FI116618B - Menetelmä ja laite nesteen käsittelemiseksi radiotaajuusaalloilla - Google Patents

Description

1 116618

Menetelmä ja laite nesteen käsittelemiseksi radiotaajuusaalloilla

Esillä olevan keksinnön kohteena on yleensä laite ja menetelmä juoksevan väliaineen käsittelyä varten. Yksityiskohtaisemmin tarkastellen 5 keksinnön kohteena on veden käsittely siten, että karstakerrostumien kerääntyminen vesijohtoihin estetään. Vieläkin yksityiskohtaisemmin tarkastellen keksinnön kohteena on sähkömagneettisen kentän muodostaminen, joka sisältää yleensä pyöreät vuolinjat juoksevan väliaineen käsittelemiseksi edellä mainittua tarkoitusta ja muita tarkoituksia varten, joita selostetaan seuraavassa. 10 Vedessä olevat epäpuhtaudet, kuten kalsium- ja magnesiumionit, muodostavat karstaa, joka ajan kuluessa kiinnittyy vesiputkien sisäseiniin. Vettä kuumennettaessa karstanmuodostus kiihtyy ja siten vedenkuumentimet ja höyrykeittimet ovat erityisen alttiita karstanmuodostukselle ja vähentyneelle lämmönsiirrolle, korkeammalle polttoaineenkulutukselle ja jopa paikalliselle 15 ylikuumentumiselle. Kotitaloudessa käytettyjen putkijärjestelmien yhteydessä kalsium- ja magnesiumionit reagoivat saippuan kanssa vastustaen siten saip-puavaahdon muodostusta ja estäen tehokkaan puhdistuksen.

Useiden vedenkäsittelyä varten tarkoitettujen karstanpoistojärjestel-mien yhteydessä on ehdotettu veden käsittelemistä siten, että tällainen karstan-20 muodostus ja kerääntyminen tulee estetyksi. Esimerkiksi kemialliset liuokset vaativat jatkuvaa täydennystä ja likaavat myös vettä. Eräänä toisena tapana on asettaa syöpyviä elektrodeja veteen. Kuitenkin näiden elektrodien syöpyessä ne .·. : kadottavat tehokkuutensa ja ne on lopuksi vaihdettava.

Erään toisen menetelmän yhteydessä magneetit asetetaan suoraan . 25 kosketukseen veden kanssa. Tällaiset magneetit voivat kuitenkin vain kerätä • « * ’, magneettista jätettä ja kerääntynyt jäte saattaa lopuksi tukkia putken.

Eräässä toisessa menetelmässä käytetään magneetti- tai sähkö-:·' magneettikenttiä, kumpaakin niistä putkijärjestelmän uiko- ja sisäpuolella.

* : Tällaiset kentät ovat kuitenkin toiminnaltaan paikallisia ja niiden toiminta 30 perustuu joka tapauksessa veden virtaukseen, joka siirtää karstanpoisto-·,: ; vaikutuksen vesiputkien myötävirran puoleisille alueille.

Tämän keksinnön yleisenä tarkoituksena on kehittää edelleen juokse-vien väliaineiden käsittelytapoja, esimerkiksi vedenkäsittelyn yhteydessä käytettyjä karstanpoistojärjestelmiä.

35 Tämän keksinnön eräänä toisena tarkoituksena on saada aikaan parannettu järjestely ja menetelmä karstanmuodostuksen estämiseksi vesiput-kissa.

2 116618 Tämän keksinnön eräänä lisätarkoituksena on eliminoida kemikaalien, elektrodien, magneettien ja vastaavien vesiputkien sisälle asennettujen karstan-poistovälineiden käyttö.

Tämän keksinnön eräänä lisätarkoituksena on lisätä käsittelyjärjestel-5 män karstanpoistotehokkuutta käyttämällä sähkömagneettisia kenttiä.

Tämän keksinnön eräänä lisätarkoituksena on saada aikaan tehokas karstanpoistovaikutus vesiputkijärjestelmän avulla silloinkin, kun vettä ei virtaa sen sisällä.

Keksinnön eräänä toisena tarkoituksena on tarjota käyttöön käsit-10 telymenetelmä ja -laite vettä siirtävien ferriittisten metalliputkien korroosion estämiseksi.

Keksinnön eräänä lisätarkoituksena on vielä käsitellä erilaisia juoksevia väliaineita, ei välttämättä vettä, suotuisten tulosten saavuttamiseksi.

Pitäen mielessä nämä ja muut seuraavassa selostettavat tarkoitukset 15 keksinnön eräs ominaispiirre kohdistuu patenttivaatimusten 1 ja 14 mukaiseen laitteeseen ja menetelmään akselia pitkin kulkevassa putkijohdossa olevan juoksevan väliaineen käsittelyä varten. Laitteelle ja menetelmälle on tunnusomaista se, mitä on ilmaistu patenttivaatimusten 1 ja 14 tunnusmerk-kiosissa.

20 Tämän keksinnön erään sovellusmuodon mukaisesti juoksevan väliaineen ollessa vettä ja kun tätä vettä halutaan käsitellä karstakerrostumien estämiseksi, sähkömagneettisen kentän siirtäminen eteenpäin yleensä ympyrän .·. : muotoisten vuolinjojen kautta saa aikaan erittäin perusteellisen karstan- poistotoiminnon. Mitään kemikaaleja, elektrodeja, magneetteja tai muita • » . 25 karstanpoistovälineitä ei ole asennettu tämän putkijohdon sisälle. Karstan- * *, poistovaikutus ei ole paikallinen, vaan siirtyy sen sijaan eteenpäin putkijohtoa pitkin silloinkin, kun väliaine ei virtaa siinä.

