RU2312290C2 - Method of the magnetoacoustic treatment of the water systems and the device for the method realization - Google Patents

Method of the magnetoacoustic treatment of the water systems and the device for the method realization Download PDF

Info

Publication number
RU2312290C2
RU2312290C2 RU2005133489/12A RU2005133489A RU2312290C2 RU 2312290 C2 RU2312290 C2 RU 2312290C2 RU 2005133489/12 A RU2005133489/12 A RU 2005133489/12A RU 2005133489 A RU2005133489 A RU 2005133489A RU 2312290 C2 RU2312290 C2 RU 2312290C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
magnetic
scale
coil
main
Prior art date
Application number
RU2005133489/12A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005133489A (en
Inventor
Виктор Александрович Бобров (RU)
Виктор Александрович Бобров
В чеслав Леонидович Мещанкин (RU)
Вячеслав Леонидович Мещанкин
Олег Анатольевич Митрофанов (RU)
Олег Анатольевич Митрофанов
Original Assignee
Виктор Александрович Бобров
Вячеслав Леонидович Мещанкин
Олег Анатольевич Митрофанов
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 Виктор Александрович Бобров, Вячеслав Леонидович Мещанкин, Олег Анатольевич Митрофанов filed Critical Виктор Александрович Бобров
Priority to RU2005133489/12A priority Critical patent/RU2312290C2/en
Publication of RU2005133489A publication Critical patent/RU2005133489A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2312290C2 publication Critical patent/RU2312290C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: chemical industry; heat-and-power industry; other industries; methods and devices for magnetoacoustic treatment of the water systems.
SUBSTANCE: the group of inventions is pertaining to the heat-and-power engineering and is intended for the reactant-free treatment of the water systems for the purpose destruction and removal of the scale in the steam and water-heating boilers and also for prevention of the scale steam and water-heating boilers, the heat-exchange devices. The method provides for the integrated effect on the system of the magnetic and acoustic fields: at that on the water moving in the tube effect with the impulse local magnetic field with the 360° rotation in the planes parallel and perpendicular to the vector of the motion direction of the water, and in the water medium, in the wall and in the scale excite the acoustic waves: in the water medium - of the infrasonic frequency, in the wall of the water system and in the scale - of the sound frequency. The device for realization of the method contains the magnetoacoustic emitter with the control system formed by the magnetic conductor and the installed apart from each other the main magnetizing coil, the compensating coil with the coaxially disposed cores, and also the toroid-shaped coil of the magnetic field shift reeled on the annular core disposed round the main part of the magnetic conductor between the main magnetizing coil and the compensation coil. At that the cores of the main magnetizing coil and the compensation coil are made with the capability of contact with the feeding pipe of the pipeline of the treated water, and the magnetic conductor of the magnetoacoustic emitter is formed by the main part of the magnetic conductor and the cores of the main(basic) magnetizing and compensation coils, ensuring the contact of the magnetic conductor with the feeding pipe of the pipeline of the treated water system. The technical result of the group of the inventions consists in the increased efficiency of cleaning of the walls of the tanks and the pipelines from the scale, reduction of the power input in the process, creation of conditions for prevention of the scale formation, simplification of the design of the device realizing the method, decrease of the device overall dimensions, provision of the possibility to use the device and the method on already operational water-heating, steam and the heat-exchanging systems.
EFFECT: the group of the inventions ensures the increased efficiency of cleaning of the walls of the tanks and the pipelines from the scale, reduction of the power input in the process, creation of the conditions for prevention of the scale formation, simplification of the design of the device realizing the method, decrease of the device overall dimensions, provision of the possibility to use the device and the method on the already operational water-heating, steam and the heat-exchanging systems.
9 cl, 5 dwg

Description

Область, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к области теплоэнергетики и предназначено для безреагентной обработки водных систем с целью разрушения и удаления накипи в паровых и водогрейных котлоагрегатах, а также исключения накипеобразования в паровых и водогрейных котлах, теплообменной аппаратуре. Изобретение может использоваться также для улучшения флотационного обогащения полезных ископаемых, в процессах сгущения и фильтрования.The invention relates to the field of power engineering and is intended for the non-reagent treatment of water systems with the aim of destroying and removing scale in steam and hot water boilers, as well as eliminating scale formation in steam and hot water boilers, heat exchange equipment. The invention can also be used to improve the flotation concentration of minerals in the process of thickening and filtering.

Уровень техникиState of the art

Известен аппарат для магнитной обработки жидкости, включающий диамагнитную трубу с расположенным в ней ферромагнитным сердечником и электромагнитную систему, расположенную снаружи трубы и выполненную в виде одной или более катушек, снабженных двумя разъемными магнитопроводами, охватывающими их снаружи и установленными с возможностью перемещения относительно друг друга (авторское свидетельство СССР №1041522, C02F 1/48, 1983). Известный аппарат позволяет достаточно просто регулировать напряженность электромагнитного поля, что требуется обычно при обработке жидкостей различного состава.A known apparatus for magnetic processing of liquid, comprising a diamagnetic pipe with a ferromagnetic core located in it and an electromagnetic system located outside the pipe and made in the form of one or more coils, equipped with two detachable magnetic circuits, covering them outside and installed with the ability to move relative to each other (copyright USSR certificate No. 1041522, C02F 1/48, 1983). The known device allows you to simply control the intensity of the electromagnetic field, which is usually required when processing liquids of various compositions.

Вместе с тем конструкцию известного аппарата невозможно использовать на действующих водонагревательных устройствах без их существенной конструктивной доработки. Регулировка напряженности электромагнитного поля за счет перемещения разъемных магнитопроводов относительно друг друга достаточно сложна и неэффективна (сложнее, чем электрические регулировки потенциометром), кроме этого весьма сложно подобрать оптимальный режим обработки жидкости.However, the design of the known apparatus cannot be used on existing water-heating devices without their significant structural development. Adjusting the electromagnetic field due to the movement of detachable magnetic circuits relative to each other is quite complicated and ineffective (more complicated than electrical adjustments with a potentiometer), in addition, it is very difficult to choose the optimal treatment regime for the liquid.

Известно устройство для предотвращения образования и удаления уже образовавшейся накипи, а также очистки воды от примесей в трубопроводах и емкостях, заполненных водой (патент США №5326446, C02F 1/46, 1994). В работе устройства используется несколько взаимодействующих друг с другом магнитных полей, одно из которых является статическим электромагнитным полем, второе - переменным радиочастотным электромагнитным полем и третье - низкочастотным переменным магнитным полем с высокой амплитудой и короткой длительностью импульса.A device for preventing the formation and removal of already formed scale, as well as purifying water from impurities in pipelines and containers filled with water (US patent No. 5326446, C02F 1/46, 1994). The device uses several interacting magnetic fields, one of which is a static electromagnetic field, the second is an alternating radio-frequency electromagnetic field and the third is a low-frequency alternating magnetic field with high amplitude and short pulse duration.

Известно устройство для удаления накипи с внутренней стенки трубопровода, использующее воздействие электромагнитного поля на воду. Устройство содержит генератор импульсов переменной частоты и компьютер, посредством которого осуществляется управление. Импульсы от генератора поступают к катушке, намотанной вокруг внешней стенки подающего трубопровода, причем труба связана с электродами блока питания (заявка Японии №2002355677, C02F 1/48, 2002).A device for removing scale from the inner wall of a pipeline using the effect of an electromagnetic field on water is known. The device contains a pulse generator of variable frequency and a computer through which control is carried out. The pulses from the generator go to a coil wound around the outer wall of the supply pipe, and the pipe is connected to the electrodes of the power supply (Japanese application No. 20022355677, C02F 1/48, 2002).

