RU58792U1 - MAGNETOSTRICTIVE RADIATOR - Google Patents

MAGNETOSTRICTIVE RADIATOR Download PDF

Info

Publication number
RU58792U1
RU58792U1 RU2006123793/22U RU2006123793U RU58792U1 RU 58792 U1 RU58792 U1 RU 58792U1 RU 2006123793/22 U RU2006123793/22 U RU 2006123793/22U RU 2006123793 U RU2006123793 U RU 2006123793U RU 58792 U1 RU58792 U1 RU 58792U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
emitter
rod
magnetostrictive
heat sink
sink plate
Prior art date
Application number
RU2006123793/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Александрович Ефремов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Эколайн"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Эколайн" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Эколайн"
Priority to RU2006123793/22U priority Critical patent/RU58792U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU58792U1 publication Critical patent/RU58792U1/en

Links

Landscapes

  • Cleaning In General (AREA)
  • Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к излучателям магнитострикционных устройств, которые используются в комплексе для очистки от накипи теплообменных аппаратов, водогрейных и паровых котлов, водонагревателей и т.п.The utility model relates to emitters of magnetostrictive devices, which are used in a complex for descaling heat exchangers, boilers and steam boilers, water heaters, etc.

В основу полезной модели поставлена задача теплоотвода и повышения срока службы магнитострикционного излучателя при его использовании на работающих теплообменных аппаратах.The utility model is based on the problem of heat removal and increasing the service life of a magnetostrictive emitter when it is used on working heat exchangers.

Магнитострикционный излучатель имеет в своем составе корпус, внутри которого концентрично друг к другу расположены металлический стержень и катушка индуктивности. От прототипа устройство отличается тем, что излучатель дополнительно содержит металлическую теплоотводящую пластину, один конец которой закреплен на торце стержня, а второй на устройстве, подвергающийся очистке (теплообменном аппарате). Стержень магнитострикционного излучателя и/или теплоотводящая пластина могут иметь металлическое покрытие хрома, никеля, цинка и т.п. для защиты от коррозии и для более лучшего электрического контакта. Теплоотводящая пластина упомянутого излучателя может быть закреплена на стержне при помощи крепежной планки, закрепленной на корпусе при помощи болтового или винтового соединения. Теплоотводящая пластина также может дополнительно содержать ребра охлаждения.The magnetostrictive emitter incorporates a housing, inside of which a metal rod and an inductor are arranged concentrically to each other. The device differs from the prototype in that the emitter additionally contains a metal heat sink plate, one end of which is fixed to the end of the rod, and the other on the device being cleaned (heat exchanger). The magnetostrictive emitter rod and / or heat sink plate may have a metal coating of chromium, nickel, zinc, and the like. for protection against corrosion and for better electrical contact. The heat sink plate of said emitter may be fixed to the rod by means of a mounting plate fixed to the housing by means of a bolt or screw connection. The heat sink plate may also further comprise cooling fins.

Description

Полезная модель относится к излучателям магнитострикционных устройств, которые используются в комплексе для очистки от накипи теплообменных аппаратов, водогрейных и паровых котлов, водонагревателей и т.п.The utility model relates to emitters of magnetostrictive devices, which are used in a complex for descaling heat exchangers, boilers and steam boilers, water heaters, etc.

