前置凈水防垢器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種前置凈水防垢器，包括上下開口的殼體、放置在殼體內(nèi)的防垢管、安裝在殼體上端的管接頭以及安裝在殼體下端的排水接頭，防垢管包括管體、過濾網(wǎng)，管體一端為封閉端，封閉端面向排水接頭；管體另一端為開口端，開口端面向管接頭；管體外壁鏤空，鏤空的管體外壁套有過濾網(wǎng)；管體內(nèi)放置防垢體。本發(fā)明采用全物理式防垢，無毒無味，安全環(huán)保，無需添加任何化學藥劑，免維護，且無需外加動力。防止設(shè)備管道結(jié)垢的同時還能過濾掉水中的泥沙、鐵銹等雜質(zhì)，起到凈化的作用。本發(fā)明設(shè)置的排污結(jié)構(gòu)，無需任何專用工具，只需打開底部閥門，濾出的雜質(zhì)即可沖出，無需拆卸，使用方便。
【專利說明】前置凈水防垢器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種前置凈水防垢器。
【背景技術(shù)】
[0002]結(jié)垢問題在石油、熱電及其他工業(yè)和民用領(lǐng)域中涉及流體傳輸和循環(huán)的系統(tǒng)中廣泛存在。水處理【技術(shù)領(lǐng)域】中一般將析出的非水溶性沉積物成為水垢，其中最常見的是CaCO3和MgC03。碳酸鈣的成垢反應主要是由于鈣離子與碳酸根離子或碳酸氫根離子結(jié)合形成的。如果能夠通過一定的技術(shù)手段將金屬離子的正電荷或酸根離子的負電荷中和掉，會大幅度降低陰陽離子的結(jié)合速率，從而顯著降低成垢速率。電磁場處理方法，該方法耗電大，且還達不到防垢除垢的要求，應用極少。化學阻垢法是通過添加藥劑的方法改變了水體的成分、酸堿度和離子濃度來產(chǎn)生阻垢效果。如前所述，化學法因為需要改變水體的成分，不符合環(huán)境保護的要求，其應用正受到越來越多的約束。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在提供一種前置凈水防垢器，不改變流體化學成分，不用外加能源，即可實現(xiàn)水體的防垢以及凈化。
[0004]本發(fā)明所述的前置凈水防垢器，包括上下開口的殼體、放置在殼體內(nèi)的防垢管、安裝在殼體上端的管接頭以及安裝在殼體下端的排水接頭，防垢管包括管體、過濾網(wǎng)，管體一端為封閉端，封閉端面向排水接頭；管體另一端為開口端，開口端面向管接頭；管體外壁鏤空，鏤空的管體外壁套有過濾網(wǎng)；管體內(nèi)放置防垢體。
[0005]優(yōu)選的，所述防垢體的材質(zhì)為銅基觸媒合金。銅基觸媒合金由具有不同電負性的金屬元素高溫化合制成。水流經(jīng)銅基觸媒合金表面時能夠自動形成穩(wěn)定電流，通過弱電的作用中和成垢金屬離子的正電荷，不僅能有效控制垢的形成，同時弱電場的持續(xù)作用可以使已板結(jié)的垢塊逐漸溶解、脫落，達到阻垢、除垢的功能。
[0006]優(yōu)選的，所述防垢體包括防垢片，所述防垢片為圓形餅狀物，在防垢片的中心設(shè)有中心孔，在中心孔周圍設(shè)有濾水孔，中心孔的軸線與防垢片的端面垂直，濾水孔的軸線與防垢片的端面呈10°~90°夾角，所有防垢片通過中心孔套裝在螺桿上，相鄰兩塊防垢片之間由隔套隔開，并由螺母旋接固定，所述防垢片放置在管體內(nèi)，所述防垢片與管體的配合方式為過渡配合或間隙配合。
