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一種殺滅水中細菌或藻類的電子裝置.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510428757.5

申請日:

2015.07.21

公開號:

CN104986833A

公開日:

2015.10.21

當前法律狀態:

撤回

有效性:

無權

法律詳情: 發明專利申請公布后的視為撤回IPC(主分類):C02F 1/48申請公布日:20151021|||實質審查的生效IPC(主分類):C02F 1/48申請日:20150721|||公開
IPC分類號: C02F1/48 主分類號: C02F1/48
申請人: 波思環球(北京)科技有限公司
發明人: 楊竣智; 鄒志革; 雷鑑銘; 鄭賢
地址: 100176北京市北京經濟技術開發區榮華中路7號樓2號樓15層1515
優先權:
專利代理機構: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙)42224 代理人: 李佑宏
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510428757.5

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.01.19|||2015.11.18|||2015.10.21

法律狀態類型:

發明專利申請公布后的視為撤回|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種殺滅水中細菌或藻類的電子裝置,其特征在于,該裝置包括振蕩電路(2)、線圈(3)和導磁環;水位于容器里,該容器套在所述導磁環內;所述線圈(3)纏繞在所述導磁環上,并且該線圈(3)與所述振蕩電路(2)相連形成電流回路;所述導磁環為鐵氧體、鈷和鎳的一種或其混合物,該導磁環用于向所述水中引入交變電磁場,殺滅所述水中的細菌或藻類。本發明中的殺菌滅藻裝置采用純物理的處理方式,不改變所處理的水中的成分,也不會造成二次污染,能夠實現高效殺菌滅藻的功能,且成本低廉。

權利要求書

權利要求書
1.  一種殺滅水中細菌或藻類的電子裝置,其特征在于,該裝置包括振蕩電路(2)、線圈(3)和導磁環;水位于容器里,該容器套在所述導磁環內;所述線圈(3)纏繞在所述導磁環上,并且該線圈(3)與所述振蕩電路(2)相連形成電流回路;所述導磁環為鐵氧體、鈷和鎳的一種或其混合物,該導磁環用于向所述水中引入交變電磁場,殺滅所述水中的細菌或藻類。

2.  如權利要求1所述殺滅水中細菌或藻類的電子裝置,其特征在于,所述容器為管道(5),所述導磁環所在平面的法線方向與該管道(5)軸線方向的夾角為0°~60°。

3.  如權利要求1所述殺滅水中細菌或藻類的電子裝置,其特征在于,所述磁導環為鐵氧體環(4)。

4.  如權利要求1所述殺滅水中細菌或藻類的電子裝置,其特征在于,所述容器還與水泵連接,所述水泵用于向該容器輸送水。

5.  如權利要求1-4任意一項所述殺滅水中細菌或藻類的電子裝置,其特征在于,所述導磁環為四邊形環、五邊形環、六邊形環和圓形環中的任意一種。

6.  如權利要求1-5任意一項所述殺滅水中細菌或藻類的電子裝置,其特征在于,所述振蕩電路(2)用于向所述線圈(3)輸送振蕩電流,該振蕩電流的頻率為20Hz~10000Hz。

