RU54935U1 - DEVICE FOR ELECTROMAGNETIC MAGNETO-ACOUSTIC TREATMENT OF WATER SYSTEMS - Google Patents
DEVICE FOR ELECTROMAGNETIC MAGNETO-ACOUSTIC TREATMENT OF WATER SYSTEMS Download PDFInfo
- Publication number
- RU54935U1 RU54935U1 RU2005133491/22U RU2005133491U RU54935U1 RU 54935 U1 RU54935 U1 RU 54935U1 RU 2005133491/22 U RU2005133491/22 U RU 2005133491/22U RU 2005133491 U RU2005133491 U RU 2005133491U RU 54935 U1 RU54935 U1 RU 54935U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coil
- compensating
- magnetic
- water
- magnetic circuit
- Prior art date
Links
Abstract
Полезная модель относится к области теплоэнергетики и предназначена для безреагентной обработки водных систем с целью разрушения и удаления накипи в паровых и водогрейных котлоагрегатах, а также исключения накипеобразования паровых и водогрейных котлах, теплообменной аппаратуре. Сущность полезной модели состоит в том, что она содержит магнитодинамический (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 горообразной 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 (регулирующей) катушек выполнены с возможностью контакта с подводящей трубой трубопровода обрабатываемой питательной водой. Магнитопровод магнитодинамического (магнитоакустического) излучателя образован основной частью магнитопровода и сердечниками основной намагничивающей и компенсирующей (регулирующей) катушек, обеспечивающими контакт магнитопровода с подводящей трубой трубопровода обрабатываемой водной системы. Техническим результатом от использования полезной модели является повышение эффективности очищения стенок емкостей и трубопроводов от накипи, уменьшение энергоемкости процесса, создание условий для предотвращения ее образования, упрощение устройства, снижение его габаритов, обеспечение возможности его использования на уже действующих водогрейных, паровых и теплообменных системах. Заявленное устройство позволяет 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 utility model 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 of steam and hot water boilers, heat exchange equipment. The essence of the utility model consists in the fact that it contains a magnetodynamic (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, and a mountainous shear (rotation) coil 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 (regulating) coils are made with the possibility of contact with the supply pipe of the pipeline processed feed water. The magnetic circuit of the magnetodynamic (magnetoacoustic) emitter is formed by the main part of the magnetic circuit and by the cores of the main magnetizing and compensating (regulating) coils, which ensure magnetic circuit contact with the supply pipe of the pipeline of the water system being processed. The technical result from the use of the utility model 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, reducing its size, making it possible to use it on existing hot-water, steam and heat exchange systems. The claimed device allows for the processing of feed water and the destruction of scale in water systems while increasing the efficiency of the use of energy, primarily in boilers and heat exchangers made of both magnetic and non-magnetic metals and alloys.
Description
Полезная модель относится к области теплоэнергетики и предназначена для безреагентной обработки водных систем с целью разрушения и удаления накипи в паровых и водогрейных котлоагрегатах, а также исключения накипеобразования паровых и водогрейных котлах, теплообменной аппаратуре. Полезная модель может использоваться также для улучшения флотационного обогащения полезных ископаемых, в процессах сгущения и фильтрования.The utility model 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 of steam and hot water boilers, heat exchange equipment. The utility model can also be used to improve the flotation concentration of minerals in the process of thickening and filtering.
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, C 02 F 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 from the outside and installed with the ability to move relative to each other (author USSR certificate No. 1041522, C 02 F 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 C 02 F 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 C 02 F 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, C 02 F 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. 2002355677, C 02 F 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 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 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.
Известно устройство для обработки воды магнитным полем (патент Российской Федерации №2191162, C 02 F 1/48, 2002), которое 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 A device for treating water with a magnetic field is known (patent of the Russian Federation No. 2191162, C 02 F 1/48, 2002), which consists of an inlet pipe, a device housing, an internal magnetic circuit and magnetizing coils to which direct current is supplied. External magnetic cores with armored cores are installed on the outer part of the casing, which shield the fluxes.
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 магнитопроводах. 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.scattering by their outer poles, and shunt flows in the area of the pole pieces 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 описанного 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 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 полезной модели является устройство, реализующее способ защиты и очистки поверхности ферромагнитных материалов от отложений (патент Российской Федерации №2167728, В 08 В 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, The closest analogue of the utility model is a device that implements a method of protecting and cleaning the surface of ferromagnetic materials from deposits (patent of the Russian Federation No. 2167728, 08 V 7/02, 2001), which consists in the action of pulsed electromagnetic on a ferromagnetic surface of a steam, thermal or water-heating equipment field to create the effect of magnetostriction. 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. When the device is operating, water enters the equipment,
предварительно обрабатываемая на питающем трубопроводе. Эта вода усиливает воздействие на внутреннюю поверхность оборудования, которое одновременно подвергается воздействию магнитострикции.pre-processed on the supply pipe. 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.
