一种交替式交变磁场除垢装置、除垢方法及其应用与流程

所属的技术人员可以根据需要设置第一磁环和第二磁环的位置。可选地，第一位置不同于第二位置。图4是表示本发明的一种交替式交变磁场除垢装置中的两个磁环轮流工作时流过的等幅正弦波信号的示意图。图5是表示本发明的一种交替式交变磁场除垢装置中的两个磁环轮流工作时流过的衰减正弦波信号的示意图。如图4和5所示，为了避免两个磁环产生的交变磁场相互干扰，影响除垢效果，需要设置两个磁环轮流交替工作。为此，两个交变信号发生电路由控制单元如mcu或其他逻辑控制电路产生两组互补的使能控制信号en1和en2分别控制交替工作。当使能信号为高电平时，则对应的交变信号发生电路工作，否则不工作。使能控制信号en1和en2的周期建议设置在1s-10s之间，间隔太短或间隔太长都不合适。所属的技术人员可以根据需要设定en1和en2的周期。并且，en1和en2的周期可以相同或不同。en1的周期可以大于en2的周期，也可以小于en2的周期。例如，将en1设置为2s，将en2设置为4s，或者将en1设置为4s，将en2设置为2s。en1和en2的占空比默认值为50%，也可以根据第一磁环和第二磁环的安装位置来确定。当en1或en2为高点平时，对应的第一磁环或第二磁环流过等幅的方波信号、等幅正弦波信号或衰减正弦波信号。至于方波信号、等幅正弦波信号或衰减正弦波信号出现的周期，则可以由所属的技术人员根据实际情况确定。例如，对于1s的使能信号，中频正弦波频率为200khz，则使能期间出现的正弦波周期数为：。本发明的一种交替式交变磁场除垢装置可以应用于需要对多个管道同时进行除垢的场合，例如火电厂凝汽器、换热站板式换热器、肿瘤治疗仪等。图6是具有本发明的一种交替式交变磁场除垢装置的板式换热器的结构示意图。该图表示一种常见的板式换热器。在同一侧有四个水管出入口，分别是一次水进水口、一次水出水口、二次水进水口和二次水出水口。一次水是高温水，往往是循环的软化水，不会结垢。水垢往往在二次水侧产生。如图所示，可以将第一磁环6设置在二次水出水管道11上，将第二磁环9设置在二次水进水管道12上。第一磁环6距离板式换热器9的距离为a，第二磁环9距离板式换热器9的距离为b。第一磁环6由en1来控制使能工作，第二磁环9由en2来控制使能工作。可以将en1的占空比设置为，则en2的占空比为。这样设置占空比，其实就是设置两个磁环的工作时间之比。图7a和图7b分别是使用本发明的交替式交变磁场除垢装置的板式换热器的前后效果对比图。图7a表示未使用本发明的一种交替式交变磁场除垢装置，板式换热片内部结垢较多且坚硬，不易除去。图7b表示使用了本发明的一种交替式交变磁场除垢装置一段时间后，板式换热器内部结垢薄，成粉末状轻附在换热片上。图7a的结垢需要使用酸浸泡才能去除，而图7b的结垢可以直接使用水冲掉。可见，具有本发明的一种交替式交变磁场除垢装置的板式换热器的除垢效果是非常优异的。本发明的一种交替式交变磁场除垢装置，除了能够实现对管道进行除垢，还具有阻锈、除锈和防污的效果。具体地，当管道中有水体时，交变磁场还会改变水体里的钙、镁等离子的物理结构，使其由原来易吸附在管道表面的斜方晶系晶体，变成不易吸附的三斜晶系的针状晶体析出。当水体接受交变电磁能量的作用后，单个水分子包容了溶解在水中的氧分子，使溶解氧成为了惰性氧，切断了金属锈蚀所需氧的来源；同时，在交变磁场的作用下，管壁上会聚集过剩的负电荷，而水体会聚集过剩的正电荷，水中过剩的正电荷强烈排斥带正电的通行铁离子，阻止铁离子从金属管壁分离进入水中，达到阻锈效果。同时，管壁上过剩的负电子也不断吸引带正电的铁离子，阻碍铁离子溶入水中，从而能使原有管壁上的氧化铁还原成具有极强耐腐蚀力（不溶于水）的黑锈外膜四氧化三铁，从而达到除锈目的。由于电磁波在水中产生紊流，会破坏微生物细胞的离子通道，改变细胞适应的内控电流和生存所需的环境条件，从而使微生物丧失生存能力而死亡；同时激励后的水分子能将水中溶解氧包围封锁，切断了微生物进行生命活动所需氧的来源，从而达到了较好的杀菌灭藻效果，同时也防止了生物污泥的产生。以上所述，仅是本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可以轻易想到的变化或替换，都应当涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应当以权利要求的保护范围为准。

