RU2429204C1 - Multi-channel water treatment device - Google Patents
Multi-channel water treatment device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2429204C1 RU2429204C1 RU2009146922/05A RU2009146922A RU2429204C1 RU 2429204 C1 RU2429204 C1 RU 2429204C1 RU 2009146922/05 A RU2009146922/05 A RU 2009146922/05A RU 2009146922 A RU2009146922 A RU 2009146922A RU 2429204 C1 RU2429204 C1 RU 2429204C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- control
- input
- outputs
- dipole
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Physical Water Treatments (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике обработки воды и предназначено для предотвращения образования и очистки твердых отложений на рабочих поверхностях элементов систем водоснабжения и водоподготовки.The invention relates to techniques for water treatment and is intended to prevent the formation and purification of solid deposits on the working surfaces of the elements of water supply and water treatment systems.
Из-за содержания в воде минеральных солей - магния и кальция, силикатов, на стенках устройств систем водоснабжения и водоподготовки образуются твердые осадки в виде жесткого слоя - накипи, который сужает внутренний диаметр трубопроводов, уменьшает теплопроводность и повышает энергетические затраты в системе водоподготовки теплоносителя. На уменьшение образования накипи влияет ряд исходных факторов: солевой состав носителя, его скорость движения, температура нагрева и т.д.Due to the content of mineral salts - magnesium and calcium, silicates in the water, solid precipitation forms on the walls of water supply and water treatment devices as a hard layer - scale, which narrows the internal diameter of pipelines, reduces heat conductivity and increases energy costs in the heat-treatment water treatment system. A number of initial factors affect the reduction of scale formation: the salt composition of the carrier, its speed, heating temperature, etc.
Эта проблема сегодня решается с использованием активных и пассивных методов. Так, к активным физическим методам можно отнести электромагнитный способ обработки жидкости (воды). Он основан на воздействии электромагнитного поля переменной интенсивности и частоты на технологический объект (труба с водой или кювета с жидкостью). Такой метод обработки жидкости (воды) позволяет эффективно изменять ее физические свойства для широкого спектра химического состава, позволяя создавать гамму разнообразных устройств. Кроме того, обработанная таким способом жидкость (вода) препятствует образованию последующей накипи и разрушает имеющуюся. Следовательно, можно говорить о значимости и актуальности этого направления в теоретическом и практическом аспектах.This problem is being solved today using active and passive methods. So, the active physical methods include the electromagnetic method of processing liquid (water). It is based on the influence of an electromagnetic field of variable intensity and frequency on a technological object (pipe with water or a cell with a liquid). This method of processing liquid (water) allows you to effectively change its physical properties for a wide range of chemical composition, allowing you to create a gamut of various devices. In addition, the liquid (water) treated in this way prevents the formation of subsequent scale and destroys the existing one. Therefore, we can talk about the significance and relevance of this direction in theoretical and practical aspects.
Из источников патентной информации известны следующие технические решения по электромагнитной обработке воды.The following technical solutions for electromagnetic treatment of water are known from the sources of patent information.
Известно устройство для магнитной обработки жидкости по а.с. SU №865832, C02F 1/48, опубл. 23.09.1981, которое содержит последовательно включенные схему управления, трехфазный тиристорный преобразователь и трехфазные электромагнитные обмотки, закрепленные на диамагнитном объекте воздействия. Тиристорный преобразователь подключен к питающей трехфазной сети.A device for magnetic fluid processing by AS SU No. 865832,
Известно устройство омагничивания лекарственных и пищевых жидкостей по патенту RU №2089513, C02F 1/48, опубл. 10.09.1997. Оно содержит устройство управления, управляющее работой источника переменного тока через токовый ключ, и соленоид, закрепленный на кювете с жидкостью. В соленоид проходят электрические сигналы от источника переменного тока по закону работы устройства управления.A device for the magnetization of medicinal and food liquids according to patent RU No. 2089513,
В качестве прототипа выбрано устройство для преобразования (обработки) воды по патенту GB №2312635, C02F 1/48, приоритет 29.04.1996, опубл. 05.11.1997. Известное устройство содержит последовательно включенные источник питающего напряжения, генераторный блок и антенну, выполненную в виде соленоида со свободным концом, закрепленного на трубе с водой. Генераторный блок содержит двухфазный генератор электрических колебаний. Его сигналы сложной формы проходят в антенну-соленоид и воздействуют на воду, протекающую через трубу технологической системы.As a prototype, a device for converting (processing) water according to patent GB No. 2312635,
Известные устройства имеют общие недостатки. Все они имеют недостаточную эффективность воздействия на жидкостную среду через электромагнитное поле. Так, например, в устройствах [1-2] электромагнитное воздействие на жидкость осуществляется по сигналам источника переменного тока сетевого напряжения, амплитудная модуляция которых осуществляется через электронный ключ (тиристорный преобразователь). Источником электромагнитного излучения здесь выступает многослойный соленоид, в рабочем пространстве которого размещен технологический объект (сосуд или труба с жидкостью).Known devices have common disadvantages. All of them have insufficient effectiveness of exposure to a liquid medium through an electromagnetic field. So, for example, in devices [1-2], electromagnetic influence on a liquid is carried out according to the signals of an alternating current source of mains voltage, the amplitude modulation of which is carried out through an electronic switch (thyristor converter). The source of electromagnetic radiation here is a multilayer solenoid, in the working space of which a technological object is placed (a vessel or pipe with a liquid).
