RU2272788C1

RU2272788C1 - Device for magnetic treatment of liquids

Info

Publication number: RU2272788C1
Application number: RU2004131820/15A
Authority: RU
Inventors: Игорь Григорьевич Стрижков (RU); Игорь Григорьевич Стрижков; Иосиф Андреевич Потапенко (RU); Иосиф Андреевич Потапенко; Павел Дмитриевич Ирха (RU); Павел Дмитриевич Ирха; Александр Николаевич Трубин (RU); Александр Николаевич Трубин; Виталий Леонидович Стрижков (RU); Виталий Леонидович Стрижков; Роман Алексеевич Павлиди (RU); Роман Алексеевич Павлиди
Priority date: 2004-11-01
Filing date: 2004-11-01
Publication date: 2006-03-27
Also published as: RU2004131820A

Abstract

FIELD: different branches of industry; agriculture; devices for magnetic treatment of liquids.

SUBSTANCE: the invention is pertaining to the field of different branches of industry and agriculture, in particular, to magnetic treatment of water and water systems, with further utilization of this liquid in various technological processes of industrial and agricultural production, for example, for irrigation of agricultural plants. The device contains: the chamber with branch-pipes for feeding and withdrawal of a liquid; the stator with a three-phase winding; the magnetic core concentrically located inside of the inductor. Two of three phase windings of the inductor are connected as a single-phase circuit. The technical result of the invention is an increased efficiency of the magnetic treatment of liquids, simplification of the device design, improved its reliability, decreased power input.

EFFECT: the invention is an increased efficiency of the magnetic treatment of liquids, simplification of the device design, improved its reliability, decreased power input.

3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для магнитной обработки жидкости, в частности воды и водных систем, с дальнейшим использованием жидкости в различных технологических процессах промышленного и сельскохозяйственного производства, например для орошения с/х культур.The invention relates to devices for the magnetic treatment of liquids, in particular water and water systems, with the further use of liquids in various technological processes of industrial and agricultural production, for example, for irrigation of agricultural crops.

В книге В.И.Классена "Обработка воды и водных систем", М.: Химия, 1982, приведено значительное число патентов, научных и конструкторских разработок подобных устройств, а также всесторонне рассмотрены вопросы применения магнитной обработки разных по составу и назначению жидкостей.In the book of V.I. Klassen, "Processing of water and water systems", Moscow: Chemistry, 1982, a significant number of patents, scientific and design developments of such devices are given, and the use of magnetic processing of liquids of different composition and purpose is comprehensively reviewed.

Наиболее близким к заявленному устройству является изобретение по авт. свид. СССР № 1692948, кл. С 02 F 1/48 "Устройство для магнитной обработки жидкости", которое содержит камеру с патрубками для подвода и отвода жидкости, статор с трехфазной обмоткой и четным числом полюсов, однополупериодный выпрямитель на тиристорах с нулевой точкой, входом соединенный с питающей сетью, а выходом с трехфазной обмоткой статора, токоограничивающие резисторы и релейные элементы, при этом ротор выполнен из магнитострикционного материала, а управляющие электроды тиристоров выпрямителя соединены с их анодами через токоограничивающие резисторы и релейные элементы.Closest to the claimed device is the invention by ed. testimonial. USSR No. 1692948, class C 02 F 1/48 "Device for magnetic processing of liquid", which contains a chamber with nozzles for supplying and discharging liquid, a stator with a three-phase winding and an even number of poles, a half-wave rectifier on thyristors with a zero point, the input connected to the mains, and the output with a three-phase stator winding, current-limiting resistors and relay elements, while the rotor is made of magnetostrictive material, and the control electrodes of the rectifier thyristors are connected to their anodes through current-limiting resistors and relay e elements.

Это изобретение, принятое за прототип, имеет существенные недостатки: сложность конструкции, невысокую надежность, недостаточной напряженности магнитного поля при обработке или завышенный габарит статора, большой расход электроэнергии на обработку воды.This invention, taken as a prototype, has significant drawbacks: design complexity, low reliability, insufficient magnetic field strength during processing or an oversized stator dimension, high energy consumption for water treatment.

Сложность конструкции определяется использованием электронных полупроводниковых приборов.The complexity of the design is determined by the use of electronic semiconductor devices.

Невысокая надежность является следствием двух факторов: наличия электронных приборов, что увеличивает вероятность выхода устройства из строя; выход из строя одной из трех фазных обмоток означает выход из стоя всего трехфазного статора.Low reliability is a consequence of two factors: the presence of electronic devices, which increases the likelihood of a device failure; failure of one of the three phase windings means the failure of the entire three-phase stator.

