直流电场作用下CaCO3垢从有规则的、成片延伸的、以方解 石为主形态的硬垢变成无规则的、以文石为主形态的疏松的颗粒堆集的软垢。 这一实验室结果在实践中也得到了证实。
阴极板上的垢用手一抹即成粉状，可见是疏松软垢。表面形状不规则是水 流冲刷造成，应该说阴极板上的析出物，大部分被水流带走，沉积下来的是少 数，因为按析出物公式计算的结果要比阴极板上沉积下来的量大得多。被水流 带走的粒子是被电场中的单个水分子包着流走的，因此不会附壁结垢。这一推 理被运行结果所证实。
极板上垢的形态是光滑、均匀的硬垢还是无规则的疏松软垢同电流强度有 关，如果电流强度小于3安培，运行数月后，则析出物结成了光滑、均匀的硬 垢，很难铲掉。若是出现这种情况，总体防垢效果会有问题。所以从电流强度 也可以推断水处理器投运后的水处理效果。
本水池中离子板水处理器，其长方体骨架1的前、后对面为百页窗结构2， 骨架左、右二侧面安装可抽动的金属阴极板3。在二阴极板3居中与二侧等距 处平行设置板状阳极4，阳极4由钛锰合金制成，通过绝缘条阳极4平面垂直 于百页窗2平面安装在百页窗的内侧。阳极4与电源控制器的输出正极相电气 连接。阴极板3与电源控制器输出端的负极相电气连接。所说的该水处理器由 二台或二台以上并联连接。其连接处相邻的二个阴极板3合为一个。所说的骨 架1由60mm至90mm的角钢制作。
吊装本水池中离子板水处理器的底座与升降定位架，其底座5用50号角钢 焊制，升降定位架6用φ50钢管焊制。其中底座高度7为：水深度-2000mm。 升降定位架高度8为2500mm。底座宽度9等于水流通道的宽度，视现场测量 而定。当然，本水池中离子板水处理器一定要能置于底座升降定位架的内部。 吊装入凉水池后离子板水处理器刚好没在水中。
参阅图5至图7，热交换器使用后的水回到凉水池13，在凉水池13中设置 隔墙11，凉水池一方接收回水管进来的水，另一方由水泵12抽送处理后的水 到用水系统。在隔墙之间留有通道10，这是凉水池13中水流必经之途，在通 道10的位置安装本水池中离子板水处理器。隔墙高度与水池水深相同，在隔墙 上留有宽1.1-1.2米，高2.2米的通道10，通道长度2.0-2.5米，隔墙长度随水 池规格变化。对于封闭式涼水池顶部应留有2.4米×1.2米至2.4米×2.4米的窗， 以便往水池中吊装离子板水处理器。
所说的电源控制器，采用单相整流线路，用单相调压器调压。整体装置为 箱式封闭户内装置，其指示灯、开关及仪表装于面板，变压器、调压器、硅元 件，接触器及阻容保护均装于箱内。四周用钢板封闭，均可打开或拆下便于检 修。其电原理图示出于图3。根据输出电压、电流的需要选用合适的电子元器 件。本电源控制器最大输出电流为22安培，具有自动反激功能，即正负极反向 的功能。
本实用新型设计人推荐如下实施例：
实施例1成品规格：高180cm×长60cm×宽50cm。阳极规格：高200cm ×宽20cm；阴极规格：高200cm×宽50cm。阳阴极宽度比1∶2.5。工作电流 6安培，电流密度1.2mA/cm2。
实施例2成品规格：高250cm×长60cm×宽70cm。阳极规格：高220cm ×宽40cm；阴极规格：高250cm×宽70cm。阳阴极宽度1∶1.8.工作电流8安 培，电流密度1.0mA/cm2。
实施例3成品规格：高300cm×长70cm×宽80cm。阳极规格：高240cm ×宽60cm。阴极规格：高300cm×宽80cm。阳阴极宽度比：1∶1.3。工作电 流10安培，电流密度0.8mA/cm2。