Практическое применение подобных устройств показывает, что для эффективного изменения физических свойств воды при минимальных затратах энергии требуется формирование широкополосных сигналов воздействия заданной мощности по закону случайной функции (вероятностному закону), который трудно обеспечить при использовании нерегулируемого генератора электрических колебаний. Здесь же в качестве задатчика электрических колебаний используется источник переменного тока промышленной частоты f=50 Гц, коммутируемый электронным ключом по закону устройства управления. Вероятно, для омагничивания лекарственных препаратов не на водной основе [2] такой подход является самодостаточным, но не эффективным.The practical application of such devices shows that for the effective change in the physical properties of water at a minimum energy consumption, the formation of broadband signals of the influence of a given power is required according to the law of a random function (probabilistic law), which is difficult to ensure when using an unregulated generator of electrical oscillations. Here, an AC source of industrial frequency f = 50 Hz, switched by an electronic key according to the law of a control device, is used as a generator of electrical oscillations. It is likely that for the magnetization of non-water based drugs [2], this approach is self-sufficient, but not effective.
Отмеченные недостатки относятся и к выбранному прототипу [3] заявляемого устройства. Здесь, в отличие от известных устройств [1, 2] источником электромагнитных полей однослойного соленоидного излучателя выступает электронный генератор сложных колебаний, состоящий из двух параллельно включенных генераторов электрических колебаний. Невозможность регулирования мощности электромагнитного излучения снижает эффективность обработки жидкости (воды) с целью очистки накипи и ее предупреждения в элементах системы водоподготовки и водоснабжения.The noted disadvantages apply to the selected prototype [3] of the claimed device. Here, in contrast to the known devices [1, 2], the source of electromagnetic fields of a single-layer solenoid emitter is an electronic generator of complex vibrations, consisting of two parallel-connected generators of electrical vibrations. The inability to control the power of electromagnetic radiation reduces the efficiency of processing the liquid (water) in order to clean scale and its prevention in the elements of the water treatment system and water supply.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении эффективности очистки и предотвращения образования отложений в системах водоснабжения и водоподготовки.The technical result of the invention is to increase the efficiency of cleaning and prevent the formation of deposits in water supply and water treatment systems.
Достижение технического результата в предлагаемом многоканальном устройстве для обработки воды, содержащем включенные последовательно блок управления и блок генерации электрических колебаний, дипольный излучатель, размещенный на поверхности технологического объекта, обеспечивается введением последовательно включенных датчика обратной связи, тактового генератора и блока электронной коммутации, его первые и вторые n информационные выходы подключены к одноименным входам блока дипольных излучателей, состоящего из двух идентичных частей с противофазным включением и равномерно закрепленных на поверхности технологического объекта на опорном расстоянии друг от друга, блок индикации, подсоединенный первыми выводами к группе выходов блока управления, его третий и четвертый выходы подключены к второму и третьему управляющим входам тактового генератора, а управляющий вход подсоединен к шине управления, при этом блок генерации электрических колебаний выполнен в виде последовательно включенных микроконтроллера и буферного усилителя, управляющий вход которого подсоединен к второму входу блока управления, а его информационный вывод подключен к одноименному входу блока электронной коммутации, второй выход микроконтроллера подключен к второму входу блока индикации, а датчик обратной связи закреплен на технологическом объекте на заданном расстоянии от блока дипольных излучателей.The achievement of the technical result in the proposed multichannel device for water treatment, comprising a control unit and an electric oscillation generation unit connected in series, a dipole emitter located on the surface of the technological object, is provided by the introduction of a feedback sensor, a clock generator and an electronic switching unit, its first and second n information outputs are connected to the same inputs of the unit of dipole emitters, consisting of two identical parts units with antiphase switching and evenly fixed on the surface of the technological object at a reference distance from each other, an indication unit connected to the output group of the control unit by its first terminals, its third and fourth outputs are connected to the second and third control inputs of the clock generator, and the control input is connected to the control bus, while the electric oscillation generation unit is made in the form of a series-connected microcontroller and a buffer amplifier, the control input of which is connected It is connected to the second input of the control unit, and its information output is connected to the input of the electronic switching unit of the same name, the second output of the microcontroller is connected to the second input of the display unit, and the feedback sensor is fixed to the technological object at a given distance from the unit of dipole emitters.
