RU2257017C2 - Induction device for heating and mixing of liquid substances - Google Patents

Induction device for heating and mixing of liquid substances Download PDF

Info

Publication number
RU2257017C2
RU2257017C2 RU2002134670/09A RU2002134670A RU2257017C2 RU 2257017 C2 RU2257017 C2 RU 2257017C2 RU 2002134670/09 A RU2002134670/09 A RU 2002134670/09A RU 2002134670 A RU2002134670 A RU 2002134670A RU 2257017 C2 RU2257017 C2 RU 2257017C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heating
tank
mixing
induction device
fuel element
Prior art date
Application number
RU2002134670/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002134670A (en
Inventor
А.Б. Кувалдин (RU)
А.Б. Кувалдин
Н.А. Качанов (RU)
Н.А. Качанов
А.Н. Качанов (RU)
А.Н. Качанов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский энергетический институт (технический университет) (ГОУВПО "МЭИ) (ТУ)"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский энергетический институт (технический университет) (ГОУВПО "МЭИ) (ТУ)" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский энергетический институт (технический университет) (ГОУВПО "МЭИ) (ТУ)"
Priority to RU2002134670/09A priority Critical patent/RU2257017C2/en
Publication of RU2002134670A publication Critical patent/RU2002134670A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2257017C2 publication Critical patent/RU2257017C2/en

Links

Images

Landscapes

  • General Induction Heating (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: device has magnetic-transparent tank with input and output branch pipes, induction system positioned around tank, magnetic ducts of which are adjacent to magnetic-transparent tank by tooth layer, and ferromagnetic heat-emitting element positioned inside the tank, rigidly connected to mixer, provided with blades according to invention, induction system being made in form of separate one-phase inducers.
EFFECT: simplified construction, lower costs, higher reliability, simplified maintenance, broader functional capabilities.
3 cl, 2 dwg

Description

Предлагаемое устройство относится к технике низкотемпературного индукционного нагрева и перемешивания жидких сред в бегущем электромагнитном поле и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности, технологические процессы которых требуют обеспечить равномерный нагрев и перемешивание агрессивных жидких сред.The proposed device relates to techniques for low-temperature induction heating and mixing of liquid media in a traveling electromagnetic field and can be used in chemical, oil refining and other industries, the technological processes of which require uniform heating and mixing of aggressive liquid media.

Известно устройство для перемешивания и нагрева жидких сред (Michel Detroux. L'induction electrique en relève de la vapeur. Informations Chimie n° 243. 1983. с.197-204), состоящее из резервуара, внутри которого на оси расположена мешалка с лопастями, приводимая во вращение внешним электроприводом. Для нагрева жидкости используется индукционная система, расположенная вокруг внешней стенки емкости.A device for mixing and heating liquid media (Michel Detroux. L'induction electrique en relève de la vapeur. Informations Chimie n ° 243. 1983. p. 197-204), consisting of a tank, inside of which on the axis there is a mixer with blades, driven by an external electric drive. To heat the liquid, an induction system located around the outer wall of the tank is used.

Известное устройство обладает следующими недостатками: относительно высокая материалоемкость, сложность в изготовлении и эксплуатации.The known device has the following disadvantages: relatively high material consumption, complexity in the manufacture and operation.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для нагрева и перемешивания текучей среды (Патент Республики Казахстан №3637, кл. Н 05 В 6/10, бюл. №3, 16/06/96), которое содержит магнитопрозрачную емкость, вокруг стенки которой расположены три трехфазные обмотки с витками, уложенными в пазы магнитопроводов, обращенных зубцовым слоем к цилиндрической поверхности магнитопрозрачной емкости и сдвинутых относительно друг друга в горизонтальной плоскости на 120°. Для заполнения емкости жидкой средой в дне и крышке имеются патрубки входа и выхода. В придонной части емкости расположен полый цилиндрический ферромагнитный тепловыделяющий элемент, который с помощью профилированных лопастей и втулки жестко соединен с центральным валом. Нижняя и верхняя части вала закреплены на подшипниках.Closest to the proposed is a device for heating and mixing a fluid (Patent of the Republic of Kazakhstan No. 3637, class N 05 B 6/10, bull. No. 3, 16/06/96), which contains a magnetically transparent container, around the wall of which there are three three-phase windings with turns laid in the grooves of the magnetic circuits, facing with a tooth layer to the cylindrical surface of the magnetically transparent container and shifted by 120 ° relative to each other in the horizontal plane. To fill the tank with liquid medium in the bottom and the cover there are inlet and outlet pipes. In the bottom part of the tank there is a hollow cylindrical ferromagnetic fuel element, which is rigidly connected to the central shaft using profiled blades and a sleeve. The lower and upper parts of the shaft are mounted on bearings.