‘* Tämän keksinnön eräässä sovellusmuodossa ensiökela käsittää v : sähkölangasta tehdyn ensiökäämityksen, johon on liitetty herätysväline.

30 Generaattoriväline sisältää sähkölangasta tehdyn toisiokäämityksen. Ferriit-·,; | tisydän on asetettu käämitysten väliin. Toisiokäämitys sisältää parin aksiaalisen etäisyyden päässä toisistaan olevia päätteitä. Järjestely käsittää lisäksi kotelon, .•‘.t johon käämitykset on asetettu. Päätteet on asennettu ulkoisesti kotelon pinnalle.

Pidin pitää kotelon kiinni putkijohdossa päätteiden ollessa sähköisessä 35 kosketuksessa johdon sisältämien aksiaalisen etäisyyden päässä olevien kosketusvyöhykkeiden kanssa. Johtumisväylällä on alhainen impedanssi suurtaajuussignaaleita varten. Jos putkijohto on tehty metallista, johtumisväylä muodostuu automaattisesti. Jos johto on tehty tekomuovimateriaalista, niin 3 116618 metallikalvo kiedotaan johdon ympärille kontaktivyöhykkeiden väliin tällaisen impedanssiltaan alhaisen johtumisväylän synnyttämiseksi.

Keksinnön erään suositeltavan sovellusmuodon mukaisesti ensiökela on kuitenkin tehty sähköjohtimesta, ja ferriitistä tai muusta sopivasta 5 materiaalista, jolla on hyvät magneettiset läpäisyominaisuudet, valmistettu sydän on asetettu esimerkiksi koaksiaalisesti tai kierukkamaisesti kehän suuntaisesti putkijohdon ympärille siten, että se kulkee ensiökäämityksen kautta. Ensiökäämitys voi esimerkiksi käsittää monijohtimisen nauhakaapelin, joka sisältää vastakkaisissa päissään olevan tappiliittimen ja holkkiliittimen. Tappiliitin 10 sisältää rivin tappeja ja holkkiliitin rivin holkkeja. Liittimet on liitetty yhteen silmukan muodostamiseksi rivien ollessa asetettuina syrjään yhden tapin verran.

Eräässä toisessa sovellusmuodossa ensiökela käsittää kaksipiirisen pakkauksen, joka sisältää tappirivin ja holkkirivin käsittävän painetun piirilevyn. Pakkaus on asennettu levylle siten, että rivit on siirretty syrjään yhden tapin 15 verran. Ferriittisydän kulkee ensiökelan kautta ja ulottuu esimerkiksi koaksiaalisesti kierrettynä putkijohdon ympäri.

Herätysväline käsittää sopivimmin välineen, esimerkiksi mikrofonin putkijohtoa pitkin vihaavan juoksevan väliaineen aiheuttaman äänen ilmaisemiseksi ja analogisen audiosignaalin synnyttämiseksi, jonka taajuus on 20 verrannollinen ilmaistuun ääneen. Tämä mikrofoni ilmaisee käytännössä veden pyörteisyyden, joka synnyttää äänen.

Herätysväline sisältää sopivimmin vielä suodattimen kohinan poistami- seksi audiosignaalista, muuttimen audiosignaalin muuttamiseksi sarjaksi ....: digitaalisia pulsseja, joiden taajuus on verrannollinen audiosignaalin taajuuteen, * · 25 muuntimen digitaalisten pulssien muuntamiseksi DC-jännitteeksi, jonka * · amplitudi on verrannollinen audiosignaalin taajuuteen, ja toisen muuntimen DC-jännitteen muuntamiseksi sarjaksi ensiökelaan syötettyjä käyttöpulsseja. Ensiökela aiheuttaa puolestaan suurtaajuussignaalisarjan muodostumisen.

: Jokaisen suurtaajuussignaalin taajuus voi olla suuruusluokkaa 50 - 30 500 kHz. Jokaisella suurtaajuussignaalilla voi olla sinimuotoisesti muuttuva ·,* · amplitudi, joka vähentyy maksimiarvosta nollaan. Näiden signaalien välillä esiin- tyvät sopivimmin umpimähkäiset odotusvälit.

Edellä esitetyn järjestelyn yhteydessä sähkömagneettinen kenttä muodostuu automaattisesti ja se on verrannollinen putkijärjestelmän käyttö-’ 35 tilaan, erityisesti siinä olevan karstan määrään. Tätä järjestelyä ei sopivimmin koskaan kytketä irti, mikä varmistaa minimaalisen käsittelytason. Tämä käsittelytaso ylläpidetään riippumatta siitä, virtaako putkijohdossa vettä vai ei, 4 116618 mikä on erityisen edullista kotitalousasennusten yhteydessä, joiden yhteydessä vedenvirtaus on katkonaista.

Kuten edellä on selostettu, keksintöä voidaan myös käyttää juoksevan väliaineen käsittelyyn muita tarkoituksia kuin karstakerrostumien muodostumi-5 sen vastustamista varten vettä siirtävissä putkijohdoissa. Keksintöä voidaan käyttää potentiaalisella tavalla vaikuttamaan biologisiin olosuhteisiin juoksevassa väliaineessa sen voidessa esimerkiksi vaikuttaa vedessä olevien levien tai bakteerien kasvuun. Keksinnön on havaittu myös vaikuttavan vaahdotusprosessiin, jolloin keksinnön mukaisesti käsitellyssä järjestelmässä 10 vaahdotushiutaleet laskeutuvat nopeammin kuin käsittelemättömässä järjestelmässä.

