Електромагнітний пристрій для захисту та очищення поверхонь трубопроводів від відкладень

Реферат: Електромагнітний пристрій для захисту та очищення поверхонь трубопроводів від відкладень містить електрично з'єднані один з одним електромагнітний перетворювач, розміщений на трубопроводі, з блоком управління, що складається з блока живлення низької напруги, з'єднаного з одним входом генератора послідовності імпульсів, вихід якого з'єднаний з одним входом комутатора послідовності імпульсів, другий вхід якого підключений до виходу блока живлення високої напруги. Блок управління додатково містить блок вводу та відображення інформації, вихід якого з'єднаний з другим входом генератора послідовності імпульсів, виконаного з можливістю впливу пачками імпульсів електромагнітного поля з частотою 6-100 Гц та частотою слідування пачок 1-20 Гц. Імпульси електромагнітного поля мають форму експоненціально-загасаючої синусоїди. Електромагнітний перетворювач виконаний у вигляді двох або чотирьох, або шести, або восьми імпульсаторів, послідовно розміщених на зовнішній поверхні трубопроводу у поздовжньому напрямку з можливістю створення магнітного поля, направленого перпендикулярно на рідину, що протікає у трубопроводі, і створення в ній ефекту "біжучої" хвилі. UA 115403 U (12) UA 115403 U UA 115403 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Запропонована корисна модель належить до області електромагнітної обробки рідини, зокрема до електромагнітних пристроїв для захисту та очищення поверхонь трубопроводів від відкладень, а саме в системах водопостачання (трубопроводів) котельного та теплоенергетичного обладнання. Відомий патент RU №2251062, кл. F28G 7/00, опубл. 2004 р., де заявлений пристрій для захисту і очищення теплообмінного обладнання від відкладень, який містить електрично з'єднані один з одним блок управління і електромагнітний триполюсний перетворювач (ЕМП). При цьому блок керування складається з джерела живлення, з генератора імпульсів і з регулятора подаються імпульси (електронного ключа). У зазначеному блоці генератор імпульсів перетворює постійний струм від джерела живлення за допомогою електронного ключа та подає імпульсний струм на ЕМП. А ЕМП розміщений на тілі труби, призначеної для протікання по ній рідини і створює ефект магнітострикції імпульсним змінним магнітним полем на поверхню трубопроводу. При цьому три полюси ЕМП розміщені на тілі труби по колу січної площини труби і відставлені один від одного (якщо дивитися з торця труби) на 120°. Тобто вплив ЕМП здійснюється лише на вузькій обмеженій ділянці трубопроводу. Недоліками зазначеного відомого пристрою є наступні: - враховуючи конструктивне виконання ЕМП, яке полягає в розміщенні полюсів котушок на вузькій поверхні трубопроводу (по колу), електромагнітне поле впливу при переміщенні електромагнітного сигналу з однієї обмотки на іншу завжди буде перпендикулярно трубі (тобто радіальне) і практично на дуже невеликій по ширині ділянці, то з великою часткою ймовірності може виникнути ефект «паразитного» розігріву труби-сердечника, а це може привести до зворотного процесу - посилення ефекту солевідкладення. Зазначене явище різко знижує ефективність боротьби з солевідкладеннями; - крім того, при вищевказаному радіальному впливі неможливо отримати високі показники напруженості електромагнітного поля, що необхідні для більшої намагніченості відрізка трубопроводу; - ще одним недоліком відомого пристрою є те, що конструктивно воно виконане таким чином, що може працювати в досить вузькому діапазоні частот, що зменшує відносну проникність осердя. Найбільш близьким за технічною суттю є пристрій для захисту та очищення поверхонь трубопроводів від відкладень [патент RU № 2397420, опубл. 