一种抑制微生物污垢生成的管道及方法

1.本发明涉及管道技术领域，具体涉及一种抑制微生物污垢生成的管道及方法。


背景技术：

2.未经过处理的海水、河水或湖水常被作为一些生产场景下的工作介质流体，这些水中通常存在有各种微生物，如细菌、真菌及藻类等。这些微生物在一定的条件下繁殖及排泄时形成的黏膜会在管壁面附着、沉积形成污垢。在使用过程中，这些微生物污垢如果不及时处理，会使其流动效率降低，甚至会导致管道堵塞，引发安全事故；而且微生物的种类繁多、生命力顽强、繁殖速度快且分布范围广，给管道内生物污垢的除垢带来了较大困难。
3.基于上述情况，本发明提出了一种抑制微生物污垢生成的管道及方法，可有效解决以上问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种抑制微生物污垢生成的管道及方法。
5.本发明通过下述技术方案实现：
6.一种抑制微生物污垢生成的管道，包括抑制管、连接在所述抑制管上连接有导电结构以及通过电线与所述导电结构连接的电压源；所述抑制管的两端分别连接有进液管和出液管；所述电压源的两端分别设有用于连接至所述导电结构的第一电极和第二电极。
7.优选的，所述导电结构在所述抑制管和进液管的连接处设有连接至所述第一电极的第三电极，且在所述抑制管和出液管的连接处设有连接至所述第二电极的第四电极。
8.优选的，所述第三电极上连接有第一导电线圈；所述第四电极上连接有第二导电线圈。
9.优选的，所述抑制管的材质为导电金属；所述第一导电线圈嵌设在所述抑制管和进液管的连接处；所述第二导电线圈嵌设在所述抑制管和出液管的连接处。
10.优选的，所述抑制管的材质为绝缘材质；所述第一导电线圈嵌设在所述抑制管和进液管连接处的内侧面上；所述第二导电线圈嵌设在所述抑制管和出液管连接处的内侧面上。
11.优选的，第一导电线圈和第二导电线圈之间通过若干个导线连接。
12.优选的，所述电压源上还连接有为所述电压源持续充电的供电设备；所述供电设备为蓄电池、集中或分布式电网、小型汽油发电装置、有机朗肯循环发电系统或太阳能电池中的一种或多种。
13.优选的，所述抑制管、进液管和出液管的表面均设有隔离层。
14.一种抑制微生物污垢生成的方法，采用上述的抑制微生物污垢生成的管道，包括以下步骤：
15.将进液管连接到含有微生物的流体的出口处，并将出液管连接到含有微生物的流体的入口处；
16.将第一电极和第三电极通过电线连接，将第二电极和第四电极通过电线连接，当导电结构和电压源构成闭合回路后打开电压源。
17.优选的，所述电压源对所述抑制管所施加的电流范围为0～300ma/cm2。
18.本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
19.本发明抑制微生物污垢生成的管道通过在非绝缘材质管路表面或绝缘材质管路接口内部布置两个导电线圈，且对于绝缘材质管路接口内部的两个导电线圈用多根等间距布置的导线进行连接，将导电线圈上的电极分别与一可调节电压大小的可调电压源正负极相连，构成一闭合电路，进而可在管路内部形成一微弱的电流分布，由于该微弱电流分布的存在，当含有微生物的流体进入管路后不易在管路内部表面沉积形成微生物污垢。
20.本发明抑制微生物污垢生成的管道及方法可降低管路内的生物污垢，降低管路压降，从而提高输送效率，减少能量浪费，提高生产能力，提高输送管路的寿命及安全性。
附图说明
21.图1为本发明实施例1的结构示意图；
22.图2为本发明实施例2的结构示意图；
23.图3为本发明对实施例2的管道进行通电实验的遮光度折线图。
24.图4为本发明对实施例2的管道进行通电实验的细菌百分比柱形图。
具体实施方式
25.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
26.实施例1
27.如图1所示，一种抑制微生物污垢生成的管道，包括抑制管1、连接在所述抑制管1上连接有导电结构2以及通过电线与所述导电结构2连接的电压源3；所述抑制管1的两端分别连接有进液管4和出液管5；所述电压源3的两端分别设有用于连接至所述导电结构2的第一电极31和第二电极32。