背景技术：

1、水垢的主要成分是碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙等难溶盐类。管道在经过长时间使用之后，管道内壁会积累大量的水垢。尤其是金属管道，除了水垢的堆积，还有金属锈层的产生。水垢与金属锈层的堆积会使管道的内径逐渐缩小，使得管道的输水能力变弱，甚至可能导致管道完全堵塞；同时会造成热交换效率下降、能耗增加，进而影响正常生产作业。因此，非常有必要对管道进行除垢。但是由于管道的管径比较小、路径比较长，因而除垢的难度较高。传统的除垢方法包括化学试剂除垢和机械除垢。利用化学药剂对管道进行除垢不仅会对管道造成损坏，而且还存在造成环境污染的隐患。而机械除垢的成本较高，费时费力。

2、近年来，出现了电场式、电磁式、电极式等多种不同的物理类除垢方式，也都能或多或少的表现出除垢效果。其中，电磁除垢方式已经广泛使用。例如中国实用新型专利公告cn210333619u，其公开了一种高频交变磁场除垢装置，包括信号发生器与除垢单元，信号发生器用于产生控制信号，除垢单元用于接收控制信号并产生高频交变磁场以对容器进行除垢。该高频交变磁场除垢装置能够在既不对管道造成结构上的改变、又不对环境造成污染的条件下对管道进行快速、稳定地除垢。

3、又如中国实用新型专利公告cn216584414u，其公开了一种高频交变磁场除垢防垢装置，包括闭环磁芯、激励线圈、原边线圈、控制电路和驱动电路。该高频交变磁场除垢防垢装置通过振荡衰减高频交变磁场对水垢进行磁化，从而达到抑制水垢形成以及将水垢从管道上脱离的目的。

4、上述现有技术虽然都利用了电磁除垢的方式，但是在实际应用中，这种高频交变磁场除垢装置都是单独工作的，即一个高频交变磁场除垢装置一次仅能对一定距离范围内的管道或者散热片进行除垢，一旦结垢点距离除垢仪磁环较远，则除垢效果受到影响。而在一些场合，例如火电厂凝汽器、换热站板式换热器等，经常会面临结垢点分散，需除垢设备和管道面积大的问题，使用多套现有的高频交变磁场除垢装置进行除垢会增加除垢的成本，且影响除垢效果。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供一种交替式交变磁场除垢装置，其中利用交替式交变磁场实现了同时对多个管道的除垢，提高了除垢效率，增加了除垢范围，降低了除垢的成本，且能够避免多个交变磁场之间的相互干扰。

2、一种交替式交变磁场除垢装置，包括控制单元、至少一组除垢单元和电源，电源分别与控制单元和至少一组除垢单元电性连接，用于为控制单元和至少一组除垢单元供电，每组除垢单元包括第一交变信号发生电路和第二交变信号发生电路、第一线圈和第二线圈，以及第一磁环和第二磁环，其中第一交变信号发生电路与第一线圈电性连接，第一线圈缠绕在第一磁环上，第二交变信号发生电路与第二线圈电性连接，第二线圈缠绕在第二磁环上，控制单元通过控制第一交变信号发生电路和第二交变信号发生电路产生波形信号的时间，使第一交变信号发生电路和第二交变信号发生电路产生相互交替的波形信号，从而产生相互交替的第一交变磁场和第二交变磁场。

