一种直管段电磁超声除垢防垢装置及方法与流程

本发明涉及流量计领域，具体地来讲为一种直管段电磁超声除垢防垢装置及方法。

背景技术：

水垢是工业设备中最常见的积垢类型，因为工业设备大都是以水为介质的。天然水中溶解有各种盐类，如重碳酸盐、碳酸盐、硫酸盐、氯化物、磷酸盐、硅酸盐等。上述物质随同被检测流体一同在管段中流动。由于流体与管壁的磨檫力和液体在管中流速曲线的不均等性，使流体在管壁处流速较低，造成了上述物质对管壁处的粘连，长时间粘连便形成了结垢。

各种具有运动部件组成的流量检测装置，对于流量计长时间使用后将由于多种被检测流体流动产生结垢现象，使其运动部件不能很好的工作或停止工作，使流量计不能工作或损坏，这样情况在油田和某些其他领域较为普遍。同样也是非常难解决的问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种直管段电磁超声除垢防垢装置及方法，解决流量检测过程中流量计长时间使用后将由于多种被检测流体流动产生结垢现象。

本发明是这样实现的，一种直管段电磁超声除垢防垢装置，该装置包括：

管段，为金属管件，一端与液体管线连接，另一端与流量计连接，在所述管段的内表面开有多组沟槽；

磁铁环，置于管段内，产生恒定磁场;

多组电磁线圈，绕在管段内表面沟槽中，嵌入到管段的内表面，通以交变电流，在管段表层感生出涡流，与所述恒定磁场作用共同产生电磁超声并激励管段内表面产生高频震动。

进一步地，所述电磁线圈组安装在管段中部，供电电压为12v交流电，频率为1000hz高频。

进一步地，所述磁铁环为汝铁硼永久磁铁环，磁能积为318-342kj/m³。

进一步地，所述磁铁环包括两端的环形端头，以及中间的环体，所述环形端头的直径大于环体的直径，在所述环形端头四周开有半圆形锯齿槽，用于导入液体。

进一步地，所述沟槽对称开设在管段内表面，每组电磁线圈包括两个线圈，所述线圈置于沟槽内使得线圈通入交流电后形成的磁场方向与所述管段的内表面垂直或交叉。

一种直管段电磁超声除垢防垢方法，该方法包括：

在液体管线与流量计之间设置一段金属管段，在管段内表面开有多组沟槽；

在管段内设置磁铁环产生恒定磁场；

在管段内表面沟槽中绕电磁线圈，并嵌入到管段的内表面，设置多组电磁线圈，并通以交变电流，在管段表层感生出涡流，所述恒定磁场作用共同产生电磁超声并激励管段内表面产生高频震动。

进一步地，所述电磁线圈组位于管段中部，供电电压为12v交流电，频率为1000hz高频。

进一步地，管段内表面产生高频震动的振幅为0.02-0.05mm。

进一步地，当防止结垢时，多组电磁线圈通以交变电流，时间间隔为10-15分钟，通电时长为10-15分钟。

进一步地，当消除已经结垢的管段时，多组电磁线圈连续通以交变电流至结垢清除后，转入断续工作。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：本发明利用线圈通以交变电流的置于管段内表面时，将在管段表层感生出涡流；涡流与磁铁产生的静磁场相互作用，产生洛伦兹力；洛伦兹力将引发管段内表面质点的高频振动，这种振动以波的形式向外传播。利用管段表面的高频震动可以破坏已生成的水垢和防止流体附在管壁再生成水垢。高频震动，震动又产生超声波传播到流体中，由于超声波的存在，对液体产生空化，使其上述物质不能粘接，同时可以破坏已粘接的垢使其脱落。

本发明消除液体结垢和防止结垢的直管段，与流量计配套使用，收到了非常好的效果，大大提高了流量计的使用寿命和检测精度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的装置结构示意图；

图2为本发明实施例提供的装置横截面一组电磁线圈的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的装置管段内表面一个沟槽的展开结构示意图；

图4为本发明实施例提供的铁磁环的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的铁磁环两端的环形端头的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的控制器的电路框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1所示，本发明提供一种直管段电磁超声除垢防垢装置，该装置包括：管段1，材料选自金属材料，例如铁，该管段的一端连接与液体管线连接，另一端与流量计连接；在管段内中部即中线对称内设置有一个或多个磁铁环3，具体看管段的长度而定，液体可以通过磁铁环，对于磁铁环的直径略小于管段的内径，磁铁环产生恒定磁场，本实施例中，采用的是n42h汝铁硼永久磁铁，磁能积为318-342kj/m³（千焦耳/立方米）。在管段的内表面开有沟槽用于将多组电磁线圈2绕在沟槽内，并嵌入到管段的内表面，电磁线圈使用直径0.1mm铜绝缘漆包线，多组电磁线圈为串联结构。

参见图2、图3所示，管段的内表面开有沟槽是沿着管段的轴向开设的，沟槽并不是将管段轴绕进入，沟槽对称开设在管段内表面，每组电磁线圈2包括两个线圈，所述线圈置于沟槽内使得线圈通入交流电后形成的磁场方向与所述管段的内表面垂直或交叉，在一个实施例中，置入铁磁环后，线圈并不是缠绕在铁磁环上，而是线圈形成的面积与铁磁环的外表面平行。

电磁线圈通以交变电流后，在管段表层感生出涡流，与恒定磁场作用共同产生电磁超声并激励管段内表面产生高频震动。

电磁线圈组也安装在管段中部，供电电压为12v交流电，频率为1000hz高频。与磁能积为318-342kj/m³（千焦耳/立方米）汝铁硼永久磁铁环共同作用产生高频震动，使得管段内表面产生高频震动的振幅为0.02-0.05mm。同时还产生超声波传播到液体，形成液体空化。

参见图4和图5，磁铁环包括两端的环形端头4，以及中间的环体，所述环形端头的直径，使液体有一部分随管内表面与磁铁环之间的流动并产生附壁流体。

参见图6所示，电磁线圈的通电与断电通过一控制器来控制，控制器包括微处理器将系统供电的24vdc通过pwm技术调制成1000hz-12vac高频交流电供给线圈；微处理器控制电流小于等于1a，功耗小于等于30va；

pwm占空比为1:1；

系统送电后采用断续工作制，时间间隔为10分钟，以保证在不结垢的情况下减少功耗；

如果需要消除已经结垢的管段，需要连续工作一段时间后再转入断续工作。

本发明还提供一种直管段电磁超声除垢防垢方法，该方法包括：

在液体管线与流量计之间设置一段金属管段；

在管段内设置磁铁环产生恒定磁场；

设置电磁线圈，并嵌入到管段的内表面，设置多组电磁线圈，并通以交变电流，在管段表层感生出涡流，所述恒定磁场作用共同产生电磁超声并激励管段内表面产生高频震动。同时还产生超声波传播到液体，形成液体空化。

电磁线圈组位于管段中部，供电电压为12v交流电，频率为1000hz高频。

进一步地，管段内表面产生高频震动的振幅为0.02-0.05mm。

进一步地，当防止结垢时，多组电磁线圈通以交变电流，时间间隔为10-15分钟，通电时长为10-15分钟。

进一步地，当消除已经结垢的管段时，多组电磁线圈连续通以交变电流至结垢清除后，转入断续工作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。