RU2046421C1

RU2046421C1 - Device for magnetization of liquids

Info

Publication number: RU2046421C1
Authority: RU
Inventors: Анатолий Иванович Елшин
Original assignee: Анатолий Иванович Елшин
Priority date: 1991-07-01
Filing date: 1991-07-01
Publication date: 1995-10-20

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: device for magnetization of liquids includes transformer having primary winding 1 manufactured in the form of at least one solenoid coiled around closed core 2 of magnetically soft iron. Secondary short-circuited winding is composed of tube 3 for flow of magnetized liquid cut into halves and coupled with electrically closing pipes 4 so that the latter embrace magnetic core 2 with winding 1. Insulation coupling 5 separates space with flowing liquid from primary winding of transformer. Rod 6, additional pipes 7 are arranged axially to tube 3 and are fabricated from conductive material. By outer butts they are electrically connected to tube 3 by welding, for instance, with the use of lampers 8 with holes 9 for flow through of liquid. Tube 3, rod 6, closing pipes 4 and jumpers 8 form secondary winding of transformer. High level of intensity of magnetic field is caused by considerable induction current of secondary circuit which electric resistance is extremely low. EFFECT: expanded application field. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в медицине для омагничивания водных и лекарственных растворов, в строительстве для приготовления цементных растворов, в жидкостных отопительных системах и т.д. The invention relates to electrical engineering and can be used in medicine for the magnetization of aqueous and medicinal solutions, in construction for the preparation of cement mortars, in liquid heating systems, etc.

Известны устройства для омагничивания жидкостей переменным магнитным полем [1] Они содержат соленоиды, питаемые переменным током, которые защищены от воды диамагнитными рубашками. Внутри и снаружи соленоидов расположены трубопроводы для потока омагничиваемой жидкости. Known devices for magnetizing liquids with an alternating magnetic field [1] They contain solenoids powered by alternating current, which are protected from water by diamagnetic shirts. Pipes for the flow of magnetizable fluid are located inside and outside the solenoids.

Основным недостатком этих устройств является большой рабочий зазор, в котором развиваются высокие напряженности магнитного поля, требуемые для процесса омагничивания. The main disadvantage of these devices is the large working gap in which the high magnetic field strengths required for the magnetization process develop.

Известны также устройства для омагничивания жидкости [2] в которых одновременно с нагревом происходит частичное омагничивание жидкости в ферромагнитных сплошных трубах, образующих магнитопровод различной конфигурации. Also known are devices for magnetizing a liquid [2] in which, at the same time as heating, partial magnetization of the liquid occurs in the ferromagnetic continuous pipes forming a magnetic circuit of various configurations.

Недостатком таких устройств является низкий коэффициент мощности, приводящий к увеличению габаритных размеров и удельной массы. The disadvantage of such devices is the low power factor, leading to an increase in overall dimensions and specific gravity.

Известно также устройство для омагничивания жидкости, являющееся прототипом [3] представляющее собой трансформатор, имеющий первичную обмотку в виде соленоидов, подключаемую к источнику переменного тока, и сердечник из магнитомягкого железа, охватывающий трубу для протекания омагничиваемой жидкости. Труба выполнена из диамагнитного материала и расположена в зазоре центрального стержня сердечника, величина зазора зависит от диаметра трубы. В магнитопроводе трансформатора создается магнитный поток, который в зазоре действует перпендикулярно потоку жидкости в трубе, производя ее омагничивание. A device for magnetizing fluid, which is a prototype [3], is also known as a transformer having a primary winding in the form of solenoids connected to an alternating current source, and a magnetically soft iron core covering the pipe for the magnetizable fluid to flow. The pipe is made of diamagnetic material and is located in the gap of the central core core, the size of the gap depends on the diameter of the pipe. A magnetic flux is created in the transformer’s magnetic circuit, which acts in the gap perpendicular to the fluid flow in the pipe, magnetizing it.

Недостатком этого устройства является большая величина зазора центрального стержня, что требует для обеспечения рабочей величины напряженности поля значительные токи в соленоидах и достаточно большого числа витков соленоидов, т.е. больших масс обмоточного провода, что ухудшает массогабаритные и энергетические показатели устройства. Наличие значительных потоков рассеяния, сопутствующих основному потоку, участвующему в процессе омагничивания, требует увеличения сечения магнитопровода, а следовательно, и его массы, что также ухудшает массогабаритные и энергетические показатели устройства. The disadvantage of this device is the large gap of the central rod, which requires significant currents in the solenoids and a sufficiently large number of turns of the solenoids, i.e. large masses of winding wire, which affects the overall dimensions and energy performance of the device. The presence of significant scattering fluxes accompanying the main flux involved in the magnetization process requires an increase in the cross section of the magnetic circuit, and therefore its mass, which also affects the mass and size and energy performance of the device.

