RU2131400C1

RU2131400C1 - Device for electromagnetic treatment of liquid

Info

Publication number: RU2131400C1
Application number: RU98106069A
Authority: RU
Inventors: С.М. Юровский; А.Д. Савватеев; А.В. Пахомов
Original assignee: Юровский Станислав Михайлович; САВВАТЕЕВ Алексей Дмитриевич; ПАХОМОВ Алексей Васильевич
Priority date: 1998-04-03
Filing date: 1998-04-03
Publication date: 1999-06-10

Abstract

FIELD: electromagnetic treatment of liquids, magnetization of water systems in various branches of industry with simultaneous electric treatment. SUBSTANCE: device has three-phase stator creating rotary magnetic field and rotor installed in case. Rotor is fitted with three-phase multiturn winding and rectifier made up of semiconductor valves (diodes) put on insulators on shaft of rotor. Ends of rotor winding are connected to rectifier which output is linked to current-conducting plates- electrodes not insulated from electric contact with treated liquid. Rotor is set immobile. Stator and rotor with windings, semiconductor valves of rectifier and electric couplings of rotor winding to rectifier are sealed and electrically insulated from treated liquid. EFFECT: enhanced efficiency of electromagnetic treatment of liquids. 3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для электромагнитной (магнитной) обработки жидкости и может быть использовано в различных отраслях промышленности при омагничивании водных систем с одновременной электрообработкой, например, в теплоэнергетике, химической, горной, металлургической, строительных материалов. The invention relates to devices for electromagnetic (magnetic) liquid processing and can be used in various industries for the magnetization of water systems with simultaneous electrical processing, for example, in power engineering, chemical, mining, metallurgical, building materials.

Известно устройство для электромагнитной (магнитной) обработки жидкости [1], содержащее магнитную систему в виде статора из набора листов электротехнической стали, в пазах которого уложена обмотка, питаемая от трехфазного источника тока, и ротора также из набора листов электротехнической стали с пазами, в которых уложена обмотка в виде полых диамагнитных трубок из токопроводящего материала, замкнутая на концах фланцами из токопроводящего материала, аналогичная короткозамкнутой обмотке ротора асинхронного электродвигателя типа "беличья клетка". Трубки сообщаются с входной и выходной полостями для подачи и выхода обрабатываемой жидкости, которая протекает по трубкам и подвергается обработке магнитным полем, создаваемым обмоткой статора (SU 1188106 A, кл. C 02 F 1/48, 1985 г.). A device for electromagnetic (magnetic) liquid treatment [1], containing a magnetic system in the form of a stator from a set of sheets of electrical steel, in the grooves of which is laid a winding powered by a three-phase current source, and a rotor also from a set of sheets of electrical steel with grooves in which a winding is laid in the form of hollow diamagnetic tubes of conductive material, closed at the ends by flanges of conductive material, similar to the short-circuited winding of the rotor of a squirrel-cage induction motor I'm a cell. " The tubes communicate with the inlet and outlet cavities for supplying and exiting the treated fluid, which flows through the tubes and is subjected to a magnetic field generated by the stator winding (SU 1188106 A, class C 02 F 1/48, 1985).

В данном устройстве обмотка статора создает вращающееся магнитное поле, под действием которого вращается ротор с обмоткой-трубопроводом, поэтому жидкость подвергается обработке как магнитным полем статора, так и током от наведенной этим полем электродвижущей силы (ЭДС) в обмотке-трубопроводе и в жидкости; частота этого тока определяется скольжением ротора и обычно составляет 0,5-4 Гц при питании устройства от сети с частотой 50 Гц. In this device, the stator winding creates a rotating magnetic field, under the influence of which the rotor rotates with the winding-pipe, therefore, the liquid is subjected to both a stator magnetic field and current from the electromotive force induced by this field in the winding-pipe and in the liquid; the frequency of this current is determined by the slip of the rotor and is usually 0.5-4 Hz when the device is powered from the network with a frequency of 50 Hz.

К основным недостаткам указанного устройства можно отнести то обстоятельство, что рабочий магнитный поток проходит в основном по стали статора и ротора и воздушному зазору между ними, слабо проникая внутрь диамагнитных трубок и текущую в них жидкость, так как их магнитное сопротивление велико по сравнению с остальными участками магнитной цепи устройства. The main disadvantages of this device can be attributed to the fact that the working magnetic flux passes mainly through the steel of the stator and rotor and the air gap between them, weakly penetrating into the diamagnetic tubes and the fluid flowing in them, since their magnetic resistance is large compared to other sections magnetic circuit device.

Кроме того, индуцированный вращающимся магнитным полем ток протекает в основном по трубкам, а не по жидкости, так как электрическое сопротивление трубок ничтожно мало по сравнению с сопротивлением жидкости (жидких проводников) в трубках. In addition, the current induced by the rotating magnetic field flows mainly through the tubes, and not through the liquid, since the electrical resistance of the tubes is negligible compared to the resistance of the liquid (liquid conductors) in the tubes.

Указанные недостатки снижают эффективность обработки жидкости таким устройством. These shortcomings reduce the efficiency of processing the liquid with such a device.