Одной из важнейших проблем теплоэнергетики является образование солевых отложений или накипи на поверхностях нагрева теплообменных аппаратов, в частности в паровых и водяных котлах, водоподогревателях, батареях отопления и т.п. Поскольку слой накипи обладает малой теплопроводностью, то с увеличением массы накипи ухудшается теплопроводность всего теплообменного устройства, вызывая при этом увеличение расхода топлива. Один из способов удаления накипи в упомянутых теплообменных устройствах заключается в воздействии на отложения переменным магнитным полем, которое формируется при помощи специальных магнитострикционных устройств. Магнитострикционные устройства, как правило, имеют в своем составе несколько излучателей, которые устанавливаются на внешней поверхности трубопроводов теплообменных аппаратов на некотором расстоянии друг от друга. Во время работы такого устройства, в трубопроводе в результате формирования переменного магнитного поля происходят механические продольные микроколебания (магнитострикционный эффект), и вследствие разности значений модулей упругости слоя накипи и металла - материала трубопровода, накипь подвергается деформации сдвига, что приводит к ее микрорастрескиванию и полному разрушению. Рыхлые остатки накипи легко смываются проточной водой. Такой способ очистки труб является высокоэффективным, например, при сравнении с химическим способом очистки.One of the most important problems of the power system is the formation of salt deposits or scale on the heating surfaces of heat exchangers, in particular in steam and water boilers, water heaters, radiators, etc. Since the scale layer has low thermal conductivity, with an increase in the scale mass, the thermal conductivity of the entire heat exchange device deteriorates, causing an increase in fuel consumption. One of the methods of descaling in the mentioned heat exchange devices is to influence the deposits with an alternating magnetic field, which is formed using special magnetostrictive devices. Magnetostrictive devices, as a rule, include several emitters, which are installed on the outer surface of the pipelines of heat exchangers at a certain distance from each other. During operation of such a device, mechanical longitudinal microoscillations (magnetostrictive effect) occur in the pipeline as a result of the formation of an alternating magnetic field, and due to the difference in the elastic moduli of the scale layer and the metal — the pipeline material, the scale undergoes shear deformation, which leads to its microcracking and complete destruction . The loose residues of scale are easily washed off with running water. This method of cleaning pipes is highly effective, for example, when compared with a chemical method of cleaning.

Различные магнитострикционные устройства и их излучатели широко известны, в частности известно устройство для предотвращения образования накипи [Патент РФ №2151355, опубл. 20.06.2000 г.]. Устройство содержит генератор импульсов и излучатель механических колебаний. Излучатель выполнен в виде цилиндрического трубопровода, имеющего вставку из диамагнитного материала и соединенного с теплообменным аппаратом. С внешней стороны трубопровода размещена обмотка, подключенная к источнику импульсного тока. Трубопровод, вставка и обмотка являются источником механических колебаний, передаваемых на рабочие поверхности нагрева теплообменной аппаратуры. В процессе работы устройства вода по трубопроводу поступает в теплообменный аппарат и одновременно импульсный генератор тока подает импульсы тока на обмотку, равномерно размещенную на участке трубопровода. Импульсное Various magnetostrictive devices and their emitters are widely known, in particular, a device for preventing the formation of scale is known [RF Patent No. 2151355, publ. 06/20/2000]. The device contains a pulse generator and a radiator of mechanical vibrations. The emitter is made in the form of a cylindrical pipeline having an insert of diamagnetic material and connected to a heat exchanger. On the outside of the pipeline there is a winding connected to a pulse current source. The pipeline, insert and winding are a source of mechanical vibrations transmitted to the working surfaces of the heating of heat-exchange equipment. During the operation of the device, water flows through a pipeline into a heat exchanger and, at the same time, a pulsed current generator supplies current pulses to a winding evenly placed on a pipeline section. Impulse

электромагнитное поле, создаваемое в обмотке, позволяет на трубопроводе формировать механические колебания, которые передаются на теплообменный аппарат и далее на рабочие поверхности нагрева. Одновременно с этим происходит воздействие и на воду переменным магнитным полем. В результате этих колебаний соли, растворенные в воде, начинают кристаллизоваться непосредственно в толще воды, образуя микродисперсионный шлам, который легко удаляется из теплообменного аппарата. Описанное устройство позволяет эффективно бороться с солевыми отложениями на внутренней поверхности трубопроводов различного рода теплообменных аппаратов. Однако, излучатель описанного устройства сложен в установке на трубопроводе, поскольку он требует намотки катушки индуктивности на внешней поверхности трубопровода с заранее заданными характеристиками. К недостаткам такого устройства также следует отнести малый срок службы устройства, связанный с постоянным нагревом элементов излучателя от теплообменного аппарата. Вследствие нагрева также может происходить изменение параметров работы устройства, что нежелательно.the electromagnetic field created in the winding allows the formation of mechanical vibrations on the pipeline, which are transmitted to the heat exchanger and further to the working surfaces of the heating. At the same time, an alternating magnetic field acts on water. As a result of these oscillations, salts dissolved in water begin to crystallize directly in the water column, forming a microdispersive slurry that is easily removed from the heat exchanger. The described device allows you to effectively deal with salt deposits on the inner surface of the pipelines of various kinds of heat exchangers. However, the emitter of the described device is difficult to install on the pipeline, since it requires winding an inductor on the outer surface of the pipeline with predetermined characteristics. The disadvantages of such a device should also include a short service life of the device associated with the constant heating of the radiator elements from the heat exchanger. Due to heating, a change in the operating parameters of the device can also occur, which is undesirable.