Недостаточная напряженность магнитного поля объясняется особенностями трехфазной обмотки. Известно, что трехфазная обмотка при протекании по ней трехфазного тока создает результирующую магнитодвижущую силу (МДС), амплитуда которой в 1,5 раза превышает амплитуду МДС одной фазной обмотки. Таким образом, за счет смещения фазных обмоток в пространстве статора и протекания по этим обмоткам токов с разными начальными фазами их общая МДС снижается в 2 раза по сравнению с такими же катушками, но расположенными соосно и обтекаемыми синфазными токами (т.е. токами с одинаковой начальной фазой) равной величины.The insufficient magnetic field strength is explained by the features of a three-phase winding. It is known that a three-phase winding when a three-phase current flows through it creates a resultant magnetomotive force (MDS), the amplitude of which is 1.5 times the amplitude of the MDS of one phase winding. Thus, due to the displacement of the phase windings in the stator space and the flow of currents with different initial phases along these windings, their total MDS is reduced by 2 times compared to the same coils, but coaxial and streamlined in-phase currents (i.e., currents with the same initial phase) of equal magnitude.

Большой расход электроэнергии при обработке жидкости происходит потому, что током обтекаются все три фазные обмотки статора, нагрев которых определяет расход электроэнергии.A large energy consumption during liquid processing occurs because all three phase stator windings flow around with a current, the heating of which determines the energy consumption.

Технической задачей является повышение эффективности обработки жидкости магнитным полем за счет пульсации поля и увеличения магнитной индукции, упрощение конструкции, увеличение надежности индуктора и снижение расхода электроэнергии на обработку жидкости.The technical task is to increase the efficiency of liquid treatment by a magnetic field due to field pulsation and increase magnetic induction, simplify the design, increase the reliability of the inductor and reduce the energy consumption for liquid processing.

Решение задачи достигается тем, что в устройстве для магнитной обработки жидкости, содержащем камеру с патрубками для подвода и отвода жидкости, статор с трехфазной обмоткой, магнитный сердечник, концентрично расположенный внутри индуктора с зазором, образующим камеру обработки жидкости, две из трех фазных обмоток индуктора включены по однофазной схеме.The solution is achieved by the fact that in a device for magnetic fluid treatment, containing a chamber with nozzles for supplying and discharging fluid, a stator with a three-phase winding, a magnetic core concentrically located inside the inductor with a gap forming a fluid processing chamber, two of the three phase windings of the inductor are included single-phase circuit.

По данным патентной и научно-технической литературы не выявлена заявляемая совокупность признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критериям "изобретательский уровень" и "новизна". Заявляемое решение может быть реализовано в аппаратах магнитной обработки жидкости для различных технологических процессов, что отвечает критерию "промышленная применимость".According to the patent and scientific literature, the claimed combination of features has not been identified, which allows us to conclude that the proposed solutions meet the criteria of "inventive step" and "novelty." The claimed solution can be implemented in apparatuses for magnetic processing of liquids for various technological processes, which meets the criterion of "industrial applicability".

На фиг.1 представлена конструктивная схема устройства для магнитной обработки жидкости. На фиг.2 представлена схема включения обмотки индуктора. На фиг.3 - диаграмма магнитодвижущих сил обмотки индуктора.Figure 1 presents a structural diagram of a device for magnetic fluid processing. Figure 2 presents a diagram of the inclusion of the winding of the inductor. Figure 3 is a diagram of the magnetomotive forces of the inductor winding.

Устройство на фиг.1 состоит из статора электрической машины трехфазного тока 1 с распределенной трехфазной обмоткой 2, концы которой выведены в клеммную коробку 3 на внешней стороне статора, где производится подключение обмотки к источнику электроэнергии. Внутри статора установлен ферромагнитный шихтованный цилиндр 4. Статор отделен от цилиндрической рабочей камеры 5 стенкой из диамагнитного материала 6. Патрубок 7 предназначен для подвода жидкости к рабочей камере, патрубок 8 для отвода жидкости.The device in figure 1 consists of a stator of an electric three-phase current machine 1 with a distributed three-phase winding 2, the ends of which are displayed in a terminal box 3 on the outside of the stator, where the winding is connected to an electric power source. A ferromagnetic charge cylinder 4 is installed inside the stator. The stator is separated from the cylindrical working chamber 5 by a wall of diamagnetic material 6. A pipe 7 is used for supplying fluid to the working chamber, and a pipe 8 for draining the liquid.

Устройство работает следующим образом. Обрабатываемая жидкость подается в рабочую камеру 5. Обмотка индуктора 2 подключается к однофазной электрической сети и образует пульсирующее электромагнитное поле в рабочей камере; происходит обработка жидкости электромагнитным полем.The device operates as follows. The processed fluid is fed into the working chamber 5. The coil of the inductor 2 is connected to a single-phase electrical network and forms a pulsating electromagnetic field in the working chamber; the liquid is treated with an electromagnetic field.