Keksinnön on havaittu vaikuttavan yleensä kidekasvuun muilla aloilla kuin karstanmuodostuksen yhteydessä. Kun kiteitä kasvatetaan liuoksesta, jota on käsitelty keksinnön mukaisella tavalla, kidekokoon ja kiteiden 15 hydraatiomäärään vaikutetaan. Lisäksi joihinkin ioneja ja vapaita radikaaleja väliaineina sisältäviin kemiallisiin reaktioihin vaikutetaan keksinnön mukaisen käsittelyn avulla.

Keksinnön on havaittu olevan erityisen edullinen vettä sisältävien rautapitoisten metalliputkien korroosion estämisessä.

20 Keksinnön ominaispiirteiksi katsotut uudenlaiset ominaisuudet esitetään erityisesti oheisissa patenttivaatimuksissa. Itse keksintöä voidaan sen rakenteen ja toiminnan suhteen yhdessä sen lisätarkoitusten ja -etujen kanssa ymmärtää parhaiten sen erikoisten sovellusmuotojen selostuksen avulla oheisiin .,,.: piirustuksiin viitaten, joissa: 25 Kuvio 1 esittää tämän keksinnön erään sovellusmuodon mukaiseen » « järjestelyyn liittyvää elektronista piirikaaviota;

Kuvio 2 esittää etupystykuvantoa kuvion mukaisesta järjestelystä ’ * ; ‘ putkijohtoon asennettuna; v : Kuvio 3 esittää pohjapäätekuvantoa kuviosta 2; 30 Kuvio 4A esittää perspektiivikuvantoa magneettisista vuolinjoista, jotka ·,; * on muodostettu kuvion 1 mukaisen järjestelyn avulla ja jotka ympäröivät putki- johtoa;

Kuvio 4B esittää poikkileikkauskuvantoa kuviosta 4A kosketusvyöhyk-] ‘'. keistä poispäin otettuna; 35 Kuvio 5 esittää leikattua pystykuvantoa keksinnön mukaisesta ,,;; ‘ muunnetusta sovellusmuodosta; : \: Kuvio 6 esittää leikkauskuvantoa kuvion 5 linjaa 6 - 6 pitkin otettuna;

Kuvio 7 esittää päälliskuvantoa kuvion 5 mukaisesta muunnelmasta; 5 116618

Kuvio 8 esittää päälliskuvantoa eräästä toisesta tämän keksinnön mukaisesta sovellusmuodosta;

Kuvio 9 esittää päätekuvantoa kuvion 8 mukaisesta muunnelmasta;

Kuvio 10 esittää sivupystykuvantoa kuvion 8 mukaisesta muunnel- 5 masta;

Kuvio 11 esittää leikkauskuvantoa eräästä tämän keksinnön mukaisesta muunnetusta sovellusmuodosta;

Kuvio 12 esittää päälliskuvantoa kuvion 11 mukaisesta muunnelmasta; 10 Kuvio 13 esittää sivupystykuvantoa eräästä toisesta tämän keksinnön mukaisesta sovellusmuodosta;

Kuvio 14 esittää päätekuvantoa kuvion 13 mukaisesta muunnelmasta;

Kuvio 15 esittää sivupystykuvantoa komponentista, jota käytetään tämän keksinnön mukaisella tavalla; 15 Kuvio 16 esittää päälliskuvantoa kuvion 15 mukaisesta komponentista;

Kuvio 17 esittää pohjakuvantoa kuvion 15 mukaisesta komponentista; ja

Kuvio 18 esittää kaavamaista leikkausta eräästä keksinnön mukaisesta lisäsovelluksesta.

20 Piirustuksiin viitaten kuviossa 1 näkyvä viitenumero 10 merkitsee järjestelyä juoksevaa väliainetta, kuten putkijohdossa tai vesiputkessa 12 (näytetty leikattuna kuvantona) olevaa vettä, varten putken 12 sisäseiniin tapahtuvan karstan kerrostumisen vastustamiseksi ja estämiseksi sekä karstan .,..: poistamiseksi putkesta, johon karstaa on jo kerääntynyt.

^ 25 Erään suositeltavan sovellusmuodon mukaisesti pyörteisyysilmaisin tai mikrofoni 14 on asetettu fyysiseen kosketukseen putken kanssa ja se ilmaisee putken sisällä pyörteisyyden johdosta aiheutuvan äänen. Tällaista pyörteisyyttä syntyy veden kulkiessa putken läpi, erityisesti silloin kun vesi kulkee : kalkkikarstakerrostumien yli. Analoginen audiosignaali 16 synnytetään sen 30 taajuuden ollessa suoraan verrannollinen ilmaistun pyörteisyyden määrään. •, j · Tämä taajuus on alueella 20 - 20 000 Hz.

Suodatin 18 poistaa kohinan audiosignaalista 18 suodattaen siten äänet, jotka eivät liity putken kautta kulkevan veden pyörteisyyteen. Suodatettu ‘ ‘, signaali 20 on esitetty kuviossa 1.

35 Differentiaalivahvistin 22 käsittelee ja vahvistaa suodatetun signaalin 20 valmistellessaan pulssimuotoilua. Tällä vahvistimella on sopivimmin säädet-; ’ .: tävä tuotos, joka on asetettu riittävän korkeaksi kyllästämään suodatettu signaali 20 ja muuttamaan se kyllästetyksi neliöidyksi signaaliksi 24.

6 116618

Pulssinmuotoilu- ja derivointiverkosto 26 käsittelee neliöidyn signaalin 24 sarjaksi pulsseja 28, joilla on rajoitetut pulssileveydet. Audiosignaalin 16 taajuus muutetaan siten vastaavaksi määräksi pulsseja.