Известно также устройство для электромагнитной (магнитной) обработки жидкости [2] -прототип, содержащее корпус, в котором установлен статор из набора листов электротехнической стали, в пазах которого уложена обмотка, аналогичный известному статору трехфазного асинхронного электродвигателя, герметичную емкость для жидкости, связанную с подводящим и отводящим штуцерами, и ротор, также выполненный из набора листов электротехнической стали с пазами и зубцами на боковой поверхности, который концентрично, с зазором для прохода обрабатываемой жидкости установлен в емкости и расточке пакета стали статора, при этом наружная поверхность ротора, включая его пазы, контактирующая с обрабатываемой жидкостью, покрыта слоем изоляции, а по концам пакета стали ротора установлены электропроводные, неизолированные от электрического контакта с обрабатываемой жидкостью пластины; емкость же для жидкости выполнена (образована) соединением в монолитную, герметичную конструкцию, корпуса и статора с обмоткой, путем соединения (склеивания) их частей и пропитки обмотки, диэлектрическим эпоксидным (или аналогичным ему) компаундом, при этом слоем компаунда покрыта сталь расточки пакета статора и его пазы, а толщина этого слоя выполнена меньше (в десятки и сотни раз), чем в зоне лобовых частей обмотки и границ корпуса устройства чем, как нетрудно видеть, обеспечивается герметизация и электроизоляция статора с обмоткой от обрабатываемой жидкости (RU 2052917 C1, кл. C 02 F 1/48, 1995 г.). A device is also known for electromagnetic (magnetic) liquid treatment [2] -prototype containing a housing in which a stator is installed from a set of sheets of electrical steel, in the grooves of which a winding is laid, similar to the known stator of a three-phase asynchronous electric motor, an airtight container for liquid connected with the supply and outlet nipples, and a rotor also made of a set of sheets of electrical steel with grooves and teeth on the side surface, which is concentrically machined with a clearance for the passage th liquid is installed in the container and the bore of the stator steel package, while the outer surface of the rotor, including its grooves in contact with the treated fluid, is covered with an insulation layer, and electrically conductive plates insulated from electrical contact with the treated fluid are installed at the ends of the rotor steel package; the liquid tank is made (formed) by connecting in a monolithic, sealed structure, the housing and the stator with the winding, by connecting (gluing) their parts and impregnating the winding with a dielectric epoxy (or similar) compound, while the stator pack steel is coated with a compound layer and its grooves, and the thickness of this layer is made less (tens and hundreds of times) than in the zone of the frontal parts of the winding and the boundaries of the device casing, which, as is easy to see, provides sealing and electrical insulation of the stator with winding from abutable fluid (RU 2052917 C1, class C 02 F 1/48, 1995).

Такая конструкция устройства имеет ряд ценных преимуществ по сравнению с другими известными устройствами, в том числе и с описанным выше аналогом, в частности позволяет получить высокую напряженность магнитного поля в жидкости (600 кА/м и более) при низких энергозатратах, так как магнитное сопротивление предельно снижено на всех участках магнитной цепи, включая и рабочий участок с обрабатываемой жидкостью в зазоре между статором и ротором (за счет малой величины кольцевого зазора), и увеличить ток, протекающий непосредственно в жидкости, в межполюсном пространстве магнитной системы устройства от наведенной вращающимся или пульсирующим магнитным полем ЭДС, так как исключена шунтировка (протекание) тока по поверхности стали статора и ротора благодаря наличию на них изоляционного слоя. This device design has a number of valuable advantages compared to other known devices, including the analogue described above, in particular, it allows to obtain a high magnetic field strength in a liquid (600 kA / m or more) at low energy consumption, since the magnetic resistance is extremely reduced in all sections of the magnetic circuit, including the working section with the liquid being processed in the gap between the stator and the rotor (due to the small size of the annular gap), and to increase the current flowing directly into the liquid, in the interpole space of the device’s magnetic system from the induced by the rotating or pulsating magnetic field of the EMF, since current shunting (flowing) over the surface of the stator and rotor steel is excluded due to the presence of an insulating layer on them.