20.08.2010], що складається з електрично з'єднаних один з одним блоком управління, що містить блок живлення, генератор послідовності імпульсів (ГПІ) і імпульсний комутатор (ІК), електромагнітний триполюсний перетворювач, що розміщений на тілі труби, призначеної для протікання по ній рідини і створює ефект магнітострикції імпульсним змінним електромагнітним полем, при цьому електромагнітний триполюсний перетворювач ЕМП виконаний у вигляді трьох послідовно розміщених обмоток на зовнішній поверхні труби, що виконує функцію феромагнітного осердя, при цьому генератор послідовності імпульсів виконаний з можливістю впливу пачками імпульсів електромагнітного поля з частотою 10-5000 Гц і з можливістю створення в зазначеному ЕМП біжучого електромагнітного поля з ефектом послідовного його зміщення з обмотки на обмотку в поздовжньому напрямку, причому два виходи блока живлення з'єднані відповідно з входами ГПІ та ІК, вихід ГПІ з'єднаний з входом IК, a вихід останнього з'єднаний з входом ЕМП. При цьому блок управління і ЕМП розміщені в окремих корпусах і електрично з'єднані один з одним. Труба, яка виконує функцію феромагнітного сердечника, виконана вбудованою в трубопровід, призначений для протікання по ньому рідини. Завдяки тому, що ЕМП виконаний у вигляді трьох обмоток, розміщених на феромагнітному осерді послідовно по його довжині, забезпечується електромагнітний вплив на потік рідини на протяжній ділянці труби, а значить, підвищується ефективність обробки. Проте відомий пристрій забезпечує очистку поверхонь, виконаних лише з феромагнітних матеріалів, що обмежує галузь застосування пристрою. Крім того, відомий пристрій не забезпечує запобігання утворення накипу. Задачею корисної моделі є розробка пристрою, який би більш ефективно очищав від накипу та запобігав утворенню відкладень на поверхнях трубопроводів, зокрема в системах водопостачання котельного та теплоенергетичного обладнання, поверхні яких можуть бути виконані з будь-якого матеріалу, а саме пластику, металопластику, кераміки, скла тощо. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому електромагнітному пристрої для захисту та очищення поверхонь трубопроводів від відкладень, що містить електрично з'єднані один з одним електромагнітний перетворювач, розміщений на трубопроводі, з блоком управління, що складається з блока живлення низької напруги, з'єднаного з одним входом 1 UA 115403 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 генератора послідовності імпульсів, вихід якого з'єднаний з одним входом комутатора імпульсів, другий вхід якого підключений до виходу блока живлення високої напруги, згідно з корисною моделлю, блок управління додатково містить блок вводу та відображення інформації, вихід якого з'єднаний з другим входом генератора послідовності імпульсів, виконаного з можливістю впливу пачками імпульсів електромагнітного поля з частотою 6-100 Гц та частотою слідування пачок 1-20 Гц, де імпульси електромагнітного поля мають форму експоненціально-загасаючої синусоїди, а електромагнітний перетворювач виконаний у вигляді двох або чотирьох, або шести, або восьми імпульсаторів послідовно розміщених на зовнішній поверхні трубопроводу у поздовжньому напрямку з можливістю створення магнітного поля, направленого перпендикулярно на рідину, що протікає у трубопроводі і створення в ній ефекту «біжучої» хвилі. При цьому імпульсатор (магнітоіндуктор) складається з корпусу, всередині якого розміщені сердечник з магнітного матеріалу і співвісно з ним обмотка в корпусі котушки. Запропоноване конструктивне виконання пристрою дозволяє завдяки електромагнітній обробці рідини (тобто впливаючи на рідину, що протікає) пачками імпульсів електромагнітного поля з частотою 6-100 Гц, частотою слідування пачок 1-20 Гц і формою імпульсів електромагнітного поля у вигляді експоненціально-загасаючої синусоїди, крім ефекту дескрипції, здійснювати диспергуючу дію на агрегати молекул води і заряджені іони солей розчинених у ній, що блокує створення молекулярних сполук, що представляють тверді речовини (хімічні сполуки), внаслідок чого відбувається очищення поверхні від накипу і запобігання утворення відкладень на поверхнях, які можуть бути виконані з будь-якого матеріалу, а саме пластику, металопластику, кераміки, скла