RU2151355C1

RU2151355C1 - Scale formation preventing device

Info

Publication number: RU2151355C1
Application number: RU98120223A
Authority: RU
Inventors: И.Г. Стрижков; В.В. Гуща; И.А. Потапенко; В.Л. Стрижков
Original assignee: Кубанский государственный аграрный университет
Priority date: 1998-11-10
Filing date: 1998-11-10
Publication date: 2000-06-20

Abstract

FIELD: heat-transfer apparatus. SUBSTANCE: device has pulse generator and source of mechanical vibrations. The latter is made in the form of cylindrical pipeline with insert manufactured of diamagnetic material. Device prevents scale deposits on operating surfaces more efficiently due to use of water-supply pipeline as source of mechanical vibrations. EFFECT: higher efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к технике очистки тепломассообменной аппаратуры, в частности пароводяных котлов низкого и среднего давления, водоподогревателей, конденсаторов турбин и т.д. от солевых отложений (накипи) на рабочих поверхностях нагрева. The invention relates to techniques for cleaning heat and mass transfer equipment, in particular steam and water boilers of low and medium pressure, water heaters, turbine condensers, etc. from salt deposits (scale) on the working surfaces of heating.

Известны устройства для предупреждения образования накипи с помощью возмущающих колебаний, в которых колебательное движение стенок теплообменной аппаратуры осуществляется за счет электрогидравлического эффекта (эффект Л. А. Юткина) (а.с. N 322592, F 28 g 7/00). Известны также изобретения, в которых рассматриваемая задача решается с помощью энергии сжатого воздуха (а.с. N 756179, F 28 g 7/00; а.с. N 480898, F 28 g 7/00 и др.). Known devices for preventing the formation of scale using disturbing vibrations, in which the oscillatory movement of the walls of the heat-exchange equipment is due to the electro-hydraulic effect (effect of L. A. Yutkin) (a.s. N 322592, F 28 g 7/00). Inventions are also known in which the problem in question is solved using the energy of compressed air (A.S. N 756179, F 28 g 7/00; A.S. N 480898, F 28 g 7/00, etc.).

В качестве прототипа авторами выбрано а.с. N 481758, F 28 g 7/00. Известное изобретение для предотвращения образования накипи содержит подключенный к генератору импульсов излучатель, выполненный в виде соленоида с подвижным ферромагнитным сердечником. The authors selected A.S. as a prototype. N 481758, F 28 g 7/00. The known invention for preventing scale formation comprises an emitter connected to a pulse generator, made in the form of a solenoid with a movable ferromagnetic core.

Изобретение имеет, на наш взгляд, существенные недостатки, заключающиеся в том, что практически невозможно поднять частоту следования ударных импульсов выше 1 Гц, т.к. в силу инерционности системы требуется определенное время на поднятие и опускание ударного элемента, а это, в свою очередь, не позволяет получить высокую эффективность по предупреждению солевых отложений при использовании воды с высоким солесодержанием. Кроме того, как показал опыт практической эксплуатации, известное устройство имеет невысокую надежность в работе вследствие взаимного разрушения ударного элемента и волновода в момент соударения (наклеп, остаточная деформация и т.д.). The invention, in our opinion, has significant drawbacks in that it is practically impossible to raise the shock pulse repetition rate above 1 Hz, because due to the inertia of the system, a certain time is required for raising and lowering the shock element, and this, in turn, does not allow to obtain high efficiency for the prevention of salt deposits when using water with high salinity. In addition, as shown by practical experience, the known device has low reliability due to the mutual destruction of the shock element and the waveguide at the time of impact (hardening, permanent deformation, etc.).

Техническим решением задачи является повышение эффективности предупреждения солевых отложений накипи на рабочих поверхностях нагрева теплообменной аппаратуры за счет того, что в качестве излучателя колебаний используется трубопровод подвода воды, при этом в трубопроводе имеется вставка из диамагнитного материала (нержавеющая сталь, медь, алюминий, резиновый шланг и т.д. ). Более высокая эффективность достигается за счет комплексного воздействия - обработки самой воды (или водной системы) импульсным электромагнитным полем и использовании более эффективного излучателя колебаний. The technical solution to the problem is to increase the efficiency of preventing salt deposits of scale on the heating surfaces of heat-exchanging equipment due to the fact that the water supply pipe is used as an oscillation emitter, while the pipe has an insert made of diamagnetic material (stainless steel, copper, aluminum, rubber hose and etc.). Higher efficiency is achieved due to the complex effect - treatment of the water itself (or the water system) with a pulsed electromagnetic field and the use of a more efficient oscillator.

Задача достигается тем, что в устройстве для предупреждения образования накипи, состоящем из излучателя и генератора импульсов, излучатель выполнен в виде цилиндрического трубопровода, имеющего вставку из диамагнитного материала. The task is achieved in that in the device for preventing the formation of scale, consisting of a radiator and a pulse generator, the radiator is made in the form of a cylindrical pipeline having an insert of diamagnetic material.