28.本发明通过所述导电结构2较好的将电流导入所述抑制管1内的流体中，使得流体在流动的过程中不易在管道内部的表面沉积形成微生物污垢；通过所述电压源3，以稳定的电压为所述导电结构2提供稳定的电流，更好的保证流体在流动的过程中不易在管道内部的表面沉积形成微生物污垢。
29.所述电压源3采用电压可调电源，可以根据含有微生物的流体内微生物含量的不同对所述电压源3的电压进行调节，确保所述管道内部的表面不易沉积形成微生物污垢。
30.进一步地，在另一个实施例中，所述导电结构2在所述抑制管1和进液管4的连接处设有连接至所述第一电极31的第三电极21，且在所述抑制管1和出液管5的连接处设有连接至所述第二电极32的第四电极22。
31.设有所述第一电极31、第二电极32、第三电极21和第四电极22，便于所述导电结构
2和电压源3之间的连接，保证更好的电流导通效果。
32.进一步地，在另一个实施例中，所述第三电极21上连接有第一导电线圈23；所述第四电极22上连接有第二导电线圈24。
33.通过所述第一导电线圈23和第二导电线圈24，可以增大所述导电结构2与所述抑制管1或所述抑制管1内的流体的接触面积，保证更改的电路导入效果。
34.进一步地，在另一个实施例中，所述抑制管1的材质为导电金属；所述第一导电线圈23嵌设在所述抑制管1和进液管4的连接处；所述第二导电线圈24嵌设在所述抑制管1和出液管5的连接处。
35.所述抑制管1为导电金属，且所述进液管4和出液管5也为导电金属；故将所述第一导电线圈23和第二导电线圈24直接连接在所述抑制管1上就能确保电流可以被导入到流体中，确保所述抑制管1内部的表面不易沉积形成微生物污垢。
36.所述导电金属为铜、碳钢、不锈钢、铝、工业钛、铁白铜中的一种。
37.进一步地，在另一个实施例中，所述电压源3上还连接有为所述电压源3持续充电的供电设备；所述供电设备为蓄电池、集中或分布式电网、小型汽油发电装置、有机朗肯循环发电系统或太阳能电池中的一种或多种。
38.通过所述供电设备，保证持续对电压源3进行充电，保持电压稳定，确保能稳定的向所述抑制管1内稳定的输出电流，避免所述抑制管1内部的表面沉积形成微生物污垢。
39.进一步地，在另一个实施例中，所述抑制管1、进液管4和出液管5的表面均设有隔离层。
40.所述隔离层通过在所述抑制管1、进液管4和出液管5的表面进行抗氧化或防腐蚀等特殊工艺加工构成，不仅具有较好的抗氧化或者防腐蚀效果，而且当所述抑制管、进液管4和出液管5的材质为导电金属时还具有一定的绝缘能力，保证本发明使用时具有较好的安全性。
41.实施例2
42.如图2所示，一种抑制微生物污垢生成的管道，包括抑制管1、连接在所述抑制管1上连接有导电结构2以及通过电线与所述导电结构2连接的电压源3；所述抑制管1的两端分别连接有进液管4和出液管5；所述电压源3的两端分别设有用于连接至所述导电结构2的第一电极31和第二电极32。
43.本发明通过所述导电结构2较好的将电流导入所述抑制管1内的流体中，使得流体在流动的过程中不易在管道内部的表面沉积形成微生物污垢；通过所述电压源3，以稳定的电压为所述导电结构2提供稳定的电流，更好的保证流体在流动的过程中不易在管道内部的表面沉积形成微生物污垢。
44.所述电压源3采用电压可调电源，可以根据含有微生物的流体内微生物含量的不同对所述电压源3的电压进行调节，确保所述管道内部的表面不易沉积形成微生物污垢。
45.进一步地，在另一个实施例中，所述导电结构2在所述抑制管1和进液管4的连接处设有连接至所述第一电极31的第三电极21，且在所述抑制管1和出液管5的连接处设有连接至所述第二电极32的第四电极22。
46.设有所述第一电极31、第二电极32、第三电极21和第四电极22，便于所述导电结构2和电压源3之间的连接，保证更好的电流流通效果。
47.进一步地，在另一个实施例中，所述第三电极21上连接有第一导电线圈23；所述第四电极22上连接有第二导电线圈24。
48.通过所述第一导电线圈23和第二导电线圈24，可以增大所述导电结构2与所述抑制管1或所述抑制管1内的流体的接触面积，保证更改的电路导入效果。
49.进一步地，在另一个实施例中，所述抑制管1的材质为绝缘材质；所述第一导电线圈23嵌设在所述抑制管1和进液管4连接处的内侧面上；所述第二导电线圈24嵌设在所述抑制管1和出液管5连接处的内侧面上。
