尹菘巖
河北工業(yè)大學(xué)電子系

　　本文綜述了現(xiàn)在市場(chǎng)流行的“電子式水處理器”中存在的一些問(wèn)題和改進(jìn)的現(xiàn)狀，表明“電子式處理器”是在群眾性鉆研探索中正 在不斷改進(jìn)更新與發(fā)展。

一、電子式水處理器(除垢器)國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀：

　　國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上流行的電子式水處理器基本上有三種：靜電高壓水處理器(HSH靜電水處理器)，極間電壓＞1500V直流，一般為3—7KV；靜電低壓水處理器(HEH型電子式 水處理器)，極間電壓一般為20一45V；高頻電子式水處理器，其輸出(極問(wèn)電壓)為高頻電壓，一般頻率＞3MHZ，電壓幅度為(峰～峰)0—800V。在90年代以前市場(chǎng)多為靜電式水處理器，進(jìn)入90年代高頻電子式水處理器逐漸增多，并占領(lǐng)了市場(chǎng)的主要份額。靜電式水處理器的電極均為絕緣電極，高頻電子式水處理器部分為裸電極，另一部分為絕緣電極。三種電子式水處理器均由兩個(gè)部分組成：主機(jī)電源部分(電控器)和輔機(jī)管部分。電極裝在管中為正極，管壁為負(fù)極，極間加直流 電壓或高頻電壓，正負(fù)極間應(yīng)很好地絕緣，否則就要造成直流或高頻電壓的漏電甚至短路。而電極頭又要從管壁孔中伸出管外與電 源輸出線相接。因此電極頭與管壁不僅要絕緣好，而且要密封好，否則就要漏水，所以二極間絕緣密封技術(shù)很關(guān)鍵，絲毫馬虎不得，市場(chǎng)上有的產(chǎn)品只一年有效，多半是使用中絕緣被破壞，建立不起來(lái)電場(chǎng)所致。
　　再有在大尺寸(大流量)的水處理器中，尤其是高頻電子式水處理器，往往采用多根電極，DN125以下一般為1根電極，DN150以上采用多電極(3—12根電極不等)。在多電極情況下，又會(huì)造成電場(chǎng)盲區(qū)(無(wú)電場(chǎng)區(qū)域)，在此區(qū)域流過(guò)的水得不到處理，盲區(qū)的存在大大影響了電子水處理器的效果，以上兩個(gè)問(wèn)題障礙著現(xiàn)行電子水處理器的質(zhì)量的提高，市場(chǎng)上有的產(chǎn)品效果不明顯往往與電場(chǎng)盲區(qū)存在和運(yùn)行管線過(guò)長(zhǎng)有關(guān)。

