RU2284302C1

RU2284302C1 - Device of electromagnetic treatment of liquids

Info

Publication number: RU2284302C1
Application number: RU2005120348/15A
Authority: RU
Inventors: Станислав Михайлович Юровский (RU); Станислав Михайлович Юровский; Алексей Дмитриевич Савватеев (RU); Алексей Дмитриевич САВВАТЕЕВ; Алексей Васильевич Пахомов (RU); Алексей Васильевич ПАХОМОВ
Original assignee: Станислав Михайлович Юровский; Алексей Дмитриевич САВВАТЕЕВ; Алексей Васильевич ПАХОМОВ
Priority date: 2005-06-30
Filing date: 2005-06-30
Publication date: 2006-09-27

Abstract

FIELD: heat and power engineering; chemical industry; mining; metallurgy industry; devices for electromagnetic treatment of liquids.

SUBSTANCE: the invention is pertaining to the field of the devices for electromagnetic treatment of liquids and may be used in heat and power engineering, chemical industry, mining, metallurgy industry, in particular, to the device for electromagnetic treatment of liquids. The device contains the mounted in the body stator with the magnetizing winding, the rotor-core with the grooves and the toothing on the side surface, which is concentrically mounted inside of the stator and the tank, and also electrodes. The electrodes are connected to the independent source of the alternating or direct current. One of the electrodes is made in the form of a thin-wall metal pipe, which is mounted inside the stator and electrically insulated from it. Other electrode is made in the form of the uninsulated from the processed liquid metallic conductors, which are arranged in the grooves of the rotor and are connected among themselves on the one side by the metal ring. The technical result of the invention is reduction of the electric resistance between the electrodes and increase of effectiveness of the liquid treatment.

EFFECT: the invention ensures reduction of the electric resistance between the electrodes and increase of effectiveness of the liquid treatment.

2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для электромагнитной обработки жидкостей и может быть использовано в различных отраслях промышленности при электромагнитной обработке (активации) водных систем, например в теплоэнергетике, химической, горной, металлургической, строительных материалов.The invention relates to devices for the electromagnetic treatment of liquids and can be used in various industries for the electromagnetic processing (activation) of water systems, for example, in the power system, chemical, mining, metallurgical, building materials.

Известно устройство для электромагнитной (магнитной) обработки жидкости [1], содержащее корпус с размещенным в нем статором с обмоткой намагничивания, аналогичным статору трехфазного электродвигателя, емкость для жидкости, связанную с подводящим и отводящим штуцерами, и ротор с пазами и зубцами на боковой поверхности, который концентрично с зазором установлен в емкости и в 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 не изолированные от электрического контакта с обрабатываемой жидкостью пластины, выполняющие функцию короткозамкнутых колец для жидких проводников "обмотки" ротора. Емкость для жидкости в данном устройстве выполнена (образована) соединением в монолитную герметичную конструкцию корпуса и статора с обмоткой намагничивания, путем соединения (склеивания) их частей и пропитки обмотки диэлектрическим эпоксидным или аналогичным ему компаундом, например из полиуретана, при этом слоем этого компаунда покрыта сталь расточки пакета статора и его пазы, а толщина этого слоя выполнена меньше чем в зоне лобовых частей обмотки и границ корпуса устройства, чем, как нетрудно видеть, обеспечиваются герметизация и электроизоляция статора с обмоткой от обрабатываемой жидкости.A device for electromagnetic (magnetic) liquid treatment [1], comprising a housing with a stator placed therein with a magnetizing winding, similar to a stator of a three-phase electric motor, a fluid container connected with inlet and outlet fittings, and a rotor with grooves and teeth on the side surface, which is concentrically installed with a gap in the container and in 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 at the ends steel rotor mounted chum not electrically isolated from electrical contact with the process fluid plate operating function of short-circuited rings for liquid conductors "winding" of the rotor. The liquid container in this device is made (formed) by connecting a monolithic tight design of the housing and the stator with a magnetizing winding, by connecting (gluing) their parts and impregnating the winding with a dielectric epoxy or similar compound, for example, polyurethane, while steel is coated with a layer of this compound bores of the stator package and its grooves, and the thickness of this layer is less than in the zone of the frontal parts of the winding and the boundaries of the device body, which, as is easy to see, provides sealing and electrical ktroizolyatsiya stator winding of the liquid to be treated.

Электромагнитная обработка жидкости в данном устройстве производится воздействием на нее в межполюсном пространстве магнитной системы устройства, вращающимся магнитным полем статора и переменным током от наведенной в жидкости вращающимся магнитным полем электродвижущей силы (ЭДС), хотя следует отметить, что в данном устройстве возможно получение пульсирующего и постоянного магнитного поля, что достигается последовательным соединением фаз обмотки трехфазного статора по известной схеме и подключением ее соответственно к источнику однофазного или постоянного тока, а следовательно, и воздействием на обрабатываемую жидкость как пульсирующего, так и постоянного магнитного поля и тока от наведенной в жидкости этими полями ЭДС, в случае пульсирующего поля - переменного тока, в случае постоянного магнитного поля - постоянного тока, так как в этом случае имеет место униполярная индукция.The electromagnetic treatment of the liquid in this device is effected by acting on it in the interpolar space of the device’s magnetic system, the rotating stator magnetic field and alternating current from the rotating magnetic field induced by electromotive force (EMF), although it should be noted that in this device it is possible to obtain a pulsating and constant magnetic field, which is achieved by series connection of the phases of the winding of a three-phase stator according to the known scheme and connecting it, respectively, to the source of single-phase or direct current, and consequently, the effect on the fluid being treated of both a pulsating and constant magnetic field and current from the EMF induced in the liquid by these fields, in the case of a pulsating field - alternating current, in the case of a constant magnetic field - direct current, since in this case, unipolar induction takes place.