Указанные факторы способствуют повышению эффективности электромагнитной обработки жидкости, однако и этому устройству присущи некоторые недостатки, в частности то обстоятельство, что "обмотка" ротора, которая в данном устройстве образована объемом жидкости, заключенном в емкости, в кольцевом сечении межполюсного пространства магнитной системы устройства (между статором и ротором), включая и жидкие проводники в пазах ротора, замкнутая, установленными на концах пакета стали ротора, электропроводными, неизолированными пластинами, по сути дела тоже представляет собой короткозамкнутую "обмотку" типа "беличья клетка", что и в указанном аналоге [1] с полыми диамагнитными трубками в пазах ротора, замкнутыми на концах токопроводящими фланцами с той лишь разницей, что в аналоге [1] "беличья клетка" образована полыми диамагнитными трубками, замкнутыми на концах токопроводящими фланцами, а в прототипе [2] - жидкими проводниками, замкнутыми установленными на концах пакета стали ротора, электропроводными, неизолированными пластинами; то есть с этой точки зрения указанные обмотки однотипные, хотя, конечно своими электрическими параметрами, например электрическим сопротивлением, они существенно отличаются, так же как и конечным результатом их использования в устройстве, предназначенном для электромагнитной обработки жидкости. These factors contribute to increasing the efficiency of electromagnetic processing of liquids, however, this device also has some drawbacks, in particular the fact that the "winding" of the rotor, which in this device is formed by the volume of liquid enclosed in the container, in an annular section of the interpole space of the device’s magnetic system (between stator and rotor), including liquid conductors in the grooves of the rotor, closed, installed at the ends of the package of steel of the rotor, electrically conductive, non-insulated plates, per day and the case also represents a short-circuited “squirrel cage” type winding, as in the indicated analogue [1] with hollow diamagnetic tubes in the grooves of the rotor closed at the ends by conductive flanges with the only difference that in the analogue [1] the “squirrel cage” "formed by hollow diamagnetic tubes, closed at the ends of the conductive flanges, and in the prototype [2] - liquid conductors, closed mounted at the ends of the rotor steel stack, electrically conductive, non-insulated plates; that is, from this point of view, these windings are of the same type, although, of course, they differ significantly in their electrical parameters, for example, electrical resistance, as well as the end result of their use in a device designed for electromagnetic processing of a liquid.

Так как короткозамкнутая обмотка типа "беличья клетка" представляет собой одновитковые контуры, то величина наведенной ЭДС в них небольшая и обычно составляет несколько вольт (в зависимости от габаритов и мощности магнитной системы устройства), а так как в прототипе [2] электрическое сопротивление жидких проводников (жидкости, например воды) - большое, то, следовательно, токи, протекающие в жидкости, - небольшие (в пределах нескольких ампер или даже меньше, в зависимости от мощности и конструктивных параметров устройства), что снижает эффективность электромагнитной обработки жидкости таким устройством. Since the short-circuited squirrel-cage type winding is a single-turn circuit, the induced EMF in them is small and usually amounts to several volts (depending on the size and power of the device’s magnetic system), as well as in the prototype [2] the electrical resistance of liquid conductors (liquids, for example water) is large, then, therefore, the currents flowing in the liquid are small (within a few amperes or even less, depending on the power and design parameters of the device), which reduces the effect vnost electromagnetic treatment liquid with such a device.

Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков прототипа и повышение эффективности электромагнитной обработки жидкости. The aim of the present invention is to remedy these disadvantages of the prototype and increase the efficiency of electromagnetic processing of liquids.

Поставленная цель достигается тем, что ротор снабжен уложенной в его пазы многовитковой обмоткой, аналогичной обмотке ротора асинхронного электродвигателя с фазным ротором или ей подобной, электродвижущая сила (ЭДС) которой при прочих равных условиях пропорциональна количеству витков и может быть получена в сто (и более) раз больше, чем в одновитковой (одноконтурной) обмотке типа "беличья клетка", при этом для получения максимальной ЭДС на концах обмотки, ротор установлен неподвижно, а концы обмотки с действующей в ней ЭДС соединены с выпрямителем, состоящим из полупроводниковых вентилей (диодов), установленных на изоляторах на валу ротора, либо иным образом, например в полости вала и электрически изолированных от токопроводящих частей ротора. Выпрямитель может быть собран по известным схемам: трехфазной мостовой или со средней точкой и другим схемам; представляется, что трехфазная схема со средней точкой, в которой используются всего три полупроводниковых вентиля, и имеющая достаточно хорошие характеристики выпрямленного напряжения и тока, наиболее подходит для данного случая, также как и трехфазная обмотка ротора, хотя в общем случае могут быть использованы и другие типы выполнения обмотки ротора и другие схемы выпрямителей. This goal is achieved in that the rotor is equipped with a multi-turn winding laid in its grooves, similar to the winding of the rotor of an asynchronous electric motor with a phase rotor or the like, the electromotive force (EMF) of which, ceteris paribus, is proportional to the number of turns and can be obtained in a hundred (or more) times more than in a single-turn (single-circuit) squirrel-cage winding, in order to obtain maximum EMF at the ends of the winding, the rotor is stationary, and the ends of the winding with the EMF acting in it are connected to the rectifier with an amber, consisting of semiconductor valves (diodes) mounted on insulators on the rotor shaft, or in another way, for example, in a shaft cavity and electrically isolated from the conductive parts of the rotor. The rectifier can be assembled according to known schemes: three-phase bridge or with a midpoint and other schemes; it seems that a three-phase circuit with a mid-point, in which only three semiconductor valves are used, and having fairly good characteristics of rectified voltage and current, is most suitable for this case, as well as a three-phase rotor winding, although other types can be used in the general case performing rotor windings and other rectifier circuits.

Выход же выпрямителя, его плюс (+) и минус (-) или средняя точка, соединен с установленными на изоляторах, на концах ротора (по обе стороны) токопроводящими, неизолированными от электрического контакта с обрабатываемой жидкостью, пластинами - электродами, например, в форме кольцевых пластин из железа, алюминия и других токопроводящих материалов и обеспечивающих при этом (своей геометрической формой и размерами) необходимый проход для обрабатываемой жидкости. The output of the rectifier, its plus (+) and minus (-) or midpoint, is connected to conductive, insulated from electrical contact with the processed fluid, mounted on insulators, at the ends of the rotor (on both sides), plates - electrodes, for example, in the form ring plates made of iron, aluminum and other conductive materials and providing (with their geometric shape and dimensions) the necessary passage for the processed fluid.