Недостатком указанных выше аналогов является то, что устройства достаточно дороги вследствие того, что они требуют больших подготовительных работ по установке устройств и намотке катушек. Вместе с тем, быстрого эффекта по очистке от накипи данные устройства и способы, реализуемые при их работе, получить не позволяют. Кроме того, весьма велики трудозатраты по установке устройств на трубопроводы и емкости, а также в процессе эксплуатации устройств.The disadvantage of the above analogues is that the devices are quite expensive due to the fact that they require extensive preparatory work for the installation of devices and winding coils. At the same time, these devices and methods implemented during their operation do not allow to obtain a quick effect on descaling. In addition, the labor costs for installing devices on pipelines and tanks, as well as during the operation of the devices, are very high.

Известен способ очистки поверхности ферромагнитных материалов от отложений (авторское свидетельство СССР №1542646, В08В 7/02, 1987), заключающийся в воздействии на поверхность электромагнитным полем, величину напряженности которого повышают до величины, соответствующей индукции насыщения ферромагнитного материала, затем величину напряженности магнитного поля уменьшают до величины, соответствующей остаточной индукции. Устройство, реализующее данный способ, содержит источник питания, генератор импульсов, накопительный конденсатор, коммутирующий элемент и электромагнит. Выход источника питания блокируется накопительным конденсатором и через коммутирующий элемент соединяется с электромагнитом. Управление коммутирующим элементом производится выходным током генератора импульсов.A known method of cleaning the surface of ferromagnetic materials from deposits (USSR author's certificate No. 1542646, BVB 7/02, 1987), which consists in exposing the surface to an electromagnetic field, the intensity of which is increased to a value corresponding to the saturation induction of the ferromagnetic material, then the magnetic field is reduced to the value corresponding to the residual induction. A device that implements this method contains a power source, a pulse generator, a storage capacitor, a switching element and an electromagnet. The output of the power source is blocked by a storage capacitor and is connected to an electromagnet through a switching element. The switching element is controlled by the output current of the pulse generator.

Недостатком приведенного аналога является сравнительно низкая эффективность очистки поверхности. Способ подкупает своей простотой, однако в этом его и недостаток. Невозможно осуществить регулирование процесса обработки котловой воды в зависимости от диаметра питательного трубопровода, скорости потока и качества питательной воды. Данный аналог пригоден только для очистки оборудования из ферромагнитных материалов.The disadvantage of this analogue is the relatively low efficiency of surface cleaning. The method captivates with its simplicity, but this is its drawback. It is not possible to regulate the boiler water treatment process depending on the diameter of the feed pipe, flow rate and feed water quality. This analogue is only suitable for cleaning equipment from ferromagnetic materials.

Известен способ обработки воды магнитным полем (патент Российской Федерации №2191162, C02F 1/48, 2002), включающий создание магнитного поля в рабочем зазоре путем подачи напряжения на намагничивающие катушки, подачу воды через рабочий зазор и воздействие магнитного потока на движущуюся в рабочем зазоре воду, при этом на намагничивающие катушки подают постоянное напряжение.A known method of treating water with a magnetic field (patent of Russian Federation No. 2191162, C02F 1/48, 2002), comprising creating a magnetic field in the working gap by applying voltage to the magnetizing coils, supplying water through the working gap and the effect of magnetic flux on the water moving in the working gap at the same time, a constant voltage is applied to the magnetizing coils.

Устройство, реализующее способ, состоит из входного патрубка, корпуса устройства, внутреннего магнитопровода и намагничивающих катушек, к которым подводится постоянный ток. На внешней части корпуса установлены наружные магнитопроводы с броневым исполнением сердечников, которые экранируют потоки рассеяния своими внешними полюсами, а шунтирующие потоки в зоне полюсных наконечников гасятся вкладышами. Центральный сердечник с намагничивающей катушкой создает магнитный поток, пересекающий рабочую (активную) зону устройства и замыкающийся на внутреннем магнитопроводе, полюсных наконечниках и внешних полюсах наружных магнитопроводов. Таким образом, каждая намагничивающаяся катушка создает три магнитных потока с векторами взаимно противоположного направления, участки соприкосновения которых лежат в зонах бокового распора магнитных силовых линий, образуя непрерывное магнитное поле вдоль рабочей зоны устройства.A device that implements the method consists of an inlet pipe, a device body, an internal magnetic circuit and magnetizing coils to which direct current is supplied. On the outer part of the casing, external magnetic cores with armored version of the cores are installed, which shield the scattering fluxes with their external poles, and the shunting fluxes in the area of the pole tips are quenched by liners. The central core with a magnetizing coil creates a magnetic flux that crosses the working (active) zone of the device and closes on the internal magnetic circuit, pole tips and external poles of the external magnetic circuit. Thus, each magnetizing coil creates three magnetic fluxes with vectors of opposite directions, the contact areas of which lie in the zones of lateral expansion of magnetic lines of force, forming a continuous magnetic field along the working area of the device.

К недостаткам описанных способа и устройства относится сложность, значительные габариты устройства и дополнительные затраты на монтаж установки «вставки» перед пуском котлоагрегата в работу и после. Кроме того, существенным недостатком является вероятность накапливания магнитных примесей на полюсах внутреннего магнитопровода.The disadvantages of the described method and device include the complexity, significant dimensions of the device and the additional cost of installing the installation of the "insert" before putting the boiler into operation and after. In addition, a significant drawback is the probability of accumulation of magnetic impurities at the poles of the internal magnetic circuit.

Ближайшим аналогом изобретения является способ защиты и очистки поверхности ферромагнитных материалов от отложений (патент Российской Федерации №2167728, В08В 7/02, 2001 г.), заключающийся в воздействии на ферромагнитную поверхность парового, теплового или водогрейного оборудования импульсным электромагнитным полем для создания эффекта магнитострикции. Причем одновременно с эффектом магнитострикции осуществляют магнитную обработку воды на питающем трубопроводе оборудования импульсным электромагнитным полем. При этом импульсное электромагнитное поле для эффекта магнитострикции и магнитной обработки воды создают за счет воздействия пачек электромагнитных импульсов с частотой 0,1-10 Гц. Импульсное электромагнитное поле можно создавать разнополярными пачками импульсов. При работе устройства в оборудование поступает вода, предварительно обрабатываемая на питающем трубопроводе. Эта вода усиливает воздействие на внутреннюю поверхность оборудования, которое одновременно подвергается воздействию магнитострикции.The closest analogue of the invention is a method of protecting and cleaning the surface of ferromagnetic materials from deposits (patent of the Russian Federation No. 2167728, B08B 7/02, 2001), which consists in exposing the ferromagnetic surface of a steam, thermal or water-heating equipment to a pulsed electromagnetic field to create a magnetostriction effect. Moreover, simultaneously with the effect of magnetostriction, magnetic treatment of water is carried out on the equipment supply line by a pulsed electromagnetic field. In this case, a pulsed electromagnetic field for the effect of magnetostriction and magnetic treatment of water is created due to the action of packs of electromagnetic pulses with a frequency of 0.1-10 Hz. A pulsed electromagnetic field can be created by multipolar bursts of pulses. During the operation of the device, water pretreated on the supply pipe enters the equipment. This water enhances the effect on the inner surface of the equipment, which is simultaneously exposed to magnetostriction.

Недостатком ближайшего аналога является отсутствие алгоритма обработки котловой воды в связи с ее жесткостью, отсутствие обратной связи, а также достаточно большая энергоемкость и малая эффективность. Данное устройство не позволяет очищать от накипи поверхность конструкций из диамагнитных и парамагнитных металлов и сплавов.The disadvantage of the closest analogue is the lack of an algorithm for processing boiler water due to its rigidity, the lack of feedback, as well as a sufficiently large energy intensity and low efficiency. This device does not allow to descale the surface of structures made of diamagnetic and paramagnetic metals and alloys.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задачей, решаемой изобретением, является создание эффективного способа и устройства для магнитоакустической обработки водной среды с использованием различных режимов и снятия накипи, образующейся на стенках оборудования, путем воздействия акустических волн инфразвуковой и звуковой частот.The problem solved by the invention is the creation of an effective method and device for magnetoacoustic treatment of an aqueous medium using various modes and descaling formed on the walls of the equipment by exposure to acoustic waves of infrasonic and sound frequencies.