Monostabiili multivibraattori 30 laajentaa leveydeltään rajoitetut pulssit 5 28 sarjaksi laajempia digitaalisia pulsseja 32. Taajuusjännitemuutin, joka myös tunnetaan nimellä keskimääräistäjä ja joka käsittää sopivimmin kondensaattorin 34, muuttaa leveämmät pulssit 32 tasavirtajännitteeksi 36, jonka amplitudi on funktio leveämpien pulssien 32 taajuudesta ja siten myös audiosignaalin taajuudesta. Jännite-pulssisarjamuunnin tai taajuudeltaan muuttuva stabliili 10 multivibraattori 38 muuttaa tasajännitteen 36 taajuudeltaan vaihtelevaksi pulssijonoksi 40, jonka taajuus on myös suoraan verrannollinen audiosignaalin taajuuteen. Lähtötehotransistori 42 muuttaa pulssijonon 40 sarjaksi käyttöpuls-seja, jotka johdetaan suurtaajuuksisen lähtömuuntajan 46 ensiökäämitykseen 44 tämän muuntajan käsittäessä toisiokäämityksen 48 ja käämitysten välissä 15 olevan säädettävän ferriittisydämen 50. Ensiökäämitys 44 käsittää viritetyn käämityksen ja on liitetty sarjaan kondensaattorin 52 ja tasavirtasyöttöjännitteen 54 kanssa. Tämä toisiokäämitys 48 sisältää parin toisistaan etäisyyden päässä olevia päätteitä 56, 58, jotka on seuraavassa selostetulla tavalla asetettu fyysiseen kosketukseen putken 12 kanssa kontaktivyöhykeparissa näiden 20 vyöhykkeiden ollessa asetettuina etäisyyden päähän toisistaan pituussuunnassa putken akselia pitkin.

Muuntaja 48 muuttaa käyttöpulssit sarjaksi suurtaajuudella toimivia : ·,· soittosignaaleja 60, joista jokaisen taajuus on suuruusluokkaa 50 - 500 kHz ja * . joilla on yleensä sinimuotoisesti vaihteleva amplitudi, jonka arvo vähenee 25 maksimiarvosta nollaan. Näiden soittosignaalien välit eivät ole kestoajaltaan ’ ‘. samoja, jolloin muodostuu satunnainen odotustila signaalien välille.

, Kun putki on tehty johtavasta materiaalista, esimerkiksi kuparista, muuntaja 46 käsittää alhaisen impedanssilähteen, joka synnyttää pienjännittei-

• I

' sen virraltaan korkean signaalin päätteiden 56, 58 väliin. Tämä korkea virta 30 kulkee putkiakselia pitkin ja muodostaa sähkömagneettisen kentän (ks. kuviot i 4A, 4B), joka sisältää yleensä ympyrän muotoiset magneettiset vuolinjat 62 asetettuina tavallisesti koaksiaalisesti putkijohdon akselin suhteen. Päätteiden . · ·. 56 ja 58 välissä olevat vuolinjat ovat koaksiaalisia kuvitteelliseen linjaan nähden, » » joka kulkee kontaktivyöhykkeiden kautta putken 12 ulkopuolella, koska putkella 35 on sangen huomattava läpimitta. Kuvioissa 4A, 4B esitetty sähkömagneettinen ,,!Γ kenttä edustaa tiettyä ajankohtaa, jolloin on selvää, että tämä kenttä laajenee ja supistuu kunkin soittosignaalin amplitudin muuttuessa. Seisovan aallon sisältävä sähkökenttä muodostuu putkijohtoon, jolloin suurtaajuuksinen sähkömagneetti 1 116618 nen kenttä siirtyy eteenpäin putkijohtoa pitkin molemmissa suunnissa sekä ylä-että myötävirtaan kosketusvyöhykkeistä ja poistaa karstaa putkilaitteiston kautta kulkevasta vedestä.

On havaittu, että kysymyksen ollessa kalsiumkarbonaatin muodosta-5 masta karstasta, lyhyemmät odotusajat soittosignaalien välissä vähentävät putkijohdon tukkeutumisaikaa, pitempien odotusvälien taas lisätessä tätä tukkeutumisaikaa. Kun vesi sisältää muita suoloja, erilaiset odotusvälipituudet voivat olla suotavia kiteytymisvaikutuksen aikaansaamiseksi. Siten satunnaisesti muodostetut odotusvälit mahdollistavat (tietyissä rajoissa) useiden erilaisten 10 suolojen käsittelyn.

Kun putki on tehty johtamattomasta materiaalista, esimerkiksi muovista, sama karstanpoistovaikutus voidaan saada aikaan kietomalla kosketusvyöhykkeiden välissä olevan putkiosan ympärille kuparikaivo.

Tehotasoilmaisin 64 toimii visuaalisena näyttövälineenä ja on liitetty 15 keskimääräistävään kondensaattoriin 34. Ilmaisin 64 käsittää sopivimmin sarjan riviin asetettuja valoa säteileviä diodeja, jolloin kunakin ajankohtana valaistujen diodien määrä ilmoittaa lähtötehon tason.