К недостаткам указанного устройства и реализуемым им способам электромагнитной обработки жидкости можно отнести то обстоятельство, что ЭДС, наводимая вращающимся магнитным полем в жидкости, в межполюсном пространстве магнитной системы устройства невелика и обычно составляет несколько вольт, а так как электрическое сопротивление жидких проводников (жидкости, например воды) - большое, то, следовательно, токи, протекающие в жидкости в межполюсном пространстве магнитной системы устройства, очень малы, что снижает эффективность электромагнитной обработки жидкости таким устройством. Это же обстоятельство имеет место и при получении в данном устройстве и воздействии на обрабатываемую жидкость пульсирующего и постоянного магнитных полей, где наводимые ими ЭДС и токи еще меньше.The disadvantages of this device and its methods of electromagnetic processing of liquid include the fact that the EMF induced by a rotating magnetic field in a liquid in the interpole space of the device’s magnetic system is small and usually amounts to several volts, as well as the electrical resistance of liquid conductors (liquids, for example water) is large, then, therefore, the currents flowing in the liquid in the interpolar space of the device’s magnetic system are very small, which reduces the efficiency of the electromagnet thread processing of liquid by such a device. The same circumstance also occurs when a pulsating and constant magnetic field is obtained in this device and when the fluid being treated is exposed to, where the emf and currents induced by them are even less.

Известно также устройство [2], являющееся наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству аналогом - прототип, где указанные недостатки аналога [1] в какой-то мере устранены. Данное устройство содержит также, как и аналог [1], корпус с установленным в нем трехфазным статором с обмоткой намагничивания, которая вместе с пакетом стали статора герметизирована и электрически изолирована от обрабатываемой жидкости аналогичным, как в аналоге [1], способом путем компаундирования, т.е. заливки, пропитки обмотки и склеивания всех частей: корпуса и статора с обмоткой диэлектрическим, стойким к длительному воздействию обрабатываемой жидкости компаундом, лучше, как показала практика, из полиуретана, причем тонким слоем этого компаунда, но достаточным для надежной герметизации и электроизоляции статора с обмоткой, покрыта поверхность расточки пакета стали статора, включая его пазы и установленный внутри статора и емкости, образованной компаундированием корпуса и статора с обмоткой, концентрично, с зазором для прохода обрабатываемой жидкости, ротор-сердечник с пазами и зубцами на боковой поверхности, который содержит установленные на обоих его концах, на валу, на изоляторах, неизолированные от электрического контакта с обрабатываемой жидкостью пластины-электроды, при этом все остальные токопроводящие части, контактирующие с обрабатываемой жидкостью внутри корпуса устройства, включая внутреннюю поверхность подводящего и отводящего штуцеров, покрыты слоем электроизоляции, что позволяет обеспечить протекание тока в межполюсном пространстве магнитной системы устройства именно по обрабатываемой жидкости от одной пластины-электрода к другой и избежать его протекание по другим токопроводящим частям, контактирующим с обрабатываемой жидкостью внутри корпуса устройства. Отличительной особенностью данного устройства является то, что обмотка статора, создающая вращающееся, пульсирующее, либо постоянное магнитное поле в обрабатываемой жидкости, соединена с источником соответственно трехфазного или однофазного, либо постоянного тока, а пластины-электроды соединены с внешним, независимым источником постоянного или переменного тока посредством изолированных проводников, введенных внутрь устройства через герметичные и электроизолированные вводы. Причем источники питания обмотки статора и пластин-электродов содержат средства для регулировки параметров магнитного поля и тока в жидкости.Also known device [2], which is the closest in technical essence to the proposed device analogue is a prototype, where these disadvantages of the analogue [1] are to some extent eliminated. This device also contains, like the analogue [1], a case with a three-phase stator installed in it with a magnetizing winding, which, together with the stator steel pack, is sealed and electrically isolated from the processed fluid in the same way as in analogue [1] by compounding, t .e. pouring, impregnation of the winding and gluing of all parts: the housing and the stator with a dielectric winding, a compound resistant to prolonged exposure to the liquid being treated, is better, as practice has shown, made of polyurethane, with a thin layer of this compound, but sufficient for reliable sealing and electrical insulation of the stator with the winding, the surface of the bore of the stator steel package is covered, including its grooves and installed inside the stator and the container formed by compounding the body and stator with a winding concentrically, with a gap for passage of the sample liquid being pumped, a rotor-core with grooves and teeth on the side surface, which contains electrodes plates insulated from electrical contact with the liquid being processed at both its ends, on the shaft, on insulators, while all other conductive parts in contact with the liquid to be treated inside the device’s case, including the inner surface of the supply and discharge fittings, are covered with a layer of electrical insulation, which allows for the flow of current in the pole space of the magnetic The system of the device is precisely the fluid being treated from one electrode plate to another and to avoid its flow through other conductive parts in contact with the fluid being treated inside the device body. A distinctive feature of this device is that the stator winding, creating a rotating, pulsating, or constant magnetic field in the liquid being treated, is connected to a source of three-phase or single-phase, or direct current, respectively, and the plate-electrodes are connected to an external, independent source of direct or alternating current by means of insulated conductors introduced into the device through sealed and electrically insulated bushings. Moreover, the power sources of the stator winding and the plate-electrodes contain means for adjusting the parameters of the magnetic field and the current in the liquid.