Известен магнитострикционный излучатель и приемник ультразвуковых колебаний [Авторское Свидетельство СССР 164167, опубл. 30.12.1964 г.], который выбран за прототип. Устройство содержит корпус, внутри которого расположена магнитострикционная система, выполненная в виде никелевой трубки и концентрично расположенной ей катушки индуктивности. Трубка закреплена на стальном основании при помощи винта и латунной бобышки, входящий в торец трубки. К другому концу никелевой трубки припаяна плоская круглая мембрана, выполненная из листовой латуни. Трубка и катушка со стальным основанием представляют собой единую конструкцию и могут свободно перемещаться в корпусе устройства по продольной оси. Корпус закрыт сферической мембраной, края которой плотно прижимаются к нему посредством кольцевого рефлектора болтами. Акустический контакт между сферической и плоской мембранами осуществляется пружиной, установленной между дном корпуса и основанием никелевой трубки.Known magnetostrictive emitter and receiver of ultrasonic vibrations [USSR Author Certificate 164167, publ. 12/30/1964], which is selected for the prototype. The device comprises a housing, inside of which there is a magnetostrictive system made in the form of a nickel tube and an inductance coil concentrically located thereon. The tube is fixed on a steel base with a screw and a brass boss, which enters the end of the tube. A flat round membrane made of sheet brass is soldered to the other end of the nickel tube. The tube and coil with a steel base are a single structure and can freely move in the device casing along the longitudinal axis. The housing is closed by a spherical membrane, the edges of which are tightly pressed against it by means of an annular reflector with bolts. Acoustic contact between the spherical and flat membranes is carried out by a spring installed between the bottom of the housing and the base of the nickel tube.

Такое выполнение излучателя (приемника) повышает пыле- и влагозащищенность, механическую прочность и обеспечивает надежную работу устройства. Однако, следует выделить несколько недостатков описанного излучателя. Как и в описанном ранее техническом решении, вследствие нагрева трубопроводов теплообменного аппарата, а, следовательно, и элементов излучателя, во-первых, снижается срок службы таких магнитострикционных излучателей (как правило, он не превышает одного месяца), и, во-вторых, возможно отклонение параметров работы устройства (например, возможно изменение частоты и мощности импульсных электромагнитных колебаний). Эти This embodiment of the emitter (receiver) increases the dust and moisture resistance, mechanical strength and ensures reliable operation of the device. However, several disadvantages of the described emitter should be highlighted. As in the technical solution described earlier, due to heating of the pipelines of the heat exchanger and, consequently, of the radiator elements, firstly, the service life of such magnetostrictive radiators is reduced (as a rule, it does not exceed one month), and secondly, it is possible deviation of the device operation parameters (for example, a change in the frequency and power of pulsed electromagnetic oscillations is possible). These

обстоятельства не позволяют использовать такой тип излучателя на работающих теплообменных аппаратах, что значительно усложняет процесс очистки от накипи.circumstances do not allow the use of this type of emitter on running heat exchangers, which greatly complicates the descaling process.

В основу полезной модели поставлена задача теплоотвода и повышения срока службы магнитострикционного излучателя при его использовании на работающих теплообменных аппаратах.The utility model is based on the problem of heat removal and increasing the service life of a magnetostrictive emitter when it is used on working heat exchangers.