50.所述抑制管1为绝缘材质，且所述进液管4和出液管5也为绝缘材质；故将所述第一导电线圈23和第二导电线圈24设置在内侧面上，确保电流可以被导入到流体中，确保所述抑制管1内部的表面不易沉积形成微生物污垢。
51.所述绝缘材料为聚氯乙烯。
52.进一步地，在另一个实施例中，第一导电线圈23和第二导电线圈24之间通过若干个导线25连接，进而在所述抑制管1内部形成一微弱的电流分布。
53.通过所述导线25，连接所述第一导电线圈23和第二导电线圈24，构成完整的回路，保证较好的电流流通效果，确保所述抑制管1内部的表面不易沉积形成微生物污垢。
54.进一步地，在另一个实施例中，所述电压源3上还连接有为所述电压源3持续充电的供电设备；所述供电设备为蓄电池、集中或分布式电网、小型汽油发电装置、有机朗肯循环发电系统或太阳能电池中的一种或多种。
55.通过所述供电设备，保证持续对电压源3进行充电，保持电压稳定，确保能稳定的向所述抑制管1内稳定的输出电流，避免所述抑制管1内部的表面沉积形成微生物污垢。
56.进一步地，在另一个实施例中，所述抑制管1、进液管4和出液管5的表面均设有隔离层。
57.所述隔离层通过在所述抑制管1、进液管4和出液管5的表面进行抗氧化或防腐蚀等特殊工艺加工构成，具有较好的抗氧化或者防腐蚀效果。
58.为了进一步验证电压源3向抑制管1上导电结构2施加电压对抑制管1内微生物的抑制作用，设置实验组进行进一步验证。
59.设置一段透明的实验管道，在实验管道的某一段设置导电结构2，实验管道置于一水体循环回路上，并将导电结构2通过导线与外部电池连接，使其构成一个闭合回路，通过在该闭合回路上连接不同阻值的电阻，以改变该闭合回路的电流强度，包括第一组电流强度为0.51ma/cm2的实验组、第二组电流强度为5.1ma/cm2的实验组、第三组电流强度为51ma/cm2的实验组，同时设置无导电结构的对照组，即电流强度为0ma/cm2的对照组。
60.对照组和实验组静置在同一环境，并在7天内每天实时监测实验管道的遮光度(遮光度越强，说明水体的细菌/微生物含量越高)和水体中活/死细菌的百分比。
61.如附图3所示，为实验组和对照组在第2、3、5、7天对实验管道遮光度的折线图，从第二天开始，对照组中的实验管道的遮光度明显上升，到第5天达到峰值，而第二组实验组和第三组实验组的实验管道的遮光度峰值明显低于对照组，并且从第3天开始，实验管道的遮光度下降幅度明显。而第一组实验组较对照组更快地达到与对照组接近的遮光度峰值，是由于短时间内该强度的电流刺激了细菌的繁殖，而在第3天开始，实验管道的遮光度下降幅度明显。因此，可以得出结论：当电流强度处于一定区间时，能对经过实验管道水体中的
微生物起到抑制作用。
62.如附图4所示，在第7天对经过实验管道的水体中活/死细菌的百分比进行测定，可以得出第一组实验组、第二组实验组、第三组实验组的活菌百分比远远低于对照组的活菌百分比，可以得出结论：当对实验管道施加电流后，经过一定时间能有效抑制细菌的繁殖。
63.实施例3
64.一种抑制微生物污垢生成的方法，采用实施例1或实施例2所述的抑制微生物污垢生成的管道，包括以下步骤：
65.将进液管4连接到含有微生物的流体的出口处，并将出液管5连接到含有微生物的流体的入口处；
66.将第一电极31和第三电极21通过电线连接，将第二电极32和第四电极22通过电线连接，当导电结构2和电压源3构成闭合回路后打开电压源3。
67.进一步地，在另一个实施例中，所述电压源3对所述抑制管1所施加的电流范围为0～300ma/cm2。
68.进一步地，所述电压源3对所述抑制管1所施加的电流范围为5～300ma/cm2，若电流过小，则无法对微生物起作用，甚至短时对微生物还是刺激生长作用(参考实施例2中的实验)；而电流过大，则会增大能耗；具体地，根据所述抑制管1和导电结构2的综合电阻值计算得到所述电压源3所需的电压值。
69.依据本发明的描述及附图，本领域技术人员很容易制造或使用本发明的抑制微生物污垢生成的管道及方法，并且能够产生本发明所记载的积极效果。