水溶液在直流电场作用下要发生的反应：
在直流电场作用下，水分子、水中的阴阳离子和气体分子将发生破解、电 离、电解、电化学和氧化还原的反应。
1、缔合水分子破解成单个水分子：经直流电场(或磁场、外力、温度)作 用后，缔合水分子被破解，变成单个水分子。
其作用和功能：单个水分子(常称活化水分子)按极性可附着(包围)在 Ca2+、Mg2+、等和CO3 2-、SO4 2、HCO3-等正负离子上，也可附着(包围)在 CaCO3等盐类微晶上，使正负离子难以结合，使微晶难以附壁，起到防垢作用。 同时，单个水分子可渗透到已结的垢层中，起到松散硬垢的作用。时间一长， 松散垢被水流带走，起到除垢的作用。
2、电离、电解反应：在直流电场作用下水分子可电解成氢氧根和氢离子：
H2O→H++OH-带正电荷的氢离子在阴极上获得电 子成为氢气：2H++2e-→H2↑带有负电荷的氢氧根离子向阳极移 动，并在阳极放电，生成初生态的氧[O]：[O]是强氧化剂，在除垢、杀菌灭 藻中起重要作用。
4OH--4e-→2H2O+2[O]
3、氧化和电化学反应：在直流电场作用下，水中的溶解氧将释放出原子氧 和线态氧即活性氧自由基：
O2+e- 2O+e-
3O O3 臭氧极不稳定，又氧化成氧分子
O3+O→2O2
O2+e O2- O2 -+e→O2 2-
O2 2-+2H++e-→HO2
O2+2H++2e H2O2
上列O2 -、O2 2-、H2O2、O3、HO2等，称为线态氧。
其作用和功能：
①破坏垢分子的电子结合力，改变其晶体结构，使坚硬垢变为疏松软垢， 使积垢逐渐剥蚀，起到除垢作用。
②抑制菌藻生长，直至杀灭，起到杀菌灭藻的作用。
③防锈蚀：Fe2++2OH-→Fe(OH)2进一步氧化：
2Fe(OH)2+H2O+1/2O2→2Fe(OH)3进一步氧化：
2Fe(OH)3+F2O3+3H2O可写成Fe2O3.nH2O所谓红锈，对钢腐蚀。在电 场作用下，红绣与电子发生如下反应：
3Fe2O3.nH2O+2e-→2Fe3O4+1/2O2+3nH2O称为磁性氧化铁， 可隔开钢管壁和水，起到防腐的作用。
4、还原反应：在直流电场作用下，Ca2+、Mg2+、等正离子首先被阴极吸附 并同CO3 2-等阴离子生成CaCO3等盐类物质或叫阴极析出物质。按法拉弟电解 定律，析出物的质量m跟通电时间t和电量I成正比：m＝KIt式中K——电化 当量。
离子板阴极上的析出物质可根据上式计算。对某一水系统，在了解垢的成 分后，每次清洗维护时，称重析出物，记录运行时间和电量，计算经验值K。 有了K值，就很容易知道析出物质的重量。
作用和功能：阴极上的析出物质是在直流电场作用下阴极上还原反应的产 物，其物质的量同硬度值、电量、通电时间成正比。析出水中的钙、镁离子(1 台离子板水处理器工作3个月可析出200Kg)实际上是降低了水的硬度，这是 离子板水处理器的特有功能。
5、凝聚水中悬浮物，净化水质：水中的悬浮物质是颗粒直径在10-4mm以 上的微粒。肉眼可见。这些微粒主要是由泥沙、黏土、原生动物、藻类、细菌、 病毒以及高分子有机物等组成，常常悬浮在水流之中产生水的混浊现象。在直 流电场作用下，离子板的阴阳极分别释放出H2和O2，它们在上浮过程中，凝 聚悬浮物并将其带至水面，起到净化水质的作用。这也是离子板水处理器的特 有功能。
改变碳酸钙结晶形态：在实验室中，研究者利用电子显微镜放大1000-2000 倍的结果表明：在直流电场作用下CaCO3垢从有规则的、成片延伸的、以方解 石为主形态的硬垢变成无规则的、以文石为主形态的疏松的颗粒堆集的软垢。 这一实验室结果在实践中也得到了证实。