Поставленная задача решается тем, что магнитострикционный излучатель имеет в своем составе корпус, внутри которого концентрично друг к другу расположены металлический стержень и катушка индуктивности. От прототипа устройство отличается тем, что излучатель дополнительно содержит металлическую теплоотводящую пластину, один конец которой закреплен на торце стержня, а второй на устройстве, подвергающийся очистке (теплообменном аппарате). Стержень магнитострикционного излучателя и/или теплоотводящая пластина могут иметь металлическое покрытие хрома, никеля, цинка и т.п. для защиты от коррозии и для более лучшего электрического контакта. Теплоотводящая пластина упомянутого излучателя может быть закреплена на стержне при помощи крепежной планки, закрепленной на корпусе при помощи болтового или винтового соединения. Теплоотводящая пластина также может дополнительно содержать ребра охлаждения.The problem is solved in that the magnetostrictive emitter incorporates a housing, inside of which a metal rod and an inductor are arranged concentrically to each other. The device differs from the prototype in that the emitter additionally contains a metal heat sink plate, one end of which is fixed to the end of the rod, and the other on the device being cleaned (heat exchanger). The magnetostrictive emitter rod and / or heat sink plate may have a metal coating of chromium, nickel, zinc, and the like. for protection against corrosion and for better electrical contact. The heat sink plate of said emitter may be fixed to the rod by means of a mounting plate fixed to the housing by means of a bolt or screw connection. The heat sink plate may also further comprise cooling fins.

Более подробно сущность полезной модели раскрывается в приведенном ниже примере реализации и иллюстрируется Фигурой, на которой представлено поперечное сечение заявляемого магнитострикционного излучателя и трубопровода теплообменного аппарата.In more detail, the essence of the utility model is disclosed in the following implementation example and is illustrated by the Figure, which shows the cross section of the inventive magnetostrictive emitter and the pipe of the heat exchanger.

Магнитострикционный излучатель содержит корпус 1, внутри которого расположены металлический стержень 2 и концентрично расположенная к нему катушка индуктивности 3. При помощи крепежной планки 4, которая закреплена к корпусу 1 посредством винтов 5, один конец металлической теплоотводящей пластины 6 закреплен на торце стержня 2 с обеспечением плотного контакта. Второй конец пластины 6 закреплен на трубопроводе 7 теплообменного аппарата (на фигуре не показан) при помощи сварки. Предпочтительные размеры пластины 6 составляют:The magnetostrictive emitter comprises a housing 1, inside of which there is a metal rod 2 and an inductor 3 concentrically disposed to it. Using a fastening strip 4, which is fixed to the housing 1 by means of screws 5, one end of the metal heat sink plate 6 is fixed to the end of the rod 2 to ensure a tight contact. The second end of the plate 6 is fixed to the pipeline 7 of the heat exchanger (not shown in the figure) by welding. Preferred dimensions of the plate 6 are:

- толщина не менее 3 мм;- thickness of at least 3 mm;

- ширина не менее 80 мм;- width not less than 80 mm;

- длина не менее 600 мм.- length not less than 600 mm.

Стержень 2 и пластина 6 имеют покрытие хрома, которое позволяет защитить излучатель от коррозии и, во вторых, обеспечить более надежный контакт между элементами для передачи магнитных импульсов.Rod 2 and plate 6 have a chromium coating, which protects the emitter from corrosion and, secondly, provides a more reliable contact between the elements for transmitting magnetic pulses.