Задачей, решаемой полезной моделью является создание эффективного устройства для магнитоакустической обработки водной среды, позволяющего реализовать различные режимы снятия накипи, образующейся на стенках оборудования, путем воздействия акустических волн инфразвуковой и звуковой частот.The problem solved by the utility model is the creation of an effective device for magnetoacoustic treatment of the aquatic environment, which allows to implement various modes of descaling formed on the walls of the equipment by exposure to acoustic waves of infrasonic and sound frequencies.
Кроме того, задачей полезной модели является получение компактной конструкции, обладающей малой энергоемкостью, простотой обслуживания и возможностью установки на действующих агрегатах при их минимальной доработке, что обусловит экономические преимущества устройства. Известные специальные акустические излучатели, интенсивностью от 120 до 180 дБ весьма громоздки.In addition, the objective of the utility model 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 device. Known special acoustic emitters with intensities from 120 to 180 dB are very cumbersome.
Поставленная задача для устройства решается за счет того, что оно содержит магнитодинамический 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 The task for the device is solved due to the fact that it contains a magnetodynamic 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 around 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 supply pipe
обрабатываемой питательной воды, магнитопровод магнитодинамического (магнитоакустического) излучателя образован основной частью магнитопровода и сердечниками основной намагничивающей и компенсирующей катушек, обеспечивающими контакт магнитопровода с подводящей трубой трубопровода обрабатываемой питательной воды.of the treated feed water, the magnetic core of the magnetodynamic (magnetoacoustic) emitter 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 supply pipe of the processed feed water pipe.
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 фиксацией.For ease of installation of the shoe-emitter and the shoe-hub 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 магнитодинамическим 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 The control system of the magnetodynamic 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 is 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 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
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 third outputs are, 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 field shift coil, while the outputs of each pulse generator are connected to the inputs of the 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 полезной модели является повышение эффективности очищения стенок емкостей и трубопроводов от накипи, уменьшение энергоемкости процесса, создание условий для предотвращения ее образования, упрощение устройства, снижение его габаритов, обеспечение возможности его использования на уже действующих водогрейных, паровых и теплообменных системах. Заявленное устройство позволяет 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 utility model 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, reducing its size, making it possible to use it on existing hot-water, steam and heat exchange systems. The claimed device allows for the processing of feed water and the destruction of scale in water systems while increasing the efficiency of the use of energy, 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 заявленное устройство обеспечивает формирование низкочастотных импульсов, форма, амплитуда, частота и скважность которых могут регулироваться вручную и корректироваться автоматически.The specified result is achieved due to the fact that the claimed device provides 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 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 a water stream, as well as to prevent
образования накипи, устройство (магнитоакустической) электромагнитной обработки водных систем имеет в своем составе генератор импульсов, магнитодинамический (магнитоакустический) излучатель (далее - (МАИ) МДИ), 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.scale formation, the device of the (magnetoacoustic) electromagnetic treatment of water systems includes a pulse generator, a magnetodynamic (magnetoacoustic) emitter (hereinafter - (MAI) MDI), a sensor for determining water hardness, means for obtaining information from sensors (feedback) and issuing corrective action to a generator that optimizes the amplitude, frequency and shape of the pulses, and also allows you to combine them in various combinations, depending on the task and the signals from the sensors.
МДИ (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 МДИ (МАИ), не превышает параметров насыщения намагниченности материала.MDI (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 MDI (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 реализует безреагентный метод 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 The device implements a reagentless method for 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 various amplitude, frequency and shape with a duty cycle adjustment, to combine them in various combinations in order to optimize technological
параметров магнитной обработки водой среды и акустических волн, в зависимости от поставленной задачи и сигналов, поступающих с датчиков.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 заявленное устройство обеспечивает разрушение нерастворимой части накипи на стенках элементов котлоагрегатов и удаление солей, растворимых в питающей трубе воды.As a result, the claimed device provides 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 feed water 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.
Полезная модель поясняется чертежами, на которых изображено:The utility model 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) магнитодинамический излучатель;figure 3 - (magnetoacoustic) magnetodynamic 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.
Устройство для борьбы с отложениями в теплообменной аппаратуре 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 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 магнитодинамический излучатель 3, прикрепленный к питательной (подводящей) трубе 1 с ее внешней стороны, и систему управления 4.The device contains a magnetodynamic emitter 3 attached to the feed (supply) pipe 1 from its outer side, and a control system 4.