[0007]優(yōu)選的，所述防 垢體為濾料，所述濾料放置在所述管體內(nèi)，所述管體開口端內(nèi)壁固定套置有圓環(huán)，圓環(huán)外徑與管體內(nèi)徑相同；圓環(huán)上端開設(shè)有環(huán)槽，環(huán)槽上設(shè)有濾網(wǎng)；濾網(wǎng)上設(shè)有卡環(huán)，卡環(huán)與環(huán)槽緊配合。
[0008]進一步的，所述濾網(wǎng)的目數(shù)為40~120目。濾網(wǎng)在阻止濾料通過的同時還能物理過濾去除直徑小至50 μ m的懸浮顆粒物質(zhì)。
[0009]進一步的，所述過濾網(wǎng)外側(cè)套有過濾網(wǎng)骨架，所述過濾網(wǎng)骨架下端設(shè)有突出部，所述突出部與排水接頭間隙配合；排水接頭外側(cè)套有旋轉(zhuǎn)部。旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)部時，旋轉(zhuǎn)部帶動突出部，進一步帶動過濾網(wǎng)骨架在過濾網(wǎng)上做圓周運動，即可將過濾網(wǎng)上的污垢刮除。
[0010]優(yōu)選的，所述管接頭為“T”形三通管接頭；“T”形下端接頭與殼體旋接；“T”形左右接頭分別為進水口和出水口，進水口與出水口之間設(shè)有擋板，擋板下端往出水口方向延伸一圓環(huán)狀突起，突起內(nèi)徑與所述管體外徑相同，且突起與出水口相連通。安裝后，管體上端套置在圓環(huán)狀突起內(nèi)，管體與出水口構(gòu)成出水通道。
[0011]進一步的，所述排水接頭下端還裝有排污閥，排水接頭與排污閥之間通過排水接頭0型圈密封。
[0012]進一步的，所述管接頭上還裝有水壓表。所述殼體為透明殼體。
[0013]使用時，水從進水口進來，由于擋板以及圓環(huán)狀突起的作用，進水口進入的水不能直接通過出水口排出，而是進入殼體內(nèi)，殼體內(nèi)的水將防垢管浸潰，水流經(jīng)防垢管內(nèi)的銅基觸媒合金表面時能夠自動形成穩(wěn)定電流，通過弱電的作用中和成垢金屬離子的正電荷，有效控制垢的形成，同時弱電場的持續(xù)作用可以使已板結(jié)的垢塊逐漸溶解、脫落，實現(xiàn)阻垢、除垢。經(jīng)防垢管處理后的水受壓向上運動，直到達到防垢管上端，經(jīng)由管體與出水口形成的出水通道排出。水中的雜質(zhì)污垢等經(jīng)由過濾網(wǎng)濾出，通過殼體下端的排水接頭排出。
[0014]本發(fā)明采用全物理式防垢，無毒無味，安全環(huán)保，無需添加任何化學藥劑，免維護，且無需外加動力。防止設(shè)備管道結(jié)垢的同時還能過濾掉水中的泥沙、鐵銹等雜質(zhì)，起到凈化的作用。本發(fā)明設(shè)置 的排污結(jié)構(gòu)，無需任何專用工具，只需打開底部閥門，濾出的雜質(zhì)即可沖出，無需拆卸，使用方便。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明管接頭、殼體、排水接頭的示意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明防垢管管體、過濾網(wǎng)的示意圖；
[0017]圖3為本發(fā)明的整體示意圖；
[0018]圖4為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖5為本發(fā)明實施例一的防垢片示意圖；
[0020]圖6為本發(fā)明實施例一的防垢片安裝示意圖；
[0021]圖7為本發(fā)明實施例二的圓環(huán)、濾網(wǎng)、卡環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖8為本發(fā)明實施例二的濾網(wǎng)安裝示意圖。