Многоканальное устройство для обработки воды поясняется чертежами. На фиг.1 показана блок-схема предлагаемого устройства, на фиг.2 (только для пояснения) - вариант выполнения блока 4 электронной коммутации БЭК; на фиг.3 приведен его внешний вид в виде двухканального устройства.A multi-channel device for water treatment is illustrated by drawings. Figure 1 shows a block diagram of the proposed device, figure 2 (only for explanation) is an embodiment of
Многоканальное устройство обработки воды (фиг.1) содержит блок 1 генерации электрических колебаний (БГЭК), состоящий из микроконтроллера 2 и буферного усилителя 3, блок 4 электронной коммутации (БЭК), тактовый генератор 5, блок 6 дипольных излучателей (БДИ), выполненный в виде двух идентичных частей 6-1 и 6-2 с противофазным включением, блок 7 управления (БУ), блок 8 индикации (БИ), технологический объект 9 (ТО), датчик 10 обратной связи (ДОС) и шину 11 управления.The multi-channel water treatment device (Fig. 1) contains an electric oscillation generation unit (BEC) 1, consisting of a
Блок 7 управления БУ через блок 1 генерации электрических колебаний БГЭК, состоящий из последовательно включенных микроконтроллера 2 и буферного усилителя 3, подключен к информационному входу блока 4 электронной коммутации БЭК. Его вход синхронизации через тактовый генератор 5 подключен к третьему и четвертому выводам блока 7 управления БУ. Группы выводов блока 7 управления БУ к первым информационным входам блока 8 индикации БИ, а его другой вход соединен с вторым выходом микроконтроллера 2 БГЭК 1. Второй выход блока 7 управления БУ подключен к управляющему входу буферного усилителя 3 БГЭК 1, а управляющий вход - к шине 11 управления. Первые и вторые n информационные выходы подключены к одноименным входам блока 6 дипольных излучателей БДИ, состоящего из двух идентичных частей 6-1 и 6-2 с противофазным включением и равномерно закрепленных на поверхности технологического объекта 9 ТО на опорном расстоянии D друг от друга. Датчик 10 обратной связи ДОС закреплен на технологическом объекте на заданном расстоянии от блока 6 дипольных излучателей БДИ и подключен к второму управляющему входу тактового генератора 5.The control unit 7 of the control unit through the
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Первоначально устройство находится в исходном состоянии и не формирует электромагнитных полей, воздействующих на технологический объект 9 ТО (фиг.1). При подаче управляющего сигнала «Управление» производится его перевод в рабочее состояние, при котором запускается БГЭК 1 и устанавливается требуемая мощность усиления буферного усилителя 3. Устанавливается режим работы «Ручной» или «Автоматический» тактового генератора 5 и приводится в действие по формированию тактовых сигналов, поступающих на вход синхронизации БЭК 4 с частотой FT=f(Vн), где Vн - скорость носителя (воды) ТО 9. На первые и второй группы информационных входов блока 8 индикации БИ с выводов блока 7 управления БУ и микроконтроллера 2 БГЭК 1 поступают сигналы установленных режимов работы устройства и отображаются на его светодиодной шкале.Initially, the device is in the initial state and does not form electromagnetic fields acting on the technological object 9 TO (figure 1). When the control signal “Control” is applied, it is put into operation, at which BGEK 1 is started and the required amplification power of the buffer amplifier 3 is set. The “Manual” or “Automatic” operating mode of the
Микроконтроллер 2 БГЭК 1 вырабатывает серию импульсных сигналов в заданном диапазоне частот ΔF (50 Гц - 30 кГц) по закону случайной функции, например нормального закона распределения, задаваемого программными средствами. Его сигналы проходят через буферный усилитель 3 БГЭК 1, где усиливаются до требуемой мощности излучения и через блок 4 электронной коммутации БЭК (см. фиг.2) проходят на коммутируемую пару противофазно включенных индуктивных излучателей БДИ 6 в виде плоских проводников со свободными выводами. В результате их установки на опорном расстоянии D друг от друга формируется импульсное электромагнитное поле диполя Ai-Bi, i=1, 2, … n, которое воздействует на носитель ТО 9 и изменяет его физическое состояние через процессы ионизации и коагуляции молекул минеральных солей магния и кальция, силикатов, препятствуя, таким образом, образованию и отложению накипи на стенках элементов ТО 9 (система водоснабжения или водоподготовки).