Такое устройство позволяет не только увеличить токи в обрабатываемой жидкости, но и оптимизировать процесс электромагнитной обработки жидкости как путем различной комбинации видов магнитных полей и токов, так и независимой регулировки параметров магнитного поля и тока в жидкости: величины напряженности магнитного поля и тока в жидкости, частоты вращающегося или пульсирующего магнитного поля, частоты переменного тока; оптимальные параметры магнитного поля и тока в жидкости устанавливаются посредством независимой регулировки этих параметров.Such a device allows not only to increase the currents in the liquid being treated, but also to optimize the process of electromagnetic processing of the liquid, both by various combinations of types of magnetic fields and currents, and by independently adjusting the parameters of the magnetic field and current in the liquid: the magnitude of the magnetic field and current in the liquid, frequency rotating or pulsating magnetic field, AC frequency; optimal parameters of the magnetic field and current in the liquid are established by independently adjusting these parameters.

Однако, несмотря на массу преимуществ перед другими известными аналогами, такое устройство имеет недостаток, заключающийся в том, что пластины-электроды вынужденно удалены друг от друга на достаточно большое расстояние, а так как электрическое сопротивление жидкости, например воды, большое, то получить значительный ток в жидкости, конкретно в воде, в межполюсном пространстве магнитной системы такого устройства-прототипа не удается, в том числе и потому, что уменьшить расстояние между электродами нельзя, так как в этом случае укорачивается магнитная система устройства и путь жидкости (воды) в магнитном поле. Указанные обстоятельства снижают эффективность электромагнитной обработки жидкости таким устройством.However, despite the many advantages over other known analogues, such a device has the disadvantage that the plate-electrodes are forced to be removed from each other at a sufficiently large distance, and since the electrical resistance of a liquid, such as water, is large, it is possible to obtain a significant current in a liquid, specifically in water, in the interpole space of the magnetic system of such a prototype device fails, including because it is impossible to reduce the distance between the electrodes, since in this case it shortens I magnet system device and the path of the fluid (water) in a magnetic field. These circumstances reduce the effectiveness of the electromagnetic treatment of the liquid with such a device.

Целью настоящего изобретения является устранение указанного выше недостатка прототипа и дальнейшее повышение эффективности электромагнитной обработки жидкости путем увеличения токов, протекающих в межполюсном пространстве магнитной системы устройства, а также повышение надежности и долговечности устройства путем дополнительной герметизации статора с обмоткой намагничивания от обрабатываемой жидкости.The aim of the present invention is to eliminate the aforementioned disadvantage of the prototype and to further increase the efficiency of electromagnetic processing of the liquid by increasing the currents flowing in the interpole space of the device’s magnetic system, as well as increasing the reliability and durability of the device by additionally sealing the stator with a magnetizing winding from the liquid being processed.

Согласно предлагаемому изобретению это достигается тем, что один из электродов выполнен в виде тонкостенной (порядка 0,3-0,5 мм) металлической трубы, которая установлена внутри статора на всю его длину с учетом герметизации и электрической изоляции статора с обмоткой (путем компаундирования диэлектрическим компаундом из полиуретана), вплотную к электрической изоляции статора с обмоткой и электрически изолирована от статора, корпуса и других металлических токопроводящих частей внутри корпуса устройства, а другой электрод выполнен в виде металлических проводников, которые размещены в пазах ротора-сердечника и соединены между собой с одной стороны металлическим кольцом, образуя, таким образом, общую электрическую цепь, к которой подсоединен один из выводов независимого источника питания переменного или постоянного тока, другой же вывод этого источника соединен с трубой-электродом. При этом указанные электроды разделены небольшим (порядка 3-4 мм) зазором, в котором протекает обрабатываемая жидкость. Так как в данном случае в предлагаемом устройстве расстояние между электродами значительно (примерно в 50 раз) меньше, чем в реальном рабочем аналоге [1] и прототипе [2], да к тому же и площадь электродов, по крайней мере, в 10 раз больше, чем в аналоге [1] и прототипе [2], то это резко (примерно в 500 раз) уменьшает электрическое сопротивление на участке протекания тока между электродами через обрабатываемую жидкость, а следовательно, позволяет существенно (в 500 и более раз) увеличить ток, протекающий в жидкости в межполюсном пространстве магнитной системы устройства при ее одновременной обработке магнитным полем, что конечно позволит повысить эффективность ее электромагнитной обработки.According to the invention, this is achieved in that one of the electrodes is made in the form of a thin-walled (about 0.3-0.5 mm) metal pipe, which is installed inside the stator for its entire length, taking into account the sealing and electrical insulation of the stator with a winding (by compounding with a dielectric polyurethane compound), close to the electrical insulation of the stator with the winding and electrically isolated from the stator, housing and other metal conductive parts inside the device’s housing, and the other electrode is made in the form metal conductors that are placed in the grooves of the rotor core and are interconnected on one side by a metal ring, thus forming a common electrical circuit to which one of the terminals of an independent AC or DC power source is connected, while the other terminal of this source is connected to pipe electrode. Moreover, these electrodes are separated by a small (of the order of 3-4 mm) gap in which the processed fluid flows. Since in this case, in the proposed device, the distance between the electrodes is significantly (about 50 times) less than in a real working analog [1] and prototype [2], and besides, the area of the electrodes is at least 10 times larger than in the analogue [1] and prototype [2], this sharply (approximately 500 times) reduces the electrical resistance in the area of the current flow between the electrodes through the fluid being treated, and therefore, it can significantly (500 times or more) increase the current, magnetic system flowing in a liquid in the interpolar space emy device when it is simultaneously processing the magnetic field, which of course will increase the efficiency of its electromagnetic treatment.