Целью изобретения является улучшение массогабаритных и энергетических показателей устройства. Второй целью является увеличение эффективности омагничивания. The aim of the invention is to improve the overall dimensions and energy indicators of the device. The second goal is to increase the magnetization efficiency.

Первая цель достигается тем, что устройство для омагничивания жидкости, представляющее собой трансформатор, содержащий обмотку в виде соленоида, расположенного на замкнутом сердечнике из магнитомягкого материала, охватывающем трубу для протекания омагничиваемой жидкости, снабжено выполненными из токопроводящего материала замыкающей трубкой, стержнем, расположенным соосно с трубой, перемычками и изоляционной муфтой. Труба для протекания жидкости состоит из двух частей, соединенных между собой изоляционной муфтой и замыкающей трубкой, а внешние торцы двух частей трубы соединены между собой перемычками и стержнем, при этом две части трубы и изоляционная муфта служат для протекания жидкости, а те же две части трубы, замыкающая трубка, перемычки и стержень образуют короткозамкнутую вторичную обмотку трансформатора. The first goal is achieved by the fact that the device for magnetizing fluid, which is a transformer containing a winding in the form of a solenoid, located on a closed core of magnetically soft material, covering the pipe for the passage of magnetized fluid, is provided with a closing tube made of conductive material, a rod located coaxially with the pipe , jumpers and insulating sleeve. The pipe for the fluid flow consists of two parts interconnected by an insulating sleeve and a closing pipe, and the outer ends of the two parts of the pipe are connected by jumpers and a rod, while the two pipe parts and the insulating sleeve are used for fluid flow, and the same two parts of the pipe , the closing tube, jumpers and the rod form a short-circuited secondary winding of the transformer.

Вторая цель достигается тем, что устройство для омагничивания жидкости может быть снабжено по крайней мере одной дополнительной трубой, охватывающей с зазором токопроводящий стержень, расположенный внутри трубы и замкнутый по торцам со стержнем и трубой. The second goal is achieved in that the device for magnetizing fluid can be provided with at least one additional pipe, covering with a gap a conductive rod located inside the pipe and closed at the ends with the rod and pipe.

На чертеже представлено устройство для омагничивания проточной жидкости, представляющее собой трансформатор, имеющий первичную обмотку 1, выполненную в виде по крайней мере одного соленоида, намотанного вокруг замкнутого сердечника 2 из магнитомягкого железа. Вторичная короткозамкнутая обмотка состоит из трубы 3 для протекания омагничиваемой жидкости, разрезанной на две половины и соединенной электрически замыкающими трубками 4 так, чтобы последние охватывали магнитопровод 2 с обмоткой 1. Изоляционная муфта 5 отделяет полость с проточной жидкостью от первичной обмотки трансформатора. Стержень 6, дополнительные трубы 7 расположены аксиально к трубе 3, выполнены из проводящего материала и по внешним торцам электрически соединены с трубой 3, например, сваркой с помощью перемычек 8 с отверстиями 9 для протекания жидкости. Патрубки 10 предназначены для подвода и отвода проточной жидкости. Труба 3, стержень 6, замыкающие трубки 4 и перемычки 8 выполнены из электропроводящего материала и образуют вторичную обмотку трансформатора. The drawing shows a device for magnetizing a flowing fluid, which is a transformer having a primary winding 1, made in the form of at least one solenoid wound around a closed core 2 of soft magnetic iron. The secondary short-circuit winding consists of a pipe 3 for the flow of magnetizable fluid, cut into two halves and connected by electrically closing tubes 4 so that the latter surround the magnetic circuit 2 with winding 1. An insulating sleeve 5 separates the cavity with flowing fluid from the primary winding of the transformer. Rod 6, additional pipes 7 are located axially to the pipe 3, are made of a conductive material and are electrically connected to the pipe 3 at the external ends, for example, by welding using jumpers 8 with holes 9 for fluid flow. The nozzles 10 are designed for the supply and removal of flowing fluid. Pipe 3, rod 6, closing tubes 4 and jumpers 8 are made of electrically conductive material and form the secondary winding of the transformer.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

При подключении обмотки 1 к напряжению питающей сети в магнитопроводе наводится переменный магнитный поток. Этот поток создает значительный индукционный ток во вторичной цепи трансформатора, образованной стержнем 6, дополнительными трубами 7, трубой 3, замыкающими трубками 4 и перемычками 8 между стержнем 6 и трубой 3, заполненной проточной жидкостью, и индуктируется интенсивное переменное магнитное поле, направление напряженности которого перпендикулярно потоку жидкости. Действие этого переменного магнитного поля вызывает омагничивание проточной жидкости. When connecting the winding 1 to the supply voltage in the magnetic circuit induces an alternating magnetic flux. This flow creates a significant induction current in the secondary circuit of the transformer formed by the rod 6, additional pipes 7, the pipe 3, the closing tubes 4 and the jumpers 8 between the rod 6 and the pipe 3 filled with flowing fluid, and an intense alternating magnetic field is induced, the intensity direction of which is perpendicular fluid flow. The action of this alternating magnetic field causes the magnetization of the flowing fluid.