По сигналам тактового генератора 5 в БЭК 4 производится последовательное посекционное переключение индуктивных излучателей БДИ 6 в направлении движения носителя ТО 9, учитывая его скорость. Таким образом формируется интенсивное бегущее электромагнитное поле диполя на рабочей поверхности ТО 9 в зоне воздействия БДИ 6 из (2×n) дипольных излучателей, повышая воздействие на носитель.According to the signals of the
С этой же целью предусмотрена работа тактового генератора 5 в двух отмеченных ранее режимах. Так, в автоматическом режиме в его контур управления введен датчик 10 обратной связи ДОС, который по такому параметру, как давление (датчик давления) или расход (датчик расхода), формирует управляющий сигнал и управляет работой тактового генератора 5. При этом ДОС 10 закрепляется вблизи установки излучателей БДИ 6 на ТО 9 или может быть использован штатный при его наличии. В этом режиме скорость коммутации элементов 6-1, 6-2 БДИ 6 авторегулируется с изменением скорости носителя в системе ТО 9. В ручном режиме контур обратной связи тактового генератора 5 с ДОС 10 отключается и его тактовая частота FT задается вручную, добиваясь наиболее эффективной работы предлагаемого устройства по достижению поставленной цели. Этот режим может быть использован при нестандартных ситуациях обработки носителя ТО 9, отсутствия возможности использования ДОС 10.For the same purpose, the operation of the
Таким образом, использование пакета (блока) из (2×n) индуктивных излучателей БДИ 6 из плоских проводников, формирование сонаправленного с носителем и его скоростью бегущего электромагнитного поля диполя по закону заданной случайной функции и требуемой мощности излучения при обеспечении высокой электромагнитной совместимости, существенно отличает предлагаемое устройство от известных аналогов и выбранного прототипа и позволяет обеспечить достижение положительного эффекта в решении поставленной задачи.Thus, the use of a package (block) of (2 × n)
Работа БЭК 4 (только для пояснения). На n-разрядном регистре 12 последовательного сдвига и логическом элементе 14 ИЛИ-НЕ собран цифровой распределитель импульсов. Группа из n логических элементов 13 И выполняет роль логического ключа по разрядным выводам распределителя импульсов. Тактирование распределителя импульсов от тактового генератора 5 приводит к потактному и последовательному формированию на одном из разрядных выходов регистра 12 последовательного сдвига цифрового импульсного сигнала, который через логические ключи на элементах 13 И поступает на соответствующий управляющий вывод транзисторных переключателей 15-1, 15-2, …, 15-n, открывая один из них. В результате через открытый транзисторный переключатель 15-1, 15-2, …, 15-n - его коллекторные цепи транзисторов VT1, VT2, пройдет серия электрических колебаний блока 1 генерации электрических колебаний частот ΔF на соответствующий дипольный излучатель 6, представленный парой однотипных катушек L индуктивности в виде плоских проводников со свободными выводами. Следовательно, по сигналам тактового генератора 5 в БЭК 4 производится последовательное посекционное переключение индуктивных излучателей БДИ 6 в направлении движения носителя (воды), формируя в зоне влияния технологического объекта 9 интенсивное электромагнитное поле диполя.Work BEC 4 (for explanation only). On the n-
Практическая реализация устройства (только для пояснения): в блоке генерации электрических колебаний БГЭК 1 использованы микроконтроллер 2 серии MSP-430 и буферный усилитель 3, выполненный на ИМС К544УД2 с делителем напряжения на 3 положения и выходным умощенным каскадом на транзисторах КТ814, КТ815 с RC-элементами по известной схеме; блок электронной коммутации 4 БЭК реализован в виде распределителя импульсов на n-каналов (ИМС К555ИР1, К155ЛИ1, К155ЛЕ2) с разрядными токовыми ключами (ИМС К101КТ1) по числу (2×n) дипольных излучателей БДИ; тактовый генератор 5 выполнен по типовой схеме на ИМС К531ГГ1 с RC-элементами в цепях управления частотой и переключения режимов «Автоматический» от ДОС 10 и «Ручной» от БУ 7, который представляет собой набор механических маломощных переключателей; блок индикации 8 БИ выполнен по типовой схеме с использованием светодиодов АЛС324, К176ИД2; технологический объект 9 ТО - это элемент системы водоснабжения или водоподготовки в виде отрезка трубы с носителем (водой), на котором извне закрепляются противофазно включенных n дипольных излучателей на опорном расстоянии друг от друга для создания требуемой величины электромагнитного поля заданной интенсивности; в качестве датчика 10 здесь используется датчик давления типа DPE002 с аналоговым выходом. Других особенностей предлагаемое устройство не имеет и может быть промышленно реализовано.Practical implementation of the device (for explanatory purposes only): the