тощо. При цьому мікровключення стають центрами кристалізації, тобто є ідеальною поверхнею для осадження іонів кальцію і магнію. Утворені мікрокристали будуть запобігати наростанню накипу на внутрішніх поверхнях системи. Мікрокристали, вільно циркулюючи по трубопроводам і теплообмінним елементам системи, дають змогу іонам кальцію і магнію, присутніх в воді з'єднуватися з ними, не дозволяючи їм з'єднуватися один з одним на внутрішніх поверхнях систем водопостачання (трубопроводів) котельного та теплоенергетичного обладнання. Вони ж сприяють тому, що вже сформовані накипні відкладення на вищевказаних поверхнях будуть розбиватися на окремі фрагменти і вимиватися водою у вигляді суспензії, яка в свою чергу осідає в корпусі грязьовиків, що встановлюється в будь-якій системі опалення, гарячого водопостачання, а також у технологічних системах різного призначення. Суть запропонованої корисної моделі пояснюється кресленнями, де: - на фіг. 1 подана блок-схема запропонованого пристрою, - на фіг. 2 подана схема запропонованого імпульсатора у перерізі, - на фіг. 3 поданий приклад реалізації запропонованого пристрою, в якому на трубопроводі розміщені чотири імпульсатори. Пристрій (фіг. 1, фіг. 2, фіг. 3) містить блок управління, що складається з блока живлення 1 низької напруги, блока живлення 2 високої напруги, при цьому вихід блока живлення низької напруги з'єднаний з одним входом генератора 3 послідовності імпульсів, інший вхід якого з'єднаний з виходом блока вводу та відображення інформації 4, вихід блока живлення 2 високої напруги з'єднаний з одним з входів комутатора імпульсів 5, інший вхід якого з'єднаний з виходом генератора імпульсів 3, при цьому виходи комутатора імпульсів 5 є виходами блока управління електрично з'єднаного з електромагнітним перетворювачем, виконаний у вигляді імпульсаторів (магнітоіндукторів) 6 в кількості двох або чотирьох, або шістьох, або восьми послідовно розміщених на зовнішній поверхні трубопроводу в поздовжньому напрямку з можливістю створення магнітного поля, направленого перпендикулярно на рідину, що протікає по трубопроводу і створення у ній ефекту «біжучої» хвилі. При цьому генератор послідовності імпульсів 3 виконаний з можливістю впливу пачками імпульсів електромагнітного поля частотою 6-100 Гц і частотою послідовності пачок 1-20 Гц, де імпульси електромагнітного поля мають форму експоненціально-загасаючої синусоїди для створення гармоніки магнітного поля, що позитивно впливає на очищення від накипу і запобігає утворенню відкладень на поверхнях. Генератор послідовності імпульсів 3 являє собою процесорний блок, в якому знаходиться запам'ятовуючий пристрій (ЗП) (на кресленні не показаний). Блок вводу відображення інформації 4 являє собою інформаційне табло з кнопками вибору режимів роботи генератора послідовності імпульсів (на кресленні не показаний). Блок вводу відображення інформації 4 здійснює вибір програми з ЗП генератора послідовності імпульсів 3, за якою працює даний генератор послідовності імпульсів. 2 UA 115403 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Комутатор імпульсів 5 (виходи якого є виходами блока управління) за допомогою силових кабелів пов'язаний з електромагнітним перетворювачем, розміщеним на тілі трубопроводу, призначеного для протікання по ній рідини, створює ефект магнітострикції імпульсним змінним електромагнітним полем і здійснює диспергуючий вплив на іони розчинених солей і молекул води. Кожний імпульсатор 6 (фіг. 2) складається з корпусу 7, всередині якого розміщені сердечник 8 з магнітного матеріалу і співвісно з ним обмотка 9 в корпусі котушки 10. При цьому корпус магнітоіндуктора 7 забезпечений монтажними лапами 11 для кріплення імпульсатора до трубопроводу, а також має силовий роз'єм живлення 12 для підключення до комутатора імпульсів 5. Пристрій, що заявляється, працює наступним чином (фіг. 1, фіг. 2, фіг. 3). Блок управління, згідно з запропонованою корисною моделлю, та електромагнітний перетворювач