Кроме того, задачей изобретения является получение компактной конструкции, обладающей малой энергоемкостью, простотой обслуживания и возможностью установки на действующих агрегатах при их минимальной доработке, что обусловит экономические преимущества способа и устройства. Известные специальные акустические излучатели интенсивностью от 120 до 180 дБ весьма громоздки.In addition, the objective of the invention is to obtain a compact design with low energy consumption, ease of maintenance and the ability to install on existing units with minimal modification, which will determine the economic advantages of the method and device. Known special acoustic emitters with intensities from 120 to 180 dB are very cumbersome.

Поставленная задача для способа решается за счет того, что обеспечивается комплексное воздействие на систему магнитного и акустического полей малой мощности. Колебание акустического поля основной частоты происходит в диапазоне инфразвуковой частоты, а высших гармоник - звуковой. В отличие от звуковых и ультразвуковых колебаний инфразвук слабо поглощается средой. Это явление важно для очистки от накипи сложных систем, например, таких как котлоагрегат. Обычно излучатель устанавливается на питательную трубу, которая становится волноводом.The task for the method is solved due to the fact that a complex effect on the system of magnetic and acoustic fields of low power is provided. The oscillation of the acoustic field of the fundamental frequency occurs in the range of the infrasound frequency, and the higher harmonics - sound. Unlike sound and ultrasonic vibrations, infrasound is poorly absorbed by the medium. This phenomenon is important for descaling complex systems, for example, such as a boiler unit. Typically, the emitter is mounted on a feeding tube, which becomes a waveguide.

Акустические волны возбуждаются в воде и стенках трубы, которая может иметь сложную конфигурацию. Для соединения трубы с барабаном котла обычно используются фланцевые соединения. Поэтому слабая поглощаемость инфразвуковых колебаний, которые возбуждаются и в стенках трубы и в питательной среде, имеет важное значение для эффективной работы предлагаемого изобретения. В стенках трубы, котла и накипи возбуждаются нормальные волны звуковой частоты, а в воде - инфразвуковые.Acoustic waves are excited in the water and the walls of the pipe, which can have a complex configuration. Flange connections are usually used to connect the pipe to the boiler drum. Therefore, the low absorbability of infrasonic vibrations, which are excited both in the walls of the pipe and in the nutrient medium, is important for the effective operation of the present invention. Normal sound frequency waves are excited in the walls of the pipe, boiler and scale, and infrasound waves in water.

Так как механизм акустической очистки еще точно не установлен, авторы предлагают описанную ниже гипотезу.Since the acoustic cleaning mechanism has not yet been precisely established, the authors propose the hypothesis described below.

Колебание, возбуждаемое датчиком, является негармоническим, которое можно представить в виде суммы разложений гармонических колебаний, т.е. в виде спектра гармонических колебаний, которые являются высшими гармониками относительно основной. Частоты и амплитуды этих гармоник определяются как физическими свойствами колебательной системы, так и способом ее возбуждения. Известно, что частота второй гармоники в два раза выше основной, третьей - в три раза и т.д. В рассматриваемой системе в воде распространяются инфразвуковые колебания основной частоты, а в накипи и стенки котла звуковые нормальные гармонические волны.The oscillation excited by the sensor is non-harmonic, which can be represented as the sum of the decompositions of harmonic oscillations, i.e. in the form of a spectrum of harmonic oscillations, which are higher harmonics relative to the fundamental. The frequencies and amplitudes of these harmonics are determined both by the physical properties of the oscillatory system and by the method of its excitation. It is known that the frequency of the second harmonic is two times higher than the fundamental, the third - three times, etc. In the system under consideration, infrasonic vibrations of the fundamental frequency propagate in water, and sound normal harmonic waves in the scale and walls of the boiler.

Интенсивность таких волн пропорциональна квадратам амплитуды и частоты колебаний частиц и произведению плотности среды на скорость распространения волны.The intensity of such waves is proportional to the squares of the amplitude and frequency of the particle’s vibrations and the product of the density of the medium by the wave propagation velocity.

Вклад в разрушение накипи вносят разность значений циклических напряжений, возникающих в накипи и стенке, например, барабана котла, а также кавитация.The contribution to the destruction of scale is made by the difference in the values of cyclic stresses that occur in the scale and the wall, for example, of the boiler drum, as well as cavitation.

Акустические волны, точнее волновые ракеты, перемещающиеся в накипи и стенке котла, имеют различные значения амплитуд и частот колебаний, а также скорости распространения нормальных волн и плотности среды, что приводит к циклическим напряжениям, которые разрушают хрупкий слой накипи.Acoustic waves, more precisely wave rockets moving in the scale and the boiler wall, have different amplitudes and frequencies, as well as the propagation velocity of normal waves and the density of the medium, which leads to cyclic stresses that destroy the brittle layer of scale.

Вторым фактором, приводящим к разрыхлению и разрушению накипи, является кавитация.The second factor leading to loosening and destruction of scale is cavitation.

Известно, что вода в котле насыщена пузырьками пара (газа), а в момент полупериода сжатия акустической волны пузырек захлопывается и возникает ударная волна, разрушающая накипь. Давление при захлопывании пузырьков повышается при понижении частоты упругих колебаний.It is known that the water in the boiler is saturated with vapor (gas) bubbles, and at the time of the half-period of compression of the acoustic wave, the bubble closes and a shock wave arises that destroys the scale. The pressure during the collapse of bubbles increases with decreasing frequency of elastic vibrations.

В природной воде всегда имеются различные примеси, преимущественно в форме гидратированных простых и комплексных ионов и газов, а также большого количества примесей разного происхождения.In natural water there are always various impurities, mainly in the form of hydrated simple and complex ions and gases, as well as a large number of impurities of different origin.

Водно-химический режим, например, котла должен обеспечивать его работу и работу питательного тракта без повреждений их элементов вследствие отложений накипи и шлама, повышения относительной щелочности котловой воды до опасных пределов или в результате коррозии металла. Поэтому в системе предусмотрено оборудование для докотловой обработки воды.The water-chemical regime, for example, of the boiler must ensure its operation and the operation of the nutrient path without damaging their elements due to scale deposits and sludge, increasing the relative alkalinity of boiler water to dangerous limits or as a result of metal corrosion. Therefore, the system provides equipment for pre-boiler water treatment.

Эффективность воздействия магнитного поля на воду при ее магнитной обработке зависит от большого количества факторов, влияние которых неравнозначно. Полного и четкого теоретического представления механизма воздействия магнитного поля на воду и ее примеси до настоящего времени не разработано. Поэтому эффективность применения магнитного поля пока определяется только экспериментально.The effectiveness of the effect of a magnetic field on water during its magnetic treatment depends on a large number of factors, the influence of which is unequal. A complete and clear theoretical representation of the mechanism of the effect of a magnetic field on water and its impurities has not yet been developed. Therefore, the effectiveness of applying a magnetic field is so far determined only experimentally.

В предлагаемом изобретении сочетается локальная очистка потока воды локальным магнитным полем датчика, установленного на питательном трубопроводе, и снятие образовавшейся накипи низкочастотными (инфразвуковыми) и звуковыми нормальными волнами.The present invention combines local cleaning of the water flow with the local magnetic field of the sensor installed on the feed pipe and descaling with low-frequency (infrasound) and sound normal waves.

Авторы считают, что теоретически, в основе механизма магнитной обработки воды для заявленного изобретения лежит действие магнитных полей на перемещающиеся в них ионы («ионные» гипотезы).The authors believe that theoretically, the magnetic water treatment mechanism for the claimed invention is based on the action of magnetic fields on the ions moving in them (“ionic” hypotheses).