Источники информацииInformation sources
1. Авторское свидетельство SU №865832, C02F 1/48. Опубл. 23.09.1981,1. Copyright certificate SU No. 865832,
2. Патент RU №2089513, C02F 1/48. Опубл. 10.09.1997.2. Patent RU No. 2089513,
3. Патент GB №2312635, C02F 1/48. Опубл. 05/11/1997, прототип.3. GB patent No. 2312635,
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009146922/05A RU2429204C1 (en) | 2009-12-16 | 2009-12-16 | Multi-channel water treatment device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009146922/05A RU2429204C1 (en) | 2009-12-16 | 2009-12-16 | Multi-channel water treatment device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009146922A RU2009146922A (en) | 2011-06-27 |
RU2429204C1 true RU2429204C1 (en) | 2011-09-20 |
Family
ID=44738571
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009146922/05A RU2429204C1 (en) | 2009-12-16 | 2009-12-16 | Multi-channel water treatment device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2429204C1 (en) |
-
2009
- 2009-12-16 RU RU2009146922/05A patent/RU2429204C1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009146922A (en) | 2011-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10023482B2 (en) | Method and system for injecting RF signal into a fluid-containing system | |
TWI306359B (en) | Phase shift modulation-based control of amplitude of ac voltage output produced by double-ended dc-ac converter circuitry for powering high voltage load such as cold cathode fluorescent lamp | |
EP3329595A1 (en) | Method and system for applying superimposed time-varying frequency electromagnetic wave to target object or target region | |
JP5698771B2 (en) | Scale removal / adhesion prevention device | |
CN201501815U (en) | Scale and corrosion inhibition device | |
Nagarajan et al. | Phase locked loop based pulse density modulation scheme for the power control of induction heating applications | |
Ren et al. | Modified hybrid modulation scheme with even switch thermal distribution for H‐bridge hybrid cascaded inverters | |
RU2429204C1 (en) | Multi-channel water treatment device | |
BRPI1006332B1 (en) | method for synchronization of induction coils fed by energy converters of an induction cooking hob and induction heating system which performs such method | |
KR950007607A (en) | Circuit device for discharge lamp operation | |
RU2429203C1 (en) | Water treatment device | |
RU2429205C1 (en) | Vortex electromagnetic water treatment device | |
Hinov et al. | Modeling of the thermal and electromagnetic processes in the induction water heating system | |
CN103068087B (en) | A kind of digital electromagnetic induction heater | |
Hisayuki et al. | Utility AC Frequency to High Frequency ACPower Conversion Circuit with Soft Switching PWM Strategy | |
US11565954B2 (en) | Water treatment device | |
DE59901270D1 (en) | CLOCKED INTEGRATED SEMICONDUCTOR CIRCUIT AND METHOD FOR OPERATING SUCH A | |
Patil et al. | Induction Heating as fluid geyser | |
NL1036982C2 (en) | METHOD AND DEVICE FOR ELECTRIC ENERGY TRANSFER TO A TRANSDUCER AND USE OF THIS TRANSDUCER FOR TREATMENT OF A FLUID. | |
Han et al. | Research Article The Research on Anti-scaling Based on Electromagnetic Fields | |
Ranjan et al. | Design and Implementation of Analog Controller Based Single Phase Full Bridge Inverter for Photovoltaic Applications | |
SU918770A1 (en) | Thermal switch (its versions) | |
Lin et al. | A dimming technique for light emitting diode | |
EP1375433B1 (en) | Demineralizing device for fluids | |
Tudoran et al. | High frequency atmospheric cold plasma treatment system for materials surface processing |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161217 |