【具體實施方式】
[0023]如圖1、2、3、4所示，本發(fā)明所述的前置凈水防垢器，包括管接頭1、管接頭0型圈
2、殼體3、排水接頭4、排水接頭0型圈5、卡圈6、排污閥0型圈7、排污閥8、管體9、過濾網(wǎng)
10、過濾網(wǎng)0型圈11、過濾網(wǎng)骨架12、過濾網(wǎng)骨架0型圈13。
[0024]所述管接頭I為“T”形三通管接頭；“T”形下端接頭與殼體3旋接，“T”形下端接頭與殼體3之間通過管接頭0型圈2實現(xiàn)密封；“T”形左右接頭分別為進水口 14和出水口15，進水口 14與出水口 15之間設(shè)有擋板，擋板下端往出水口 15方向延伸一圓環(huán)狀突起，突起內(nèi)徑與所述管體9外徑相同，且突起與出水口 15相連通。安裝后，管體9上端套置在圓環(huán)狀突起內(nèi)，管體9與出水口 15構(gòu)成出水通道。由于擋板以及圓環(huán)狀突起的作用，進水口14進入的水不能直接通過出水口 15排出，而是進入殼體3內(nèi)。[0025]所述殼體3為透明殼體，便于使用時，直接觀察濾除的雜質(zhì)污垢的情況，以便及時進行排污清洗。所述殼體3上下開口，上開口端外壁設(shè)有外螺紋，與“T”形下端接頭旋接配合；下開口端裝有排水接頭4，排水接頭4與殼體3之間通過排水接頭O型圈5實現(xiàn)密封；卡圈6將排水接頭4在殼體3下開口端位置固定；排水接頭4下端裝有排污閥8，排污閥8與排水接頭4下端之間通過排污閥O型圈7實現(xiàn)密封。
[0026]所述管體9放置在殼體3內(nèi)，所述管體9 一端為封閉端，封閉端面向排水接頭4 ；管體9另一端為開口端，開口端面向管接頭I ;管體9外壁鏤空，鏤空的管體9外壁套有過濾網(wǎng)10，過濾網(wǎng)10與管體9通過過濾網(wǎng)O型圈11實現(xiàn)密封；過濾網(wǎng)10外側(cè)套有過濾網(wǎng)骨架12，過濾網(wǎng)骨架12與過濾網(wǎng)10通過過濾網(wǎng)骨架O型圈13實現(xiàn)密封；過濾網(wǎng)骨架12下端設(shè)有突出部16，突出部16與排水接頭4間隙配合；排水接頭4外側(cè)套有旋轉(zhuǎn)部17，旋轉(zhuǎn)部17旋轉(zhuǎn)時，帶動突出部16，進而帶動過濾網(wǎng)骨架12沿過濾網(wǎng)10做相對運動，可將過濾網(wǎng)10上的污垢刮除。
[0027]所述管體9內(nèi)放置防垢體。所述防垢體的材料為具有防垢功能的銅基觸媒合金。銅基觸媒合金通過嚴格控制各種元素的成分配比，并采用特殊的熱加工工藝，在銅基觸媒合金內(nèi)部形成了取向一致的柱狀晶體結(jié)構(gòu)，從而使銅基觸媒合金呈現(xiàn)出極強的向水體介質(zhì)釋放自由電子和使水體介質(zhì)產(chǎn)生極化效應的獨特功能。當水體以一定的流速流經(jīng)銅基觸媒合金后，銅基觸媒合金可向水體釋放電子，改變流體靜電位，使水體產(chǎn)生極化現(xiàn)象，使水體中的陰、陽離子不易結(jié)合形成垢。銅基觸媒合金各組分重量百分比為:Cu:40%-70%、Ni:5%-20%、Zn:10%-35%、Sn:5%_30%、Ag:0.5%_20%、Fe:0.1-8%, Sb:0.01%_2%、Mn:0.05%-5%,各組份經(jīng)化合形成一種沿SlOO晶軸定向生長的柱狀晶體合金。它在不改變水體成分和酸堿度的條件下，通過持續(xù)釋放自由電子，降低水體的陽離子濃度，從而降低成垢指數(shù)，來達到阻垢的目的。