Возникающие при этом силы Лоренца определяются уравнениемThe resulting Lorentz forces are determined by the equation

F=k·q·ν·H·sinα,F = k · q · ν · H · sinα,

где: q - заряд иона;where: q is the ion charge;

H - напряженность магнитного поля;H is the magnetic field strength;

ν - скорость перемещения ионов;ν is the ion displacement rate;

α - угол между направлением поля и движением иона;α is the angle between the direction of the field and the motion of the ion;

k - коэффициент пропорциональности.k is the coefficient of proportionality.

При этом положительно и отрицательно заряженные ионы под действием силы Лоренца отклоняются в противоположные стороны. Это ускоряет образование кристаллов солей и их выделение из растворов.In this case, positively and negatively charged ions are deflected in opposite directions under the action of the Lorentz force. This accelerates the formation of salt crystals and their separation from solutions.

Движение воды удаляет выпавший в осадок шлам. Излучатель устроен таким образом, что его магнитное поле вращается на 360° в плоскостях, параллельной и перпендикулярной направлению вектора движения воды в питающей трубе.The movement of water removes sludge that has precipitated. The emitter is designed in such a way that its magnetic field rotates 360 ° in planes parallel and perpendicular to the direction of the vector of motion of water in the supply pipe.

Достоверность описанных выше физических явлений, объясняющих механизмы очистки воды и снятие накипи (принятых гипотез), подтверждается результатом экспериментов.The reliability of the physical phenomena described above that explain the mechanisms of water purification and descaling (accepted hypotheses) is confirmed by the result of experiments.

Поставленная задача для устройства решается за счет того, что оно содержит магнитоакустический излучатель с системой управления, образованный магнитопроводом и установленными на расстоянии друг от друга основной намагничивающей катушкой, компенсирующей катушкой с соосно расположенными сердечниками, а также торообразной катушкой сдвига (вращения) магнитного поля, намотанной на кольцевой сердечник, расположенный вокруг основной части магнитопровода между основной намагничивающей и компенсирующей катушками. При этом сердечники основной намагничивающей и компенсирующей катушек выполнены с возможностью контакта с подводящей трубой трубопровода обрабатываемой питательной воды, магнитопровод магнитоакустического излучателя образован основной частью магнитопровода и сердечниками основной намагничивающей и компенсирующей катушек, обеспечивающими контакт магнитопровода с подводящей трубой трубопровода обрабатываемой питательной воды.The task for the device is solved due to the fact that it contains a magnetoacoustic emitter with a control system formed by a magnetic circuit and mounted at a distance from each other by the main magnetizing coil, a compensating coil with coaxially arranged cores, as well as a toroidal shear (rotation) of the magnetic field wound on an annular core located around the main part of the magnetic circuit between the main magnetizing and compensating coils. In this case, the cores of the main magnetizing and compensating coils are made with the possibility of contact with the feed pipe of the processed feed water pipe, the magneto-acoustic emitter core is formed by the main part of the magnetic circuit and the cores of the main magnetizing and compensating coils providing contact of the magnetic circuit with the feed pipe of the processed feed water.

При этом сердечники основной намагничивающей и компенсирующей катушек снабжены соответственно башмаком-излучателем и башмаком-концентратором, обеспечивающими контакт магнитопровода с подводящей трубой трубопровода обрабатываемой питательной воды.In this case, the cores of the main magnetizing and compensating coils are equipped with a radiator shoe and a concentrator shoe, respectively, providing contact of the magnetic circuit with the feed pipe of the processed feed water pipe.

Кроме того, контактная поверхность башмака-излучателя и башмака-концентратора предпочтительно спрофилирована под форму и размеры подводящей трубы для обеспечения плотного и надежного контакта с ней.In addition, the contact surface of the emitter shoe and the hub shoe is preferably profiled to the shape and dimensions of the supply pipe to ensure tight and reliable contact with it.

Для удобства установки башмака-излучателя и башмака-концентратора на подводящей трубе сердечники основной намагничивающей и компенсирующей катушек могут быть соединены с основной частью магнитопровода с возможностью поворота (например, шарнирно) и последующей надежной фиксации.For ease of installation of the shoe-emitter and shoe-concentrator on the supply pipe, the cores of the main magnetizing and compensating coils can be connected to the main part of the magnetic circuit with the possibility of rotation (for example, articulated) and subsequent reliable fixation.

Система управления магнитоакустическим излучателем содержит блок управления задержками, частотой и уровнем параметров, генераторы импульсов основной намагничивающей, компенсирующей и катушки сдвига магнитного поля и синхронизатор выходных импульсов упомянутых генераторов, при этом первый выход блока управления соединен с входом синхронизатора выходных импульсов генераторов, а второй и третий выходы - с первым входом генератора импульсов компенсирующей намагничивающей катушки и первым входом генератора импульсов катушки сдвига магнитного поля, первый выход синхронизатора выходных импульсов генераторов соединен с входом генератора импульсов основной намагничивающей катушки, а второй и третий выходы - соответственно со вторым входом генератора импульсов компенсирующей катушки и со вторым входом генератора импульсов катушки сдвига магнитного поля, при этом выходы каждого генератора импульсов соединены с входами соответствующих катушек.The control system of the magnetoacoustic emitter contains a control unit for delays, frequency and level of parameters, pulse generators of the main magnetizing, compensating and magnetic field shift coils and a synchronizer of output pulses of the said generators, the first output of the control unit being connected to the input of the synchronizer of the output pulses of the generators, and the second and third outputs - with the first input of the pulse generator of the compensating magnetizing coil and the first input of the pulse generator of the shear coil of the magnetic field, the first output synchronizer of the output pulses of the generators is connected to the input of the pulse generator of the main magnetizing coil, and the second and third outputs, respectively, to the second input of the pulse generator of the compensating coil and to the second input of the pulse generator of the magnetic shear coil, while the outputs of each pulse generator are connected with inputs of corresponding coils.

Устройство может дополнительно снабжаться датчиком-измерителем толщины накипи и датчиком определения жесткости питательной воды. Выходы упомянутых датчиков подключаются к блоку управления задержками, частотой и уровнем параметров.The device can be additionally equipped with a gauge-meter of scale thickness and a sensor for determining the hardness of feed water. The outputs of these sensors are connected to the control unit for the delay, frequency and level of parameters.

Техническим результатом от использования изобретения является повышение эффективности очищения стенок емкостей и трубопроводов от накипи, уменьшение энергоемкости процесса, создание условий для предотвращения ее образования, упрощение устройства, реализующего способ, снижение его габаритов, обеспечение возможности его использования на уже действующих водогрейных, паровых и теплообменных системах. Заявленный способ и реализующее его устройство позволяют производить обработку питательной воды и разрушение накипи в водных системах при повышении КПД использования энергоносителей, в первую очередь в котлоагрегатах и теплообменниках, изготовленных как из магнитных, так и немагнитных металлов и сплавов.The technical result from the use of the invention is to increase the efficiency of cleaning the walls of tanks and pipelines from scale, reducing the energy intensity of the process, creating conditions to prevent its formation, simplifying the device that implements the method, reducing its size, making it possible to use it on existing hot-water, steam and heat exchange systems . The claimed method and the device that implements it allow the processing of feed water and the destruction of scale in water systems while increasing the efficiency of using energy carriers, primarily in boilers and heat exchangers made of both magnetic and non-magnetic metals and alloys.

Акустические волны возбуждаются в твердых телах, жидких средах и газах, а магнитный поток всегда замкнут, независимо от материала питающей трубы.Acoustic waves are excited in solids, liquids and gases, and the magnetic flux is always closed, regardless of the material of the supply pipe.