Одновременно металлической трубой-электродом обеспечивается дополнительная герметизация статора с обмоткой намагничивания, что повышает надежность и долговечность устройства.At the same time, the metal stator-electrode provides additional sealing of the stator with a magnetizing winding, which increases the reliability and durability of the device.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется далее примером его конкретного исполнения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых изображено:The essence of the invention is further illustrated by an example of its specific implementation with reference to the accompanying drawings, which depict:

Фиг.1 - общий вид устройства (продольное сечение);Figure 1 - General view of the device (longitudinal section);

Фиг.2 - сечение по А-А (поперечное сечение);Figure 2 is a section along aa (cross section);

Фиг.3 - схема соединения устройства с независимыми источниками питания: постоянным током обмотки статора в варианте ее исходного соединения звездой и электродов (трубы и металлических проводников в пазах ротора-сердечника) переменным или постоянным током;Figure 3 - connection diagram of the device with independent power sources: direct current of the stator winding in the form of its initial connection with a star and electrodes (pipes and metal conductors in the grooves of the rotor core) with alternating or direct current;

Фиг.4 - схема соединения устройства с независимыми источниками питания: постоянным током обмотки статора в варианте ее исходного соединения треугольником и электродов (трубы и металлических проводников в пазах ротора-сердечника) переменным или постоянным током.Figure 4 - connection diagram of the device with independent power sources: direct current stator winding in the form of its initial connection with a triangle and electrodes (pipes and metal conductors in the grooves of the rotor core) with alternating or direct current.

Питающая сеть и выход напряжения источников питания обмотки статора и электродов для переменного и постоянного тока соответственно обозначены: U_~ и U₌.The mains supply and the voltage output of the power supplies of the stator windings and electrodes for alternating and direct current are respectively designated: U _~ and U ₌ .

Обмотка статора на схемах Фиг.3 и 4 представлена последовательным соединением фаз обмотки из исходного соединения ее звездой (Фиг.3) или из исходного соединения ее треугольником (Фиг.4); начала и концы фаз обмотки соответственно обозначены: А-х, В-y, C-z.The stator winding in the diagrams of Figs. 3 and 4 is represented by a series connection of the phases of the winding from the initial connection by its star (Figure 3) or from the initial connection by its triangle (Figure 4); the beginning and ends of the phases of the winding are respectively indicated: A-x, B-y, C-z.

Предлагаемое устройство содержит (см. Фиг.1 и 2) корпус 1, в котором установлен статор 2 с обмоткой намагничивания 3, уложенный в пазы 4 статора 2. В данном конкретном примере статор 2 представляет собой трехфазный статор, аналогичный известному статору трехфазного электродвигателя.The proposed device contains (see Figs. 1 and 2) a housing 1 in which a stator 2 with a magnetizing winding 3 is installed, laid in the grooves 4 of the stator 2. In this specific example, the stator 2 is a three-phase stator similar to the known stator of a three-phase electric motor.

