电子式水处理器的现状与发展

尹菘岩
河北工业大学电子系

　　本文综述了现在市场流行的“电子式水处理器”中存在的一些问题和改进的现状，表明“电子式处理器”是在群众性钻研探索中正 在不断改进更新与发展。

一、电子式水处理器(除垢器)国内现状：

　　国内市场上流行的电子式水处理器基本上有三种：静电高压水处理器(HSH静电水处理器)，极间电压＞1500V直流，一般为3—7KV；静电低压水处理器(HEH型电子式 水处理器)，极间电压一般为20一45V；高频电子式水处理器，其输出(极问电压)为高频电压，一般频率＞3MHZ，电压幅度为(峰～峰)0—800V。在90年代以前市场多为静电式水处理器，进入90年代高频电子式水处理器逐渐增多，并占领了市场的主要份额。静电式水处理器的电极均为绝缘电极，高频电子式水处理器部分为裸电极，另一部分为绝缘电极。三种电子式水处理器均由两个部分组成：主机电源部分(电控器)和辅机管部分。电极装在管中为正极，管壁为负极，极间加直流 电压或高频电压，正负极间应很好地绝缘，否则就要造成直流或高频电压的漏电甚至短路。而电极头又要从管壁孔中伸出管外与电 源输出线相接。因此电极头与管壁不仅要绝缘好，而且要密封好，否则就要漏水，所以二极间绝缘密封技术很关键，丝毫马虎不得，市场上有的产品只一年有效，多半是使用中绝缘被破坏，建立不起来电场所致。
　　再有在大尺寸(大流量)的水处理器中，尤其是高频电子式水处理器，往往采用多根电极，DN125以下一般为1根电极，DN150以上采用多电极(3—12根电极不等)。在多电极情况下，又会造成电场盲区(无电场区域)，在此区域流过的水得不到处理，盲区的存在大大影响了电子水处理器的效果，以上两个问题障碍着现行电子水处理器的质量的提高，市场上有的产品效果不明显往往与电场盲区存在和运行管线过长有关。

二、解决以上两个问题的现状

　　1、电极的绝缘及密封技术方面：按行业标准要求，高压静电水处理器，极间绝缘要求＞1000MΩ。而高频电子式水处理器要求＞10MΩ即可。对静电高压电子产品来说，对绝缘的要求很高。不采用好的材料是不行的。对高频电了水处理器来说达到10MΩ虽然说不难，但是往往因绝缘材料在水中浸泡，经长期使用绝缘程度大为降低。对密封性能也应高要求，密封不好一渗水绝缘性能受影响，二者紧密相关。例如有的产品就是用石棉垫加铅油作为密封材料。因其强度不高，经长期浸泡和使用就会出现渗水，因绝缘性能下降影响水中电场强度，而天元康宇公司生产的高频电子水处理器，在这一方面改进的比较理想。不仅在绝缘密封材料上改为聚四氟垫，而且在密封结构上也改进了，在电极和机体之间加入一个旋转轴式唇形骨架密封圈，即保证了密封性能好，更保证了绝缘性能好，即使是长时间在水浸泡，绝缘强度也不会受影响，绝缘密封再不是薄弱环节，如图1：
　　2、电场盲区问题：这也是长期困扰高频电子水处理器质量提高的关键在多电极情况下由于多个电极均为正极，同性相斥。每根正极发出的电力线只能终止于负机(管壁)。因此电场基本上分布在电极外侧，而在多电极围成的中心部分出现电场盲区如图2,从这一区域流经的水受不到高频电场的作用，相当于未经处理，因此电场盲区如图2，从这一区域流经的水受不到高频电场的作用，相当于未经处理，因此电场盲区的存在影响对水处理的效果。为消除电场盲区，很多工程技术人员采取了相应的措施。
　　一般可采取以下四种方法：
　　(1)组合法：因小尺寸单电极水处理器无 盲区存在，而大尺寸(大流量)的由小尺寸单电极组合而成。如此结构自然无盲区。如北京日新公司的产品就是这种结构。这种产品无盲区但是结构较为复杂庞大，但在安装使用上均存在不便之处，这种结构产品长期不能推广。
　　(2)区域分割法：以DN200，三根电极为 例：把过水的辅机管分为三个区域，用金属板或网分隔开，隔板与管壁相接为负极。如图3，每个区域设置一根电极，每个区域的电极分布都近似于一个小尺寸的单电极除垢器。这种方法消除盲区效果好，不足之处是工艺难度大成本高，江阴无线电厂生产的高频电子水处理器就有这种设计。
　　(3)中心负极法：即在辅机管中心位置 (即多根电极围成的中心区域)加装一根电极(金属)如图4，这一根电极接负极(即与管壁 相连)。例如在三根电极情况下，在三根正电极围成的等边三角形中心加一根负极，三根正极发出的电力线即可终止于负极(四周的 管壁)又可终止于中心负极上。这时三根电极中心区域的同性相斥作用消除了。无电力线区域没有了，电场盲区也就消除了。通过这一区域的水也就受到电场作用，自然提高了电场对水的作用范围。此法消除电场盲区效果好，只是在原处理器基础上加一根中心负极，工艺简单易做，结构巧妙。
　　(5)中心正极法：如果加装的中心电极不接地，并与管壁绝缘和其他正电极一样接电源(电控器)正极。如图5，这样也可以消除电场盲区，因为周围三根电极发出的电力线终止于管壁，而中心电极发出的电力线也终止于管壁，原来的电场盲区被中心正极发出的电力线充满，并且也终止于管壁上，这样不仅消除盲区，而且增加了辅机管中电力线的密度，即增加电场强度。在六根电极情况下，中心放一根，其它五根围绕中心成正五边形分布如图5。这样要比正六边形分布要好，电力线分布较均匀，又消除了电场盲区。
　　为了消除电场盲区，很多厂家都采取了不同的措施，取得了一定的效果。但是最简单易行效果又好的方案，我认为还属天元康宇公司提出的中心电极法，并申请了专利。

　　　　

三、展望

　　在电子水处理器行业中还有一个问题，是大家感兴趣，又在不断进行探索着，这就是裸电极好还是绝缘电极好呢?静电式均为绝缘电极。而高频电子式水处理器中的电极究竟是什么样子的好，还有不同看法，从减小功率角度看是绝缘电极好，这是没问题的。但是从增强辅机内水中电场强度角度看，又是那种好呢?诸如此类问题还有很多，如频率多大更好，电压幅度多大更好等等。他们的解决还需要实验的依据和理论上的百家争鸣。
　　近年来虽然电子式水处理器，尚无突破性进展，但是对此感兴趣或是与其有关的科技工作者都在钻研探索，从不同角度改进提高电子水处理器的产品质量，其应用领域也在不断扩大，用于中央空调系统，热力工程，轻纺行业等，电子式水处理器一定会在不断地探索中飞跃。