Kuten kuviosta 2 näkyy, laiteyhdistelmä 10 on asetettu koteloon 66, joka on liitetty muovisiteiden tai pitimien 68 välityksellä putkeen. Päätteet 56, 58 20 on asetettu kotelon ulkopuolelle ja puristettu sähkömekaaniseen kosketukseen putken kanssa kotelon ollessa pidätettynä sen päälle. Mikrofoni on asetettu kotelon sisään yhdessä kaikkien muiden kuviossa 1 esitettyjen komponenttien Λ.· kanssa. Näyttölaite 64 on myös asetettu kotelon ulkopuolelle helppoa katselua varten. Sähkötehoa syötetään koteloon kaapelin 70 välityksellä. Kumpikin edellä 25 mainituista päätteistä 56, 58 käsittää sopivimmin pääteosaparin (ks. 58a, 58b kuviossa 3), joita kumpaakin vasten putki 12 nojaa estäen vahingossa tapahtuvan liukumisen putkesta. Kotelossa voidaan käyttää ulkoisia säätimiä ;;; sisäisten komponenttien käsin tapahtuvaa säätöä varten.

·’ ' Kuvioiden 5 - 7 mukaisesti voidaan sama sähkömagneettinen kenttä 30 saada aikaan käyttämättä toisiokäämityksellä varustettua muuntajaa tehok-i kaammalla tavalla uudenlaisen laitteen avulla, jonka yhteydessä itse putki ja/tai sen sisällä oleva vesi toimivat toisiokäämityksenä. Sähköjohtimesta tehty ,··, ensiökäämitys 72 on kierretty silmukalle ensimmäisen akselin 74 ympäri (ks.

kuvio 7). Jokainen ensimmäisen käämityksen 72 kela sijaitsee tasolla, joka 35 kulkee pituussuunnassa putken 12 akselia pitkin. Ensiökäämitys on asetettu putken ulkopuolelle asennetulle kelalle 76. Ferriitistä tai muusta erittäin hyvin V · läpäisevillä magneettisilla ominaisuuksilla varustetusta sopivasta materiaalista tehty magneettinen sydän 78 on kierretty kierukan muotoisesti putken ja sen 8 116618 akselin ympärille. Tämä ferriittisydän 78 kulkee ensiökäämityksen 72 jokaisen kelan kautta. Ferriittisydän voi sisältää useita jäykkiä niveliä tai, kuten kuviosta näkyy, joustavan kaistaleen, joka on samanlainen kuin jääkaappien ovien liuskamagneeteissa käytetty liuska. Tämän järjestelyn avulla saadaan aikaan 5 rengasmainen muuntaja, jossa itse putki muodostaa muuntajan toisiokäämityk-sen. Tällainen rengasmainen muuntaja on tehokkaampi kuin kuvion 1 yhteydessä selostettu pientehoinen muuntaja 46 ja erityisen edullinen läpimitaltaan suurten putkien yhteydessä käytettynä. Rengasmaisella muuntajalla on suurempi ensiö/toisiosuhde, joka vastaa suoraan putkeen kohdistettua 10 lähdeimpedanssia.

Putkessa ja sen sisältämässä vedessä synnytetyn vaihtovirran suunta ja virtapitoisuus on esitetty kuviossa 6. Täplillä ja vastaavasti +-merkeillä varustettu ympyrä edustaa katsojaa päin ja hänestä poispäin vihaavan vaihtovirran suuntaa. Vaihtovirta on yhtenäisesti jaettu ja keskitetty putken 15 kehän ympärille yleisesti tunnetun "ihovaikutuksen" avulla. On otettava huomioon, että putken ei tarvitse olla tehtynä metallimateriaalista eikä muoviputken ympärille tarvitse kietoa metallikalvoa edellä selostetulla tavalla, koska kuvioiden 5-7 mukaisessa järjestelyssä neste itse toimii johtimena ja rengasmaisen muuntajan toisena kelana. Seisovan aallon käsittävä sähkökenttä 20 muodostuu putkessa olevaan nesteeseen. Mitään kosketuspisteitä ei vaadita putkessa luotettavamman toiminnan varmistamiseksi pitkinä ajanjaksoina ilman huoltotarvetta.

; Eräänä toisena tapana ensiökäämityksen valmistamiseksi on käyttää . monijohtimista nauhakaapelia, joka on selostettu kuvioissa 8-10. Kaapeli 80 : 25 sisältää tappiliittimen 82 ja holkkiliittimen 84 vastakkaisissa päissään. Tappiliitti- ‘ \ mestä 82 ulkonee rivi tappeja ja holkkiliittimeen 84 on muodostettu holkkirivi.

Tappien ja hoikkien määrä vastaa yksittäisten liittimien määrää kaapelin sisällä.

;* Jatkuvan kelan muodostamiseksi yksittäisistä liittimistä kaapelissa 80 • ' tappi- ja holkkiliittimet on liitetty yhteen yhden tapin 86 (ks. kuvio 8) ollessa 30 asetettuna syrjään. Toisin sanoen rivin toinen tappi on liitetty ensimmäiseen I hoikkiin, rivin kolmas tappi toiseen hoikkiin jne. Ensimmäinen tappi 86 ja viimeinen holkki on jätetty liittämättä, jolloin muodostuu jatkuva silmukka liittimien ollessa tällä tavoin yhteenIiitettyinä.

* ' \ Ferriittisydäm 88 on edellä selostetulla tavalla myös kierretty putken 12 . * 35 ympärille ja asetettu kulkemaan kaapelin 80 kautta. Myös tässä tapauksessa itse putki ja/ tai siinä oleva vesi toimii toisiokäämityksenä rengasmaista muuntajaa varten.

9 116618

Eräs toinen tapa ensiökäämityksen tekemiseksi käsittää kuvioiden 11 ja 12 mukaisesti kaksipiiripakkauksen 96 käytön, joka sisältää kaksi tappiriviä 97, jotka ulkonevat tämän pakkauksen vastakkaisilta sivuilta, sekä painetun piirin 92, jossa on vastaava rivi holkkeja tappien vastaanottamista varten.

