RU2641137C1 - Device for reagent-free treatment of water - Google Patents
Device for reagent-free treatment of water Download PDFInfo
- Publication number
- RU2641137C1 RU2641137C1 RU2017100210A RU2017100210A RU2641137C1 RU 2641137 C1 RU2641137 C1 RU 2641137C1 RU 2017100210 A RU2017100210 A RU 2017100210A RU 2017100210 A RU2017100210 A RU 2017100210A RU 2641137 C1 RU2641137 C1 RU 2641137C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electromagnetic system
- source
- magnetic
- leads
- housing
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к промышленной обработке воды и может быть использовано в теплоэнергетике, химической и других областях промышленности для предотвращения накипеобразования в теплообменном оборудовании.The invention relates to industrial water treatment and can be used in the power industry, chemical and other industries to prevent scale formation in heat transfer equipment.
Из научно-технической литературы известно, что основные проблемы, возникающие при эксплуатации водопроводных систем, - накипеобразование, коррозия и микробиологические обрастания. Поэтому стабильность воды при использовании ее в качестве теплоносителя - один из основных показателей. Стабильной называют воду, не вызывающую коррозии поверхности металла, с которым она соприкасается, и не выделяющую на этих поверхностях осадков карбоната кальция. Нарушение стабильности воды может быть вызвано наличием растворенной угольной кислоты, сероводорода или кислорода, низким значением pH, перенасыщенностью воды карбонатом кальция или гидроксидом магния, повышенной концентрацией сульфатов и(или) хлоридов (см. Беликов С.Е. «Водоподготовка: Справочник», 2007 г., стр. 135).From the scientific and technical literature it is known that the main problems encountered during the operation of water supply systems are scale formation, corrosion and microbiological fouling. Therefore, the stability of water when using it as a coolant is one of the main indicators. Stable is called water, which does not cause corrosion of the surface of the metal with which it comes into contact, and does not emit calcium carbonate on these surfaces. Violation of the stability of water can be caused by the presence of dissolved carbonic acid, hydrogen sulfide or oxygen, a low pH value, oversaturation of water with calcium carbonate or magnesium hydroxide, an increased concentration of sulfates and (or) chlorides (see S. Belikov, “Water Treatment: Handbook”, 2007 city, p. 135).
Известно устройство для магнитной обработки жидкости, включающее корпус из диамагнитного материала и электромагнит, подключаемый к трехфазной сети, установленные в трубопроводе посредством фланцевых соединений (см. патент РФ №2490214, кл. C02F 1/48, 2013 г.), согласно изобретению электромагнит может быть выполнен в виде двух статоров, установленных по длине корпуса устройства и соединенных фланцами, также согласно изобретению направление вращения переменного магнитного поля в статорах может совпадать или быть встречным с направлением вращения потока магнитообрабатываемой жидкости.A device for magnetic fluid processing, including a housing made of diamagnetic material and an electromagnet connected to a three-phase network, installed in the pipeline by means of flange connections (see RF patent No. 2490214, class C02F 1/48, 2013), according to the invention, an electromagnet can be made in the form of two stators installed along the length of the device casing and connected by flanges, also according to the invention, the direction of rotation of the alternating magnetic field in the stators can coincide or be opposite to the direction of rotation otok magnitoobrabatyvaemoy liquid.
Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является устройство для безреагентной обработки жидкости (см. а.с. 1724594, кл. C02F 1/48, 1992 г. - прототип), включающее цилиндрический корпус из диамагнитного материала, электромагнитную систему и магнитострикционный источник ультразвуковых колебаний, причем источник ультразвука выполнен цилиндрическим с внутренней и внешней излучающими поверхностями и расположен внутри корпуса, а электромагнитная система - снаружи корпуса.The closest analogue to the claimed technical solution is a device for non-reagent liquid treatment (see AS 1724594,
Общими недостатками известных технических решений являются относительно низкая противонакипная эффективность воды и эксплуатационные характеристики, а также высокое энергопотребление.General disadvantages of the known technical solutions are the relatively low anti-scale efficiency of water and operational characteristics, as well as high energy consumption.