Указанный результат достигается за счет того, что заявленные способ и устройство обеспечивают формирование низкочастотных импульсов, форма, амплитуда, частота и скважность которых могут регулироваться вручную и корректироваться автоматически.This result is achieved due to the fact that the claimed method and device provide the formation of low-frequency pulses, the shape, amplitude, frequency and duty cycle of which can be manually adjusted and adjusted automatically.

Для разрушения нерастворимой части и растворения растворимой части накипи на элементах котлоагрегатов и теплообменников и последующего удаления ее водотоком, а также для предотвращения образования накипи устройство магнитоакустической обработки водных систем имеет в своем составе генератор импульсов, магнитоакустический излучатель (далее - МАИ), датчик определения жесткости воды, средства получения информации с датчиков (обратная связь) и выдачи корректирующего воздействия на генератор, который оптимизирует амплитуду, частоту и форму импульсов, а также позволяет сочетать их в различных комбинациях в зависимости от поставленной задачи и сигналов, поступающих с датчиков.For the destruction of the insoluble part and the dissolution of the soluble part of the scale on the elements of boiler units and heat exchangers and its subsequent removal by the water stream, as well as to prevent the formation of scale, the magnetoacoustic treatment system of water systems includes a pulse generator, a magnetoacoustic emitter (hereinafter - MAI), a water hardness detection sensor , means of obtaining information from sensors (feedback) and issuing corrective action on the generator, which optimizes the amplitude, frequency and shape mu of pulses, and also allows you to combine them in various combinations, depending on the task and the signals from the sensors.

МАИ с помощью башмака-излучателя и башмака-концентратора устанавливается на подводящей (питающей) трубе оборудования, работающего в штатном режиме (котлоагрегата, теплообменника и т.п.). Магнитный поток, создаваемый МАИ, не превышает параметров насыщения намагниченности материала.MAI with the help of a shoe-radiator and a shoe-concentrator is installed on the supply (supply) pipe of equipment operating in the normal mode (boiler, heat exchanger, etc.). The magnetic flux generated by the MAI does not exceed the saturation parameters of the magnetization of the material.

Параметры электромагнитных (магнитоакустических) полей оптимизируются путем обратных связей по измерению толщин отложения (накипи) на стенках оборудования и жесткости воды.The parameters of electromagnetic (magnetoacoustic) fields are optimized by feedbacks on the measurement of the thickness of the deposit (scale) on the walls of the equipment and the hardness of the water.

Комбинации магнитных катушек позволяют изменять форму и векторы направления электромагнитных полей.Combinations of magnetic coils allow you to change the shape and direction vectors of electromagnetic fields.

Устройство, реализующее способ, относится к устройствам для безреагентных методов обработки водных систем, позволяет задавать различные параметры (магнитоакустических) электромагнитных полей и использовать гармонические составляющие импульсов различной формы и амплитуды в зависимости от решаемой задачи. Введение обратной связи позволяет подбирать оптимальный режим в каждом конкретном случае для заданного состава воды, эксплуатационных параметров и т.п. В предлагаемое устройство введен электронный блок, позволяющий выдавать различные по амплитуде, частоте и форме импульсы с регулировкой скважности, сочетать их в различных комбинациях с целью оптимизации технологических параметров магнитной обработки водой среды и акустических волн, в зависимости от поставленной задачи и сигналов, поступающих с датчиков.A device that implements the method relates to devices for non-reagent methods of processing water systems, allows you to set various parameters of (magnetoacoustic) electromagnetic fields and use the harmonic components of pulses of various shapes and amplitudes depending on the problem being solved. The introduction of feedback allows you to select the optimal mode in each case for a given water composition, operational parameters, etc. An electronic unit has been introduced into the proposed device, which makes it possible to give pulses of varying amplitude, frequency and shape with duty cycle adjustment, to combine them in various combinations in order to optimize the technological parameters of the magnetic treatment of the medium with water and acoustic waves, depending on the task and the signals from the sensors .

В результате заявленные способ и устройство обеспечивают разрушение нерастворимой части накипи на стенках элементов котлоагрегатов и удаление солей, растворимых в питающей трубе воды.As a result, the claimed method and device provide for the destruction of the insoluble part of the scale on the walls of the elements of boiler units and the removal of salts soluble in the water supply pipe.

При этом устройство имеет возможность эффективного воздействия на суспензии при флотации, в которых твердые и другие частицы имеют различные частотные свойства. Устройство обеспечивает выбор спектра воздействия, что определяет эффективность его работы и повышение эксплуатационных качеств.Moreover, the device has the ability to effectively affect the suspension during flotation, in which solid and other particles have different frequency properties. The device provides a choice of the spectrum of exposure, which determines the efficiency of its work and improving performance.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Изобретение поясняется чертежами, на которых изображено:The invention is illustrated by drawings, which depict:

на фиг.1 - функциональная схема устройства обработки водных систем от накипи;figure 1 is a functional diagram of a device for processing water systems from scale;

на фиг.2 - структурная схема;figure 2 is a structural diagram;

на фиг.3 - магнитоакустический излучатель;figure 3 - magnetoacoustic emitter;

на фиг.4 - график, иллюстрирующий уменьшение толщины накипи от времени работы прибора на теплообменнике;figure 4 is a graph illustrating the decrease in the thickness of the scale from the time of operation of the device on the heat exchanger;

на фиг.5 - график, иллюстрирующий уменьшение толщины накипи от времени работы прибора на котле ДКВР.figure 5 is a graph illustrating the decrease in the thickness of the scale from the time of operation of the device on the boiler DKVR.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Устройство для борьбы с отложениями в теплообменной аппаратуре, реализующее заявленный способ, устанавливается на трубе 1 трубопровода, подводящего воду к котлу 2 или к другой емкости для нагревания воды. Устройство предназначено для эффективной безреагентной обработки водных систем электромагнитным и акустическим полями малой мощности с целью разрушения нерастворимой части и растворения растворимой части накипи на элементах котлоагрегатов и теплообменниках и удаления ее водотоком, а также предотвращения образования накипи.A device for controlling deposits in heat exchange equipment that implements the claimed method is installed on the pipe 1 of the pipeline supplying water to the boiler 2 or to another tank for heating water. The device is intended for effective non-reagent treatment of water systems with low-power electromagnetic and acoustic fields with the aim of destroying the insoluble part and dissolving the soluble part of the scale on boiler elements and heat exchangers and removing it by the water stream, as well as preventing the formation of scale.

Устройство содержит магнитоакустический излучатель 3, прикрепленный к питательной (подводящей) трубе 1 с ее внешней стороны, и систему управления 4.The device contains a magneto-acoustic emitter 3 attached to the feed (supply) pipe 1 from its outer side, and a control system 4.

Магнитоакустический излучатель 3 состоит из установленных на общем магнитопроводе 5Magneto-acoustic emitter 3 consists of installed on a common magnetic circuit 5

- основной намагничивающей катушки 6;- the main magnetizing coil 6;

- компенсирующей намагничивающей катушки 7;- compensating magnetizing coil 7;

- катушки сдвига (вращения) магнитного поля 8.- coils of shift (rotation) of the magnetic field 8.

В зазоре магнитопровода между башмаком и концентратором соосно находится питательная труба 1.In the gap of the magnetic circuit between the shoe and the concentrator there is a coaxial feed pipe 1.

Магнитопровод (универсальный), состоящий из скобы 5, сердечников 9, 10, башмаков 11, 12, расположен на трубе 1 подающего трубопровода и по форме выполнен, по крайней мере, частично охватывающим трубопровод. В частности, специальный магнитопровод может иметь монолитную С-образную форму или, как показано на фиг.3, состоять из сочлененных прямолинейных участков (основной части, промежуточных частей и башмаков).A magnetic core (universal), consisting of a bracket 5, cores 9, 10, shoes 11, 12, is located on the pipe 1 of the supply pipe and is shaped at least partially covering the pipe. In particular, a special magnetic circuit may have a monolithic C-shaped or, as shown in figure 3, consist of articulated rectilinear sections (main part, intermediate parts and shoes).