Кроме того, ротор с обмоткой, полупроводниковые вентили выпрямителя и электрические связи обмотки ротора с выпрямителем герметизированы и электрически изолированы от воздействия обрабатываемой жидкости, например, путем компаундирования, то есть заливки, пропитки, покрытия и склеивания их в монолитную, герметичную конструкцию, диэлектрическим, стойким к длительному воздействию обрабатываемой жидкости, эпоксидным (или аналогичным ему) компаундом, при этом тонким слоем (но необходимым и достаточным для электрической изоляции) этого компаунда покрыты как наружная поверхность стали ротора, так и все контактирующие с обрабатываемой жидкостью токопроводящие части (вал, опоры, крышки и другие элементы) внутри корпуса устройства, включая и внутреннюю поверхность подводящего и отводящего штуцеров, кроме пластин-электродов, электрически изолированных (как уже было сказано выше) от токопроводящих частей ротора. In addition, the rotor with the winding, rectifier semiconductor valves and the electrical connections of the rotor winding with the rectifier are sealed and electrically isolated from the influence of the treated fluid, for example, by compounding, that is, filling, impregnating, coating and gluing them into a monolithic, sealed structure, dielectric, resistant to prolonged exposure to the treated fluid, an epoxy (or similar) compound, with a thin layer (but necessary and sufficient for electrical insulation) of this comp the surroundings cover both the outer surface of the rotor steel and all conductive parts (shaft, supports, covers, and other elements) that come into contact with the liquid being processed inside the device’s body, including the inner surface of the supply and discharge fittings, except for electrode plates that are electrically isolated (as already It was said above) from the conductive parts of the rotor.

Герметизация и электроизоляция ротора с обмоткой, полупроводниковых вентилей выпрямителя и их электрических связей может быть выполнена и другим путем, например помещением ротора с обмоткой и установленными на роторе, на изоляторах полупроводниковыми вентилями и их электрическими связями в трубу - оболочку (капсулу) из фторопласта, стеклопластика и подобных им материалов с последующей заливкой в нее, с обеих концов, эпоксидного компаунда, герметика, для полной их герметизации и электроизоляции от обрабатываемой жидкости. Sealing and electrical insulation of a rotor with a winding, rectifier semiconductor valves and their electrical connections can be performed in another way, for example, by placing a rotor with a winding and mounted on the rotor, on insulators with semiconductor valves and their electrical connections in a pipe - sheath (capsule) made of fluoroplastic, fiberglass and similar materials, followed by pouring into it, at both ends, an epoxy compound, sealant, for their complete sealing and electrical isolation from the treated fluid.

Кроме указанных примеров, герметизация и электроизоляция обмоток статора и ротора может быть осуществлена путем выполнения обмоток из провода в изоляции, допускающей работу в среде обрабатываемой жидкости, а герметизация и электроизоляция полупроводниковых вентилей выпрямителя и мест соединения их электрических связей с обмоткой - путем нанесения (покрытия) на них слоя электроизоляции, однако в этом случае все токопроводящие части внутри корпуса устройства (поверхность стали корпуса, статора, ротора, вала, его опор, крышек и т.д. и т.п.), включая и внутреннюю поверхность подводящего и отводящего штуцеров, контактирующие с обрабатываемой жидкостью, должны быть покрыты слоем диэлектрического, стойкого к длительному воздействию обрабатываемой жидкости, эпоксидного компаунда, лака, эмали, кроме, как уже было сказано выше, пластин - электродов, установленных на концах ротора, с обеих его сторон, на валу, на изоляторах. In addition to these examples, sealing and electrical insulation of the stator and rotor windings can be carried out by performing windings from a wire in insulation that allows operation in the medium of the liquid being treated, and sealing and electrical insulation of rectifier semiconductor valves and the points of connection of their electrical connections with the winding by applying (coating) there is a layer of electrical insulation on them, but in this case all the conductive parts inside the device’s body (the surface of the steel of the case, stator, rotor, shaft, its supports, covers, etc., etc.), The inner surface of the inlet and outlet nozzles in contact with the fluid to be treated must be coated with a dielectric layer, resistant to prolonged exposure to the fluid being treated, epoxy compound, varnish, enamel, except, as mentioned above, plates - electrodes installed at the ends of the rotor , on both sides, on the shaft, on insulators.

