RU2118614C1

RU2118614C1 - Method of magnetically treating liquids

Info

Publication number: RU2118614C1
Application number: RU97103467A
Authority: RU
Inventors: В.Н. Гурницкий; Г.М. Федорищенко; Г.В. Никитенко; Г.П. Стародубцева; И.В. Атанов
Original assignee: Ставропольская Государственная Сельскохозяйственная Академия
Priority date: 1997-03-05
Filing date: 1997-03-05
Publication date: 1998-09-10

Abstract

FIELD: magnetic treatment of liquids. SUBSTANCE: invention more specifically relates to heat- and-power engineering and aims at preventing formation of scale on heating surfaces of heat exchangers, steam- and hot-water boilers, and also at softening and evaporating water in industrial processes, agriculture, in private life, and in sanitary and health-resort treatment. Liquid (e. g. water) in amount 100% of its required amount is passed through magnetron. In this case, 20 to 30% of liquid is subjected to treatment in time-variable and spatially gradient magnetic field with induction 20 to 80 mTl induced by alternate current at frequency 25 to 100 Hz. Treated liquid mixes with untreated liquid stream simultaneously. EFFECT: intensified liquid magnetization process.

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для предотвращения образования накипи на поверхностях нагрева теплообменных аппаратов, паровых и водогрейных котлов, а также для опреснения и выпаривания воды, в технологических процессах производства, сельском хозяйстве, быту, курортно-саноторном лечении и др. The invention relates to a power system and can be used to prevent the formation of scale on the heating surfaces of heat exchangers, steam and hot water boilers, as well as for desalination and evaporation of water, in production processes, agriculture, everyday life, sanatorium treatment, etc.

Известны способы обработки жидкостей в однородном магнитном поле, основным технологическим процессом которых является пропускание всего объема жидкости сквозь силовые линии магнитного поля (см. авт. свид. СССР N 544616, 626044, кл. C 02 B 9/00; 565883, кл. C 02 B 1/16). Known methods for treating liquids in a uniform magnetic field, the main technological process of which is to pass the entire volume of liquid through the magnetic field lines (see ed. Certificate of the USSR N 544616, 626044, class C 02 B 9/00; 565883, class C 02 B 1/16).

Недостатками этих способов является то, что обработке подвергается весь объем движущейся с определенной скоростью жидкости, на что затрачивается энергия и повышается стоимость этих способов. The disadvantages of these methods is that the entire volume of the fluid moving at a certain speed is subjected to processing, which consumes energy and increases the cost of these methods.

Известны способы магнитной обработки жидкостей в неоднородном магнитном поле с использованием различных приемов и устройств (см. авт. свид. N 829580, 854890, 1101421, 1165640, 1239100, 1275004, 1428709, кл. C 02 F 1/48). Known methods of magnetic processing of liquids in an inhomogeneous magnetic field using various techniques and devices (see ed. Certificate N 829580, 854890, 1101421, 1165640, 1239100, 1275004, 1428709, class C 02 F 1/48).

Недостатками этих способов является то, что обработке подвергается не только 100% жидкости, но и используются дополнительно раствор щелочи или сорбент например глина, и т.д., способствующие процессу обработки, что повышает конечную стоимость способа. The disadvantages of these methods is that not only 100% of the liquid is subjected to processing, but also an alkali solution or sorbent such as clay, etc., are used that contribute to the processing process, which increases the final cost of the method.

Наиболее близким по технической сущности и принятый авторами за прототип является способ магнитной обработки жидкости, например воды для теплообменных аппаратов, включающий пропускание воды через магнитотрон, при этом через магнитотрон пропускают 20...30% потребного количества, смешивая этот объем с остальным объемом воды непосредственно перед впуском ее в теплообменный аппарат (см. патент RU N 2010009 C1 на изобретение "Способ магнитной обработки жидкостей", кл. C 02 F 1/48). The closest in technical essence and accepted by the authors for the prototype is a method of magnetic treatment of a liquid, for example, water for heat exchangers, including passing water through a magnetotron, while 20 ... 30% of the required amount is passed through a magnetotron, mixing this volume with the remaining volume of water directly before entering it into the heat exchanger (see patent RU N 2010009 C1 for the invention "Method for the magnetic treatment of liquids", class C 02 F 1/48).