3、优选地，第一交变信号发生电路产生波形信号的时间等于第二交变信号发生电路产生波形信号的时间。

4、优选地，第一交变信号发生电路产生波形信号的时间大于第二交变信号发生电路产生波形信号的时间，或者第一交变信号发生电路产生波形信号的时间小于第二交变信号发生电路产生波形信号的时间。

5、优选地，时间为1-10s。

6、优选地，第一交变信号发生电路产生波形信号的时间为2s，第二交变信号发生电路产生波形信号的时间为4s，或者第一交变信号发生电路产生波形信号的时间为4s，第二交变信号发生电路产生波形信号的时间为2s。

7、优选地，第一交变信号发生电路和第二交变信号发生电路产生的相互交替的波形信号包括方波信号、等幅正弦波信号或衰减正弦波信号。

8、优选地，第一交变磁场和第二交变磁场的交变信号的信号频率不同，信号频率为10-1000千赫兹。

9、一种利用交替式交变磁场除垢装置同时对多个管道进行除垢的除垢方法，包括以下步骤：s1、将第一磁环包围在第一管道的第一位置处，将第二磁环包围在第二管道的第二位置处；s2、控制单元通过控制第一交变信号发生电路和第二交变信号发生电路产生波形信号的时间，使第一交变信号发生电路和第二交变信号发生电路产生相互交替的波形信号，从而产生相互交替的交变磁场。

10、优选地，多个管道为两个以上管道，第一位置不同于第二位置。

11、一种具有交替式交变磁场除垢装置的板式换热器，包括多个管道，将第一磁环包围在多个管道中的第一管道的第一位置处，将第二磁环包围在多个管道中的第二管道的第二位置处，控制单元控制第一交变信号发生电路和第二交变信号发生电路发生波形信号的时间，使第一交变信号发生电路和第二交变信号发生电路产生相互交替的波形信号，从而产生相互交替的交变磁场。

12、优选地，多个管道为两个以上管道，第一位置不同于第二位置。

13、一种板式换热器，具有交替式交变磁场除垢装置，其中将第一磁环设置在二次水出水管道上，将第二磁环设置在二次水进水管道上。

14、通过采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

15、利用控制单元控制不同交变信号发生电路产生波形信号的时间，使不同交变信号发生电路产生相互交替的波形信号，从而产生相互交替的交变磁场，实现了同时对多个管道的除垢，提高了除垢效率，增加了除垢范围，降低了除垢的成本，且能够避免多个交变磁场之间的相互干扰。此外，通过使第一磁环和第二磁环的交变信号频率不同，可以实现更广谱的除垢效果。

16、附图说明

17、图1是本发明的一种交替式交变磁场除垢装置的结构示意图；

18、图2是控制单元控制第一交变信号发生电路和第二交变信号发生电路产生波形信号的时间的示意图；

19、图3是本发明的一种交替式交变磁场除垢装置同时对多个管道进行除垢的除垢方法的流程图；

20、图4是表示本发明的一种交替式交变磁场除垢装置中的两个磁环轮流工作时流过的等幅正弦波信号的示意图；

21、图5是表示本发明的一种交替式交变磁场除垢装置中的两个磁环轮流工作时流过的衰减正弦波信号的示意图；

22、图6是具有本发明的一种交替式交变磁场除垢装置的板式换热器的结构示意图；

23、图7a是未使用本发明的交替式交变磁场除垢装置的板式换热器的示意图；

24、图7b是使用了本发明的交替式交变磁场除垢装置一段时间后板式换热器内部示意图。