електрично з'єднують один з одним. При цьому електромагнітний перетворювач виконаний в кількості двох або чотирьох, або шести, або восьми імпульсаторів (магнітоіндукторів) 6, які встановлюють послідовно на зовнішній поверхні трубопроводу таким чином, що магнітне поле впливає перпендикулярно на рідину, що протікає по трубопроводу і створює ефект «біжучої» хвилі на рідину, що протікає по трубопроводу. При подачі напруги на пристрій сигнал з блока живлення низької напруги 1 надходить в генератор послідовності імпульсів 3, що являє собою процесорний блок з запам'ятовуючим пристроєм, в якому знаходиться набір програм (алгоритмів) роботи імпульсаторів 6, де програми враховують склад рідини, що обробляється. Оператор з набору програм, записаних в ЗП, вибирає через блок вводу та відображення інформації 4 параметри роботи імпульсаторів залежно від складу рідини, що обробляється, на основі її хімічних показників. Генератор послідовності імпульсів (ГШ) настроєний на частоту від 6 до 100 Гц і частоту послідовності пачок імпульсів від 1 до 20 Гц. Частота імпульсів послідовності пачок імпульсів задаються оператором за допомогою блока вводу і відображення інформації 4. Далі сигнал з ГПІ З надходить на комутатор 5 послідовності імпульсів, який управляється (по каналу низької напруги) від блока низької напруги 1 і заживлює імпульсатори (магнітоіндуктори) 6 від високої напруги (320 В). Суть роботи запропонованого пристрою полягає у впливі на рідину електромагнітним полем, при якому магнітне поле впливає на іони розчинених у воді солей і агрегати молекул води, блокуючи тим самим можливість створінь ковалентних і валентних зв'язків нерозчинних у воді сполук (солей металів кальцію і магнію). Відбувається руйнування кристалічної ґратки твердих відкладень солей, перетворення їх в пастоподібну масу, нові відкладення не утворюються. За рахунок зміни частоти живильних імпульсів і частоти послідовності пачок імпульсів забезпечується можливість змінювати в широких межах напруженість поля всередині електромагнітного перетворювача, що дозволяє підібрати найбільш оптимальний режим очищення з поверхонь. Запропонований пристрій має наступні технічні характеристики: Електроживлення мережа (220+22)В, 50 Гц Споживана потужність, Вт, не більше 300 Напруга на імпульсаторі, В 320 Частота вихідних імпульсів, Гц 1-20 Частота модуляції, Гц 6-100 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 55 1. Електромагнітний пристрій для захисту та очищення поверхонь трубопроводів від відкладень, що містить електрично з'єднані один з одним електромагнітний перетворювач, розміщений на трубопроводі, з блоком управління, що складається з блока живлення низької напруги, з'єднаного з одним входом генератора послідовності імпульсів, вихід якого з'єднаний з одним входом комутатора послідовності імпульсів, другий вхід якого підключений до виходу блока живлення високої напруги, який відрізняється тим, що блок управління додатково містить блок вводу та відображення інформації, вихід якого з'єднаний з другим входом генератора послідовності імпульсів, виконаного з можливістю впливу пачками імпульсів електромагнітного поля з частотою 6-100 Гц та частотою слідування пачок 1-20 Гц, де імпульси електромагнітного поля мають форму експоненціально-загасаючої синусоїди, а електромагнітний перетворювач виконаний у вигляді двох або чотирьох, або шести, або восьми імпульсаторів, послідовно 3 UA 115403 U 5 розміщених на зовнішній поверхні трубопроводу у поздовжньому напрямку з можливістю створення магнітного поля, направленого перпендикулярно на рідину, що протікає у трубопроводі, і створення в ній ефекту "біжучої" хвилі. 2. Електромагнітний пристрій для захисту та очищення поверхонь трубопроводів від відкладень за п. 1, який відрізняється тим, що імпульсатор складається з корпусу, всередині якого розміщені сердечник з магнітного матеріалу і співвісно з ним обмотка в корпусі котушки. 4 UA 115403 U Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5