CU-Ni 二元合金具有優(yōu)異的化學穩(wěn)定性，在各種環(huán)境中耐腐蝕性能非常出色，冷熱加工性能優(yōu)異，成本適中。Cu-Ni合金系雖然電負性小于溶液，但由于化學穩(wěn)定性很好，其失電子能力并不強 。因此，又在Cu-Ni 二元合金基礎(chǔ)上，選擇Zn和Ag元素作為合金元素進行添加。其中，Zn元素的電負性為1.65，是常見元素中電負性最小的金屬元素之一，能夠與Cu-Ni合金形成穩(wěn)定的三元合金。Ag元素的電負性為2.34，是常見元素中處理稀土和放射性元素以外電負性最大的合金元素之一。Ag在Cu-N1-Zn合金中幾乎不溶，主要以游離態(tài)出現(xiàn)，通過合理的成分控制和熱加工工藝能夠獲得理想的分布狀態(tài)，是理想的正極材料。隨著Ag含量的增加，活化電流逐漸增大?；罨娏髟酱?，釋放電子的能力越強，單位流量的銅基觸媒合金用量越少，整體成本更具優(yōu)勢。
[0028]銅基觸媒合金的按如下步驟制備，按所述各組分的重量百分比準備原材料，原材料純度為99.9%以上的塊狀物，其體積小于或等于2cm3 ;在感應爐坩堝內(nèi)鋪入Icm~3cm厚的木炭，按重量計將Cu料的一半均勻鋪在木炭上，然后在Cu料上均勻鋪入全部Ni塊，再鋪入Icm~3cm厚的木炭，開爐升溫至900°C -1lOO0C，待全部金屬熔化后，加入全部Fe、Sb塊體，攪拌至金屬全部溶化后再加入全部Mn塊體，保溫3分鐘~8分鐘，使熔體金屬脫氣；然后按照Zn、Sn、Ag和剩余的Cu順序加入，慢速攪拌，待金屬全部熔化后，去浮渣，使熔體溫度降低至1150°C~1280°C，將熔體金屬注入澆筑型模具中，冷卻5分鐘~15分鐘至金屬表面結(jié)殼形成金屬錠，然后水冷至室溫，取出金屬錠，即得到銅基觸媒合金。
[0029]實施例一，如圖5、6所示，防垢體包括防垢片18，所述防垢片18為圓形餅狀物，在防垢片18的中心設(shè)有中心孔19,在中心孔19周圍設(shè)有濾水孔20,中心孔19的軸線與防垢片18的端面垂直，濾水孔20的軸線與防垢片18的端面呈90°夾角，所有防垢片18通過中心孔19套裝在螺桿21上，相鄰兩塊防垢片18之間由隔套22隔開，并由螺母23旋接固定，防垢片18放置在管體9內(nèi)，防垢片18與管體9的間隙配合。
[0030]實施例二，本實施例與實施例一不同之處在于，防垢體為顆粒狀的濾料，在防垢管管體9開口端內(nèi)壁固定套有圓環(huán)25，圓環(huán)25外徑與管體9內(nèi)徑相同，如圖7、8所示，圓環(huán)25面向管體9開口端的端部開設(shè)有環(huán)槽，環(huán)槽上放置濾網(wǎng)24，濾網(wǎng)24上設(shè)有卡環(huán)26，卡環(huán)26與圓環(huán)25緊配合，將濾網(wǎng)24固定在圓環(huán)25上。濾網(wǎng)24與管體9形成腔室，腔室中放置濾料，濾料均勻散布在管體9內(nèi)，能夠最大面積與水接觸，從而更好地起到防垢阻垢的作用。濾網(wǎng)24的目數(shù)為100目，能物理過濾去除直徑小至50 的懸浮顆粒物質(zhì)。濾料顆粒平均尺寸大約為60目，最小的顆粒約115目。
[0031]使用時，水從進水口 14進來，由于擋板以及圓環(huán)狀突起的作用，進水口 14進入的水不能直接通過出水口 15排出，而是進入殼體3內(nèi)，殼體3內(nèi)的水將防垢管浸潰，水流經(jīng)防垢管內(nèi)的銅基觸媒合金表面時能夠自動形成穩(wěn)定電流，通過弱電的作用中和成垢金屬離子的正電荷，有效控制垢的形成，同時弱電場的持續(xù)作用可以使已板結(jié)的垢塊逐漸溶解、脫落，實現(xiàn)阻垢、除垢。經(jīng)防垢管處理后的水受壓向上運動，直到達到防垢管上端，經(jīng)由管體9與出水口 15形成的出水通道排出。由鋼鐵材料制成的輸水管件腐蝕時，鐵氧化形成FeO膠體，F(xiàn)eO與銅基觸媒合金接觸，也可以發(fā)生氧化還原反應，F(xiàn)eO最終形成Fe2O3固體沉淀在銅基觸媒合金表面,經(jīng)由過濾網(wǎng)10濾出，通過殼體3下端的排水接頭4排出。