Покрытие всех токопроводящих частей внутри корпуса устройства диэлектрическим компаундом, лаком, эмалью, то есть электроизоляция всех токопроводящих частей, контактирующих с обрабатываемой жидкостью внутри корпуса устройства, кроме, разумеется, пластин - электродов, выполнена для того чтобы обеспечить протекание тока от наведенной вращающимся или пульсирующим магнитным полем статора в многовитковой обмотке ротора ЭДС через выпрямитель именно по жидкости, в межполюсном пространстве магнитной системы устройства от одной пластины - электрода к другой и исключить протекание тока по другим токопроводящим частям, контактирующим с обрабатываемой жидкостью внутри корпуса устройства. Нетрудно видеть, что емкость для жидкости в указанных случаях герметизации и электроизоляции статора и ротора с обмотками образована (образуется) внутри корпуса между частями герметизированных и электрически изолированных от обрабатываемой жидкости статора и ротора с обмотками и герметизацией корпуса устройства. Coating all the conductive parts inside the device’s body with dielectric compound, varnish, enamel, that is, the electrical insulation of all conductive parts in contact with the liquid being treated inside the device’s body, except, of course, the plate-electrodes, is made in order to ensure that the current flows from the induced rotating or pulsating magnetic the stator field in the multi-turn winding of the EMF rotor through the rectifier precisely through the liquid, in the interpolar space of the device’s magnetic system from one plate - electric ktroda to another, and to eliminate current flow in other conductive parts in contact with the process fluid inside the enclosure. It is easy to see that the liquid container in these cases of sealing and electrical insulation of the stator and rotor with windings is formed (formed) inside the housing between the parts of the stator and rotor sealed and electrically isolated from the processed fluid with windings and the sealing of the device body.

Указанная совокупность существенных признаков, находящихся во взаимосвязи друг с другом, а именно установка ротора неподвижно, снабжение ротора уложенной в его пазы многовитковой обмоткой и выпрямителем, соединение концов обмотки ротора с действующей в ней ЭДС, наведенной вращающимся или пульсирующим магнитным полем статора, с выпрямителем, выход которого, "плюс" и "минус" (или средняя точка обмотки ротора), соединен с установленными на концах ротора, на изоляторах, с неизолированными от электрического контакта с обрабатываемой жидкостью, токопроводящими пластинами - электродами, герметизация и электрическая изоляция обмотки ротора, полупроводниковых вентилей выпрямителя и их электрических связей, например, путем компаундирования или иным способом, а также электроизоляция всех токопроводящих частей, контактирующих с обрабатываемой жидкостью внутри корпуса устройства, включая и внутреннюю поверхность подводящего и отводящего штуцеров, кроме, разумеется, пластин - электродов, позволяет повысить эффективность электромагнитной обработки жидкости за счет увеличения электрического напряжения, приложенного к пластинам - электродам от наведенной вращающимся или пульсирующим магнитным полем статора ЭДС в многовитковой обмотке ротора, концы которой соединены с входом выпрямителя, а вход выпрямителя - с пластинами-электродами, а следовательно и постоянного тока в жидкости в межполюсном пространстве магнитной системы устройства, где на жидкость одновременно воздействует и интенсивное магнитное поле. Увеличению этого тока и эффективности обработки способствует также создание условий для протекания тока именно по обрабатываемой жидкости в межполюсном пространстве магнитной системы устройства от одной пластины - электрода к другой за счет электроизоляции всех токопроводящих частей, контактирующих с обрабатываемой жидкостью внутри корпуса устройства, включая и внутреннюю поверхность подводящего и отводящего штуцеров. Повышению эффективности обработки способствует также протекающий в жидкости под действием постоянного тока процесс электролиза. The specified set of essential features that are interrelated with each other, namely, the installation of the rotor motionless, the supply of the rotor with a multi-turn winding and a rectifier in its grooves, the connection of the ends of the rotor winding with the EMF acting in it, induced by a rotating or pulsating stator magnetic field, with a rectifier, whose output, "plus" and "minus" (or the middle point of the rotor winding), is connected to those installed on the ends of the rotor, on insulators, with non-insulated from electrical contact with the processed fluid conductive plates - electrodes, sealing and electrical insulation of the rotor windings, rectifier semiconductor valves and their electrical connections, for example, by compounding or otherwise, as well as electrical insulation of all conductive parts in contact with the processed fluid inside the device body, including the inner surface of the supply and the discharge nozzles, except, of course, the plates - electrodes, can increase the efficiency of the electromagnetic treatment of the liquid by increasing the electric electric voltage applied to the plates - electrodes from the induced or rotating or pulsating magnetic field of the EMF stator in the multi-turn winding of the rotor, the ends of which are connected to the input of the rectifier, and the input of the rectifier to the plates-electrodes, and therefore direct current in the liquid in the interpole space of the magnetic system devices where the liquid is simultaneously affected by an intense magnetic field. The increase in this current and processing efficiency is also facilitated by the creation of conditions for the current to flow through the fluid in the interpolar space of the device’s magnetic system from one plate — the electrode to another — by insulating all conductive parts in contact with the fluid being processed inside the device’s body, including the inner surface of the supply and discharge fittings. The electrolysis process, which takes place in a liquid under the influence of direct current, also helps to increase the processing efficiency.

Сущность изобретения поясняется далее примером его конкретного исполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:
фиг. 1 - общий вид устройства (продольное сечение); фиг. 2 - сечение по А-А (поперечное сечение); фиг. 3 - схема соединения обмотки ротора с выпрямителем и пластинами - электродами.The invention is illustrated further by the example of its specific implementation with reference to the accompanying drawings, which depict:
FIG. 1 - general view of the device (longitudinal section); FIG. 2 - section aa (cross section); FIG. 3 - connection diagram of a rotor winding with a rectifier and plates - electrodes.

