[發(fā)明專利]雙極脈沖除垢方法及其除垢裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310143072.7
• 申請日: 2013-04-24
• 公開（公告）號: CN103241844B
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 程岐生
• 申請（專利權(quán)）人: 中山市寶辰機電設(shè)備有限公司
• 主分類號: C02F5/00
• 分類號: C02F5/00;H02M9/06
• 代理公司: 深圳市千納專利代理有限公司44218
• 代理人: 孔凡亮

1.一種雙極脈沖除垢方法，其特征在于，其包括以下步驟：

（1）通過AC/DC變換器輸入單相220V或三相380V的交流電；

（2）交流電經(jīng)EMI濾波電路及整流濾波電路的濾波、整流相應(yīng)處理成310V或530V的高壓直流電；

（3）高壓直流電依次經(jīng)逆變器和高頻變壓器的耦合、降壓，輸出隔離的低壓高頻脈沖再經(jīng)過高頻整流、濾波形成70V以下的低壓直流電，并同時通過電壓/電流反饋采樣電路反饋到PWM芯片與智能控制器輸出的給定的電壓或電流信號進行比較，實現(xiàn)在額定的電壓電流內(nèi)任意設(shè)定；

（4）然后再經(jīng)高頻雙極脈沖換向器處理，實現(xiàn)輸出大功率的雙極高頻脈沖，以向雙電解電極提供低壓電解能源；

（5）將雙電極電解吸附式收集器放置在循環(huán)水流動區(qū)，并在該雙電極電解吸附式收集器內(nèi)設(shè)有兩個電解電極和一個收集電極，其中兩個電解電極與電解能源的雙極高頻脈沖輸出端子相連接，而收集電極與低壓直流電的負(fù)極連接；

（6）該收集電極帶負(fù)電位包圍著兩個電解電極，被電解水中的鈣、鎂和其他金屬離子在收集電極的區(qū)域內(nèi)發(fā)生反應(yīng)生成硅酸鈣、碳酸鎂、氫氧化鈣、氫氧化鎂難溶物質(zhì)，并以疏松的針狀結(jié)晶附著在雙電極電解吸附式收集器的內(nèi)壁上，在脫水后變?yōu)榉勰钜子谇謇?，實現(xiàn)除垢的目的；

所述高頻雙極脈沖換向器由兩個IGBT半橋模塊M1、M2并聯(lián)而成，其中IGBT半橋模塊M1的C1極和IGBT半橋模塊M2的C1極并接直流正端，IGBT半橋模塊M1的E2極和IGBT半橋模塊M2的E2極并接直流負(fù)端，IGBT半橋模塊M1的E1、C2極和IGBT半橋模塊M2的E1、C2極各自連接到雙極高頻脈沖輸出端子；

所述雙極高頻脈沖的頻率為30～50KHZ；

所述電解電極為鈦基金屬網(wǎng)涂布貴金屬氧化物；所述收集電極為鈦基金屬網(wǎng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙極脈沖除垢方法，其特征在于，步驟（3）具體包括如下步驟：直流電依次經(jīng)以PWM芯片產(chǎn)生高頻脈沖驅(qū)IGBT構(gòu)成的逆變器和采用超微晶軟磁材料制成的高頻變壓器的耦合、降壓，輸出隔離的低壓高頻脈沖再經(jīng)過高頻整流、濾波為70V以下的低壓直流電，通過電壓/電流反饋采樣電路的電壓采樣，反饋到PWM芯片與智能控制器輸出的給定電壓信號進行比較，實現(xiàn)在額定電流50A以內(nèi)輸出0～60V可任意設(shè)定的穩(wěn)定電壓，此時實際工作電流大小與所設(shè)定恒定電壓值和所處理的循環(huán)水的電導(dǎo)率、雜質(zhì)含量以及連接多少個雙電極電解吸附式收集器形成的動態(tài)綜合阻抗而自動變化跟隨，其變化規(guī)律符合I=V/R歐姆定律。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙極脈沖除垢方法，其特征在于，步驟（3）具體包括如下步驟：直流電依次經(jīng)以PWM芯片產(chǎn)生高頻脈沖驅(qū)IGBT構(gòu)成逆變器和采用超微晶軟磁材料制成的高頻變壓器的耦合、降壓，輸出隔離的低壓高頻脈沖再經(jīng)過高頻整流、濾波為70V以下的低壓直流電，通過恒壓/恒流工作模式切換，通過電壓/電流反饋采樣電路的電流采樣，反饋到PWM芯片與智能控制器輸出的給定電流信號進行比較，讓高頻雙極脈沖換向器工作在60V以內(nèi)輸出0～50A可任意設(shè)定的穩(wěn)定電流，此時實際工作電壓同樣與所設(shè)定恒定電流值和所處理的循環(huán)水的電導(dǎo)率、雜質(zhì)含量以及連接多少個雙電極電解吸附式收集器形成的動態(tài)綜合阻抗而自動變化跟隨，其變化規(guī)律符合I=V/R歐姆定律。

4.一種實施權(quán)利要求1-3之一所述的雙極脈沖除垢方法的除垢裝置，其特征在于，其包括EMI濾波電路、整流濾波電路、逆變電路、高頻變壓器、輸出整流電路、輸出整流濾波電路、電壓/電流反饋采樣電路、高頻雙極脈沖換向器、PWM控制電路、智能控制器、操作及數(shù)據(jù)顯示屏和雙電極電解吸附式收集器，所述EMI濾波電路、整流濾波電路、逆變電路、高頻變壓器、輸出整流電路、輸出整流濾波電路、電壓/電流反饋采樣電路和高頻雙極脈沖換向器依次連接，所述智能控制器分別與所述PWM控制電路、操作及數(shù)據(jù)顯示屏和高頻雙極脈沖換向器相連接，所述PWM控制電路與所述逆變電路和電壓/電流反饋采樣電路相連接，所述雙電極電解吸附式收集器包括吸附式收集籃及設(shè)置在該吸附式收集籃內(nèi)的兩個電解電極和一個收集電極，其中兩個電解電極與高頻雙極脈沖換向器的雙極高頻脈沖輸出端子相連接，而收集電極與低壓直流電的負(fù)極連接；

所述逆變電路包括有以PWM芯片產(chǎn)生高頻脈沖驅(qū)IGBT構(gòu)成的逆變器；所述高頻變壓器采用超微晶軟磁材料制成；

所述高頻雙極脈沖換向器由兩個IGBT半橋模塊M1、M2并聯(lián)而成，其中IGBT半橋模塊M1的C1極和IGBT半橋模塊M2的C1極并接直流正端，IGBT半橋模塊M1的E2極和IGBT半橋模塊M2的E2極并接直流負(fù)端，IGBT半橋模塊M1的E1、C2極和IGBT半橋模塊M2的E1、C2極各自連接到雙極高頻脈沖輸出端子；

所述電解電極為鈦基金屬網(wǎng)涂布貴金屬氧化物；所述收集電極為鈦基金屬網(wǎng)；

所述智能控制器為型號為PIC18F46K22的單片機。