二、解決以上兩個(gè)問(wèn)題的現(xiàn)狀

　　1、電極的絕緣及密封技術(shù)方面：按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，高壓靜電水處理器，極間絕緣要求＞1000MΩ。而高頻電子式水處理器要求＞10MΩ即可。對(duì)靜電高壓電子產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，對(duì)絕緣的要求很高。不采用好的材料是不行的。對(duì)高頻電了水處理器來(lái)說(shuō)達(dá)到10MΩ雖然說(shuō)不難，但是往往因絕緣材料在水中浸泡，經(jīng)長(zhǎng)期使用絕緣程度大為降低。對(duì)密封性能也應(yīng)高要求，密封不好一滲水絕緣性能受影響，二者緊密相關(guān)。例如有的產(chǎn)品就是用石棉墊加鉛油作為密封材料。因其強(qiáng)度不高，經(jīng)長(zhǎng)期浸泡和使用就會(huì)出現(xiàn)滲水，因絕緣性能下降影響水中電場(chǎng)強(qiáng)度，而天元康宇公司生產(chǎn)的高頻電子水處理器，在這一方面改進(jìn)的比較理想。不僅在絕緣密封材料上改為聚四氟墊，而且在密封結(jié)構(gòu)上也改進(jìn)了，在電極和機(jī)體之間加入一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸式唇形骨架密封圈，即保證了密封性能好，更保證了絕緣性能好，即使是長(zhǎng)時(shí)間在水浸泡，絕緣強(qiáng)度也不會(huì)受影響，絕緣密封再不是薄弱環(huán)節(jié)，如圖1：
　　2、電場(chǎng)盲區(qū)問(wèn)題：這也是長(zhǎng)期困擾高頻電子水處理器質(zhì)量提高的關(guān)鍵在多電極情況下由于多個(gè)電極均為正極，同性相斥。每根正極發(fā)出的電力線只能終止于負(fù)機(jī)(管壁)。因此電場(chǎng)基本上分布在電極外側(cè)，而在多電極圍成的中心部分出現(xiàn)電場(chǎng)盲區(qū)如圖2,從這一區(qū)域流經(jīng)的水受不到高頻電場(chǎng)的作用，相當(dāng)于未經(jīng)處理，因此電場(chǎng)盲區(qū)如圖2，從這一區(qū)域流經(jīng)的水受不到高頻電場(chǎng)的作用，相當(dāng)于未經(jīng)處理，因此電場(chǎng)盲區(qū)的存在影響對(duì)水處理的效果。為消除電場(chǎng)盲區(qū)，很多工程技術(shù)人員采取了相應(yīng)的措施。
　　一般可采取以下四種方法：
　　(1)組合法：因小尺寸單電極水處理器無(wú) 盲區(qū)存在，而大尺寸(大流量)的由小尺寸單電極組合而成。如此結(jié)構(gòu)自然無(wú)盲區(qū)。如北京日新公司的產(chǎn)品就是這種結(jié)構(gòu)。這種產(chǎn)品無(wú)盲區(qū)但是結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜龐大，但在安裝使用上均存在不便之處，這種結(jié)構(gòu)產(chǎn)品長(zhǎng)期不能推廣。
　　(2)區(qū)域分割法：以DN200，三根電極為 例：把過(guò)水的輔機(jī)管分為三個(gè)區(qū)域，用金屬板或網(wǎng)分隔開(kāi)，隔板與管壁相接為負(fù)極。如圖3，每個(gè)區(qū)域設(shè)置一根電極，每個(gè)區(qū)域的電極分布都近似于一個(gè)小尺寸的單電極除垢器。這種方法消除盲區(qū)效果好，不足之處是工藝難度大成本高，江陰無(wú)線電廠生產(chǎn)的高頻電子水處理器就有這種設(shè)計(jì)。
　　(3)中心負(fù)極法：即在輔機(jī)管中心位置 (即多根電極圍成的中心區(qū)域)加裝一根電極(金屬)如圖4，這一根電極接負(fù)極(即與管壁 相連)。例如在三根電極情況下，在三根正電極圍成的等邊三角形中心加一根負(fù)極，三根正極發(fā)出的電力線即可終止于負(fù)極(四周的 管壁)又可終止于中心負(fù)極上。這時(shí)三根電極中心區(qū)域的同性相斥作用消除了。無(wú)電力線區(qū)域沒(méi)有了，電場(chǎng)盲區(qū)也就消除了。通過(guò)這一區(qū)域的水也就受到電場(chǎng)作用，自然提高了電場(chǎng)對(duì)水的作用范圍。此法消除電場(chǎng)盲區(qū)效果好，只是在原處理器基礎(chǔ)上加一根中心負(fù)極，工藝簡(jiǎn)單易做，結(jié)構(gòu)巧妙。
　　(5)中心正極法：如果加裝的中心電極不接地，并與管壁絕緣和其他正電極一樣接電源(電控器)正極。如圖5，這樣也可以消除電場(chǎng)盲區(qū)，因?yàn)橹車姌O發(fā)出的電力線終止于管壁，而中心電極發(fā)出的電力線也終止于管壁，原來(lái)的電場(chǎng)盲區(qū)被中心正極發(fā)出的電力線充滿，并且也終止于管壁上，這樣不僅消除盲區(qū)，而且增加了輔機(jī)管中電力線的密度，即增加電場(chǎng)強(qiáng)度。在六根電極情況下，中心放一根，其它五根圍繞中心成正五邊形分布如圖5。這樣要比正六邊形分布要好，電力線分布較均勻，又消除了電場(chǎng)盲區(qū)。
　　為了消除電場(chǎng)盲區(qū)，很多廠家都采取了不同的措施，取得了一定的效果。但是最簡(jiǎn)單易行效果又好的方案，我認(rèn)為還屬天元康宇公司提出的中心電極法，并申請(qǐng)了專利。

　　　　

三、展望

　　在電子水處理器行業(yè)中還有一個(gè)問(wèn)題，是大家感興趣，又在不斷進(jìn)行探索著，這就是裸電極好還是絕緣電極好呢?靜電式均為絕緣電極。而高頻電子式水處理器中的電極究竟是什么樣子的好，還有不同看法，從減小功率角度看是絕緣電極好，這是沒(méi)問(wèn)題的。但是從增強(qiáng)輔機(jī)內(nèi)水中電場(chǎng)強(qiáng)度角度看，又是那種好呢?諸如此類問(wèn)題還有很多，如頻率多大更好，電壓幅度多大更好等等。他們的解決還需要實(shí)驗(yàn)的依據(jù)和理論上的百家爭(zhēng)鳴。
　　近年來(lái)雖然電子式水處理器，尚無(wú)突破性進(jìn)展，但是對(duì)此感興趣或是與其有關(guān)的科技工作者都在鉆研探索，從不同角度改進(jìn)提高電子水處理器的產(chǎn)品質(zhì)量，其應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大，用于中央空調(diào)系統(tǒng)，熱力工程，輕紡行業(yè)等，電子式水處理器一定會(huì)在不斷地探索中飛躍。