Обмотка индуктора включена по схеме, представленной на фиг.2. Последовательно-встречное соединение двух из трех фазных обмоток индуктора создает однофазную схему включения. При такой схеме включения две фазные обмотки обтекаются токами и являются активными, третья обмотка не включается в электрическую цепь и является пассивной, или резервной. Токи в активных фазных обмотках протекают во встречных направлениях, т.е. в момент времени, когда в обмотке 9 ток течет от начала С1 к концу С4, в обмотке 10 он течет от конца С5 к началу С2. Обмотка 11 отключена.The inductor winding is included in the circuit shown in figure 2. The series-inverse connection of two of the three phase windings of the inductor creates a single-phase switching circuit. With this switching scheme, two phase windings are flowed around by currents and are active, the third winding is not included in the electric circuit and is passive or backup. Currents in active phase windings flow in opposite directions, i.e. at the time when the current flows in the winding 9 from the beginning of C1 to the end of C4, in the winding 10 it flows from the end of C5 to the beginning of C2. Winding 11 is disconnected.

Диаграмма МДС на фиг.3 иллюстрирует то обстоятельство, что при предложенной схеме включения обмоток амплитуда результирующей МДС F_рез при одинаковых по величине токах в обмотках увеличивается с 1,5F₁, характерных для трехфазной обмотки, до

, т.е. увеличивается примерно на 15%. Соответственно увеличивается магнитная индукция в камере обработки жидкости (5 на фиг.1) или создается предпосылка для снижения габарита индуктора при одинаковой магнитной индукции.The MDF diagram in Fig. 3 illustrates the fact that, with the proposed scheme for switching on the windings, the amplitude of the resulting MDF F _cut at the same magnitude of the currents in the windings increases from 1.5F ₁ characteristic of a three-phase winding to

, i.e. increases by about 15%. Accordingly, the magnetic induction in the fluid processing chamber is increased (5 in FIG. 1) or a prerequisite is created for reducing the size of the inductor with the same magnetic induction.

Отсутствие однополупериодного выпрямления тока в обмотках также способствует увеличению магнитного потока аппарата в сравнении с прототипом, что повышает эффективность обработки жидкости.The absence of half-wave rectification of the current in the windings also contributes to an increase in the magnetic flux of the apparatus in comparison with the prototype, which increases the efficiency of the liquid treatment.

Поскольку током обтекаются только две из трех фазных обмотки, расход электроэнергии в предложенном устройстве сокращается в 1,5 раза по сравнению с трехфазной схемой включения при одинаковых токах.Since only two of the three phase windings flow around with the current, the energy consumption in the proposed device is reduced by 1.5 times compared with the three-phase switching circuit at the same currents.

Оставшаяся отключенной третья фазная обмотка составляет резерв на случай выхода из строя одной из рабочих обмоток, что повышает надежность конструкции. Если повышение надежности менее желательно, чем сокращение расхода обмоточной меди, третья обмотка в конструкции индуктора может отсутствовать.The third phase winding remaining disconnected makes up a reserve in case of failure of one of the working windings, which increases the reliability of the design. If an increase in reliability is less desirable than a reduction in the consumption of winding copper, a third winding in the design of the inductor may be absent.

Потребность в трехфазном источнике электроэнергии отпадает; устройство подключается к однофазному источнику электроэнергии, более доступному в фермерских хозяйствах и в крестьянских дворах.The need for a three-phase source of electricity disappears; the device is connected to a single-phase source of electricity, more available on farms and in peasant households.

Использование предлагаемой конструкции и схемы включения обмотки индуктора в устройстве для обработки жидкости позволяет интенсифицировать процесс обработки за счет увеличения магнитного потока, сокращает расход электроэнергии, упрощает устройство за счет подключения к однофазному источнику электроэнергии, исключению из конструкции полупроводниковых элементов, что также повышает надежность устройства.Using the proposed design and the inclusion circuit of the inductor winding in the device for liquid processing allows you to intensify the processing process by increasing the magnetic flux, reduces power consumption, simplifies the device by connecting to a single-phase source of electricity, excluding semiconductor elements from the design, which also increases the reliability of the device.

Claims

A device for magnetic fluid treatment, comprising a chamber with nozzles for supplying and discharging fluid, a stator with a three-phase winding, a magnetic core concentrically located inside the inductor with a gap forming a fluid processing chamber, characterized in that two of the three phase windings of the inductor are connected in a single-phase circuit .