RU2215964C2

RU2215964C2 - Device preventing formation of scale

Info

Publication number: RU2215964C2
Application number: RU2002103138/06A
Authority: RU
Inventors: Е.И. Трубилин
Original assignee: Кубанский государственный аграрный университет
Priority date: 2002-02-04
Filing date: 2002-02-04
Publication date: 2003-11-10

Abstract

FIELD: heat engineering. SUBSTANCE: invention is intended for prevention of formation of salt deposits ( scale ) on working heating surfaces. Device preventing formation of scale has radiator in the form of solenoid and mobile ferromagnetic core connected to pulse former. Permanent magnets mounted on guides of solenoid and on core face one another with analogous poles. Body of device is equipped with valve used to create vacuum inside body of solenoid. EFFECT: improved operational characteristics and expanded functional potential. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области теплотехники и предназначено для предупреждения образования солевых отложений (накипи) на рабочих поверхностях нагрева, а также может быть использовано для интенсификации различных технологических процессов. The invention relates to the field of heat engineering and is intended to prevent the formation of salt deposits (scale) on the working surfaces of the heating, and can also be used to intensify various technological processes.

Известно устройство для предотвращения образования накипи, например, в теплообменных аппаратах (см. авт. свид. СССР 481758). Устройство содержит стержневой металлический волновод, прикрепленный одним концом к трубной доске теплообменника (или иного теплообменного аппарата), а на другом конце волновода укреплена катушка соленоида, внутри которой размещен подвижный ферромагнитный сердечник. При включении генератора импульсов тока сердечник ударяет в корпус волновода, а при обратном движении - в упругий элемент. A device for preventing the formation of scale, for example, in heat exchangers (see ed. Certificate. USSR 481758). The device contains a rod-shaped metal waveguide attached at one end to the tube plate of the heat exchanger (or other heat exchanger), and a solenoid coil is mounted at the other end of the waveguide, inside which a movable ferromagnetic core is placed. When the current pulse generator is turned on, the core strikes the body of the waveguide, and when it moves backwards, it strikes the elastic element.

Несмотря на предельно простую и надежную в работе конструкцию изобретение, как показывает опыт многолетней эксплуатации, имеет существенный недостаток: при движении подвижного ферромагнитного сердечника воздух оказывает значительное сопротивление скорости движения, вследствие чего амплитуда и частота возбуждаемых в волноводе, а следовательно, в металлоконструкции теплообменного аппарата колебаний будут незначительными, что затрудняет получение положительного эффекта. Despite the extremely simple and reliable design, the invention, as shown by the experience of many years of operation, has a significant drawback: when the movable ferromagnetic core moves, the air exerts considerable resistance to the speed of movement, as a result of which the amplitude and frequency of the oscillations excited in the waveguide, and therefore, in the metal structure of the heat exchanger, will be insignificant, which makes it difficult to obtain a positive effect.

В качестве прототипа нами выбрано авт. свид. СССР 586311, кл. F 286 7/00, C 23 F 15/00, 1977 г., которое является усовершенствованным вариантом изобретения 481758. Устройство отличается от 481758 тем, что с целью повышения надежности в работе и увеличения срока службы оно снабжено постоянными магнитами, обращенными друг к другу одноименными полюсами и установленными на направляющих соленоида и на ферромагнитном сердечнике. As a prototype, we chose the author. testimonial. USSR 586311, class F 286 7/00, C 23 F 15/00, 1977, which is an improved embodiment of the invention 481758. The device differs from 481758 in that it is equipped with permanent magnets facing each other in order to increase reliability and increase service life. poles of the same name and installed on the guides of the solenoid and on the ferromagnetic core.

Известное изобретение имеет существенный недостаток (как и изобретение по а.с. 481758), заключающийся в том, что при движении сердечника создается "воздушный тормоз", вследствие чего ударное воздействие на волновод значительно меньше, чем в случае отсутствия воздуха внутри корпуса, а следовательно, амплитуда и частота колебаний, возникающих в металлоконструкциях технологических аппаратов (необязательно только теплообменных), зачастую могут быть недостаточными для решения поставленной задачи. The known invention has a significant drawback (as well as the invention by AS 481758), namely, that when the core moves, an “air brake” is created, as a result of which the impact on the waveguide is much less than in the absence of air inside the housing, and therefore , the amplitude and frequency of oscillations that occur in the metal structures of technological devices (not only heat exchangers), can often be insufficient to solve the problem.

Технологическим решением задачи является повышение эффективности работы за счет повышения амплитуды и частоты возбуждаемых колебаний, расширение функциональных возможностей и надежности работы устройства. A technological solution to the problem is to increase work efficiency by increasing the amplitude and frequency of the excited oscillations, expanding the functionality and reliability of the device.

Задача достигается тем, что в устройство для предупреждения образования накипи, содержащее подключенный к генератору импульсов излучатель в виде соленоида и подвижного ферромагнитного сердечника, при этом постоянные магниты, установленные на направляющих соленоида и сердечнике, обращены друг к другу одноименными полюсами, отличающееся тем, что корпус устройства снабжен вентилем для создания вакуума внутри корпуса соленоида. The objective is achieved in that in a device for preventing the formation of scale, containing an emitter connected to a pulse generator in the form of a solenoid and a movable ferromagnetic core, while the permanent magnets mounted on the guides of the solenoid and the core are facing each other with the same poles, characterized in that the housing the device is equipped with a valve to create a vacuum inside the solenoid housing.