[0032]本發(fā)明還能去除水中的氧化劑，例如余氯。該作用是通過電化學氧化還原反應完成的。氧化還原反應的發(fā)生是因為銅基觸媒合金是由多種不同的金屬組成的，與水接觸時，合金中電位正的銅成為陰極，而電位負的鋅是陽極。在陰極發(fā)生還原反應，陽極發(fā)生氧化反應。鋅陽極在反應中失去了電子，鋅離子成為犧牲者進入溶液，銅陰極上發(fā)生游離氯的還原反應，而不會發(fā)生金屬銅的溶解，水和余氯成為最后的電子接受者，同時生成氫離子、氫氧根離子和氯離子。水中其他的氧化劑，如臭氧、溴、碘等與銅基觸媒合金接觸后也能進行氧化還原反應。
[0033]本發(fā)明同時還能去除重金屬，銅基觸媒合金可以去除水中的重金屬離子，如鉛、汞、銅、鎳、鎘、砷、銻、鋁和其他許多可溶性重金屬離子，它們的去除是通過電化學氧化還原反應和催化作用完成的。
[0034]銅基觸媒合金去除重金屬離子的機理如下:金屬離子鍍覆于銅基觸媒合金的表面或進入銅基觸媒合金晶格中，從而使有毒重金屬污染物結(jié)合在銅基觸媒合金上。例如，水中溶解的鉛離子還原成不溶性的鉛原子，并鍍覆于銅基觸媒合金的表面；X射線衍射研究發(fā)現(xiàn)汞的去除是形成了銅一萊合金。
[0035]金屬離子在水的pH升高時水解形成金屬氫氧化物沉淀，也能去除金屬離子。
[0036]本發(fā)明在一定程度上，能抑制微生物的繁殖，銅基觸媒合金能起到抑制微生物繁殖的作用，但不能完 全殺滅微生物種群。銅基觸媒合金不是通過一種機理、而是幾種機理控制微生物的生長繁殖，通過每一種的單獨作用或協(xié)同作用來達到抑制微生物的作用。主要機理包括:氧化還原電位的變化，氫氧根離子和過氧化氫的形成，介質(zhì)中鋅的溶出等。在一般情況下，銅基觸媒合金作為反滲透膜的預處理手段時，能夠抑制細菌、藻類等微生物的繁殖，從而防止了微生物對膜的破壞。
[0037]①氧化還原電位的變化
[0038]水通過銅基觸媒合金時，其氧化還原電位從+200mV變化到_500mV，在一般情況下，各種類型的微生物只能在特定的氧化還原電位下生長，電位的大幅度變化，能破壞細菌的細胞，從而控制了微生物的生長。但是，水的氧化還原電位變化很小，用銅基觸媒合金控制細菌，必須使細菌與銅基觸媒合金直接接觸，銅基觸媒合金對細菌的抑制作用主要發(fā)生于銅基觸媒合金一水接觸面上，所以僅靠氧化還原電位的變化并不能完全控制微生物。
[0039]②氫氧根離子和過氧化氫
[0040]在銅基觸媒合金將二價鐵氧化到三價鐵的過程中會產(chǎn)生氫氧根離子和過氧化氫，這就可以抑制那些在低氧化電位時尚能存活，但對氫氧根離子和過氧化氫敏感的微生物，但是氫氧根離子和過氧化氫的壽命短，只是在過濾過程中具有高的反應活性，對微生物的抑制效果比較明顯，在流出水中的殘余效應比較小。
[0041]③鋅離子對微生物的控制
[0042]銅基觸媒合金中釋放出來的鋅對微生物有明顯的控制作用，鋅能阻止酶的合成，從而影響有機體的正常生長，達到抑制微生物繁殖的目的。
[0043]另外，銅 基觸媒合金通過阻止葉綠素合成而控制藻類生長，鋅離子的存在從本質(zhì)上降低了有機體從光合作用生產(chǎn)食物的能力，細菌種群的食物和能量來源是依靠藻類群落，藻類的減少將顯著影響細菌的生長。