Магнитодинамический (магнитоакустический) излучатель 3 состоит из установленных на общем магнитопроводе 5Magnetodynamic (magnetoacoustic) emitter 3 consists of installed on a common magnetic circuit 5
- основной намагничивающей катушки 6;- the main magnetizing coil 6;
- компенсирующей (регулирующей) намагничивающей катушки 7;- compensating (regulating) 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, соответствующими 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 supply 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 магнитодинамического 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 shear (rotation) of the magnetic field generates pulses that determine the parameters of the shift (rotation) of the magnetic field of the magnetodynamic 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 The sensor 19 for determining the water hardness and the sensor-meter 18 of the scale thickness with their outputs are connected to the control unit 13 (feedback) for issuing a corrective action on the generators
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.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 работает следующим образом.The device operates 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, возбуждаемый 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, in the magnetic circuit, due to the phenomenon of magnetostriction, mechanical vibrations are excited. 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, передаваемую на катушки 7 и 6 (МАИ) МДИ 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 power efficiency of the generators transmitted to the coils 7 and 6 (MAI) of MDI 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) МДИ З.The generator 16 shift (rotation) are issued from the synchronizer pulses, 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) MDI 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 shoe-emitter 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 T [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 [sec.] Of cleaning the walls of the boiler unit (product) from scale, a given thickness - h [m], depends on the rate of its dissolution and destruction in an aqueous medium - C. [kg / sec]
T=h/CT = 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) МДИ 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 enters 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) MDI 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 имеет следующие существенные преимущества:The claimed device has 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. магнитодинамический (магнитоакустический) излучатель с системой управления позволяет менять параметры электромагнитного и акустического полей и оптимизировать решение поставленной задачи.3. The magnetodynamic (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 (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005133491/22U RU54935U1 (en) | 2005-10-31 | 2005-10-31 | DEVICE FOR ELECTROMAGNETIC MAGNETO-ACOUSTIC TREATMENT OF WATER SYSTEMS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005133491/22U RU54935U1 (en) | 2005-10-31 | 2005-10-31 | DEVICE FOR ELECTROMAGNETIC MAGNETO-ACOUSTIC TREATMENT OF WATER SYSTEMS |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU54935U1 true RU54935U1 (en) | 2006-07-27 |
Family
ID=37058429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005133491/22U RU54935U1 (en) | 2005-10-31 | 2005-10-31 | DEVICE FOR ELECTROMAGNETIC MAGNETO-ACOUSTIC TREATMENT OF WATER SYSTEMS |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU54935U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
-
2005
- 2005-10-31 RU RU2005133491/22U patent/RU54935U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Lipus et al. | Electromagnets for high-flow water processing | |
| EP0338697A1 (en) | Method and system for variable frequency electromagnetic water treatment | |
| KR101304121B1 (en) | Water treatment and boiling apparatus using magnetic force | |
| WO1981002529A1 (en) | Magnetic water conditioner apparatus | |
| WO1992006042A1 (en) | Fluid treatment apparatus | |
| 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 | |
| Shahryari et al. | Influence of a modulated electromagnetic field on fouling in a double-pipe heat exchanger | |
| RU54935U1 (en) | DEVICE FOR ELECTROMAGNETIC MAGNETO-ACOUSTIC TREATMENT OF WATER SYSTEMS | |
| CN107032507A (en) | The full-automatic descaler of intelligent-induction and its descaling method | |
| CA2660467A1 (en) | Process and device for treating water | |
| KR100704421B1 (en) | Three-dimensional electronic anti-fouling device and method thereof | |
| CN205472978U (en) | Full automatic descaling ware of intelligence response | |
| RU2342617C2 (en) | Device used for preventing salt deposit formation in heat exchange equipment | |
| JPH0842993A (en) | Removing and preventing device for scale | |
| RU2789413C1 (en) | Method for anti-scale treatment of hot water and steam boilers and device for its implementation | |
| RU2335726C1 (en) | Device for sediment removal in heat-exchange equipment | |
| RU2496073C2 (en) | Device for prevention of formation of deposits in heat exchanger (versions) | |
| 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 | |
| RU2251062C2 (en) | Method for protecting heat exchange equipment against deposits and cleaning it and apparatus for performing the same | |
| Le Thai et al. | Treatment Method of Water based on the Magnetic Devices | |
| RU2289080C1 (en) | Device for preventing formation of deposit | |
| RU2269734C1 (en) | Device for prevention of scale formation | |
| CN201136826Y (en) | Permanent magnet flocculator | |
| Sutomo et al. | The influence of wave frequency of solenoid magnetic field on CaCO3 scale formation in piping system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20121101 |