說明書

說明書一種殺滅水中細菌或藻類的電子裝置
技術領域
本發明屬于工業用或民用水的殺菌滅藻技術領域,更具體地,涉及一種殺滅水中細菌或藻類的電子裝置。
背景技術
無論工業還是民用設施,凡是用水作為介質的管道都存在水質的問題。而水質差(例如游泳池中水中含有大量細菌或藻類)的問題除了會影響人們的健康,在農業上還會影響到養殖廠所的牲畜飲用水安全。為了防止這類問題,人們采用了多種方法。
在常用的方法當中,通常是使用化學消毒劑或某種形式的輻射(如紫外線燈)殺死細菌或藻類,這類方法不僅成本高,更重要的是化學試劑殘留物同樣會留在水中對人體造成傷害,輻射同樣對人體產生影響,而且這些方法在殺死細菌或藻類之后,有可能會在水中產生新的影響人體健康的物質。
發明內容
針對現有技術的以上缺陷或改進需求,本發明的目的在于提供一種殺滅水中細菌或藻類的電子裝置,其中通過對其關鍵組件的結構及其設置方式、材料、電磁場產生方式、能量傳輸方式等進行改進,與現有技術相比能夠有效解決殺菌滅藻反應帶來的額外污染的問題,并且該電子殺菌滅藻裝置的能量傳輸效果好,便于實際應用。
為實現上述目的,按照本發明,提供了一種殺滅水中細菌或藻類的電子裝置,其特征在于,該裝置包括振蕩電路、線圈和導磁環;水位于容器里,該容器套在所述導磁環內;所述線圈纏繞在所述導磁環上,并且該線 圈與所述振蕩電路相連形成電流回路;所述導磁環為鐵氧體、鈷和鎳的一種或其混合物,該導磁環用于向所述水中引入交變電磁場,殺滅所述水中的細菌或藻類。
作為本發明的進一步優選,所述容器為管道,所述導磁環所在平面的法線方向與該管道軸線方向的夾角為0°~60°。
作為本發明的進一步優選,所述磁導環為鐵氧體環。
作為本發明的進一步優選,所述容器還與水泵連接,所述水泵用于向該容器輸送水。
作為本發明的進一步優選,所述導磁環為四邊形環、五邊形環、六邊形環和圓形環中的任意一種。
作為本發明的進一步優選,所述振蕩電路用于向所述線圈輸送振蕩電流,該振蕩電流的頻率為20Hz~10000Hz。
通過本發明所構思的以上技術方案,與現有技術相比,具有以下有益效果:
1.本發明中的殺菌滅藻裝置采用純物理的處理方式,不改變所處理的水中的成分,也不會造成二次污染,能夠實現高效殺菌滅藻的功能,且成本低廉。該裝置包括信號產生電路(即振蕩電路)、線圈和導磁環;線圈的一端繞制在導磁環外側,另一端與信號產生電路連接,這個信號產生電路會向該線圈輸送振蕩電流(如正弦波形的電流,也可以是任意的、隨機的、其他波形的交流電流,如三角波、鋸齒波、方波,這些電流可以是阻尼的,也可是非阻尼的,如呈指數衰減的形式等);線圈中的交流電流根據電磁感應原理將在導磁環附近,尤其是導磁環內部(如容器或管道位置處)中形成穩定的交變電磁場,作用于通過容器或管道中的水(導磁環相當于變壓器中的鐵芯,電磁感應主要是通過磁通,在容器中感應出相同頻率、相同波形的電壓信號,信號的相位可能不同;電壓信號產生的電場作用于管道里的所有水,將水中的電荷施加給通過裝置的鐵氧體環內管道的 任何藻類或細菌)。該交變電磁場使得導磁環周圍水中的任何藻類或細菌帶電;這樣通過給細菌充電(或正或負),一旦細菌或藻類帶滿了電荷,電荷將吸引高純水層,在細菌或藻類周圍形成了一個“濕潤層”或“水化層”,水化層一旦形成,反滲透開始進行,并再次迫使水進入細菌或藻類細胞,使之破裂,從而到達殺菌滅藻的功能。
2.本發明產生交變電磁場在導磁環(如鐵氧體環)中左右延伸,即使較遠距離會存在些衰減,但是仍能大大擴展交變電磁場對水體的殺菌滅藻作用。導磁環(尤其是鐵氧體環)具備導磁率較高,磁導率越高,低頻的阻抗越大,高頻的阻抗越小,能夠更好地將交變電磁場(尤其是高頻交變電磁場)作用于水中。比起直接在容器(如管道)上纏繞線圈引入電磁場的方式,本發明通過采用含有導磁環的互感線圈,能有效降低電磁場的能量損失(相同條件下,磁場強度提高了3000倍),高效的將電磁場傳遞到容器內的水中。
導磁環套在管道上,線圈則纏繞在導磁環上(既可纏繞導磁環的一部分了,例如四邊形環的某一邊,也可纏繞整個導磁環),形成等效變壓器電路;導磁環所在平面的法線方向與管道的軸線方向的夾角為0°~60°,能夠很好的實現振蕩電路的能量傳輸,便于殺菌滅藻反應。