Высокий уровень напряженности магнитного поля (100 кА/м и более) обусловлен значительным индукционным током вторичной цепи, электрическое сопротивление которой чрезвычайно мало. Поэтому при относительно малой ЭДС вторичной цепи (порядка 1 В) и малом токе в первичной цепи во вторичной цепи ток достигает нескольких килоампер, что приводит к наведению значительного вторичного магнитного поля. Это магнитное поле целиком и полностью сконцентрировано в пространстве между трубой 3 и стержнем 6, заполняемом проточной жидкостью, и не рассевается в окружающее пространство. Отсутствие потоков рассеяния приводит к снижению массы магнитопровода, по которому замыкается только основной рабочий поток. При этом улучшается коэффициент мощности устройства в связи с отсутствием дополнительных, нерабочих магнитных потоков рассеяния, что приводит к снижению величины первичного тока, а следовательно, и массы обмоточного провода первичной обмотки. Вместе с тем снижаются потери мощности в первичной обмотке трансформатора, что приводит к повышению КПД устройства в целом. A high level of magnetic field strength (100 kA / m or more) is due to the significant induction current of the secondary circuit, the electrical resistance of which is extremely small. Therefore, with a relatively small EMF of the secondary circuit (of the order of 1 V) and a small current in the primary circuit in the secondary circuit, the current reaches several kiloamperes, which leads to the induction of a significant secondary magnetic field. This magnetic field is completely and completely concentrated in the space between the pipe 3 and the rod 6, filled with flowing fluid, and does not disperse into the surrounding space. The absence of scattering fluxes leads to a decrease in the mass of the magnetic circuit through which only the main working flux is closed. This improves the power factor of the device due to the absence of additional, non-working magnetic fluxes of scattering, which leads to a decrease in the magnitude of the primary current, and hence the mass of the winding wire of the primary winding. At the same time, power losses in the primary winding of the transformer are reduced, which leads to an increase in the efficiency of the device as a whole.

С целью повышения эффективности омагничивания жидкости, обусловленного равномерным распределением магнитного поля в объеме проточной жидкости, в пространстве между стержнем 6 и трубой 3 соосно устанавливаются дополнительные трубы 7, разделяющие поток жидкости на отдельные слои и создающие равномерный уровень магнитного поля по слоям пpоточной жидкости. Кроме того, под действием индукционного тока во вторичной цепи происходят разогрев стержня 6 и труб 3, 7 и последующая передача тепла проточной жидкости. При этом можно регулировать количество тепла, выделенное в центре потока жидкости и на периферии, изменением соотношения площадей сечения стержня 6 и труб 7 и площади сечения трубы 3. Этим достигается высокая эффективность преобразования электрической энергии в тепловую. In order to increase the efficiency of fluid magnetization, due to the uniform distribution of the magnetic field in the volume of the flowing fluid, additional tubes 7 are coaxially installed in the space between the rod 6 and the pipe 3, separating the fluid flow into separate layers and creating a uniform magnetic field level across the flowing fluid layers. In addition, under the influence of induction current in the secondary circuit, the rod 6 and pipes 3, 7 are heated and the heat of the flowing fluid is subsequently transferred. In this case, the amount of heat released in the center of the fluid flow and at the periphery can be controlled by changing the ratio of the cross-sectional areas of the rod 6 and the pipes 7 and the cross-sectional area of the pipe 3. This achieves a high efficiency of converting electric energy into heat.

Частичный подогрев жидкости осуществляется в замыкающих трубках 4 в связи с тем, что индукционный ток выделяет в них определенную часть тепла, передаваемого от внутренних стенок трубок 4 жидкости. Partial heating of the liquid is carried out in the closing tubes 4 due to the fact that the induction current emits in them a certain part of the heat transferred from the inner walls of the liquid tubes 4.

Claims

1. DEVICE FOR MAGNETIZATION OF LIQUID, containing a winding in the form of a solenoid located on a closed core of magnetically soft iron, covering the pipe for the passage of magnetizable liquid, characterized in that it is provided with a closure tube made of conductive material, a rod located coaxially with the pipe, jumpers and insulating sleeve, the specified pipe is made of conductive material and consists of two parts interconnected by a closing tube, covering the magnetic circuit with a winding , The inner ends of the pipe sections interconnected insulating sleeve, the outer ends of said tubes are interconnected webs and the rod, said tube, closing the tube, and a jumper rod forming the secondary winding short-circuited.

2. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with at least one additional pipe, covering with a gap a conductive rod located inside the pipe and closed at the ends with the rod and pipe.