5 Yleensä U-muotoinen ferriittisydän 94 kulkee putkijohdon 12 alasivun ympäri, piirilevyn läpi ja edelleen sydänosaa 95 pitkin pakkauksen 96 ja piirilevyn 92 välissä. Samoin kuin edellä tämä pakkaus on asennettu piirilevylle siten, että rivit ovat asetettuina syrjään siten, että pakkauksen jokaisen rivin yksi tappi on syrjässä vastaavasta holkkirivistä muodostaen siten jatkuvan silmukan. Itse putki 10 ja/tai siinä oleva vesi toimii tällä tavoin muodostetun muuntajan toisiokäämityk-senä.

Kuten kuvioista 13 ja 14 näkyy, ferriittisydän 100 ympäröi putkea 12. Useita kaapeleita 101 on asetettu kulkemaan putken ja sydämen 100 välissä. Vastakkaiset kaapelipäät 105, 106 on liitetty koteloon 102, joka on asennettu 15 putkeen kuviossa 2 esitetyllä tavalla. Kaksipiiripakkaus 104 ja painettu piirilevy 103, joka on pakkauksen ja piirilevyn 92 kaltainen, on esitetty tässä kuviossa.

Kuvio 15 esittää toista kaksipiiripakkausta 110, joka on pakkauksen 96 kaltainen. Pakkaus 110 sisältää kaksi tappiriviä 111, kiinteän ferriittisydämen 107 ja vaihtoehtoisen C-muotoisen sydämen 108. Pakkaus 110 on asennettu 20 painettuun piirilevyyn 109. Tapit 111 on asennettu vastaaviin holkkeihin pirile-vyllä rivien ollessa asetettuina syrjään näistä holkeista, kuten edellä kuvioiden 11 ja 12 yhteydessä on selostettu.

.·> : Holkit 111 muodostavat osan U-muotoisesta käämityksestä, jota täydentävät johtavat kiskot 112, jotka on näytetty kuvion 17 mukaisen piirilevyn 25 109 alasivulla. Ensimmäisen kelan, josta tapit 11a ja kiskot 112 muodostavat osan, ja toisen kelan, josta lisäkiskot 114 muodostavat osat, välistä suhdetta voidaan säätää. Väliottokohdat voidaan lisätä haluttaessa.

Piirustusten kuvio 18 esittää erästä erityisen mukavaa järjestelyä ' · ’ keksinnön mukaisen laitteen kotelosta ja joistakin toiminnallisista elementeistä, 30 mikä tekee sen soveltamisen erityisen yksinkertaiseksi putkeen tai putkijohtoon • nesteen käsittelemiseksi tämän putken tai putkijohdon sisällä.

Kuviossa 18 esitetty laite käsittää koteloyhdistelmän 120, joka sisältää .··. kotelon kaksi alayhdistelmää 121, 122. Näillä alayhdistelmillä 121, 122 on ontto rakenne ja ne kumpikin käsittävät kaksi komponenttia, jotka sisältävät 35 muovimateriaalista tehdyt valanteet, jotka on liitetty yhteen liitoslinjaa pitkin, joka ·' sijaitsee piirustuksen leikkaustasolla ja rajoittaa vastaavat sisäiset ontelot 123, 124. Alayhdistelmän 121 sisäisen ontelon 123 sisälle on asetettu ferriitistä tai muusta samanlaisilla magneettisilla ominaisuuksilla varustetusta materiaalista 10 116618 tehty yleensä U-muotoinen sydänosa 125, ja alayhdistelmän 122 sisäisen ontelon 124 sisään on asetettu lisäksi yleensä U-muotoinen sydänosa 126. Sydänosien 125, 126 haarat päättyvät tasaisiin pintoihin, jotka nojaavat toisiaan vasten kohdissa 127 ja 128, niin että sydän muodostaa magneettisen piirin 5 suljetun silmukan tai renkaan muodossa.

Sydänosan 125 haarat kulkevat koteloalayhdistelmän 121 yleensä numerolla 129 merkittyjen onttojen tappiosien sisällä. Nämä ontot tappiosat 129 päättyvät pallemuodostelmiin 130. Sydänosan 126 haarat kulkevat koteloalayhdistelmän 122 yleensä numerolla 131 merkittyjen onttojen tappiosien 10 sisällä tappiosien 131 päättyessä pinnemuodostelmiin 132, jotka voidaan kiinnittää pallemuodostelmiin 130 niitä vastassa olevissa tappiosien 129 päissä. Sydänosan 126 ja kotelon alayhdistelmän 122 seinäosan väliin asetettu lehtijousi 132 siirtää sydänosan 126 tukikosketukseen sydänosan 125 kanssa riittävällä voimalla sen varmistamiseksi, että mitään huomattavampaa ilmarakoa 15 ei voi avautua sydänosien väliin, mikä siten keskeyttäisi sydämen muodostaman magneettisen piirin.

Nämä kaksi yhteensovitettua koteloalayhdistelmää rajoittavat aukon 133, jonka kautta putki tai putkijohto voi kulkea sydämen ollessa asetettuna kehän suuntaisesti tämän putken tai putkijohdon ympärille. Kiinnitysvälineitä 20 voidaan käyttää varmistamaan kotelon pysyminen vaaditussa asennossa putkessa tai putkijohdossa.

Koteloalayhdistelmän 121 sisäinen ontelo 123 sisältää riittävät mitat edellä mainittujen sähköisten ja elektronisten komponenttien sovittamiseksi mukaan lukien ensiökelan, jonka kautta sydänosa 125 kulkee, edellä selostetun • ·, 25 sähkömagneettisen kentän muodostamiseksi aukon 133 kautta kulkevan putken \ tai putkijohdon sisältämään juoksevaan väliaineeseen.