Сердечники 9 и 10 основной намагничивающей и компенсирующей катушек 6, 7 расположены вдоль одной оси (осевой линии) и установлены на диаметрально противоположных сторонах трубы 1 подводящего трубопровода так, что они создают нормальную составляющую магнитного поля по отношению к направлению движения жидкости. Сердечник 9 основной намагничивающей катушки 6 контактирует с трубой 1 через башмак-излучатель 11, а сердечник 10 компенсирующей катушки 7 - через башмак-концентратор 12.The cores 9 and 10 of the main magnetizing and compensating coils 6, 7 are located along one axis (center line) and are installed on the diametrically opposite sides of the supply pipe 1 so that they create a normal component of the magnetic field with respect to the direction of fluid movement. The core 9 of the main magnetizing coil 6 is in contact with the pipe 1 through the shoe-emitter 11, and the core 10 of the compensating coil 7 through the shoe-hub 12.

Контактные поверхности башмака-излучателя 11 и башмака-концентратора 12 выполнены по форме и размерам, соответствующим диаметру трубы 1 подводящего трубопровода для обеспечения плотного надежного контакта между ними.The contact surfaces of the shoe-emitter 11 and the shoe-hub 12 are made in shape and size, corresponding to the diameter of the pipe 1 of the inlet pipe to ensure tight reliable contact between them.

Катушка 8 сдвига (вращения) магнитного поля выполнена торообразной, а именно намотана на сердечник кольцевой формы, охватывающий основную часть магнитопровода 5, и расположена на последнем между основной намагничивающей 6 и компенсирующей 7 катушками.The coil 8 of the shift (rotation) of the magnetic field is made toroidal, namely, it is wound on a ring-shaped core covering the main part of the magnetic circuit 5, and is located on the latter between the main magnetizing 6 and compensating 7 coils.

Система управления 4 имеет в своем составе блок управления 13, первый выход которого соединен с входом синхронизатора импульсов 14, а второй и третий выходы - с первым входом генератора 15 импульсов компенсирующей намагничивающей катушки 7, первым входом генератора 17 импульсов основной намагничивающей катушки 6. Первый выход синхронизатора 14 импульсов соединен со вторым входом генератора 17 импульсов основной намагничивающей катушки 6, а второй и третий выходы - соответственно со вторым входом генератора 15 импульсов компенсирующей катушки 7 и входом генератора 16 импульсов катушки 8 сдвига магнитного поля, при этом выходы каждого генератора импульсов соединены с входами соответствующих катушек.The control system 4 includes a control unit 13, the first output of which is connected to the input of the pulse synchronizer 14, and the second and third outputs are connected to the first input of the pulse generator 15 of the compensating magnetizing coil 7, the first input of the pulse generator 17 of the main magnetizing coil 6. First output the synchronizer 14 pulses connected to the second input of the generator 17 pulses of the main magnetizing coil 6, and the second and third outputs, respectively, with the second input of the generator 15 pulses of the compensating coil 7 and the input of the generator 16 pulses of the coil 8 of the shift of the magnetic field, while the outputs of each pulse generator are connected to the inputs of the respective coils.

Блок управления задает задержки, частоту и уровень параметров магнитного поля. Генератор импульсов основной катушки 6 формирует импульсы, определяющие основные магнитные поля для обработки водных систем, а генератор импульсов компенсирующей катушки 7 формирует импульсы, определяющие компенсирующие параметры полей. Генератор импульсов катушки сдвига (вращения) магнитного поля формирует импульсы, определяющие параметры сдвига (вращения) магнитного поля магнитоакустического излучателя.The control unit sets the delay, frequency and level of the magnetic field parameters. The pulse generator of the main coil 6 generates pulses that determine the main magnetic fields for processing water systems, and the pulse generator of the compensating coil 7 generates pulses that determine the compensating parameters of the fields. The pulse generator of the shift (rotation) coil of the magnetic field generates pulses that determine the parameters of the shift (rotation) of the magnetic field of the magnetoacoustic emitter.

Устройство может включать датчик-измеритель 18 толщины накипи и датчик 19 определения жесткости питательной воды.The device may include a scale meter 18 and a gauge 19 for determining the hardness of the feed water.

Датчик 19 определения жесткости воды и датчик-измеритель 18 толщины накипи своими выходами связаны с блоком управления 13 (обратная связь) для выдачи корректирующего воздействия на генераторы 15, 16, 17, которые оптимизируют амплитуду, частоту и форму импульсов, а также позволяют сочетать их в различных комбинациях в зависимости от поставленной задачи и сигналов, поступающих с датчиков.The sensor 19 for determining the water hardness and the sensor-meter 18 for the scale thickness with their outputs are connected to the control unit 13 (feedback) to provide a corrective action on the generators 15, 16, 17, which optimize the amplitude, frequency and shape of the pulses, and also allow you to combine them in various combinations depending on the task and the signals from the sensors.

Сердечники 9, 10 основной намагничивающей 6 и компенсирующей 7 катушек шарнирно соединены с основной частью магнитопровода 5 для удобной установки башмака-излучателя 11 и башмака-концентратора 12 на подводящей трубе 1 и последующей фиксации на ней. Установка магнитопровода 5 с катушками 6, 7, 8 на трубе 1 и на котлоагрегате 2 занимает порядка 10 минут.The cores 9, 10 of the main magnetizing 6 and compensating 7 coils are pivotally connected to the main part of the magnetic circuit 5 for convenient installation of the shoe-emitter 11 and the shoe-concentrator 12 on the inlet pipe 1 and subsequent fixation on it. Installation of the magnetic circuit 5 with coils 6, 7, 8 on the pipe 1 and on the boiler unit 2 takes about 10 minutes.

Устройство, реализующее заявленный способ, работает следующим образом.A device that implements the claimed method works as follows.

Магнитопровод датчика, состоящий из скобы 5, сердечников 9, 10, башмаков 11 и 12, изготовлен из материала с высокой магнитной проницаемостью, предназначен для локализации магнитной индукции, возбуждаемой электромагнитным полем катушек 6, 7, 8.The magnetic core of the sensor, consisting of a bracket 5, cores 9, 10, shoes 11 and 12, is made of a material with high magnetic permeability, designed to localize magnetic induction excited by the electromagnetic field of coils 6, 7, 8.

Одновременно в магнитопроводе вследствие явления магнитострикции возбуждаются механические колебания. Магнитная индукция и механические колебания передаются в систему.At the same time, due to the magnetostriction phenomenon, mechanical vibrations are excited in the magnetic circuit. Magnetic induction and mechanical vibrations are transmitted to the system.

Обычно излучатель устанавливается на питательной трубе 1.Typically, the emitter is mounted on the feed pipe 1.

Блок управления 13 вырабатывает короткие положительные импульсы с большой скважностью. Частота следования от 0,1 до 15 ед.The control unit 13 generates short positive pulses with high duty cycle. The repetition rate is from 0.1 to 15 units.

Данные импульсы поступают на генераторы 15 и 17, а также на синхронизатор 14.These pulses are fed to the generators 15 and 17, as well as to the synchronizer 14.

Генератор 15 импульсов компенсирующей катушки и генератор 17 импульсов основной намагничивающей катушки вырабатывают разнополярные прямоугольные импульсы. С синхронизатора на вторые входы генераторов поступают импульсы, позволяющие изменять скважность импульсов, вырабатываемых генераторами 15 и 17. Это позволяет изменять эффективность мощности генераторов, передаваемой на катушки 7 и 6 МАИ 3 соответственно.The generator 15 pulses of the compensating coil and the pulse generator 17 of the main magnetizing coil generate bipolar rectangular pulses. From the synchronizer, pulses are received at the second inputs of the generators, which allows changing the duty cycle of the pulses generated by the generators 15 and 17. This allows you to change the efficiency of the power of the generators transmitted to the coils 7 and 6 of MAI 3, respectively.