Техническим результатом является повышение противонакипной эффективности воды, эксплуатационных характеристик и уменьшение энергопотребления.The technical result is to increase the anti-scale efficiency of water, operational characteristics and reduce energy consumption.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для безреагентной обработки воды, включающем цилиндрический немагнитный корпус, имеющий внутри магнитострикционный источник ультразвуковых колебаний, а снаружи электромагнитную систему из магнитопровода, обмоток и выводов для подключения к источнику питания, согласно изобретению на цилиндрическом немагнитном корпусе установлен с осевым сквозным отверстием корпус из диамагнитного материала, имеющий разъем для подключения к источнику питания и проточку для электромагнитной системы, в которой магнитопровод выполнен в виде нескольких ферритовых колец, установленных друг от друга на расстоянии, обеспечивающее исключение перекрытия вращающихся магнитных полей и на каждом из ферритовых колец расположена катушка, состоящая из не менее трех обмоток с выводами, соединенными по схеме «звезда», при этом все катушки соединены параллельно и подключены к разъему для источника питания, в качестве которого использован источник переменного трехфазного напряжения, создающий переменное напряжение в резонансном звуковом диапазоне частот 32-35 кГц, причем корпус с электромагнитной системой заполнен отвердителем, например эпоксидной смолой.The technical result is achieved by the fact that in a device for non-reagent water treatment, including a cylindrical non-magnetic case, having a magnetostrictive ultrasonic source inside and an electromagnetic system from the magnetic core, windings and leads for connecting to a power source, according to the invention, is mounted on an cylindrical non-magnetic case with an axial through hole housing made of diamagnetic material having a connector for connecting to a power source and a groove for electromagnetic a system in which the magnetic circuit is made in the form of several ferrite rings mounted at a distance from each other, ensuring the exclusion of overlapping rotating magnetic fields and on each of the ferrite rings there is a coil consisting of at least three windings with leads connected in a star pattern, all coils are connected in parallel and connected to the connector for the power source, which is used as a source of alternating three-phase voltage, which creates an alternating voltage in the resonant sound apazone frequency 32-35 kHz, the housing is filled with an electromagnetic system, a hardener, such as epoxy resin.
Обоснование критериев охраноспособности изобретенияJustification of the eligibility criteria of the invention
Совокупность признаков, содержащихся в независимом пункте формулы изобретения, не известна из уровня техники, что свидетельствует о соответствии заявленного технического решения критерию охраноспособности «новизна». Поскольку одновременное применение магнитострикционного источника ультразвуковых колебаний и электромагнитной системы, электропитание которой осуществляется от источника переменного трехфазного напряжения, создающего переменное напряжение в резонансном звуковом диапазоне частот ферритового кольца 32-35 кГц, обеспечивает возможность одновременного комбинированного воздействия ультразвукового, акустического и вращающихся магнитных полей на воду, что значительно позволяет улучшить ее характеристики и снизить энергопотребление с помощью предлагаемого устройства.The set of features contained in the independent claim is not known from the prior art, which indicates the conformity of the claimed technical solution to the eligibility criterion of "novelty." Since the simultaneous use of a magnetostrictive source of ultrasonic vibrations and an electromagnetic system, the power of which is supplied from a three-phase voltage source, which creates an alternating voltage in the resonant sound frequency range of the ferrite ring 32-35 kHz, provides the possibility of the combined effect of ultrasonic, acoustic and rotating magnetic fields on water, which significantly improves its performance and reduce power consumption with omoschyu of the device.
По данным научно-технической и патентной литературы не обнаружена совокупность признаков, позволяющая решать задачу, которая ранее не могла быть решена известными техническими решениями. В уровне техники отсутствуют решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками предлагаемого технического решения, что свидетельствует о соответствии технического решения критерию патентоспособности «изобретательский уровень».According to the scientific, technical and patent literature, no combination of features has been found that allows us to solve a problem that could not be previously solved by known technical solutions. In the prior art there are no solutions having features that match the distinguishing features of the proposed technical solution, which indicates that the technical solution meets the patentability criterion of "inventive step".