Известное устройство обладает следующими недостатками. Наличие центрального вала тепловыделяющего элемента и креплений для него делает неэффективным использование этого устройства для нагрева и перемешивания агрессивных жидких сред. В таких условиях значительно ускоряется износ и возрастает вероятность преждевременного отказа всех частей, находящихся в непосредственном контакте с жидкостью, что повышает эксплуатационные расходы.The known device has the following disadvantages. The presence of the central shaft of the fuel element and its mountings makes it inefficient to use this device for heating and mixing aggressive liquid media. Under such conditions, wear is significantly accelerated and the likelihood of premature failure of all parts in direct contact with the liquid increases, which increases operating costs.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в создании индукционного устройства для нагрева и перемешивания жидкости, конструкция которого при ее упрощении и снижении материалоемкости обеспечивала бы высокую надежность устройства и снижение эксплуатационных расходов, а также расширяла область его применения.The technical problem solved by the invention is to create an induction device for heating and mixing the liquid, the design of which, while simplifying and reducing material consumption, would provide high reliability of the device and reduce operating costs, as well as expand its field of application.

Поставленная техническая задача решается тем, что в известном устройстве для нагрева и перемешивания жидких сред, содержащем магнитопрозрачную емкость с патрубками входа и выхода, расположенную вокруг емкости индукционную систему, магнитопроводы которой примыкают зубцовым слоем к магнитопрозрачной емкости, и размещенный внутри емкости ферромагнитный тепловыделяющий элемент, жестко связанный с мешалкой, снабженной лопастями согласно изобретению, индукционная система выполнена в виде отдельных однофазных индукторов.The stated technical problem is solved in that in the known device for heating and mixing liquid media containing a magnetically transparent container with inlet and outlet pipes, an induction system located around the tank, the magnetic circuits of which are adjacent with a tooth layer to the magnetically transparent tank, and a ferromagnetic fuel element located inside the tank is rigidly associated with a mixer equipped with blades according to the invention, the induction system is made in the form of separate single-phase inductors.

Кроме того, в предлагаемом устройстве лопасти мешалки могут быть выполнены с возможностью поворота вокруг своей оси.In addition, in the proposed device, the blade of the mixer can be made with the possibility of rotation around its axis.

Кроме того, в предлагаемом устройстве могут быть использованы упоры для тепловыделяющего элемента, расположенные на внутренней стороне стенок магнитопрозрачной емкости.In addition, in the proposed device can be used stops for the fuel element located on the inner side of the walls of the magnetically transparent container.

Кроме того, в предлагаемом устройстве может быть использован компенсатор веса тепловыделяющего элемента, расположенный в центральной его части вдоль оси вращения.In addition, in the proposed device can be used a compensator for the weight of the fuel element located in its central part along the axis of rotation.

Предлагаемое устройство схематично представлено на рисунках. На фиг.1 изображен общий вид предложенного устройства для нагрева и перемешивания жидких сред с частичным вырезом его стенок для лучшего показа конструкции. На фиг.2 представлен вид по стрелке А.The proposed device is schematically represented in the figures. Figure 1 shows a General view of the proposed device for heating and mixing liquid media with a partial cut-out of its walls for a better display of the structure. Figure 2 presents a view along arrow A.