70.如无特殊说明，本发明中，若有术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此本发明中描述方位或位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以结合附图，并根据具体情况理解上述术语的具体含义。
71.除非另有明确的规定和限定，本发明中，若有术语“设置”、“相连”及“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
72.以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种抑制微生物污垢生成的管道，其特征在于：包括抑制管(1)、连接在所述抑制管(1)上连接有导电结构(2)以及通过电线与所述导电结构(2)连接的电压源(3)；所述抑制管(1)的两端分别连接有进液管(4)和出液管(5)；所述电压源(3)的两端分别设有用于连接至所述导电结构(2)的第一电极(31)和第二电极(32)。2.根据权利要求1所述的抑制微生物污垢生成的管道，其特征在于：所述导电结构(2)在所述抑制管(1)和进液管(4)的连接处设有连接至所述第一电极(31)的第三电极(21)，且在所述抑制管(1)和出液管(5)的连接处设有连接至所述第二电极(32)的第四电极(22)。3.根据权利要求2所述的抑制微生物污垢生成的管道，其特征在于：所述第三电极(21)上连接有第一导电线圈(23)；所述第四电极(22)上连接有第二导电线圈(24)。4.根据权利要求3所述的抑制微生物污垢生成的管道，其特征在于：所述抑制管(1)的材质为导电金属；所述第一导电线圈(23)嵌设在所述抑制管(1)和所述进液管(4)的连接处；所述第二导电线圈(24)嵌设在所述抑制管(1)和所述出液管(5)的连接处。5.根据权利要求3所述的抑制微生物污垢生成的管道，其特征在于：所述抑制管(1)的材质为绝缘材质；所述第一导电线圈(23)嵌设在所述抑制管(1)和所述进液管(4)连接处的内侧面上；所述第二导电线圈(24)嵌设在所述抑制管(1)和所述出液管(5)连接处的内侧面上。6.根据权利要求5所述的抑制微生物污垢生成的管道，其特征在于：第一导电线圈(23)和第二导电线圈(24)之间通过若干个导线(25)连接。7.根据权利要求1所述的抑制微生物污垢生成的管道，其特征在于：所述电压源(3)上还连接有为所述电压源(3)持续充电的供电设备；所述供电设备为蓄电池、集中或分布式电网、小型汽油发电装置、有机朗肯循环发电系统或太阳能电池中的一种或多种。8.根据权利要求1～7中任一项所述的抑制微生物污垢生成的管道，其特征在于：所述抑制管(1)、进液管(4)和出液管(5)的表面均设有隔离层。9.一种抑制微生物污垢生成的方法，其特征在于：采用权利要求1至8中任意一项所述的抑制微生物污垢生成的管道，包括以下步骤：将进液管(4)连接到含有微生物的流体的出口处，并将出液管(5)连接到含有微生物的流体的入口处；将第一电极(31)和第三电极(21)通过电线连接，将第二电极(32)和第四电极(22)通过电线连接，当导电结构(2)和电压源(3)构成闭合回路后打开电压源(3)。10.根据权利要求9所述的抑制微生物污垢生成的方法，其特征在于：所述电压源(3)对所述抑制管(1)所施加的电流范围为0～300ma/cm2。

技术总结
本发明公开了一种抑制微生物污垢生成的管道及方法，包括抑制管、连接在所述抑制管上连接有导电结构以及通过电线与所述导电结构连接的电压源；所述抑制管的两端分别连接有进液管和出液管；所述电压源的两端分别设有用于连接至所述导电结构的第一电极和第二电极。本发明抑制微生物污垢生成的管道上导电结构的电极分别与一可调电压源正负极相连，构成一闭合电路，进而可在管路内部形成一微弱的电流分布，由于该微弱电流分布的存在，当含有微生物的流体进入管路后不易在管路内部表面沉积形成微生物污垢，可降低管路内的生物污垢，降低管路压降，从而提高输送效率，减少能量浪费，提高生产能力，提高输送管路的寿命及安全性。提高输送管路的寿命及安全性。提高输送管路的寿命及安全性。


技术研发人员：吴赞 孙佳
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：2023.04.27
技术公布日：2023/8/14