Соответствие заявляемого решения критерию патентоспособности «промышленная применимость» обусловлено тем, что предлагаемое техническое решение работоспособно и возможно его использование в водяных системах производственных потребителей агропромышленного комплекса.The compliance of the proposed solution to the patentability criterion of "industrial applicability" is due to the fact that the proposed technical solution is efficient and it can be used in water systems of industrial consumers of the agricultural complex.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на Фиг. 1 показан общий вид устройства для безреагентной обработки воды в разрезе; Фиг. 2 представлена электрическая схема соединения обмоток и катушек электромагнитной системы.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a General view of a device for a reagent-free water treatment in section; FIG. 2 is an electrical diagram of a connection of windings and coils of an electromagnetic system.
На чертежах для большей ясности представлены только те детали, которые необходимы для понимания сущности изобретения, а сопутствующие элементы, хорошо известные специалистам в данной области, не представлены.In the drawings, for clarity, only those details are presented that are necessary for understanding the essence of the invention, and the accompanying elements, well known to specialists in this field, are not presented.
Устройство для безреагентной обработки воды содержит цилиндрический немагнитный корпус 1, который имеет внутри магнитострикционный источник ультразвуковых колебаний 2, а снаружи электромагнитную систему 3 из магнитопровода 4 и обмоток 5 с выводами для подключения к источнику питания. На цилиндрическом немагнитном корпусе 1 установлен корпус 6 из диамагнитного материала с осевым сквозным отверстием 7, имеющий проточку (не показана) для электромагнитной системы 3 и разъем (не показан) для подключения выводов к источнику питания. В электромагнитной системе 3 магнитопровод 4 выполнен в виде нескольких ферритовых колец, расположенных друг от друга на расстоянии, обеспечивающем исключение перекрытия создаваемых вращающихся магнитных полей. На каждом ферритовом кольце расположена катушка из не менее трех обмоток 5 с выводами, подключенными по схеме «звезда», при этом все катушки соединены между собой параллельно и подключены через разъем к источнику переменного трехфазного напряжения, создающему переменное напряжение в резонансном звуковом диапазоне частот ферритового кольца 32-35 кГц. Корпус 6 с электромагнитной системой 3 заполнен отвердителем, например эпоксидной смолой.The device for reagent-free water treatment contains a cylindrical
Устройство для безреагентной обработки воды работает следующим образом.A device for reagent-free water treatment works as follows.
При подаче трехфазного переменного напряжения на соединенные по четыре на каждую фазу катушки (соединенные на одном ферритовом кольце по схеме «звезда») вокруг обмоток 5 создается вращающееся магнитное поле с противоположным направлением вращения в каждом из ферритовых колец, концентрирующееся в кольцевом зазоре между электромагнитной системой 3 и пластинами магнитострикционного источника 2, где протекает поток воды.When a three-phase alternating voltage is applied to the coils connected by four for each phase (connected on one ferrite ring according to the “star” scheme) around the
Определенная конфигурация катушек позволяет устройству в максимальной мере использовать электромагнитную энергию обмотки, создающей вращающиеся магнитное и акустическое поля. Частота электрического тока подбирается так, чтобы возникал резонансный эффект, который заставляет сжиматься и разжиматься ферритовый сердечник, воспроизводя тем самым звуковые колебания в самом устройстве и колебания, воздействующие на жидкость. В результате одновременно с ультразвуковыми колебаниями и переменным вращающимся магнитным полем на поток воды воздействуют акустические колебания, излучаемые внутренней и внешней поверхностями ферритовых колец, что способствует более глубокому (по сравнению с известными устройствами) изменению физических свойств воды, влияющих на повышение стабильности водыA certain configuration of the coils allows the device to make maximum use of the electromagnetic energy of the winding, which creates rotating magnetic and acoustic fields. The frequency of the electric current is selected so that a resonant effect occurs, which causes the ferrite core to contract and expand, thereby reproducing sound vibrations in the device itself and vibrations affecting the liquid. As a result, simultaneously with ultrasonic vibrations and an alternating rotating magnetic field, acoustic waves emitted by the inner and outer surfaces of ferrite rings act on the water flow, which contributes to a deeper (compared with known devices) change in the physical properties of water, which affect the increase in water stability