Устройство содержит магнитопрозрачную емкость 1 с патрубками входа и выхода жидкой среды. Вокруг емкости расположена примыкающая индукционная система 2, состоящая из 3-n (где n=1, 2, 3...) индукторов. Внутри емкости находится свободно лежащий полый ферромагнитный тепловыделяющий элемент 3, соединенный с мешалкой 4, снабженной лопастями 5, посредством спиц 6. Лопасти мешалки выполняются с возможностью поворота вокруг своей оси, что позволяет устанавливать произвольный угол их наклона для получения оптимального соотношения подъемной силы и перемешивания в зависимости от характеристик жидкой среды. Для улучшения плавучести тепловыделяющего элемента в его конструкции может быть предусмотрен компенсатор веса 7 - полое или заполненное легким материалом тело, объем и плотность заполнения которого зависят от параметров рабочей среды. Для предотвращения погружения тепловыделяющего элемента на дно в нерабочем состоянии на внутренней стенке емкости могут быть предусмотрены упоры 8.The device comprises a magnetically transparent container 1 with nozzles for the inlet and outlet of a liquid medium. Around the tank is an adjacent induction system 2, consisting of 3-n (where n = 1, 2, 3 ...) inductors. Inside the tank there is a freely lying hollow ferromagnetic fuel element 3 connected to the mixer 4, equipped with blades 5, by means of spokes 6. The blades of the mixer are rotatable around their axis, which allows you to set an arbitrary angle of inclination to obtain the optimal ratio of lifting force and mixing in depending on the characteristics of the liquid medium. To improve the buoyancy of the fuel element in its design, a weight compensator 7 can be provided - a body hollow or filled with light material, the volume and density of which depend on the parameters of the working medium. To prevent immersion of the fuel element to the bottom inoperative on the inner wall of the tank can be provided stops 8.

Устройство работает следующим образом. После заполнения магнитопрозрачной емкости 1 жидкой рабочей средой и подачи питания на индукционную систему 2 в ней возникает вращающееся магнитное поле, силовые линии которого, пересекая магнитопрозрачную емкость 1, наводят в тепловыделяющем элементе 3 вихревые токи. Взаимодействие вихревых токов, обеспечивающих нагрев тепловыделяющего элемента 3, с вращающимся электромагнитным полем порождает вращающий момент, который приводит тепловыделяющий элемент в движение в направлении, совпадающем с направлением движения бегущего электромагнитного поля, при этом тепловыделяющий элемент устанавливается в рабочее положение. Лопасти мешалки 4, вращаясь вместе с тепловыделяющим элементом 3, создают подъемную силу, удерживающую его в рабочем состоянии, и обеспечивают интенсивное перемешивание во всем объеме и равномерное распределение тепла. Благодаря выполнению индукционной системы из отдельных однофазных индукторов имеется возможность задавать скорость и направление вращения мешалки путем изменения числа полюсов, что достигается переключением фаз на индукторах в нужную последовательность.The device operates as follows. After filling the magnetically transparent container 1 with a liquid working medium and supplying power to the induction system 2, a rotating magnetic field appears in it, the lines of force crossing the magnetically transparent container 1 induce eddy currents in the fuel element 3. The interaction of eddy currents, providing heating of the fuel element 3, with a rotating electromagnetic field generates a torque that sets the fuel element in motion in the direction coinciding with the direction of movement of the traveling electromagnetic field, while the fuel element is set to the operating position. The blades of the mixer 4, rotating together with the heat-generating element 3, create a lifting force that keeps it in working condition and provide intensive mixing throughout the volume and uniform heat distribution. Due to the implementation of the induction system of individual single-phase inductors, it is possible to set the speed and direction of rotation of the mixer by changing the number of poles, which is achieved by switching the phases on the inductors in the desired sequence.

Благодаря указанным особенностям, в частности отсутствию осевого вала для закрепления тепловыделяющего элемента, конструкция устройства практически не обладает трущимися частями, следовательно, имеет повышенную в сравнении с прототипом износоустойчивость, более низкую материалоемкость и энергопотребление. Тепловыделяющий элемент может быть легко заменен в случае его износа или временно снят для обеспечения полного доступа ко всему объему емкости.Due to these features, in particular the absence of an axial shaft for securing the fuel element, the design of the device practically does not have friction parts, therefore, it has increased wear resistance in comparison with the prototype, lower material consumption and energy consumption. The fuel element can be easily replaced in case of wear or temporarily removed to provide full access to the entire capacity of the tank.