На генератор 16 сдвига (вращения) выдаются с синхронизатора импульсы частотой 30-1000 ед. Генератор 16 вырабатывает (негармонические) гармонические колебания, определяемые синхронизатором 14. С генератора 16 колебания поступают на катушку 8 МАИ З.The generator 16 shift (rotation) are issued from the synchronizer pulses with a frequency of 30-1000 units The generator 16 generates (non-harmonic) harmonic oscillations determined by the synchronizer 14. From the generator 16, the oscillations are transmitted to the coil 8 MAI Z.

Поле катушки 8 сдвига (вращения) позволяет вращать полюса доменов магнитопровода и тем самым создавать на концентраторе 12 и башмаке-излучателе 11 магнитные поля сдвига, направленные относительно продольной оси башмак 11 - концентратор 12 в перпендикулярном и параллельном направлениях относительно вектора движения питательной воды.The field of the shift (rotation) coil 8 allows you to rotate the poles of the domains of the magnetic circuit and thereby create magnetic shear fields on the hub 12 and the emitter shoe 11, directed relative to the longitudinal axis of the shoe 11 - hub 12 in the perpendicular and parallel directions relative to the feed water motion vector.

Время Т [сек] очистки стенок котлоагрегата (изделия) от накипи заданной толщины - h [м] зависит от скорости ее растворения и разрушения в водной среде - С [кг/сек]:The time T [s] for cleaning the walls of the boiler unit (product) from scale of a given thickness - h [m] depends on the rate of its dissolution and destruction in an aqueous medium - C [kg / s]:

T=h/C.T = h / C.

Устройство обеспечивает оптимизацию скорости, т.е. скорость в приведенном уравнении является величиной переменной (фиг.4, 5).The device provides speed optimization, i.e. the speed in the above equation is a variable (Figs. 4, 5).

Ультразвуковые датчики измерения толщины накипи 4 работают по принципу отражения сигналов от границ разделов сред, обладающих различным волновым сопротивлением, таких как сталь - накипь, накипь - вода. Таким образом, информация о толщине накипи с определенным интервалом или непрерывно поступает на блок управления 13 и цифровой индикатор толщины накипи. С блока управления сигнал поступает на синхронизатор 14, который, в свою очередь, изменяет скважность импульсов генераторов 15 и 17, тем самым изменяя мощность, поступаемую в конечном итоге на МАИ 3.Ultrasonic sensors for measuring the thickness of scale 4 operate on the principle of reflection of signals from the interfaces of media with different wave impedances, such as steel - scale, scale - water. Thus, information about the thickness of the scale with a certain interval or continuously arrives at the control unit 13 and a digital indicator of the thickness of the scale. From the control unit, the signal is supplied to the synchronizer 14, which, in turn, changes the duty cycle of the pulses of the generators 15 and 17, thereby changing the power supplied ultimately to MAI 3.

Датчик жесткости воды, например, кондуктор, выдает аналоговый сигнал для управления амплитудой генераторов 15 и 17 через блок управления 13.The water hardness sensor, for example, a conductor, provides an analog signal for controlling the amplitude of the generators 15 and 17 through the control unit 13.

Работая в автоматическом режиме обратной связи за счет изменения амплитуды и фазы импульсов, регулирует величину магнитных и акустических полей.Working in automatic feedback mode by changing the amplitude and phase of the pulses, it controls the magnitude of the magnetic and acoustic fields.

Основная намагничивающая катушка 6 - рабочая, создает основное магнитное поле обработки водных систем и задает основную частоту механических колебаний, вторая - компенсирующая (регулирующая) 7 катушки.The main magnetizing coil 6 is working, it creates the main magnetic field for processing water systems and sets the main frequency of mechanical vibrations, the second one compensating (regulating) 7 coils.

Кроме того, на основную часть магнитопровода 5, магнитное ярмо основной намагничивающей катушки 6 надета тороидальная катушка 8 сдвига магнитного поля, создающая эффект «вращения» поля в плоскости, параллельной вектору направления движения воды.In addition, the main part of the magnetic circuit 5, the magnetic yoke of the main magnetizing coil 6 is equipped with a toroidal coil 8 of the shift of the magnetic field, which creates the effect of "rotation" of the field in a plane parallel to the direction vector of the movement of water.

Частота электромагнитного поля, создаваемая тороидальной катушкой 8 сдвига (вращения) магнитного поля, на 1-2 порядка выше частоты поля основной намагничивающей катушки 6.The frequency of the electromagnetic field created by the toroidal coil 8 of the shift (rotation) of the magnetic field is 1-2 orders of magnitude higher than the frequency of the field of the main magnetizing coil 6.

Синхронизация этих полей не является обязательной.Syncing these fields is optional.

Заявленное устройство и способ, реализуемый при работе устройства, имеют следующие существенные преимущества:The claimed device and method, implemented during operation of the device, have the following significant advantages:

1. позволяют создавать оптимальные по рабочим параметрам электромагнитные и акустические поля и использовать гармонические составляющие импульсов различной формы и амплитуды в зависимости от решаемой задачи;1. allow you to create optimal electromagnetic and acoustic fields in terms of operating parameters and use the harmonic components of pulses of various shapes and amplitudes depending on the problem being solved;

2. обратная связь позволяет подобрать оптимальный режим в каждом конкретном случае;2. feedback allows you to choose the optimal mode in each case;

3. магнитоакустический излучатель с системой управления позволяет менять параметры электромагнитного и акустического полей и оптимизировать решение поставленной задачи.3. magnetoacoustic emitter with a control system allows you to change the parameters of the electromagnetic and acoustic fields and optimize the solution of the problem.

Claims (9)