Hoitoainetta voidaan erityisen hyvin käyttää veden käsittelyssä ;* kotitaloudessa tai kaupallisissa vedensyöttö- tai kuumennusjärjestelmissä ja sitä » voidaan käyttää edullisesti myös vedenkäsittelylaitteissa tai uima-altaissa. 30 Tämän hoitoaineen käytön ei tarvitse rajoittua veden käsittelyyn, vaan myös : oluen käsittelyyn tynnyreissä, jäteveden käsittelyyn laskeutussäiliöissä, viinin : käsittelyyn käymisammeissa, polttoaineen käsittelyyn polttoainesäiliöissä ja lyhyesti sanoen minkä tahansa juoksevaan väliaineen käsittelyyn, joka sisältää '; ioneja tai hienoksi suspendoituja kiintoaineita.

35 Kuten edellä on mainittu, keksintöä voidaan käyttää muilla aloilla vedenkäsittelyn lisäksi karstakerrostumien kasaantumisen estämiseksi vesi-: : järjestelmässä. Keksintö vaikuttaa biologisiin olosuhteisiin juoksevassa väliaineessa, esimerkiksi levien tai bakteerien kasvuun raittiissa vedessä tai H 116618 merivedessä vettä käsiteltäessä keksinnön mukaisella tavalla. Keksinnön on havaittu vaikuttavan myös vaahdotusprosessiin; keksinnön mukaisesti käsitellyssä järjestelmässä hiutaleet laskeutuivat nopeammin kuin käsittelemättömässä järjestelmässä.

5 Keksinnön on myös havaittu vaikuttavan yleensä kidekasvuun muillakin alueilla kuin karstan kerääntymisessä. Kun kiteitä kasvatetaan keksinnön mukaisesti käsitellystä liuoksesta, kidekokoon ja näiden kiteiden hydraatioasteeseen vaikutetaan. Lisäksi joihinkin väliaineina ioneja ja/ tai vapaita radikaaleja sisältäviin reaktioihin vaikutetaan keksinnön mukaisen 10 käsittelyn avulla.

Keksinnön on havaittu myös vaikuttavan veden kloorikäsittelyyn, esimerkiksi uima-altaassa. Kun vettä käsitellään keksinnön mukaisesti, kloorin sitoutumiseen veteen on vaikutettu siten, että vaatimusta kloorin säännöllisen lisäämisen suhteen veteen vaaditun klooripitoisuuden ylläpitämiseksi on 15 vähennetty.

Keksinnön on havaittu myös vaikuttavan korroosioon vesijärjestelmässä. Vettä siirtävissä metalliputkissa, erityisesti ferriittisissä metalliputkissa, esiintyvän korroosion on havaittu vähentyneen keksinnön mukaisesti käsitellyssä järjestelmässä.

20 Uskotaan, että edullinen vaikutus tällaisten metalliputkien korroosioon saavutetaan sen johdosta, että reaktiot, joita tapahtuu korroosiota esiintyessä, vaativat vapaiden elektronien olemassaoloa vedessä. Vastauksena keksinnön : mukaisesti muodostettuun sähkömagneettiseen kenttään vapaat elektronit ,: pakotetaan pois putken keskustasta kohti nestettä ympäröivää metalliputkea, 25 jolloin putki kuljettaa samanlaisen varauksen. Elektronit poistetaan ohuelle * kaistalle putken kehän ympärillä mutta kuitenkin pois metallista, vyöhykkeeltä, jossa tapahtuu korroosioreaktioita, jolloin korroosio estetään tai sitä ainakin * · pidätetään.

' ' Keksintöä voidaan myös mahdollisesti käyttää ei-intrusiivisena 30 johtavuusmittarina tai virtausmittarina maahan kaivettujen muoviputkien tai L - jakeluverkostoissa tapahtuvien vuotojen ilmaisemiseksi sekä kaasua ja vettä siirtävien metalliputkien erottamiseksi toisistaan.

··, On selvää, että kaikkia edellä selostettuja elementtejä tai kahta tai useampaa yhdessä voidaan käyttää käyttökelpoisella tavalla muissa , ’ 35 rakennetyypeissä, jotka ovat erilaisia kuin edellä selostetut tyypit.

Vaikka keksintöä on kuvattu ja selostettu edellä laitejärjestelynä ja . ·. i menetelmänä vedenkäsittelyä varten, niin esitetyt yksityiskohdat eivät ole -12 116618 tarkoitettuja rajoittamaan sitä, sillä useita muunnelmia ja rakenteellisia muutoksia voidaan tehdä esillä olevan keksinnön suojapiiristä poikkeamatta.

Ilman muuta analyyttistä tarkastelua voidaan todeta, että edellä on selostettu täysin esillä olevan keksinnön ydinolemus, jota voidaan nykyisen 5 tietämyksen pohjalta käyttää helposti eri sovelluksissa jättämättä huomioon ottamatta ominaispiirteitä, jotka aikaisemmin tunnetun tekniikan tason mukaisesti käsittävät tämän keksinnön yleisten tai erikoisten ominaisuuksien olennaisen sisällön, ja siten tällaiset sovellukset on tarkoitettu sisältymään oheisissa patenttivaatimuksissa määritettyyn suojapiiriin.