Статор 2 с обмоткой 3 герметизирован и электрически изолирован от обрабатываемой жидкости 5 путем компаундирования: заливки, пропитки обмотки и склеивания корпуса 1 и статора 2 с обмоткой 3 в единую, монолитную, герметичную конструкцию, диэлектрическим, стойким к длительному воздействию обрабатываемой жидкости, компаундом 6, например, из полиуретана, при этом тонким слоем этого компаунда, но достаточным для надежной герметизации и электроизоляции статора 2 с обмоткой 3 покрыта поверхность расточки пакета стали статора и его пазы. Как и видно из Фиг.1, слой компаунда 6, покрывающий сталь расточки пакета статора 2 и его пазы 4, выполнен меньше, чем в зоне лобовых частей обмотки 3 и границ корпуса 1 устройства, что выполнено с целью снижения магнитного сопротивления на данном участке магнитной цепи и снижения энергозатрат (намагничивающего тока) при обеспечении необходимой герметизации электроизоляции обмотки статора и стали расточки статора.The stator 2 with winding 3 is sealed and electrically isolated from the fluid being treated 5 by compounding: pouring, impregnating the winding and gluing the housing 1 and stator 2 with winding 3 into a single, monolithic, hermetic design, dielectric, resistant to prolonged exposure to the treated fluid, compound 6, for example, polyurethane, with a thin layer of this compound, but sufficient for reliable sealing and electrical insulation of the stator 2 with winding 3, the surface of the bore of the stator steel package and its grooves are covered. As can be seen from Figure 1, the layer of compound 6, covering the steel of the bore of the stator package 2 and its grooves 4, is made smaller than in the zone of the frontal parts of the winding 3 and the boundaries of the housing 1 of the device, which is designed to reduce magnetic resistance in this section of the magnetic circuit and reduce energy consumption (magnetizing current) while ensuring the necessary sealing of the electrical insulation of the stator winding and the stator bore steel.

Внутри герметизированного и электрически изолированного от обрабатываемой жидкости 5 статора 2, концентрично, с зазором для прохода обрабатываемой жидкости 5, установлен ротор-сердечник 7, также из набора листов электротехнической стали с пазами 8 и зубцами 9 (см. Фиг.2) на боковой поверхности. В пазах 8 ротора-сердечника 7 размещены неизолированные от электрического контакта с обрабатываемой жидкостью 5 металлические проводники (стержни) 10, соединенные между собой только с одной стороны в общую электрическую цепь металлическим кольцом 11. Вплотную к электрической изоляции пакета стали статора 2, на всю его длину до границ корпуса устройства, внутри статора 2 размещена тонкостенная (порядка 0,5 мм) металлическая труба 12, которая электрически изолирована от корпуса, статора, крышек и других металлических токопроводящих частей внутри корпуса устройства и соединена с одним из выводов независимого источника переменного или постоянного тока (источника питания) 13. Другой же вывод этого источника питания соединен с металлическими проводниками 10 в пазах ротора-сердечника, точнее с металлическим кольцом 11, соединяющим их в общую электрическую цепь. Таким образом, труба 12 и металлические проводники 10 в пазах ротора-сердечника становятся (являются) электродами.Inside the stator 2, which is sealed and electrically isolated from the process fluid 5, concentrically, with a gap for the passage of the process fluid 5, a rotor core 7 is installed, also from a set of sheets of electrical steel with grooves 8 and teeth 9 (see Figure 2) on the side surface . In the grooves 8 of the rotor-core 7 are metal conductors (rods) 10 that are not insulated from electrical contact with the fluid being treated 5, connected to each other on only one side into a common electrical circuit by a metal ring 11. Close to the electrical insulation of the stator steel package 2, throughout length to the borders of the device case, inside the stator 2 there is a thin-walled (about 0.5 mm) metal pipe 12, which is electrically isolated from the case, stator, covers and other metal conductive parts inside and the unit case connected to one of the terminals of the independent AC or DC power (power supply) 13. The other output of the power source is connected to the metal conductors 10 in the grooves of the rotor-core, more precisely with a metal ring 11, connecting them to a common electrical circuit. Thus, the pipe 12 and the metal conductors 10 in the grooves of the rotor core become (are) electrodes.

На Фиг.1 показано присоединение электродов: трубы 12 и металлических проводников 10, точнее объединяющего их в общую электрическую цепь металлического кольца 11 к источнику питания 13 посредством изолированных проводников 14, введенных внутрь устройства через герметичные и электроизолированные вводы 15.Figure 1 shows the connection of the electrodes: pipes 12 and metal conductors 10, more precisely combining them into a common electric circuit of the metal ring 11 to the power source 13 by means of insulated conductors 14 introduced into the device through sealed and electrically insulated inputs 15.

Как видно из Фиг.1, емкость для жидкости образована (образуется) между частями герметизированного и электроизолированного статора с обмоткой, с прилегающей к электрической изоляции (компаунду 6) статора металлической трубой-электродом 12 и ротором-сердечником 7 и герметизацией корпуса устройства.As can be seen from Figure 1, a liquid container is formed (formed) between the parts of the sealed and electrically insulated stator with a winding, adjacent to the stator's electrical insulation (compound 6), by a metal pipe-electrode 12 and a rotor-core 7 and by sealing the device case.

Ротор-сердечник 7 установлен и закреплен в опорах крышек 16 неподвижно, для чего на его валу 17 имеется шпонка 18. Крышки 16 снабжены подводящим 19 и отводящим 20 штуцерами. В крышках 16 предусмотрены проходные отверстия 21 для прохода обрабатываемой жидкости 5. Резиновыми, диэлектрическими прокладками 22 производятся уплотнение и герметизация емкости и устройства в целом при затяжке болтов 23, крепления крышек 16 к корпусу 1 устройства.The rotor-core 7 is installed and fixed in the supports of the covers 16 motionless, for which there is a key 18 on its shaft 17. The covers 16 are equipped with a supply 19 and a discharge 20 fittings. In the covers 16 there are provided passage openings 21 for the passage of the fluid to be treated 5. Rubber, dielectric gaskets 22 are used to seal and seal the container and the device as a whole by tightening the bolts 23, and fastening the covers 16 to the device body 1.