1. Способ магнитоакустической обработки водной системы, заключающийся в комплексном воздействии на систему магнитного и акустического полей, при этом на воду, движущуюся в трубе, воздействуют импульсным локальным магнитным полем, вращающимся на 360° в плоскостях параллельной и перпендикулярной вектору направления движения воды, а в водной среде и стенке и накипи возбуждают акустические волны, в водной среде - инфразвуковой частоты, а стенке водной системы и накипи - звуковой.1. The method of magnetoacoustic treatment of the water system, which consists in a complex effect on the system of magnetic and acoustic fields, while the water moving in the pipe is affected by a pulsed local magnetic field rotating 360 ° in planes parallel and perpendicular to the direction vector of the water, and in Acoustic waves excite the aquatic environment and the wall and scale, in the aquatic environment - the ultrasonic frequency, and the sound of the wall of the water system and scale. 2. Устройство магнитоакустической обработки водной системы, содержащее магнитоакустический излучатель с системой управления, образованный магнитопроводом и установленными на расстоянии друг от друга основной намагничивающей катушкой, компенсирующей катушкой с соосно расположенными сердечниками, а также торообразной катушкой сдвига магнитного поля, намотанной на кольцевой сердечник, расположенный вокруг основной части магнитопровода между основной намагничивающей и компенсирующей катушками, при этом сердечники основной намагничивающей и компенсирующей катушек выполнены с возможностью контакта с подводящей трубой трубопровода обрабатываемой воды, а магнитопровод магнитоакустического излучателя образован основной частью магнитопровода и сердечниками основной намагничивающей и компенсирующей катушек, обеспечивающими контакт магнитопровода с подводящей трубой трубопровода обрабатываемой водной системы.2. A device for magnetoacoustic treatment of an aqueous system, comprising a magnetoacoustic emitter with a control system, formed by a magnetic circuit and mounted at a distance from each other by a main magnetizing coil, a compensating coil with coaxially arranged cores, and a toroidal magnetic field shear coil wound around an annular core located around the main part of the magnetic circuit between the main magnetizing and compensating coils, while the cores of the main magnet amplification of the compensating coils are arranged to contact with the treated water feed pipe conduit, and a magnetic circuit is formed magnetoacoustic transducer core part of the magnetic cores and core magnetizing and compensating coils providing magnetic contact with the treated water feed pipe conduit system. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что сердечники основной намагничивающей и компенсирующей катушек снабжены соответственно башмаком-излучателем и башмаком-концентратором, обеспечивающими контакт магнитопровода с подводящей трубой трубопровода обрабатываемой водной системы.3. The device according to claim 2, characterized in that the cores of the main magnetizing and compensating coils are equipped with a shoe-emitter and a shoe-concentrator, respectively, providing contact of the magnetic circuit with the supply pipe of the pipeline of the processed water system. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что контактная поверхность башмака-излучателя и башмака-концентратора спрофилирована под форму и размеры подводящей трубы.4. The device according to claim 3, characterized in that the contact surface of the emitter shoe and the concentrator shoe is profiled for the shape and dimensions of the supply pipe. 5. Устройство по п.3 или 4, отличающееся тем, что сердечники основной намагничивающей и компенсирующей катушек соединены с основной частью магнитопровода с возможностью поворота и последующей фиксации для установки башмака-излучателя и башмака-концентратора на подводящей трубе.5. The device according to claim 3 or 4, characterized in that the cores of the main magnetizing and compensating coils are connected to the main part of the magnetic circuit with the possibility of rotation and subsequent fixation for installing the shoe-emitter and shoe-hub on the inlet pipe. 6. Устройство по п.3, отличающееся тем, что система управления магнитоакустическим излучателем содержит блок управления задержками, частотой и уровнем параметров, генераторы импульсов основной намагничивающей, компенсирующей и катушки сдвига магнитного поля и синхронизатор выходных импульсов упомянутых генераторов, при этом первый выход блока управления соединен с входом синхронизатора выходных импульсов генераторов, а второй и третий выходы - с первым входом генератора импульсов компенсирующей намагничивающей катушки и первым входом генератора импульсов катушки сдвига магнитного поля, первый выход синхронизатора выходных импульсов генераторов соединен с входом генератора импульсов основной намагничивающей катушки, а второй и третий выходы - соответственно со вторым входом генератора импульсов компенсирующей катушки и со вторым входом генератора импульсов катушки сдвига магнитного поля, при этом выходы каждого генератора импульсов соединены с входами соответствующих катушек.6. The device according to claim 3, characterized in that the control system of the magnetoacoustic emitter contains a control unit for delays, frequency and level of parameters, pulse generators of the main magnetizing, compensating and magnetic field shift coils and a synchronizer of output pulses of the said generators, while the first output of the control unit connected to the input of the synchronizer of the output pulses of the generators, and the second and third outputs to the first input of the pulse generator of the compensating magnetizing coil and the first input m of the pulse generator of the magnetic shear coil, the first output synchronizer of the output pulses of the generators is connected to the input of the pulse generator of the main magnetizing coil, and the second and third outputs, respectively, with the second input of the pulse generator of the compensating coil and with the second input of the pulse generator of the magnetic shear coil, while the outputs of each pulse generator are connected to the inputs of the respective coils. 7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит датчик-измеритель толщины накипи и датчик определения жесткости питательной воды.7. The device according to claim 6, characterized in that it further comprises a scale meter and a sensor for determining the hardness of the feed water. 8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что выход датчика определения жесткости воды связан с блоком управления.8. The device according to claim 7, characterized in that the output of the water hardness determination sensor is connected to a control unit. 9. Устройство по п.7, отличающееся тем, что выход датчика-измерителя толщины накипи связан с блоком управления.9. The device according to claim 7, characterized in that the output of the scale meter is connected to the control unit.
RU2005133489/12A 2005-10-31 2005-10-31 Method of the magnetoacoustic treatment of the water systems and the device for the method realization RU2312290C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005133489/12A RU2312290C2 (en) 2005-10-31 2005-10-31 Method of the magnetoacoustic treatment of the water systems and the device for the method realization

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005133489/12A RU2312290C2 (en) 2005-10-31 2005-10-31 Method of the magnetoacoustic treatment of the water systems and the device for the method realization

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005133489A RU2005133489A (en) 2007-05-20
RU2312290C2 true RU2312290C2 (en) 2007-12-10

Family

ID=38163690

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005133489/12A RU2312290C2 (en) 2005-10-31 2005-10-31 Method of the magnetoacoustic treatment of the water systems and the device for the method realization

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2312290C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102829652A (en) * 2012-09-27 2012-12-19 浙江科技学院 High-efficiency heat exchanger based on infrasonic wave
RU2493630C2 (en) * 2008-10-30 2013-09-20 Анатолий Анатольевич Борматов Method and apparatus for affecting semiconductor and electric media in order to control properties thereof through electromagnetic pulses
RU2779101C1 (en) * 2021-03-26 2022-08-31 АО "Альметьевские тепловые сети" (АПТС) Heat exchange boiler and method for ultrasonic scale deposit removal in a heat exchange boiler

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2493630C2 (en) * 2008-10-30 2013-09-20 Анатолий Анатольевич Борматов Method and apparatus for affecting semiconductor and electric media in order to control properties thereof through electromagnetic pulses
CN102829652A (en) * 2012-09-27 2012-12-19 浙江科技学院 High-efficiency heat exchanger based on infrasonic wave
RU2779101C1 (en) * 2021-03-26 2022-08-31 АО "Альметьевские тепловые сети" (АПТС) Heat exchange boiler and method for ultrasonic scale deposit removal in a heat exchange boiler

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005133489A (en) 2007-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10023482B2 (en) Method and system for injecting RF signal into a fluid-containing system
Lipus et al. Electromagnets for high-flow water processing
KR101304121B1 (en) Water treatment and boiling apparatus using magnetic force
US8043511B2 (en) Method and apparatus for preventing scale deposits and removing contaminants from fluid columns
EP0338697A1 (en) Method and system for variable frequency electromagnetic water treatment
WO1981002529A1 (en) Magnetic water conditioner apparatus
Cho et al. Use of electronic anti-fouling technology with filtration to prevent fouling in a heat exchanger
KR101868485B1 (en) Method of treating a pickling solution for a pickling process
KR20150050087A (en) Device for removal of scale
RU2312290C2 (en) Method of the magnetoacoustic treatment of the water systems and the device for the method realization
WO1992006042A1 (en) Fluid treatment apparatus
Othman et al. A Review: Methodologies Review of Magnetic Water Treatment As Green Approach of Water Pipeline System.
Cho et al. Nonchemical methods to control scale and deposit formation
RU54935U1 (en) DEVICE FOR ELECTROMAGNETIC MAGNETO-ACOUSTIC TREATMENT OF WATER SYSTEMS
CN107032507A (en) The full-automatic descaler of intelligent-induction and its descaling method
KR100704421B1 (en) Three-dimensional electronic anti-fouling device and method thereof
JPH0842993A (en) Removing and preventing device for scale
JPS6023794A (en) Heat exchange device
RU2789413C1 (en) Method for anti-scale treatment of hot water and steam boilers and device for its implementation
RU2349855C1 (en) Scale prevention device
RU2335726C1 (en) Device for sediment removal in heat-exchange equipment
Le Thai et al. Treatment Method of Water based on the Magnetic Devices
KR930023284A (en) Fluid treatment devices for preventing and eliminating the generation of scale deposits to control the physical properties of the fluid to have the required physical properties
RU2342617C2 (en) Device used for preventing salt deposit formation in heat exchange equipment
Korzhakov et al. Identification of most effective form of pulse voltage supply of electric windings of acoustic magnetic device processing liquid in water pipes

Legal Events

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

Effective date: 20121101