Такое техническое решение позволяет повысить энергию удара (воздействия) подвижного сердечника о корпус волновода, что в свою очередь значительно повышает амплитуду и частоту возбуждаемых колебаний, а следовательно, расширяются и функциональные возможности использования устройства в различных областях. Such a technical solution allows to increase the impact energy (impact) of the movable core on the waveguide body, which in turn significantly increases the amplitude and frequency of the excited oscillations, and consequently, the functionality of using the device in various fields is expanded.

По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружено аналогичного предложения, что позволяет судить об изобретательском уровне заявляемого технического решения. According to the patent and scientific and technical literature, no similar proposal was found, which allows us to judge the inventive step of the claimed technical solution.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, общий вид. The drawing shows the proposed device, General view.

Устройство содержит стержневой металлический волновод 1, прикрепленный одним концом к поверхности нагрева (посредством электросварки) или трубной доске теплообменного аппарата 2, излучатель, выполненный в виде соленоида 3 с подвижным ферромагнитным сердечником 4, генератор импульсов 5 с токопроводом 6. The device comprises a rod-shaped metal waveguide 1 attached at one end to the heating surface (by means of electric welding) or a tube plate of a heat exchanger 2, an emitter made in the form of a solenoid 3 with a movable ferromagnetic core 4, a pulse generator 5 with a conductive 6.

Устройство снабжено постоянными магнитами 7 и 8, установленными соответственно на направляющих соленоида 3 и на ферромагнитном сердечнике 4 таким образом, что одноименные полюса магнитов обращены друг к другу, образуя магнитный тормоз в поперечном направлении. В нижней части сердечник 4 соприкасается с пористой прокладкой 9, а общий корпус излучателя 11 снабжен вентилем 10, служащим для создания вакуума внутри корпуса. The device is equipped with permanent magnets 7 and 8 mounted respectively on the guides of the solenoid 3 and on the ferromagnetic core 4 in such a way that the poles of the same name magnets face each other, forming a magnetic brake in the transverse direction. In the lower part, the core 4 is in contact with the porous gasket 9, and the common housing of the emitter 11 is equipped with a valve 10, which serves to create a vacuum inside the housing.

Устройство работает следующим образом. Открывается вентиль 10 и подключается вакуумный насос (не показанный на чертеже), который откачивает воздух из корпуса 11, после чего вентиль 10 закрывается. При включении генератора импульсов тока 5 в ферромагнитном сердечнике 4 наводятся вихревые токи, которые в свою очередь создают вихревое магнитное поле. Взаимодействие двух магнитных полей приводит к тому, что сердечник ударяет в торец волновода 1, а при обратном движении соприкасается с пористой прокладкой 9 и останавливается. (Для справки: используемый принцип взаимодействия лежит в основе практически всех магнитоимпульсных установок (см. П.П. Ястребов, И.Н. Смирнов. Электрооборудование, электротехнология. - М.: Высшая школа, 1987 г. , стр.71-74, раздел "Магнитоимпульсные установки")). The device operates as follows. The valve 10 opens and a vacuum pump (not shown in the drawing) is connected, which pumps air from the housing 11, after which the valve 10 closes. When the current pulse generator 5 is turned on, eddy currents are induced in the ferromagnetic core 4, which in turn create a vortex magnetic field. The interaction of two magnetic fields leads to the fact that the core hits the end of the waveguide 1, and in the reverse movement comes into contact with the porous strip 9 and stops. (For reference: the principle of interaction used is the basis of almost all magnetic pulse installations (see P.P. Yastrebov, I.N.Smirnov. Electrical equipment, electrical technology. - M.: Higher School, 1987, pp. 71-74, section "Magnetic impulse installations")).

Учитывая отсутствие воздуха, скорость движения сердечника существенно (в 2,5-4 раза) выше по сравнению с прототипом, что приводит к значительному увеличению амплитуды и частоты возбуждаемых колебаний при существенном снижении энергозатрат на работу источника импульсного тока 5. Given the lack of air, the core speed is significantly (2.5-4 times) higher compared to the prototype, which leads to a significant increase in the amplitude and frequency of the excited oscillations with a significant reduction in energy consumption for the operation of the pulse current source 5.

Таким образом, исключение "воздушного тормоза" позволяет существенно повысить технические характеристики предложенного устройства и расширить его функциональные возможности. Thus, the exclusion of the "air brake" can significantly improve the technical characteristics of the proposed device and expand its functionality.

Claims

A device for preventing the formation of scale, containing an emitter connected to a pulse generator in the form of a solenoid and a movable ferromagnetic core, the permanent magnets mounted on the guides of the solenoid and the core facing each other with the same poles, characterized in that the housing of the device is equipped with a valve for creating a vacuum inside the solenoid housing.