3.本發明優選的電磁場頻率為20Hz~10000Hz,既保證了良好的殺菌滅藻效果,又能使大部分振蕩電路的能量應用于對水體的殺菌滅藻,避免能量的其他損耗。
附圖說明
圖1是本發明實施例提供的電子純物理方式的殺菌滅藻裝置的結構示意圖;
圖2是未加電場時管道內分子團簇的兩個水分子示意圖;
圖3是加電場后管道內兩個水分子示意圖;
圖4是細菌或藻類在經過本裝置作用過的水中結構示意圖。
圖中各附圖標記的含意如下:1為220V交流電源,2為振蕩電路(即信號產生電路),3為纏繞在鐵氧體環上的線圈,4為鐵氧體環,5為管道,6為管道內水分子示意,7為水分子內電荷重心示意,8為電荷重心間吸引力示意,9為管道內水流方向示意,10為水中電場方向,11為電荷重心間排斥力示意,12為細菌或藻類示意,13為細菌或藻類正電荷示意,14為細菌或藻類負電荷示意。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白,以下結合附圖及實施例,對本發明進行進一步詳細說明。應當理解,此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明,并不用于限定本發明。此外,下面所描述的本發明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。
實施例1
如圖1所示,本發明的電子殺菌滅藻裝置包括220V交流電源1、信號產生電路2、線圏3、鐵氧體環4和管道5;利用電磁感應原理在電路中形成的電壓在管道5上感應出呈指數衰減的正弦電壓信號,能有效對管道5中的水進行殺菌、滅藻處理,對殺菌滅藻過程原理的具體說明如下。
由于水是一種化合物,由氫元素和氧元素以二比一的比例化合而成,分子式是H2O;完全純凈沒有任何雜質的水(即蒸餾水)由水分子組成;而自然界的液態水由水分子和其他分子、離子以及化合物等組成,可能有鈉離子、鈣離子、硫酸根離子、電離產生的少數氫氧根離子,一些小分子有機物、氧分子、二氧化碳分子等等。分子內的原子是由共價鍵結合起來,主要由H、O構成。水分子間作用與其它分子間作用一樣,主要依靠分子間的作用力即范德瓦爾斯力和永久偶極間力。這樣使得水從宏觀上表現為一個整體而存在。
當管道內的水置于交變電場時,由于交變電場所帶有一定的能量且能 量是不斷變化的,水分子會選擇適合它的能量使得水分子中的某些質子發生能級躍遷,甚至在某些情況下會發生所謂的核磁共振現象。同時核外層電子在電場作用下也會發生能量躍遷而活潑起來。這就有機會使形成化學鍵的水分子中的H-O鍵比未進行電場處理前會不穩定。因此該鍵之間的結合力作用就也減弱了。
分子之間作用力有范德瓦爾斯力和永久偶極間力,它形成的原因是:原子或分子是中性且無極性的,由于電子是在不停地運動,在某一瞬間,分子正電荷的重心與負電荷的重心不一定重合,因此產生偶極間力。然而偶極間力由于電子的運動而不斷改變其大小和方向,所以取時間平均時偶極間力則消失,但是由這種偶極間力產生的電場可以與其它分子由于被誘導而產生同樣偶極間力相互作用,這種作用在某一瞬間時成為斥力,而在另一瞬間則成為引力,且不斷地變化著。但總的結果是在分子間形成了弱的引力。因此作為時間平均而言,由于電子的運動而瞬間產生的偶極間力就變成為分子之間產生的引力。
如圖2所示,在沒有加電場的時候,A,B為一個分子團簇的兩個相互吸引的水分子,在某一瞬間水分子的正電荷重心(原子核重心)和負電荷重心(電子中心)是不重合的,在這種情況下這兩個分子相互吸引而處于動態平衡狀態。假設水分子在以速率V(該速率V可以為零,此時水體靜止)的情況下在管道中流動。
如圖3所示,在它流動的方向上施加一定大小的電場后,此時這兩個水分子受到相反的電場力,使這兩個水分子分開從而打散水分子團。
細菌或藻類本質上是許多包有不同的化學物質的包,其中“包”是指一種半透膜。現在考慮在正常水中的細菌或藻類。即使是“淡”水中也含有一定量的鹽,所以可以將每個細菌或藻類看作一個半滲透性的包,包內外均是鹽水。如果細菌或藻類偶然進入蒸餾水中,蒸餾水是超純水,不包含一點鹽。現在,細菌內的水比外面的水鹽分更高。由于反滲透作用,水 開始從純水區域流向鹽水區域,即從外側向細菌的內側流動,從而導致細菌或藻類的爆破死亡。