Новизна заявляемого предложения обусловлена тем, что достижение поставленной задачи осуществляется за счет комплексного воздействия на процесс накипеобразования механических колебаний более высокого спектра частот и амплитуд, чем в известных конструкциях, и импульсного электромагнитного поля высокой напряженности. The novelty of the proposed proposal is due to the fact that the achievement of the task is carried out due to the complex impact on the process of scale formation of mechanical vibrations of a higher spectrum of frequencies and amplitudes than in known structures, and a pulsed electromagnetic field of high intensity.

По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружена аналогичная совокупность признаков, что позволяет судить об изобретательском уровне предложения. According to the patent and scientific and technical literature, no similar set of features was found, which allows us to judge the inventive step of the proposal.

Сущность изобретения поясняется чертежом. The invention is illustrated in the drawing.

Устройство для предупреждения образования накипи (солевых отложений) состоит из трубопровода 1, имеющего вставку из диамагнитного материала 2 (нержавеющая сталь, медь и т.д.) и соединенного с теплообменным аппаратом 3, с внешней стороны трубопровода размещена обмотка 4, подключенная к источнику импульсного тока 5. Трубопровод 1, вставка 2 и обмотка 3 являются источником механических колебаний, передаваемых на рабочие поверхности нагрева теплообменной аппаратуры 3, и одновременно позволяют обрабатывать воду, поступающую в теплообменный аппарат, импульсным электромагнитным полем. A device for preventing the formation of scale (salt deposits) consists of a pipeline 1 having an insert of diamagnetic material 2 (stainless steel, copper, etc.) and connected to a heat exchanger 3, and a coil 4 connected to a pulse source is placed on the outside of the pipeline current 5. Pipeline 1, insert 2 and winding 3 are a source of mechanical vibrations transmitted to the heating surfaces of the heat-exchange equipment 3, and at the same time they allow to process the water entering the heat-exchange apparatus at, pulsed electromagnetic field.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

При работе вода по трубопроводу 1 поступает в теплообменный аппарат 3 (котел, теплообменник и т.д.) и одновременно включается импульсный генератор тока 5, который подает импульсы тока на обмотку 4, равномерно размещенную на участке трубопровода 1 и участке из диамагнитного материала 2. Импульсное электромагнитное поле, создаваемое в обмотке 4, позволяет на участке 2 непосредственно воздействовать на воду (т.к. электромагнитное поле проходит через диамагнитный материал), а на трубопроводе 1 создает колебания широкого спектра частот и амплитуд, так как в ферромагнитном материале (трубопровод изготавливается из обычной конструктивной стали), во-первых, имеет место явление магнитострикции, а во-вторых, возникают пондемоторные силы, которые стремятся либо сжать, либо расширить трубопровод, вследствие чего возникающие механические колебания передаются на теплообменный аппарат и далее на рабочие поверхности нагрева. During operation, the water through pipeline 1 enters the heat exchanger 3 (boiler, heat exchanger, etc.) and, at the same time, a pulsed current generator 5 is turned on, which supplies current pulses to the winding 4, evenly placed on the pipeline section 1 and the diamagnetic material section 2. The pulsed electromagnetic field created in the winding 4 allows directly affecting water in section 2 (since the electromagnetic field passes through diamagnetic material), and on pipe 1 it creates oscillations of a wide range of frequencies and amplitudes, as in a ferromagnetic material (the pipeline is made of ordinary structural steel), firstly, the phenomenon of magnetostriction takes place, and secondly, pondemotor forces arise that tend to either compress or expand the pipeline, as a result of which mechanical vibrations are transmitted to the heat exchanger and further to the heating work surfaces.

Механические колебания трубопровода за счет явления магнитострикции и пондемоторных сил приводит, во-первых, к возникновению колебаний более широкого спектра частот и амплитуд, чем в известных конструкциях, а воздействие импульсного электромагнитного поля на поступающую в теплообменник воду приводит также к значительному снижению интенсивности солевых отложений (накипи), что в конечном счете и обеспечивает высокую эффективность. Регулируя частоту и мощность импульсных электромагнитных колебаний, подбирают оптимальные режимы, при которых обеспечивается практически безнакипный режим работы теплообменного оборудования (источник информации Л.Я.Попилов, Справочник по электрическим и ультразвуковым методам обработки материалов, изд. Машиностроение, Л., 1971, раздел Магнитоимпульсная обработка, стр. 462, разд.. Ультразвуковая обработка). Mechanical vibrations of the pipeline due to the phenomenon of magnetostriction and pondemotor forces lead, firstly, to the appearance of vibrations of a wider range of frequencies and amplitudes than in known designs, and the effect of a pulsed electromagnetic field on the water entering the heat exchanger also leads to a significant decrease in the intensity of salt deposits ( scale), which ultimately provides high efficiency. By adjusting the frequency and power of pulsed electromagnetic oscillations, the optimal modes are selected under which a virtually non-scaled mode of operation of the heat exchange equipment is provided (information source L.Ya. Popilov, Handbook of electrical and ultrasonic methods of processing materials, ed. Mechanical Engineering, L., 1971, section Magnetic impulse processing, p. 462, sect. Ultrasonic treatment).

Claims

A device for preventing the formation of scale, consisting of a pulse generator and a radiator of mechanical vibrations, characterized in that the radiator is made in the form of a cylindrical pipeline having an insert of diamagnetic material.