Размещение металлических проводников 10 (стержней) в пазах 8 ротора-сердечника 7 может быть выполнено как заливкой в них металла, например алюминия, аналогично тому, как это делается при изготовлении ротора асинхронного электродвигателя с короткозамкнутой обмоткой типа "беличья клетка", в этом случае указанные проводники имеют электрический контакт со сталью ротора-сердечника 7, и это обстоятельство, как будет показано ниже, приходится учитывать, так и укладкой металлических проводников (стержней) 10 в пазы ротора-сердечника, изолированных от стали ротора-сердечника слоем диэлектрика - электроизоляции, нанесенным на поверхность пазов стали ротора-сердечника (на чертежах не показано), в этом случае металлическое кольцо 11, соединяющее проводники 10, в пазах ротора также должно быть электрически изолировано (слоем электроизоляции) от стали ротора-сердечника.The placement of metal conductors 10 (rods) in the grooves 8 of the rotor-core 7 can be performed by pouring metal, for example aluminum, in them, similar to how it is done in the manufacture of a rotor of an asynchronous squirrel-cage winding, in which case the indicated the conductors have electrical contact with the steel of the rotor core 7, and this circumstance, as will be shown below, must be taken into account, as well as by the laying of metal conductors (rods) 10 in the grooves of the rotor core, isolated t of steel of the rotor-core with a dielectric layer of electrical insulation applied to the surface of the grooves of the steel of the rotor-core (not shown in the drawings), in this case, the metal ring 11 connecting the conductors 10 should also be electrically isolated (layer of electrical insulation) from the steel in the grooves of the rotor rotor core.

Так как сталь ротора-сердечника нецелесообразно использовать в качестве электрода, хотя бы в силу ее неизбежной в этом случае электрохимической коррозии, а для решения поставленной задачи, достижения цели и получения положительного технического результата вполне достаточно площади, контактируемой с обрабатываемой жидкостью 5 металлических проводников (стержней) 10, размещенных в пазах 8 ротора-сердечника 7, то вся наружная поверхность стали ротора-сердечника 7, контактирующая с обрабатываемой жидкостью 5, покрыта слоем электроизоляции 24, стойкой к обрабатываемой жидкости с учетом продуктов, образующихся при ее электромагнитной обработке, например полиуретаном. Кроме того, все остальные токопроводящие части, контактирующие с обрабатываемой жидкостью внутри корпуса устройства: вал 17 ротора-сердечника 7 и его опоры, крышки 16, шпонка 18, поверхность проходных отверстий 21 в крышках 16 и другие элементы конструкции устройства, включая и внутреннюю поверхность подводящего 19 и отводящего 20 штуцеров, как и в прототипе [2] покрыты слоем электроизоляции 24 (на чертежах Фиг.1, Фиг.2 показано жирной линией по контуру токопроводящих частей). Это выполнено для того, чтобы создать условия протекания тока именно по обрабатываемой в межполюсном пространстве магнитной системы устройства жидкости 5, от одного электрода к другому и избежать протекание тока по жидкости вне межполюсного пространства магнитной системы устройства и другим токопроводящим частям, контактирующим с обрабатываемой жидкостью 5 внутри корпуса устройства.Since the steel of the rotor core is impractical to use as an electrode, if only because of its inevitable in this case electrochemical corrosion, and to solve the problem, achieve the goal and obtain a positive technical result, the area in contact with the treated fluid is 5 metal conductors (rods) ) 10 located in the grooves 8 of the rotor core 7, then the entire outer surface of the steel of the rotor core 7 in contact with the fluid being treated 5 is covered with a layer of electrical insulation 24, resistant to the processed fluid, taking into account the products formed during its electromagnetic processing, for example polyurethane. In addition, all other conductive parts in contact with the processed fluid inside the device body: shaft 17 of the rotor core 7 and its supports, covers 16, key 18, the surface of the through holes 21 in the covers 16 and other structural elements of the device, including the inner surface of the supply 19 and the outlet 20 fittings, as in the prototype [2] are covered with a layer of electrical insulation 24 (in the drawings, Fig. 1, Fig. 2 shows a thick line along the contour of the conductive parts). This is done in order to create conditions for the flow of current precisely through the fluid device 5 being processed in the interpolar space of the magnetic system of the magnetic system, from one electrode to another and to avoid the flow of current through the fluid outside the interpolar space of the device’s magnetic system and other conductive parts in contact with the processed fluid 5 inside device enclosures.

Обмотка 3 статора 2 соединена с независимым источником питания 25, питающим ее в данном случае постоянным током, создающим в обрабатываемой жидкости 5 постоянное магнитное поле.The winding 3 of the stator 2 is connected to an independent power source 25, supplying it in this case with direct current, which creates a constant magnetic field in the liquid 5 being treated.

Схемы соединения обмотки 3 статора 2 с источником питания 25 и электродов: трубы 12 и металлических проводников 10 с независимым источником питания 13 показаны на Фиг.3 и 4.The connection diagrams of the winding 3 of the stator 2 with a power source 25 and electrodes: pipes 12 and metal conductors 10 with an independent power source 13 are shown in FIGS. 3 and 4.