【權(quán)利要求】
1.一種前置凈水防垢器，包括上下開口的殼體、放置在殼體內(nèi)的防垢管、安裝在殼體上端的管接頭以及安裝在殼體下端的排水接頭，其特征在于，防垢管包括管體、過濾網(wǎng)，管體一端為封閉端，封閉端面向排水接頭；管體另一端為開口端，開口端面向管接頭；管體外壁鏤空，鏤空的管體外壁套有過濾網(wǎng)；管體內(nèi)放置防垢體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的前置凈水防垢器，其特征在于，所述防垢體的材質(zhì)為銅基觸媒合金。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的前置凈水防垢器，其特征在于，所述防垢體包括防垢片，所述防垢片為圓形餅狀物，在防垢片的中心設(shè)有中心孔，在中心孔周圍設(shè)有濾水孔，中心孔的軸線與防垢片的端面垂直，濾水孔的軸線與防垢片的端面呈10°~90°夾角，所有防垢片通過中心孔套裝在螺桿上，相鄰兩塊防垢片之間由隔套隔開，并由螺母旋接固定，所述防垢片放置在管體內(nèi)，所述防垢片與管體的配合方式為過渡配合或間隙配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的前置凈水防垢器，其特征在于，所述防垢體為濾料，所述濾料放置在所述管體內(nèi)，所述管體開口端內(nèi)壁固定套置有圓環(huán)，圓環(huán)外徑與管體內(nèi)徑相同；圓環(huán)上端開設(shè)有環(huán)槽，環(huán)槽上設(shè)有濾網(wǎng)；濾網(wǎng)上設(shè)有卡環(huán)，卡環(huán)與環(huán)槽緊配合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的前置凈水防垢器，其特征在于，所述濾網(wǎng)的目數(shù)為40~120目。
6.根據(jù)權(quán)利 要求1所述的前置凈水防垢器，其特征在于，所述過濾網(wǎng)外側(cè)套有過濾網(wǎng)骨架，所述過濾網(wǎng)骨架下端設(shè)有突出部，所述突出部與排水接頭間隙配合；排水接頭外側(cè)套有旋轉(zhuǎn)部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的前置凈水防垢器，其特征在于，所述管接頭為“T”形三通管接頭；“T”形下端接頭與殼體旋接；“T”形左右接頭分別為進水口和出水口，進水口與出水口之間設(shè)有擋板，擋板下端往出水口方向延伸一圓環(huán)狀突起，突起內(nèi)徑與所述管體外徑相同，且突起與出水口相連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的前置凈水防垢器，其特征在于，所述排水接頭下端還裝有排污閥，排水接頭與排污閥之間通過排水接頭O型圈密封。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的前置凈水防垢器，其特征在于，所述管接頭上還裝有水壓表。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的前置凈水防垢器，其特征在于，所述殼體為透明殼體。
【文檔編號】C02F5/00GK103787512SQ201410036226
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月26日
【發(fā)明者】劉 東, 孫俊杰, 魯禮民 申請人:南京超旭節(jié)能科技有限公司