Недостатком прототипа является необходимость в разделении потоков жидкости перед обработкой магнитным полем выделенной ее части, проходящей через магнитотрон, и затем смешивании с остальной - перед использованием, что ограничивает возможности способа, когда требуется обрабатывать весь объем жидкости, например, при выпаривании воды, из молока или других растворов, что повышает конечную себестоимость способа. The disadvantage of the prototype is the need to separate the fluid flows before the magnetic field treats the selected part passing through the magnetotron, and then mix with the rest before use, which limits the possibilities of the method when it is necessary to process the entire volume of liquid, for example, by evaporating water from milk or other solutions, which increases the final cost of the method.

Задача изобретения - снижение стоимости и расширение возможностей применения способа. The objective of the invention is to reduce the cost and expand the application of the method.

Поставленная задача достигается тем, что в способе магнитной обработки жидкостей, включающем пропускание жидкости через магнитотрон, через магнитотрон пропускают 100% потребного количества жидкости, а магнитной обработке в переменном во времени и градиентном в пространстве магнитном поле подвергается 20 - 30% от всей жидкости, с индукцией, равной 20...80 мТл, возбуждаемом переменным током при частоте 25...100 Гц, при этом процесс смешивания с необработанным потоком жидкости происходит одновременно. The problem is achieved in that in a method of magnetic processing of liquids, including passing liquid through a magnetotron, 100% of the required amount of liquid is passed through a magnetotron, and 20-30% of the total liquid is subjected to magnetic processing in a time-varying magnetic field gradient in space, s induction equal to 20 ... 80 mT, excited by alternating current at a frequency of 25 ... 100 Hz, while the process of mixing with the untreated liquid stream occurs simultaneously.

Сущность способа заключается в следующем. The essence of the method is as follows.

Такое поле, генерируемое переменным током промышленной частоты 25...100 Гц, изменяется во времени синусоидально. При переходе через нуль и около нуля магнитное поле с индукцией менее 20 мТл не оказывает действия на воду так, чтобы начали образовываться зародыши кристаллов, будущие центры кристаллизации, но создает условия для их роста в среде неомагниченной или недостаточно омагниченной воды. При нарастании амплитуды поля свыше 20 мТл и при переходе через максимум возникают центры кристаллизации, для которых созданы условия роста. Such a field, generated by alternating current of industrial frequency 25 ... 100 Hz, varies in time sinusoidally. When passing through zero and near zero, a magnetic field with an induction of less than 20 mT does not exert an effect on water so that crystal nuclei and future crystallization centers begin to form, but creates conditions for their growth in non-magnetized or insufficiently magnetized water. As the field amplitude increases above 20 mT and when passing through the maximum, crystallization centers arise for which growth conditions are created.

Составляющая выпучивания магнитного поля в сторону потока воды, в пространстве между полюсами, имеет строение с максимумом индукции поля около стенок полюсов - 80 мТл. Вода, проходящая около стенок полюсов, и вода, проходящая в центре трубы, находятся в разных условиях омагничивания. Градиентное в пространстве поле будет способствовать смешиванию двух сред, содержащих гидратированные ионы солей жесткости отрицательной и положительной полярности, которые под действием градиента поля будут двигаться в сторону меньшей напряженности. The component of the magnetic field buckling towards the water flow, in the space between the poles, has a structure with a maximum field induction near the pole walls - 80 mT. Water passing near the walls of the poles and water passing in the center of the pipe are in different magnetization conditions. A field gradient in space will facilitate the mixing of two media containing hydrated ions of hardness salts of negative and positive polarity, which, under the influence of the field gradient, will move towards lower tension.

Примеры конкретного выполнения способа. Examples of specific performance of the method.

Для проверки способа использовались установки, изготовленные с использованием патента RU N 2053384 C1 на изобретение "Устройство для электромагнитной обработки жидкостей", кл. C 02 F 1/48, B 01 F 13/08 и изобретения по заявке N 94-026999 от 28.07.95г. "Аппарат магнитной обработки вещества". To verify the method, we used installations made using patent RU N 2053384 C1 for the invention "Device for the electromagnetic treatment of liquids", cl. C 02 F 1/48, B 01 F 13/08 and inventions according to the application N 94-026999 from 07.28.95. "Apparatus for the magnetic processing of matter."

Опыт 1. При частоте тока 50 Гц время периода изменения поля составляет 0,02 с. Из них около 0,015 с вода, находящаяся в пространстве между полюсами, оказывается в среде, где создаются лишь условия для роста кристаллов и 0,005 с, при переходе амплитуды поля через максимум, в среде, где начнут возникать центры кристаллизации, для которых в воде уже созданы условия для их дальнейшего роста. Experiment 1. At a current frequency of 50 Hz, the time period of the field change is 0.02 s. Of these, about 0.015 s, the water located in the space between the poles ends up in a medium where only conditions for crystal growth are created and 0.005 s, when the field amplitude passes through a maximum, in a medium where crystallization centers begin to appear, for which water has already been created conditions for their further growth.