如圖4所示,此時若管內有一個細菌或藻類細胞在里面流動,細菌或藻類此時同樣會受到電場的作用,細菌或藻類內的所有正負電荷呈現出兩極的狀況,此時又由于水分子團簇被電場打散,它們會附在細菌或藻類周圍,從而形成“濕潤層”或者“水化層”的高純水層,這時等同于將細菌或藻類放進純水中;由于反滲透作用,這種電場效應將影響細菌或藻類生存,滲透壓將最終導致細菌的爆破,最終殺死細菌或藻類。
工作時,將管道5穿過鐵氧體環4內,線圈3作為一次繞組,給線圈3通電使得在線圈3內產生一系列呈指數衰減的正弦電壓信號,其線圈3里的產生的交流電流會在鐵氧體環4的鐵芯中感應出交變磁通。管道5作為二次繞組,根據電磁感應原理,交變磁能穿過這兩個繞組就會在二次繞組中感應出相同頻率,相同波形形狀的電壓信號,其大小與這兩次繞組的匝數和主磁通的最大值成正比。一次繞組匝數多的電壓高,一次繞組匝數低的電壓低。在本發明中,制作鐵氧體環4的鐵芯必須是一個閉合的,因為閉合的鐵芯是為了降低鐵芯的磁阻,從而降低能量的損耗。
本裝置尤其能殺滅鐵氧體環附近水體內的細菌或藻類,所以為了達到更好的殺菌滅藻效果,該裝置可以放在適當位置。通常,放置設備的最好的位置是在盡可能遠離水泵的水泵入水口。還要注意,如果新的細菌不斷加入水中,正如游泳池的細菌那樣,在通過裝置之前,細菌就會有時間來成長。
通常情況下,細菌會在管道上形成一層生物膜。傳播電場可以幫助去除這個層。需要注意的是,這將意味著,在將一部裝置安裝到舊系統中時,剛開始,由于生物膜從管道脫落,水中的細菌數量會增加,所以有可能在開始時測得的細菌水平是增加的。一旦生物膜被清除,細菌水平將下降。與往常一樣,關鍵是要確保裝置未放置在電氣回路,以確保裝置正確運作。
在本發明中,給線圈通電使得在線圈內產生一系列隨機的呈指數衰減的正弦電壓信號;并在管道中感應出呈指數衰減的正弦電壓信號;控制所述正弦電壓信號在不同的時間間隔中重復產生;重復產生的正弦電壓信號沿管道傳播,作用在管道中的水分子上,使水分子團簇被打散,分子內部的化合鍵能量也被減弱,同時電場還使得水中的細菌根據電場方向帶上電荷,吸引被打散的水分子附著在周圍,形成反滲透條件,最終由于滲透壓導致細菌爆破而死亡,達到殺菌滅藻的作用。
由于振蕩電路的輸入電壓與市電的頻率、幅值可能不完全一致,因此在振蕩電路前端還可設置降壓電路、脈沖產生電路、功率開關電路等,例如,可以將降壓電路可將市電轉換為30V的直流電,再依次經過隨機信號脈沖產生電路、功率開關電路最終輸入到振蕩電路的轉入端。隨機信號脈沖產生電路、功率開關電路以及振蕩電路可以集成設計在一個信號板上。脈沖產生電路可以產生控制脈沖信號來控制功率開關器件實現開啟和關斷,功率開關器件是用于實現電源給振蕩電路提供電能的開關,線圈3為振蕩電路的一部分;由于線圈3是感性器件,線圈3兩端的電壓大小可以根據容器的大小(如管道的直徑大小)按需求變動,容器的體積越大需要的功率越高,就用越高的電壓;另外,線圈3的電壓頻率在20Hz到10000Hz之間。
另外,鐵氧體環4還可以是其它四邊形、五邊形或圓形,各條邊可以采用塑料連接件(如螺桿)連接,只要鐵氧體環4形成一個團合的環形纏繞管道5即可;管道5可以是金屬管道或者塑料管道;鐵氧體環4所在平面的法線方向與管道5軸線方向的夾角優選為0°~60°,可以為15°、30°、45°;由于線圈3等效于變壓器電路的初級線圈,線圈3既可以纏繞鐵氧體環4的一部分,也可以纏繞鐵氧體環4整體。
本領域的技術人員容易理解,以上所述僅為本發明的較佳實施例而已,并不用以限制本發明,凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等 同替換和改進等,均應包含在本發明的保護范圍之內。

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一種 殺滅 水中 細菌 藻類 電子 裝置
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