Поверхность металлических проводников 10 в пазах ротора-сердечника 7, если они выполнены из залитого в пазы алюминия, с целью защиты их от разрушения при протекании между ними и трубой-электродом 12, через обрабатываемую жидкость 5 электрического тока, покрыта слоем металла, стойкого к электрохимическому разрушению, например никелем, оловом, оловянно-свинцовым припоем и т.д., или проводники 10 выполнены из такого металла.The surface of the metal conductors 10 in the grooves of the rotor core 7, if they are made of aluminum poured into the grooves, in order to protect them from destruction when the electric current 5 is processed between them and the electrode pipe 12, is coated with a layer of metal resistant to electrochemical destruction, for example, nickel, tin, tin-lead solder, etc., or the conductors 10 are made of such metal.

Труба-электрод 12 также для защиты ее от разрушения при электромагнитной обработке изнутри покрыта защитным слоем металла, стойкого к электрохимическому разрушению, или выполнена из металла, стойкого к такому разрушению, например из титана, нержавеющей стали и тому подобных материалов.The electrode pipe 12 is also to protect it from destruction during electromagnetic processing from the inside covered with a protective layer of metal resistant to electrochemical destruction, or made of metal resistant to such destruction, for example, titanium, stainless steel and the like.

На Фиг.1, 2 защитные покрытия электродов не показаны.In figure 1, 2, the protective coating of the electrodes is not shown.

Указанный пример выполнения предлагаемого устройства не единственный, могут быть выполнены и другие варианты конструкции устройства: так статор магнитной системы устройства можно выполнить на базе хорошо известной в технике электрической машины постоянного тока, то есть в виде (по принятой для этого типа электрических машин терминологии) станины с ярмом, к которому в данном случае крепятся только основные (главные) полюсы, добавочные полюсы в данном случае не нужны, их место может быть использовано для размещения более мощных главных полюсов с надетыми на них катушками обмотки возбуждения, по которой проходит постоянный ток. Станина с ярмом выполняется из литой электротехнической стали; главные полюсы в данном случае могут быть выполнены как из листовой, так и литой электротехнической стали. Ротор-сердечник в данном случае может быть выполнен как из листовой, так и литой электротехнической стали, и имеет форму цилиндра с пазами и зубцами на боковой поверхности. В пазах ротора-сердечника, как и в первоначальном, описанном выше варианте (примере) выполнения предлагаемого устройства аналогично описанному выше примеру, размещены металлические проводники (стержни), соединенные с одной стороны в одну общую электрическую цепь металлическим кольцом, к которому, как и в предыдущем примере выполнения устройства, подсоединен один из выводов источника питания электродов.The specified example of the proposed device is not the only one, other device design options can be made: for example, the stator of the magnetic system of the device can be made on the basis of a bed (according to the terminology accepted for this type of electric machine) of a direct current electric machine with a yoke, to which in this case only the main (main) poles are attached, additional poles are not needed in this case, their place can be used to place more powerful main poles lusov with put on them coils of the field winding, through which direct current passes. The bed with a yoke is made of cast electrical steel; the main poles in this case can be made of both sheet and cast electrical steel. The rotor core in this case can be made of both sheet and cast electrical steel, and has the shape of a cylinder with grooves and teeth on the side surface. In the grooves of the rotor-core, as in the initial embodiment described above (example) of the proposed device, similar to the example described above, metal conductors (rods) are placed, connected on one side to one common electrical circuit with a metal ring to which, as in the previous example of the device, one of the terminals of the power source of the electrodes is connected.

Все остальные технические решения, в том числе по герметизации и электрической изоляции такого статора с обмоткой возбуждения на его полюсах и размещением внутри статора, вплотную к электрической изоляции его стали, металлической тубы-электрода, ничем не отличаются от описанного выше примера выполнения предлагаемого устройства.All other technical solutions, including the sealing and electrical insulation of such a stator with an excitation winding at its poles and placed inside the stator, close to the electrical insulation of its steel, metal tube-electrode, are no different from the above-described example of the proposed device.

