[发明专利]含碳酸钙水处理装置及其组成的设备

说明书

本发明涉及含碳酸钙水的处理装置。本装置主要由两根套管及一组永久磁铁组成。内外两根套管同轴安装，使两者之间构成一环形空间。永久磁铁块用垫片隔开，互迭安装，使邻接的磁极极性相同。永久磁铁组置于介电材料制的内套管之中。待处理水沿着螺形径迹流动，穿过由永久磁铁产生的磁场而得到处理。

本发明还涉及由多台上述处理装置按不同方式组合而成的处理设备。

众所周知，目前已问世的类似处理装置种类繁多，均可用于水处理，以避免管道和容器内壁上以及锅炉加热元件上沉积水垢。

欧洲专利申请书119368号介绍过一种类似装置。这种装置有一组永久磁铁，磁铁用软铁片隔开，并覆以绝缘材料罩，再置于一金属套管内。还有一输入室，上有两个切向侧孔，使水从绝缘罩与套管之间的环形空间内流过。

要使这种装置有效地工作，必须满足一个条件，即水必须沿着小螺距螺旋形径迹，绕着永久磁铁流动，以便磁铁对溶液中的离子起作用（洛伦兹力），並根据离子的电荷性质，将它们汇集到相应的环形区内。

带正电荷的碳酸钙胶体在特定的区域内为负离子所包围，胶体颗粒之间的静电斥力减小，以致能凝聚起来，在流束中形成晶核而不沉积于管道内壁上。

某些已被采用的系统依靠挡板之类的机构形成水的螺旋流动。美国专利3923660号介绍过一种这样的系统：多个永久磁铁柱周围的环形空间中安装着一个螺旋形导流机构，使待处理的水沿螺旋形径迹流动。

上述系统的一个缺点是：结构复杂，因而组装费用较高。

无螺旋导流机构处理系统的缺点是流量对流体径迹的影响很大。因此，流量大小不同，则流动特性亦不相同。

上述系统的效率与使用状态（即管中水的流量）紧密相关。家用水处理设备的流量变化自然很大，因而这类系统的效率很不稳定。

此外，我们知道，任何一种杂质，若固着在与水接触的铁壁上，就构成一个能使金属腐蚀的阴极区，在不含空气的水中产生二价铁的氢氧化物〔Fe（OH）₂〕，而在含空气的水中则产生三价铁的氢氧化物〔Fe（OH）₃〕。在某些条件下，Fe（OH）₂可转变成Fe₃O₄，即磁铁，从而形成强度很高的氧化层。

若能防止碳酸钙固着在金属上，即可阻止金属腐蚀，这样就能使管道内表面保持清洁。因此可以说磁性处理器也起到间接防腐蚀作用。

G·普瓦里叶（Poirier）在《阴极保护概论》一书中（1962年巴黎版，第30-33页）介绍了电位PH图，据此可以了解铁在水中的腐蚀区和钝化区。

如想保持管道不生锈，使其处于钝化状态，也就是说使其处于能形成保护性氧化物（Fe₂O₃）的条件下是很有利的。

本发明旨在克服上述这些缺点，制造一种不受家用设备或工业设备管道中水流量影响的水处理装置，其效率基本保持稳定，並具备各种必要条件使其处于钝化区而不生锈。

如前所述，按本发明制造的装置有两个端头，分别安装在两根管子的两端，各自处于相应的位置。端头上各有一个中心孔，並至少各有一个侧孔，使中心孔与上述环形空间连通。

按照一种优先实施例，输入端头上有两个通向中心孔的侧孔，其走向与中心孔基本成切线关系。输入端头上两个侧孔的轴线在垂直于该装置轴线的平面上的投影构成60°-80°的角。一侧孔轴线与该装置轴线之间的夹角以90°左右为佳，而另一侧孔轴线与装置轴线形成的夹角则以小于90°为佳。这样，将该装置垂直安装后，一个侧孔喷出的水呈水平方向，另一个侧孔喷出的水与水平面成下倾夹角，以形成螺距较小的螺旋形径迹。

为此，应仔细确定侧孔的方向，以便使水在环形空间中的螺旋形径迹与该装置的轴线形成5°-35°的夹角。此角以15°左右为最佳。

垫片的高度最好小于或等于永久磁铁的高度。实际应用中，最低高度以0.1毫米为宜。

垫片直径最好等于或稍大于永久磁铁的直径。内外套管之间的环形空间的侧壁上最好覆以介电材料，以便为其处于钝化状态提供一切必要的条件。

按照一种特定实施例，外套管为介电材料管。

另一种优先实施例是：外套管为金属管，其内壁有一层介电材料衬套。

介电材料最好用聚丙烯或聚四氟乙烯。