Устройство работает следующим образом. На катушку индуктивности 3 от внешнего источника тока подается импульсный ток. В результате формируется импульсное магнитное поле, которое передается через теплоотводящую металлическую пластину 6 на трубопровод 7 теплообменного аппарата. Следствием появления импульсного магнитного поля происходит колебание намагниченности материала трубопровода 7 от индукции насыщения до остаточной индукции. За счет разницы величин индукции насыщения и остаточной индукции возникает, так называемый магнитострикционный эффект, т.е. происходит периодическое расширение и сжатие поверхности трубопровода 7 на уровне кристаллической решетки. Поскольку солевые отложения на внутренней поверхности трубопровода 7 в своей основе не обладают магнитными свойствами, то на очищаемой поверхности между материалом трубопровода 7 и солевыми отложениями внутри самой накипи возникает деформация сдвига, которая вызывает периодические осевые микроколебания относительно немагнитной основы накипи.The device operates as follows. An impulse current is supplied to the inductor 3 from an external current source. As a result, a pulsed magnetic field is formed, which is transmitted through the heat-removing metal plate 6 to the pipe 7 of the heat exchanger. The consequence of the appearance of a pulsed magnetic field is the fluctuation of the magnetization of the material of the pipe 7 from the induction of saturation to residual induction. Due to the difference in the values of saturation induction and residual induction, the so-called magnetostrictive effect occurs, i.e. there is a periodic expansion and contraction of the surface of the pipeline 7 at the level of the crystal lattice. Since salt deposits on the inner surface of the pipeline 7 do not basically have magnetic properties, shear deformation occurs on the surface to be cleaned between the material of the pipeline 7 and the salt deposits inside the scale, which causes periodic axial microoscillations relative to the non-magnetic base of the scale.

Магнитострикционные колебания создают знакопеременные механические усилия в металлических стенках в пределах упругой деформации, под влиянием которых прочность внутри накипи, а также между накипью и металлом нарушается. В результате образуются трещины. Вода под действием капиллярных сил быстро проникает через трещины к внутренней поверхности нагреваемого трубопровода, где она мгновенно испаряясь, вызывает дополнительное разрушение и окончательное накипи. Рыхлые остатки накипи легко смываются проточной водой.Magnetostrictive vibrations create alternating mechanical forces in the metal walls within the elastic deformation, under the influence of which the strength inside the scale and also between the scale and the metal is broken. As a result, cracks form. Water under the action of capillary forces quickly penetrates through cracks to the inner surface of the heated pipeline, where it instantly evaporates, causes additional destruction and final scale. The loose residues of scale are easily washed off with running water.

Одновременно с этим происходит воздействие на воду в трубопроводе. В результате появления в толще воды импульсного магнитного поля происходят колебания соли, растворенной в воде, которая начинает кристаллизоваться, образуя микродисперсионный шлам, который легко удаляется из теплообменного аппарата.At the same time, there is an effect on the water in the pipeline. As a result of the appearance of a pulsed magnetic field in the water column, the salt dissolved in the water oscillates, which begins to crystallize, forming a microdispersive slurry that is easily removed from the heat exchanger.

Использование металлической теплоотводящей пластины 6 в целом не меняет частоты и мощности передаваемого импульсного магнитного поля, одновременно с этим происходит теплоотвод от магнитострикционного излучателя и защита его от перегрева. При этом в процессе работы заявляемого устройства его характеристики сохраняются, а срок службы возрастает и составляет не менее 10 лет.The use of a metal heat sink plate 6 as a whole does not change the frequency and power of the transmitted pulsed magnetic field, at the same time there is a heat sink from the magnetostrictive emitter and its protection from overheating. Moreover, in the process of operation of the claimed device, its characteristics are preserved, and the service life increases and is at least 10 years.

Claims (5)