Claims (3)

1. Индукционное устройство для нагрева и перемешивания жидких сред, содержащее магнитопрозрачную емкость с патрубками входа и выхода, расположенную вокруг емкости индукционную систему, магнитопроводы которой примыкают зубцовым слоем к магнитопрозрачной емкости, и размещенный внутри емкости ферромагнитный тепловыделяющий элемент, жестко связанный с мешалкой, снабженной лопастями, отличающееся тем, что индукционная система выполнена из отдельных однофазных индукторов, число которых выбирают равным 3n, где n=1,2,3..., и снабжена компенсатором веса, расположенным в центре тепловыделяющего элемента вдоль его оси.1. An induction device for heating and mixing liquid media, comprising a magnetically transparent vessel with inlet and outlet nozzles, an induction system located around the vessel, the magnetic circuits of which are connected by a tooth layer to the magnetically transparent vessel, and a ferromagnetic fuel element placed inside the vessel, rigidly connected to the mixer equipped with blades , characterized in that the induction system is made of separate single-phase inductors, the number of which is chosen equal to 3n, where n = 1,2,3 ..., and equipped with a compensator m weight located at the center of the heat generating element along its axis. 2. Индукционное устройство для нагрева и перемешивания жидких сред по п.1, отличающееся тем, что лопасти мешалки выполнены с возможностью поворота вокруг своей оси.2. An induction device for heating and mixing liquid media according to claim 1, characterized in that the mixer blades are rotatable around its axis. 3. Индукционное устройство для нагрева и перемешивания жидких сред по п.1, отличающееся тем, что на внутренней стороне емкости предусмотрены упоры для ферромагнитного тепловыделяющего элемента.3. An induction device for heating and mixing liquid media according to claim 1, characterized in that on the inner side of the tank there are stops for a ferromagnetic fuel element.
RU2002134670/09A 2002-12-23 2002-12-23 Induction device for heating and mixing of liquid substances RU2257017C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002134670/09A RU2257017C2 (en) 2002-12-23 2002-12-23 Induction device for heating and mixing of liquid substances

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002134670/09A RU2257017C2 (en) 2002-12-23 2002-12-23 Induction device for heating and mixing of liquid substances

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002134670A RU2002134670A (en) 2004-07-10
RU2257017C2 true RU2257017C2 (en) 2005-07-20

Family

ID=35842792

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002134670/09A RU2257017C2 (en) 2002-12-23 2002-12-23 Induction device for heating and mixing of liquid substances

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2257017C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU203050U1 (en) * 2020-11-13 2021-03-19 Илья Александрович Манеев Single-capacity induction heater for liquids
RU203471U1 (en) * 2020-11-18 2021-04-06 Илья Александрович Манеев Saturated steam induction steam generator

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU203050U1 (en) * 2020-11-13 2021-03-19 Илья Александрович Манеев Single-capacity induction heater for liquids
RU203471U1 (en) * 2020-11-18 2021-04-06 Илья Александрович Манеев Saturated steam induction steam generator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4752138A (en) Device for stirring or pumping
EP2920117B1 (en) Method for treating a fluid
JP4245673B2 (en) Aluminum melting furnace with stirring device, molten aluminum stirring device, and molten aluminum stirring method
US20110272399A1 (en) Permanent Magnet Induction Heating System
CN102778040A (en) Magnetic heat warming device
CN104276271A (en) Ship's propulsion unit
RU2257017C2 (en) Induction device for heating and mixing of liquid substances
CA2698791A1 (en) Magnetic flux conducting unit
KR102635540B1 (en) Pressure vessel with magnetic disk for stirring
CN209322988U (en) A kind of solenoid type magnetic stirrer with control ring
CN109338146A (en) A kind of solenoid type magnetic stirrer with control ring
CN113893752B (en) Lifting type permanent magnetic stirring device and method
NO116702B (en)
KR102026188B1 (en) Eddy current boiler using permanent magnet with improved structure
CN201558682U (en) Multi-mode magnetic field electromagnetic stirrer
RU2325222C2 (en) Continuously working mixer
US3371541A (en) Method and apparatus for movement of liquids by electromagnetic means
SU1251246A1 (en) Stator of electromagnetic agitator
SU929187A1 (en) Apparatus for mechanical ajitating of liquids
CN117387052B (en) High-power electrode heating device
CN220303878U (en) Water heater
SU436093A1 (en) DEVICE FOR MIXING OF LIQUID METAL
EP4002652A1 (en) Tank, power unit and liquid circulation system
RU2265550C1 (en) Electromagnetic propulsor for liquid media
SU1656282A1 (en) Cryogenic reservoir

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20071224