阴极板上的垢用手一抹即成粉状，可见是疏松软垢。表面形状不规则是水 流冲刷造成，应该说阴极板上的析出物，大部分被水流带走，沉积下来的是少 数，因为按析出物公式计算的结果要比阴极板上沉积下来的量大得多。被水流 带走的粒子是被电场中的单个水分子包着流走的，因此不会附壁结垢。这一推 理被运行结果所证实。
极板上垢的形态是光滑、均匀的硬垢还是无规则的疏松软垢同电流强度有 关，如果电流强度小于3安培，运行数月后，则析出物结成了光滑、均匀的硬 垢，很难铲掉。若是出现这种情况，总体防垢效果会有问题。所以从电流强度 也可以推断水处理器投运后的水处理效果。
本水池中离子板水处理器，其长方体骨架1的前、后对面为百页窗结构2， 骨架左、右二侧面安装可抽动的金属阴极板3。在二阴极板3居中与二侧等距 处平行设置板状阳极4，阳极4由钛锰合金制成，通过绝缘条阳极4平面垂直 于百页窗2平面安装在百页窗的内侧。阳极4与电源控制器的输出正极相电气 连接。阴极板3与电源控制器输出端的负极相电气连接。所说的该水处理器由 二台或二台以上并联连接。其连接处相邻的二个阴极板3合为一个。所说的骨 架1由60mm至90mm的角钢制作。
吊装本水池中离子板水处理器的底座与升降定位架，其底座5用50号角钢 焊制，升降定位架6用φ50钢管焊制。其中底座高度7为：水深度-2000mm。 升降定位架高度8为2500mm。底座宽度9等于水流通道的宽度，视现场测量 而定。当然，本水池中离子板水处理器一定要能置于底座升降定位架的内部。 吊装入凉水池后离子板水处理器刚好没在水中。
参阅图5至图7，热交换器使用后的水回到凉水池13，在凉水池13中设置 隔墙11，凉水池一方接收回水管进来的水，另一方由水泵12抽送处理后的水 到用水系统。在隔墙之间留有通道10，这是凉水池13中水流必经之途，在通 道10的位置安装本水池中离子板水处理器。隔墙高度与水池水深相同，在隔墙 上留有宽1.1-1.2米，高2.2米的通道10，通道长度2.0-2.5米，隔墙长度随水 池规格变化。对于封闭式涼水池顶部应留有2.4米×1.2米至2.4米×2.4米的窗， 以便往水池中吊装离子板水处理器。
所说的电源控制器，采用单相整流线路，用单相调压器调压。整体装置为 箱式封闭户内装置，其指示灯、开关及仪表装于面板，变压器、调压器、硅元 件，接触器及阻容保护均装于箱内。四周用钢板封闭，均可打开或拆下便于检 修。其电原理图示出于图3。根据输出电压、电流的需要选用合适的电子元器 件。本电源控制器最大输出电流为22安培，具有自动反激功能，即正负极反向 的功能。
本实用新型设计人推荐如下实施例：
实施例1成品规格：高180cm×长60cm×宽50cm。阳极规格：高200cm ×宽20cm；阴极规格：高200cm×宽50cm。阳阴极宽度比1∶2.5。工作电流 6安培，电流密度1.2mA/cm2。
实施例2成品规格：高250cm×长60cm×宽70cm。阳极规格：高220cm ×宽40cm；阴极规格：高250cm×宽70cm。阳阴极宽度1∶1.8.工作电流8安 培，电流密度1.0mA/cm2。
实施例3成品规格：高300cm×长70cm×宽80cm。阳极规格：高240cm ×宽60cm。阴极规格：高300cm×宽80cm。阳阴极宽度比：1∶1.3。工作电 流10安培，电流密度0.8mA/cm2。
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