Повышение эксплуатационных характеристик устройства происходит вследствие уменьшения нагрева устройства за счет исключения токов Фуко, наводившихся на железных элементах конструкции прототипа, и уменьшения тока, потребляемого электромагнитной системой 3 устройства за счет перехода на ферритовые кольца с обмотками, потребляющими ток малой мощности вследствие перехода на трехфазный источник напряжения (14 В) высокой частоты.Improving the operational characteristics of the device is due to a decrease in the heating of the device due to the exclusion of Foucault currents induced on the iron elements of the prototype structure and a decrease in the current consumed by the
Эффективность безреагентной обработки воды, а именно комбинированным воздействием ультразвуковым, акустическим и вращающимися магнитными полями, доказана в результате проведенных исследований на речной воде (общее солесодержание 1098 мс/л, общая жесткость воды 5,2 мг-экв/л, карбонатная жесткость 2,2 мг-экв/л). Эта вода относится к гидрокарбонатному классу.The effectiveness of non-reagent water treatment, namely, the combined effect of ultrasonic, acoustic and rotating magnetic fields, has been proved as a result of studies on river water (total salinity of 1098 ms / l, total water hardness of 5.2 mEq / l, carbonate hardness of 2.2 mEq / L). This water belongs to the hydrocarbon class.
Продолжительность каждого цикла исследований составляла 48 ч. Количество накипи, образовавшейся на поверхности нагрева электронагревателя, определяли объемным способом. Для этого с поверхности нагрева удаляли накипь 0,2 нормальным раствором кальцинированной соды. Количество соды, оставшейся после нейтрализации, определяли обратным титрованием 0,2 нормальным раствором соляной кислоты. Разность между общим объемом 0,2 нормального раствора соляной кислоты, израсходованной на растворение накипи и обратное титрование соды, и объем 0,2 нормального раствора соды даст количество кислоты, израсходованной на растворение накипи. Это количество пересчитывали на содержание карбоната кальция СаСО3.The duration of each research cycle was 48 hours. The amount of scale formed on the heating surface of the electric heater was determined by the volumetric method. For this purpose, 0.2 scale was removed from the heating surface with a normal solution of soda ash. The amount of soda remaining after neutralization was determined by reverse titration with 0.2 normal hydrochloric acid solution. The difference between the total volume of 0.2 normal solution of hydrochloric acid consumed by dissolving scale and back titration of soda, and the volume of 0.2 normal solution of soda will give the amount of acid consumed by dissolving scale. This amount was calculated on the content of calcium carbonate CaCO 3 .
Эффективность безреагентной обработки определяли из соотношенияThe effectiveness of reagentless processing was determined from the ratio
, ,
где М0 - масса накипи, осевшей на поверхности теплообменника за период τ без обработки воды;where M 0 is the mass of scale deposited on the surface of the heat exchanger for a period τ without treatment of water;
Mm - масса накипи, осевшей на поверхности теплообменника за период τ после обработки воды.M m - the mass of scale deposited on the surface of the heat exchanger for a period τ after water treatment.
Выбор оптимального режима устройства осуществлялся с применением методов планирования экспериментов. В оптимальном режиме получен противонакипный эффект Θ=0,3.The choice of the optimal mode of the device was carried out using the methods of planning experiments. In the optimal mode, an anti-scale effect was obtained Θ = 0.3.