1. Магнитострикционный излучатель, содержащий корпус, внутри которого концентрично друг к другу расположены металлический стержень и катушка индуктивности, отличающийся тем, что излучатель дополнительно содержит металлическую теплоотводящую пластину, один конец которой закреплен на торце стержня, а второй предназначен для закрепления на устройстве, подвергающемся очистке.1. Magnetostrictive emitter comprising a housing, inside which a metal rod and an inductor are arranged concentrically to each other, characterized in that the emitter further comprises a metal heat sink plate, one end of which is fixed to the end of the rod, and the other is intended to be mounted on the device being cleaned . 2. Излучатель по п.1, отличающийся тем, что стержень имеет защитное металлическое покрытие хрома, никеля или цинка.2. The emitter according to claim 1, characterized in that the rod has a protective metal coating of chromium, nickel or zinc. 3. Излучатель по п.1, отличающийся тем, что теплоотводящая пластина имеет защитное металлическое покрытие хрома, никеля или цинка.3. The emitter according to claim 1, characterized in that the heat sink plate has a protective metal coating of chromium, nickel or zinc. 4. Излучатель по п.1, отличающийся тем, что пластина закреплена на стержне при помощи крепежной планки, закрепленной на корпусе при помощи болтового винтового соединения.4. The emitter according to claim 1, characterized in that the plate is fixed to the rod using a mounting plate fixed to the housing using a bolted screw connection. 5. Излучатель по п.1, отличающийся тем, что теплоотводящая пластина дополнительно содержит ребра охлаждения.
Figure 00000001
5. The emitter according to claim 1, characterized in that the heat sink plate further comprises cooling fins.
Figure 00000001
RU2006123793/22U 2006-07-03 2006-07-03 MAGNETOSTRICTIVE RADIATOR RU58792U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006123793/22U RU58792U1 (en) 2006-07-03 2006-07-03 MAGNETOSTRICTIVE RADIATOR

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006123793/22U RU58792U1 (en) 2006-07-03 2006-07-03 MAGNETOSTRICTIVE RADIATOR

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU58792U1 true RU58792U1 (en) 2006-11-27

Family

ID=37665132

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006123793/22U RU58792U1 (en) 2006-07-03 2006-07-03 MAGNETOSTRICTIVE RADIATOR

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU58792U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021207299A1 (en) * 2020-04-09 2021-10-14 Rheem Manufacturing Company Systems and methods for preventing and removing chemical deposits in a fluid heating device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021207299A1 (en) * 2020-04-09 2021-10-14 Rheem Manufacturing Company Systems and methods for preventing and removing chemical deposits in a fluid heating device
US11732927B2 (en) 2020-04-09 2023-08-22 Rheem Manufacturing Company Systems and methods for preventing and removing chemical deposits in a fluid heating device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6290778B1 (en) Method and apparatus for sonic cleaning of heat exchangers
US6736535B2 (en) Method for continuous internal agitation of fluid within hot water heaters or other fluid containing vessels
KR101181002B1 (en) Segmental ultrasonic cleaning equipment for removing the scale and sludge on the top of tube-sheet in a heat exchanger
KR20050087765A (en) Linear induction heating coil tool for plate bending
JP4958679B2 (en) Fluid heating device
RU58792U1 (en) MAGNETOSTRICTIVE RADIATOR
KR100768704B1 (en) Hot blast heater using a high frequency induction heating
CN110513899B (en) Electromagnetic descaling type water tank of water heater and descaling method
RU84268U1 (en) NAKIPI PREVENTION DEVICE
KR101023427B1 (en) Thermal fatigue test equipment
KR101628529B1 (en) Induction boiler device
JP2002270351A (en) Fluid heating equipment
RU175916U1 (en) DEVICE FOR CLEANING AND PREVENTION OF SEDIMENTS
CN104266538A (en) Scale prevention and removal device and method for heat exchanger
CN104344747B (en) Intelligent control descaling sewage heat exchanger
RU2349855C1 (en) Scale prevention device
RU155819U1 (en) DEVICE FOR PROTECTION AND CLEANING OF HEAT AND POWER ENGINEERING EQUIPMENT FROM NECIPE FORMATION AND CORROSION
RU2292002C1 (en) Heat accumulator
RU2151355C1 (en) Scale formation preventing device
CN102814299A (en) Ultrasonic on-line anti-scaling and descaling system for heat-exchange device
GB2576422A (en) Thermal store
RU2335726C1 (en) Device for sediment removal in heat-exchange equipment
RU109429U1 (en) DEVICE FOR ULTRASONIC THREAD TREATMENT
RU2779101C1 (en) Heat exchange boiler and method for ultrasonic scale deposit removal in a heat exchange boiler
CN201383883Y (en) Electric heating element and electric heating device

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20070704