Устройство работает следующим образом: при подключении обмотки 3 статора 2 к независимому источнику питания 25 постоянного тока образуется постоянный магнитный поток (магнитное поле), который замыкается, проходя по стали статора (спинке, зубцам) через слой электрической изоляции статора - компаунд 6 и стенку трубы-электрода 12, обрабатываемую жидкость 5, слой электроизоляции 24, покрывающей поверхность стали ротора-сердечника, далее по стали ротора-сердечника 7 (зубцам и спинке), производя магнитную обработку жидкости 5. Одновременно с включением обмотки статора от независимого источника питания 13 переменный или постоянный ток (в зависимости от выбора рода тока) подается на электроды: трубу-электрод 12 и металлические проводники (стержни) 10, размещенные в пазах 8 ротора-сердечника 7, который (ток) протекает сквозь обрабатываемую в межполюсном пространстве магнитной системы устройства жидкость 5 от одного электрода к другому, производя электрическое воздействие на обратываемую жидкость 5 и действуя на нее совместно с постоянным магнитным полем статора в межполюсном пространстве магнитной системы устройства. Таким образом, реализуется процесс одновременной электромагнитной обработки жидкости в межполюсном пространстве магнитной системы устройства, при этом действие переменного тока отличается от воздействия на обрабатываемую жидкость постоянного тока тем, что при воздействии на жидкость постоянного тока процесс смещается в сторону явного разделения жидкости на щелочную (у катода) и кислотную (у анода) составляющие, в то время как при действии на жидкость переменного тока этот процесс не носит выраженного характера, но в обоих случаях силы электрического поля (тока) влияют совместно с постоянным магнитным полем на структуру обрабатываемой жидкости, производя ее электромагнитную активацию.The device operates as follows: when the stator 2 winding 3 is connected to an independent DC power supply 25, a constant magnetic flux (magnetic field) is formed, which closes when passing through the stator steel (back, teeth) through the stator electrical insulation layer - compound 6 and the pipe wall electrode 12, the fluid being treated 5, the layer of electrical insulation 24 covering the surface of the steel of the rotor core, then along the steel of the rotor core 7 (teeth and back), magnetically processing the liquid 5. Simultaneously with turning on the stator windings from an independent power source 13, alternating or direct current (depending on the type of current) is supplied to the electrodes: electrode pipe 12 and metal conductors (rods) 10, placed in the grooves 8 of the rotor core 7, which (current) flows through the liquid 5 processed in the interpolar space of the device’s magnetic system from one electrode to another, producing an electric effect on the generated fluid 5 and acting on it together with the constant magnetic field of the stator in the interpolar space m device agnitic system. Thus, the process of simultaneous electromagnetic processing of the liquid in the interpolar space of the device’s magnetic system is implemented, while the action of the alternating current differs from the effect on the DC fluid being treated in that, when the DC fluid is exposed to the process, the process shifts towards the explicit separation of the liquid into alkaline (at the cathode ) and acid (at the anode) components, while under the action of an alternating current on a liquid, this process is not pronounced, but in both cases, the forces The electric field (current), together with a constant magnetic field, affects the structure of the liquid being processed, producing its electromagnetic activation.

Поскольку, как было указанно выше, величина электрического тока в данном устройстве в отличие от известных аналогов и прототипа может быть получена во много (в 500 и более) раз больше, то это позволит существенно увеличить эффективность электромагнитной обработки жидкости.Since, as mentioned above, the magnitude of the electric current in this device, in contrast to the known analogues and prototype, can be obtained many (500 or more) times more, this will significantly increase the efficiency of electromagnetic processing of the liquid.

Одновременно повышаются надежность и долговечность устройства за счет дополнительной герметизации статора с обмоткой намагничивания от обрабатываемой жидкости металлической трубой-электродом 12.At the same time, the reliability and durability of the device are increased due to additional sealing of the stator with a magnetizing winding from the liquid being treated by the metal pipe-electrode 12.

Источники информацииInformation sources

1. Патент Российской Федерации №2052917, кл. C 02 F 1/48, 1995 на изобретение "Устройство для магнитной обработки жидкости".1. Patent of the Russian Federation No. 2052917, cl. C 02 F 1/48, 1995 to the invention, “Device for magnetic processing of liquids”.

2. Патент Российской Федерации "№ 2176620, кл. C 02 F 1/48, 2000, на изобретение "Способ электромагнитной обработки жидкости и устройство для его осуществления".2. Patent of the Russian Federation "No. 2176620, class C 02 F 1/48, 2000, for the invention" Method for the electromagnetic treatment of a liquid and a device for its implementation ".

Claims

1. A device for the electromagnetic treatment of liquids, comprising a housing and a stator made of electrical steel with a magnetizing winding installed in it, which together with the stator steel is sealed and electrically isolated from the treated fluid, a sealed fluid container with inlet and outlet fittings and a rotor core made of electrical steel with grooves and teeth on the side surface, which is concentrically, with a gap for the passage of the processed fluid is installed inside the stator and capacity, as well as electro In this case, the current flowing in the liquid in the interpolar space of the device’s magnetic system, the stator winding is connected to a direct current source, and the electrodes are connected to an independent alternating or direct current source through insulated conductors introduced into the device through sealed and electrically insulated inputs, and all in addition to electrodes, conductive parts in contact with the fluid to be treated inside the device’s body, including the inner surface of the inlet and outlet the fittings are covered with a layer of electrical insulation, characterized in that one of the electrodes is made in the form of a thin-walled metal pipe, which is installed inside the stator close to the electrical insulation of the stator steel with a winding to its entire length to the borders of the device’s body and is electrically isolated from the stator, the case and other metal conductive parts inside the device’s body, and the other electrode is made in the form of metal conductors that are not isolated from electrical contact with the liquid being treated, which are puppies in the grooves of the rotor core and are interconnected on one side by a metal ring, thus forming a common electrical circuit to which one of the terminals of the independent electrode power source is connected, while the other terminal of this power source is connected to the electrode tube.

2. The device according to claim 1, characterized in that the electrodes are coated with a protective layer of metal resistant to electrochemical destruction, or made of such metal.