Устройство содержит корпус 1, в котором установлен статор 2 с обмоткой 3, уложенной в пазы 4 статора 2. В данном конкретном примере, статор 2 представляет собой трехфазный статор, аналогичный известному статору трехфазного электродвигателя, питаемый от промышленной сети с частотой 50 Гц, хотя в общем случае могут быть использованы и другие типы статоров (однофазный, многофазный), другие виды источников питания и частоты тока. The device comprises a housing 1, in which a stator 2 is installed with a winding 3 laid in the grooves 4 of the stator 2. In this particular example, the stator 2 is a three-phase stator, similar to the well-known stator of a three-phase electric motor, powered from an industrial network with a frequency of 50 Hz, although In general, other types of stators can be used (single-phase, multiphase), other types of power sources and current frequencies.

Статор 2 с обмоткой 3 герметизированы и электрически изолированы от обрабатываемой жидкости 5 путем компаундирования: то есть заливки, пропитки и склеивания их частей диэлектрическим эпоксидным компаундом 6, при этом слоем этого компаунда покрыта поверхность расточки пакета стали статора и его пазы. The stator 2 with the winding 3 is sealed and electrically isolated from the treated fluid 5 by compounding: that is, pouring, impregnating and gluing their parts with dielectric epoxy compound 6, while the surface of the bore of the stator steel package and its grooves is coated with this compound.

Как видно из фиг. 1, слой компаунда 6, покрывающий сталь расточки статора и его пазы, выполнен меньше, чем в зоне лобовых частей обмотки 3 статора 2 и границ корпуса 1 устройства, что выполнено с целью снижения энергозатрат (намагничивающего тока) при обеспечении необходимой герметизации и электроизоляции обмотки статора и стали расточки статора. As can be seen from FIG. 1, the layer of compound 6, covering the steel of the stator bore and its grooves, is made smaller than in the zone of the frontal parts of the winding 3 of the stator 2 and the boundaries of the housing 1 of the device, which is done in order to reduce energy consumption (magnetizing current) while ensuring the necessary sealing and electrical insulation of the stator winding and steel bores of the stator.

Внутри герметизированного и электроизолированного от обрабатываемой жидкости 5 статора 2, концентрично, с зазором для прохода жидкости 5 установлен ротор 7 с уложенной в его пазы 8 многовитковой обмоткой 9, аналогичной обмотке ротора трехфазного асинхронного электродвигателя с фазным ротором. Концы этой обмотки соединены с выпрямителем, которым оснащен ротор 7, состоящим из полупроводниковых вентилей (диодов) 10, установленных на изоляторах 11, по схеме, представленной на фиг. 3, при этом выход выпрямителя, его "плюс" и "минус" (средняя точка обмотки ротора), соединен посредством изолированных проводников 12 (электрических связей) с установленными на концах ротора (по обеим сторонам) на изоляторах 13 токопроводящими, неизолированными от электрического контакта с обрабатываемой жидкостью 5, пластинами - электродами 14. Пластины - электроды 14 выполнены (в простейшем случае) в форме плоских кольцевых пластин, которые для обеспечения одинакового по отношению к межполюсному пространству магнитной системы устройства проходного сечения, имеют одинаковый с ротором наружный диаметр; могут быть выполнены и другие формы пластин-электродов, например пластины - электроды Г-образной формы, с соблюдением указанного выше условия сохранения проходного сечения. Ротор 7, с уложенной в его пазы 8 многовитковой обмоткой 9, полупроводниковые вентили 10 выпрямителя и их электрические связи - проводники 12, герметизированы и электрически изолированы от обрабатываемой жидкости 5, аналогично статору 2 с обмоткой 3, диэлектрическим эпоксидным компаундом 15, при этом тонким слоем этого компаунда, но достаточным для герметизации и электроизоляции, покрыта также и поверхность стали ротора. Inside the stator 2, which is sealed and electrically isolated from the fluid being treated 5, concentrically, with a gap for the passage of fluid 5, a rotor 7 is installed with a multi-turn winding 9 laid in its grooves 8, similar to the rotor winding of a three-phase asynchronous electric motor with a phase rotor. The ends of this winding are connected to a rectifier, which is equipped with a rotor 7, consisting of semiconductor valves (diodes) 10 mounted on insulators 11, according to the circuit shown in FIG. 3, while the output of the rectifier, its “plus” and “minus” (the middle point of the rotor winding), is connected via insulated conductors 12 (electrical connections) with those installed on the ends of the rotor (on both sides) on the insulators 13 conductive, non-insulated from the electrical contact with the fluid to be treated 5, plates — electrodes 14. Plates — electrodes 14 are made (in the simplest case) in the form of flat annular plates, which, in order to ensure the same passage with respect to the pole space of the magnetic system of the device bottom section, have the same outer diameter as the rotor; other forms of plate-electrodes can be made, for example, plates - L-shaped electrodes, in compliance with the above conditions for maintaining the bore. The rotor 7, with a multi-turn winding 9 laid in its grooves 8, rectifier semiconductor valves 10 and their electrical connections - conductors 12, are sealed and electrically isolated from the treated fluid 5, similar to stator 2 with winding 3, dielectric epoxy compound 15, with a thin layer of this compound, but sufficient for sealing and electrical insulation, the surface of the rotor steel is also covered.