Таким образом, результаты исследований обработки технической воды показали, что противонакипная эффективность заявляемого технического решения выше, чем у существующих аппаратов, благодаря обработке воды одновременно магнитным полем и ультразвуковыми и акустическими колебаниями.Thus, the results of studies of the processing of industrial water showed that the anti-scale efficiency of the claimed technical solution is higher than that of existing devices, due to the processing of water simultaneously by a magnetic field and ultrasonic and acoustic vibrations.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017100210A RU2641137C1 (en) | 2017-01-09 | 2017-01-09 | Device for reagent-free treatment of water |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017100210A RU2641137C1 (en) | 2017-01-09 | 2017-01-09 | Device for reagent-free treatment of water |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2641137C1 true RU2641137C1 (en) | 2018-01-16 |
Family
ID=68235424
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017100210A RU2641137C1 (en) | 2017-01-09 | 2017-01-09 | Device for reagent-free treatment of water |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2641137C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1724594A1 (en) * | 1989-07-14 | 1992-04-07 | Пермское Высшее Военное Командно-Инженерное Краснознаменное Училище Ракетных Войск Им.Маршала Советского Союза В.И.Чуйкова | Device for agent-free treatment of liquid |
RU42039U1 (en) * | 2004-07-28 | 2004-11-20 | Закрытое акционерное общество "Максимир-М" | INSTALLATION FOR ANTI-ANKIPA PROCESSING OF WATER SYSTEMS |
WO2013144664A1 (en) * | 2012-03-28 | 2013-10-03 | Visnja Orescanin | Process and device for electrochemical treatment of industrial wastewater and drinking water |
CN103539218B (en) * | 2013-10-10 | 2015-09-09 | 彭伟明 | A kind of activated water method that sound field and magnetic field are combined with vortex and device |
-
2017
- 2017-01-09 RU RU2017100210A patent/RU2641137C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1724594A1 (en) * | 1989-07-14 | 1992-04-07 | Пермское Высшее Военное Командно-Инженерное Краснознаменное Училище Ракетных Войск Им.Маршала Советского Союза В.И.Чуйкова | Device for agent-free treatment of liquid |
RU42039U1 (en) * | 2004-07-28 | 2004-11-20 | Закрытое акционерное общество "Максимир-М" | INSTALLATION FOR ANTI-ANKIPA PROCESSING OF WATER SYSTEMS |
WO2013144664A1 (en) * | 2012-03-28 | 2013-10-03 | Visnja Orescanin | Process and device for electrochemical treatment of industrial wastewater and drinking water |
CN103539218B (en) * | 2013-10-10 | 2015-09-09 | 彭伟明 | A kind of activated water method that sound field and magnetic field are combined with vortex and device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10023482B2 (en) | Method and system for injecting RF signal into a fluid-containing system | |
Ignatov et al. | Basic concepts of magnetic water treatment | |
US2939830A (en) | Water conditioner | |
TW200811059A (en) | Electromagnetic field treatment method and electromagnetic field treatment equipment of water | |
JPH01501923A (en) | Magnetic induction processing of biological fluids and tissues | |
KR101574163B1 (en) | Device for removal of scale | |
JP4089949B2 (en) | Scale removal method and scale removal apparatus | |
CN106277368B (en) | A kind of pipeline water treatment facilities and processing method and circuit | |
RU2641137C1 (en) | Device for reagent-free treatment of water | |
WO2017126988A1 (en) | Method for electric-field processing of fluid media | |
RU2641822C1 (en) | Method of reagent-free water treatment | |
JPH0842993A (en) | Removing and preventing device for scale | |
RU2635591C1 (en) | Protection device from deposits formation on the heat supply systems pipelines surfaces | |
WO2022214790A1 (en) | Fluid treatment apparatus | |
RU102357U1 (en) | NON-REAGENT CLEANING SYSTEM FOR LIQUID USING ELECTROMAGNETIC FIELD | |
Mosin et al. | Magnetic water treatment for elimination scaling salts | |
JP2006110422A (en) | Driving mechanism in water quality improving apparatus | |
WO2016175683A2 (en) | Method of treating liquids with electric fields | |
CN215161438U (en) | Circulating water treatment device | |
RU2269735C1 (en) | Device for prevention of scale formation | |
RU2335726C1 (en) | Device for sediment removal in heat-exchange equipment | |
JP2001079556A (en) | Electromagnetic processor for magnetically processing associated molecule | |
RU2349855C1 (en) | Scale prevention device | |
RU2350878C2 (en) | Scaling protection device | |
RU191169U1 (en) | MAGNETIC RESONANCE SUBMERSIBLE DEVICE |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190110 |