10 » * * • I * i » *

Claims (14)

13 116618

1. Laite akselia pitkin kulkevan putkijohdon (12) sisältämän juoksevan väliaineen käsittelemiseksi, laitteen käsittäessä välineen suurtaajuussignaalien 5 synnyttämiseksi ja välineen mainittujen signaalien kohdistamiseksi väliaineeseen putkijohdossa, tunnettu siitä, että mainittu väline signaalien kohdistamiseksi käsittää: putkijohdon ulkopuolelle asetetun ensiökelan (72; 80; 96; 97; 101; 111, 112); 10 välineen ensiökelan herättämiseksi suurtaajuussignaaleilla; ja sydämen (78; 88; 94; 100; 107; 125, 126), joka on magneettisesti läpäisevää ainetta ja joka ulottuu putkijohdon ympäri ja ensiökelan läpi sähkömagneettisen kentän synnyttämiseksi käsiteltävään juoksevaan väliaineeseen tämän kentän sisältäessä olennaisesti ympyrän muotoiset 15 magneettiset vuolinjat olennaisesti koaksiaalisessa asennossa putkijohdon akselin suhteen, ja tämän kentän johtamiseksi eteenpäin akselia pitkin juoksevan väliaineen käsittelemistä varten ensiökelasta ylä- ja myötävirtaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että sydän on ferriittistä materiaalia.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että jokaisen suurtaajuussignaalin taajuus on alueella 50 - 500 kHz, ja että jokainen suurtaajuussignaali sisältää sinimuotoisesti vaihtelevan amplitudin, joka : .· vähenee maksimiarvostaan nollaan.

.. : 4. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen laite, :· ·. 25 tunnettu siitä, että peräkkäisten suurtaajuussignaalien välillä on pituudeltaan • · : satunnaisia odotusaikoja.

5. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että ensiökela (80) käsittää sähköjohtimesta tehdyn s · '· ’ käämityksen, joka on saatu aikaan monijohtimisesta nauhakaapelista, jonka 30 vastakkaisissa päissä on tappiliitin (82, 84) ja holkkiliitin tappiliittimen sisältäessä \: : tappirivin ja holkkiliittimen sisältäessä holkkirivin ja missä nämä liittimet on liitetty yhteen silmukan muodostamiseksi rivien ollessa asetettu sivuun yhden tapin verran.

‘ ’; 6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen laite, tunnettu siitä, * 9 . 35 että ensiökela käsittää kaksirivisen pakkauksen (96), joka käsittää tappirivin, ja ^ ‘ holkkirivin käsittävän painetun piirilevyn (92), ja missä pakkaus on asennettu ·,' piirilevylle rivien ollessa asetettuina sivuun yhden tapin verran, jolloin herätysväline on kytketty ensiökelaan. 14 116618

7. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että sydän käsittää jäykkiä lenkkejä, jotka on kytketty toisiinsa.

8. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen laite, tunnettu siitä, 5 että se käsittää kotelon (120), joka käsittää vastaavat osat (121, 122), jotka kukin käsittävät sydämen osan (125, 126), näiden kotelo-osien ollessa liitettävissä yhteen putkijohdon ympärille siten, että sydämen osat määrittävät putkijohdon ympärillä olevan sydämen.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että 10 nämä kotelo-osat käsittävät vastaavat kiinnitysmuodostelmat (130, 132), jotka voidaan kiinnittää yhteen kotelo-osien pitämiseksi yhdessä putkijohdon ympärillä.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, tunnettu siitä, että mainitut kiinnitysmuodostelmat (130, 132) ovat napsautuskiinnitettävissä 15 toisiinsa.

11. Jonkin patenttivaatimuksista 8-10 mukainen laite, tunnettu siitä, että se käsittää jousivälineen sydänosien pakottamiseksi kiinnityskosketuk-seen toistensa kanssa.

12. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen laite, 20 tunnettu siitä, että herätysväline käsittää välineen putkijohtoa pitkin kulkevan juoksevan väliaineen äänen havaitsemiseksi ja analogisen audiosignaalin synnyttämiseksi, jonka taajuus on verrannollinen havaittuun ääneen.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen laite, tunnettu siitä, että ; ·. 25 herätysväline käsittää välineen kohinan poistamiseksi audiosignaalista, välineen audiosignaalin muuttamiseksi sarjaksi digitaalisia pulsseja, joiden taajuus on » verrannollinen audiosignaalin taajuuteen, välineen digitaalisten pulssien muuttamiseksi tasajännitteeksi, jonka amplitudi on verrannollinen audiosignaalin ‘ taajuuteen, ja välineen tasajännitteen muuttamiseksi ensiökelaan kohdistetuksi 30 käyttöpulssijonoksi. U

: 14. Menetelmä akselia pitkin kulkevan putkijohdon sisältämän ,,,· juoksevan väliaineen käsittelemiseksi synnyttämällä suurtaajuussignaaleja ja •1 . kohdistamalla mainittuja signaaleja väliaineeseen putkijohdossa, tunnettu ,,, : siitä, että signaalit kohdistetaan juoksevaan väliaineeseen: 35 asentamalla ensiökela putkijohdon ulkopuolelle; . . ’ herättämällä ensiökela suurtaajuussignaaleilla; ja j saamalla aikaan sydän, joka on magneettisesti läpäisevää ainetta ja joka ulottuu putkijohdon ympäri ja ensiökelan läpi, jolloin syntyy sähkö- is 116618 magneettinen kenttä käsiteltävään juoksevaan väliaineeseen, sähkömagneettisen kentän sisältäessä olennaisesti ympyrän muotoiset vuolinjat, jotka ovat olennaisesti asetettuina koaksiaalisesti putkijohdon akselin suhteen, ja jolloin kenttä kulkee eteenpäin akselia pitkin juoksevan väliaineen käsittelemiseksi 5 ensiökelasta ylä- ja myötävirtaan. I » * ‘ · I » • · * * I · · • · t I I M 16 116618