Как видно и фиг. 1, емкость для жидкости образована (образуется) между частями герметизированных и электроизолированных от жидкости, статора и ротора с обмотками и герметизацией корпуса устройства. As can be seen from FIG. 1, a liquid container is formed (formed) between the parts sealed and electrically insulated from the liquid, the stator and the rotor with windings and the sealing of the device body.

Ротор 7 установлен и закреплен в опорах крышек 16 неподвижно, для чего на его валу 17 имеется шпонка 18. The rotor 7 is mounted and fixed in the supports of the covers 16 motionless, for which there is a key 18 on its shaft 17.

Опоры выполнены в крышках 16, которые снабжены подводящим 19 и отводящим 20 штуцерами. The supports are made in covers 16, which are equipped with a supply 19 and a discharge 20 fittings.

В опорах и крышках 16 предусмотрены отверстия 21 для прохода обрабатываемой жидкости 5. In the supports and covers 16 are provided holes 21 for the passage of the processed fluid 5.

Все токопроводящие части внутри корпуса устройства, включая и внутреннюю поверхность подводящего и отводящего штуцеров, контактирующие с обрабатываемой жидкостью, за исключением пластин - электродов 14, покрыты слоем электроизоляции (не показано), это выполнено для того чтобы создать условия для прохождения тока от наведенной вращающимся или пульсирующим магнитным полем статора ЭДС в обмотке ротора, приложенной к пластинам - электродам через выпрямитель, именно по жидкости в межполюсном пространстве магнитной системы устройства (от одной пластины - электрода к другой) и избежать протекание тока по другим токопроводящим частям, контактирующим с обрабатываемой жидкостью внутри корпуса устройства, чем обеспечивается максимальная эффективность обработки и максимальный КПД устройства. All the conductive parts inside the device’s body, including the inner surface of the supply and outlet fittings in contact with the fluid being treated, with the exception of the plate-electrodes 14, are covered with a layer of electrical insulation (not shown), this is done in order to create conditions for the passage of current from the induced rotating or pulsating magnetic field of the EMF stator in the rotor winding, applied to the plates - electrodes through a rectifier, precisely through the liquid in the interpolar space of the device’s magnetic system (from one of the second plate - the electrode to another) and to avoid the flow of current through other conductive parts in contact with the fluid being treated inside the device body, which ensures maximum processing efficiency and maximum device efficiency.

Резиновыми прокладками 22 производится уплотнение и герметизация емкости и устройства при затяжке болтов 23 крепления крышек 16 к корпусу 1 устройства. Rubber gaskets 22 are sealed and sealed containers and devices when tightening the bolts 23 securing the covers 16 to the housing 1 of the device.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

При подключении обмотки 3 статора 2 к источнику трехфазного тока образуется вращающийся магнитный поток (магнитное поле), который замыкается, проходя по стали статора 2 (спинке и зубцам пакета), слою эпоксидного компаунда 6, покрывающего сталь расточки статора, обрабатываемой жидкости 5, слою эпоксидного компаунда 15, покрывающего наружную поверхность ротора, стали пакета ротора 7 (зубцам и спинке), производя магнитную обработку жидкости 5 в межполюсном пространстве магнитной системы устройства. На фиг. 2 силовые линии магнитного поля показаны пунктиром. Это поле характеризуется высоким значением его напряженности в жидкости (порядка 600-700 кА/м), что легко подтверждается расчетом и практическими данными (известно, что магнитная индукция в воздушном зазоре асинхронных электродвигателей достигает 8500-9300 Гс), что способствует повышению эффективности обработки жидкости. Кроме того, вращающееся магнитное поле статора наводит в трехфазной обмотке 9 ротора 7 электродвижущую силу (э. д. с), а так как концы этой обмотки, с действующей в ней ЭДС, соединены с полупроводниковыми вентилями (диодами) 10 выпрямителя, выход которого, "плюс" и "минус" (средняя точка обмотки ротора), соединен с пластинами - электродами 14, то между ними возникает напряжение, под действием которого по жидкости 5 в межполюсном пространстве магнитной системы (в кольцевом зазоре между статором и ротором) от одной пластины - электрода 14 к другой будет протекать постоянный ток, величина которого будет определяться величиной приложенного к пластинам - электродам напряжения (выпрямленной ЭДС обмотки ротора) и сопротивлением, обрабатываемой в межполюсном пространстве магнитной системы устройства жидкости. When the stator 2 winding 3 is connected to a three-phase current source, a rotating magnetic flux (magnetic field) is formed, which closes, passing through the stator steel 2 (back and teeth of the bag), with a layer of epoxy compound 6, covering the steel of the stator bore, the treated fluid 5, with an epoxy layer compound 15, covering the outer surface of the rotor, steel of the package of the rotor 7 (teeth and back), performing magnetic processing of the liquid 5 in the interpole space of the magnetic system of the device. In FIG. 2 magnetic field lines are indicated by a dotted line. This field is characterized by a high value of its intensity in the liquid (about 600-700 kA / m), which is easily confirmed by calculation and practical data (it is known that magnetic induction in the air gap of asynchronous electric motors reaches 8500-9300 G), which improves the efficiency of liquid processing . In addition, the rotating magnetic field of the stator induces an electromotive force (emf) in the three-phase winding 9 of the rotor 7, and since the ends of this winding, with the EMF acting in it, are connected to the rectifier semiconductor valves (diodes) 10, the output of which, "plus" and "minus" (the middle point of the rotor winding), connected to the plates - electrodes 14, then a voltage arises between them, under the action of which through liquid 5 in the interpole space of the magnetic system (in the annular gap between the stator and rotor) from one plate - electrode 14 to another will be rotekat DC current whose magnitude is determined by the value applied to the plates - voltage electrode (rectified electromotive force of the rotor winding) and resistance processed in the interpolar space magnetic fluid device system.