Объемы воды, проходящие между полюсами за период времени 0,02 с, перераспределяются таким образом, что около 25% воды оказывается обработанной полем и одновременно смешанной с 75% воды не обработанной полем, что отвечает оптимальным условиям, когда, например в воде, обработанной полем, размеры кристаллов солей жесткости уменьшаются в 3 раза по сравнению с водой, не прошедшей обработку. При этом накипи на поверхностях нагрева не образуются. The volumes of water passing between the poles over a period of 0.02 s are redistributed in such a way that about 25% of the water is treated by the field and at the same time mixed with 75% of the water not treated by the field, which meets optimal conditions when, for example, in water treated by the field , the sizes of crystals of hardness salts are reduced by 3 times compared with water that has not undergone treatment. In this case, scale does not form on the heating surfaces.

Опыт 2. При частоте тока 100 Гц вода проходит между полюсами за время 0,01 с, перераспределяясь в той же пропорции 25% к 75%, но за более короткое время, равное 0,0025 и 0,0075 с. Experiment 2. At a current frequency of 100 Hz, water passes between the poles in a time of 0.01 s, redistributing in the same proportion 25% to 75%, but in a shorter time, equal to 0.0025 and 0.0075 s.

Опыт 3. При частоте тока 25 Гц, вода проходит между полюсами за время 0,04 с, перераспределяясь в пропорции 25% к 75%, но за более длительное время, равное соответственно 0,01 и 0,03 с. Experiment 3. At a current frequency of 25 Hz, water passes between the poles in a time of 0.04 s, being redistributed in the proportion of 25% to 75%, but for a longer time, equal to 0.01 and 0.03 s, respectively.

Таким образом, для оценки качества обработки воды магнитным полем использовался общеизвестный в практике кристаллохимический метод. Брались пробы отработанной и необработанной воды одинакового объема 100 мл. В стаканы устанавливались полоски прозрачного стекла, которые располагались наклонно так, чтобы они были покрыты водой. Время кипячения подбиралось с таким расчетом, чтобы обеспечить рассмотрение под микроскопом, в полярном свете, при увеличении в 600 раз величину кристаллов. Уменьшение линейных размеров кристаллов в 1,5...3 раза и более соответствует безнакипной работе котла. Thus, to assess the quality of magnetic field water treatment, the well-known crystal-chemical method was used in practice. Samples of waste and untreated water of the same volume of 100 ml were taken. Transparent glass strips were installed in the glasses, which were arranged obliquely so that they were covered with water. The boiling time was selected in such a way as to ensure examination under a microscope, in polar light, with a magnification of 600 times the size of the crystals. A decrease in the linear dimensions of crystals by 1.5 ... 3 times or more corresponds to a boiler without scale.

Во всех трех опытах размер кристаллов солей карбонатной жесткости уменьшался в 3 раза, что подтверждает большую эффективность предлагаемого способа. In all three experiments, the size of the crystals of salts of carbonate hardness decreased by 3 times, which confirms the great effectiveness of the proposed method.

Преимущества изобретения по сравнению с прототипом выражаются в следующем. The advantages of the invention compared with the prototype are expressed in the following.

1. Затраты на водоподготовку снижаются, поскольку происходит совмещение переменного во времени и в пространстве градиентдого магнитного поля двух одновременно проходящих процессов - омагничивания и смешивания воды;
2. Появляется возможность использования способа не только в энергетике, но и в других технологических процессах, для которых требуется обработка всего объема жидкости.1. The cost of water treatment is reduced, because there is a combination of time-varying magnetic field of two simultaneously passing processes - magnetization and mixing of water;
2. There is the possibility of using the method not only in the energy sector, but also in other technological processes, which require processing of the entire volume of liquid.

Claims

A method of magnetic processing of liquids, including passing a liquid through a magnetotron, characterized in that 100% of the required amount of liquid is passed through a magnetotron, and 20-30% of the entire liquid with induction of 20 to 80 mT is subjected to magnetic processing in a time-varying magnetic field in space excited by alternating current at a frequency of 25 - 100 Hz, while the mixing process with the untreated fluid stream occurs simultaneously.