Этот ток может быть значительным (десятки и более ампер), несмотря на довольно большое электрическое сопротивление жидкости, поскольку величина выпрямленной ЭДС обмотки ротора ввиду большого количества витков тоже может быть получена большой (сотни и более вольт); кроме того, максимальному прохождению тока именно по жидкости в межполюсном пространстве магнитной системы устройства способствует электроизоляция всех токопроводящих частей, контактирующих с обрабатываемой жидкостью, внутри корпуса устройства, включая и внутреннюю поверхность подводящего и отводящего штуцеров. This current can be significant (tens or more amperes), despite the rather large electrical resistance of the liquid, since the value of the rectified EMF of the rotor winding, due to the large number of turns, can also be obtained large (hundreds or more volts); in addition, the maximum passage of current through the fluid in the interpolar space of the device’s magnetic system is facilitated by the electrical insulation of all conductive parts in contact with the fluid being treated inside the device’s body, including the inner surface of the supply and outlet fittings.

Поскольку этот ток, благодаря наличию выпрямителя, постоянный, то в жидкости будет протекать процесс электролиза, что в ряде случаев, например, при использовании устройства для обработки воды затворения бетона в сочетании с пластинами - электродами из железа и алюминия и их комбинациями и вводимыми химическими добавками может дать дополнительный эффект ее электромагнитной обработки. Since this current, due to the presence of a rectifier, is constant, an electrolysis process will occur in the liquid, which in some cases, for example, when using a concrete mixing water treatment device in combination with plates - electrodes made of iron and aluminum and their combinations and injected chemical additives may give an additional effect of its electromagnetic processing.

Таким образом, на протекающую (находящуюся) в межполюсном пространстве магнитной системы устройства жидкость одновременно воздействуют интенсивное магнитное поле и значительный постоянный ток во много (десятки и более) раз больший, чем в известных аналогах и прототипе, что в сочетании с процессом электролиза безусловно приведет к увеличению эффективности электромагнитной обработки жидкости таким устройством. Thus, the fluid flowing (located) in the interpolar space of the device’s magnetic system is simultaneously affected by an intense magnetic field and a significant direct current many (tens or more) times greater than in the known analogues and prototype, which in combination with the electrolysis process will undoubtedly lead to increase the efficiency of electromagnetic processing of liquid by such a device

Источники информации:
1. Авторское свидетельство СССР N 1188106, кл. C 02 F 1/48, 1985.Sources of information:
1. Copyright certificate of the USSR N 1188106, cl. C 02 F 1/48, 1985.

2. Патент Российской Федерации N 2052917, кл. C 02 F 1/48, 1995. 2. Patent of the Russian Federation N 2052917, cl. C 02 F 1/48, 1995.

Claims

A device for electromagnetic treatment of liquid, including a housing in which a stator is installed from a set of sheets of electrical steel, with a winding laid in its grooves, which, together with a package of stator steel, is sealed and electrically isolated from the processed fluid, and the rotor is also from a set of sheets of electrical steel, with grooves and teeth on the side surface, covered with a layer of insulation, which is concentric, with a gap for the passage of the processed fluid is installed inside the stator and container and contains at the ends of the ele conductive, non-insulated from electrical contact with the liquid being processed liquid, as well as a liquid container formed inside the housing with inlet and outlet fittings, characterized in that the rotor is mounted motionless and equipped with a multi-turn winding laid in its grooves, the ends of which with the EMF acting in it, induced a rotating or pulsating magnetic field of the stator, connected to a rectifier, which is equipped with a rotor, consisting of semiconductor valves mounted on insulators on the rotor shaft or in the floor shaft and electrically isolated from the conductive parts of the rotor, while the rotor winding together with the rotor steel package, rectifier semiconductor valves and electrical connections of the rotor winding with the rectifier are sealed and electrically isolated from the fluid being processed and the rectifier output, its plus and minus, connected to mounted on insulators, at both ends of the rotor, conductive non-insulated from the electrical contact with the liquid processed by the electrode plates, and all other conductive parts inside the device are coated with a layer of electrical insulation.