Установка (варіанти) та пристрій для обробки водяних систем
Номер патенту: 73430
Опубліковано: 15.07.2005
Автори: Овчінніков Валєрій Георгієвіч, Ювшин Алєксандр Стєпановіч, Матвієвскій Алєксандр Анатольєвіч
Формула / Реферат
1. Установка для протинакипної обробки водяних систем, що містить магістральний трубопровід оброблюваної водяної системи і байпасний трубопровід із установленим на ньому пристроєм для магнітної обробки водяної системи, яка відрізняється тим, що вона оснащена баком-резонатором коридорного типу, установленим на байпасному трубопроводі за ходом руху водяної системи після пристрою для магнітної обробки водяної системи і жорстко закріпленим на магістральному трубопроводі оброблюваної водяної системи, та генератором несинусоїдальних електромагнітних коливань, установленим на баці-резонаторі, а пристрій для магнітної обробки водяної системи виконано у вигляді корпусу з діамагнітного матеріалу із розташованим у ньому з утворенням робочого зазору внутрішнім магнітопроводом і зовнішніми магнітопроводами, розташованими в один чи більше ярусів по висоті корпусу і виконаними в кожнім ярусі у вигляді окремих принаймні двох секцій, кожна з яких містить Ш-подібне осердя броньового типу, намагнічувальну котушку та два шунтуючих вкладиші, висоту яких h вибирають зі співвідношення де
- величина робочого зазору в міліметрах.
2. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що внутрішній магнітопровід пристрою для магнітної обробки водяної системи оснащений патрубками підведення і відводу водяної системи і перегородками з феромагнітного матеріалу, перпендикулярними твірній корпусу, із утворенням проходу лабіринтового типу, а робочий зазор через патрубок відводу оброблюваної водяної системи з'єднаний із патрубком підведення водяної системи внутрішнього магнітопроводу.
3. Установка за п. 2, яка відрізняється тим, що робочий зазор пристрою для магнітної обробки водяної системи розділений перегородками, розташованими між корпусом і внутрішнім магнітопроводом, принаймні на дві камери, послідовно з'єднані між собою, а остання камера з'єднана з патрубком підведення водяної системи внутрішнього магнітопроводу.
4. Установка за п. 3, яка відрізняється тим, що камери робочого зазору оснащені патрубками подачі і відводу оброблюваної водяної системи і трубопроводами, розташованими зовні корпусу та з'єднуючими патрубок відводу оброблюваної водяної системи попередньої за ходом руху водяної системи камери з патрубком подачі оброблюваної водяної системи наступної камери.
5. Установка за п. 3 чи п. 4, яка відрізняється тим, що число камер у робочому зазорі - парне.
6. Установка за п. 5, яка відрізняється тим, що число камер у робочому зазорі - чотири.
7. Пристрій для магнітної обробки водяних систем, що містить корпус із діамагнітного матеріалу з патрубками підведення і відводу оброблюваної водяної системи, пустотілий внутрішній магнітопровід, розташований у корпусі з утворенням робочого зазору, і зовнішні магнітопроводи, виконані у вигляді окремих секцій, розташованих в один чи більше ярусів по висоті корпусу, кожний з яких містить принаймні дві секції, який відрізняється тим, що внутрішній магнітопровід оснащено патрубками підведення і відводу водяної системи і перегородками із феромагнітного матеріалу, перпендикулярними твірній корпусу, з утворенням проходу лабіринтового типу, а робочий зазор через патрубок відводу оброблюваної водяної системи з'єднаний з патрубком підведення водяної системи внутрішнього магнітопроводу.
8. Пристрій за п. 7, який відрізняється тим, що корпус із діамагнітного матеріалу виконаний циліндричним.
9. Пристрій за п. 7 чи п. 8, який відрізняється тим, що робочий зазор розділений перегородками, розташованими між корпусом і внутрішнім магнітопроводом, принаймні на дві камери, послідовно з'єднані між собою, а остання камера з'єднана з патрубком підведення водяної системи внутрішнього магнітопроводу.
10. Пристрій за п. 9, який відрізняється тим, що камери робочого зазору оснащені патрубками подачі і відводу оброблюваної водяної системи та трубопроводами, розташованими зовні корпуса і з'єднуючими патрубок відводу оброблюваної водяної системи попередньої за ходом руху водяної системи камери з патрубком подачі оброблюваної водяної системи наступної камери.
11. Пристрій за п.9 чи п.10, який відрізняється тим, що число камер у робочому зазорі - парне.
12. Пристрій за п.11, який відрізняється тим, що число камер у робочому зазорі - чотири.
13. Пристрій за п. 7, який відрізняється тим, що секція зовнішнього магнітопроводу складається із Ш-подібного осердя броньового типу, що має зовнішні і центральний сердечники, полюсні наконечники і намагнічувальні котушки.
14. Пристрій за п. 8, який відрізняється тим, що секція зовнішнього магнітопроводу складається із Ш-подібного осердя броньового типу, що має зовнішні і центральне осердя, полюсні наконечники і намагнічувальні котушки та оснащене шунтуючими вкладишами з матеріалу з великим опором магнітному полю, розташованими між зовнішніми і центральним осердями.
15. Пристрій за п. 7 чи п. 8, який відрізняється тим, що секція зовнішнього магнітопроводу складається принаймні з двох постійних магнітів, розділених діамагнітними вкладишами і обернених до корпусу різнойменними полюсами, та вузла регулювання напруженості магнітного поля в робочому зазорі пристрою.
16. Установка для обробки водяних систем, яка містить трубопровід подачі водяної системи на обробку і пристрій для магнітної обробки водяних систем, яка відрізняється тим, що оснащена електромагнітним активатором із вузлом підведення водяної системи та робочою камерою із вузлом відводу обробленої водяної системи, пристрій для магнітної обробки водяних систем виконано у вигляді корпусу із діамагнітного матеріалу з патрубками підведення і відводу оброблюваної водяної системи, пустотілим внутрішнім магнітопроводом, розташованим у корпусі з утворенням робочого зазору і оснащеним патрубками підведення і відводу водяної системи та перегородками з феромагнітного матеріалу, перпендикулярними твірній корпусу, з утворенням проходу лабіринтового типу, робочий зазор через патрубок відводу оброблюваної водяної системи з'єднаний з патрубком підведення водяної системи внутрішнього магнітопроводу і зовнішніми магнітопроводами, виконаними у вигляді окремих секцій, розташованих в один чи більше ярусів по висоті корпусу, кожний з яких містить принаймні дві секції, робоча камера встановлена на виході електромагнітного активатора і примикає безпосередньо до пустотілого внутрішнього магнітопроводу пристрою для магнітної обробки водяної системи, а вузол підведення водяної системи електромагнітного активатора з'єднаний з патрубком відводу водяної системи внутрішнього магнітопроводу пристрою для магнітної обробки водяної системи.
17. Установка за п.16, яка відрізняється тим, що патрубок відводу водяної системи внутрішнього магнітопроводу виконаний у вигляді трійника, один з відводів якого з'єднаний з вузлом підведення водяної системи електромагнітного активатора.
18. Установка за п. 16 чи п. 17, яка відрізняється тим, що корпус з діамагнітного матеріалу виконаний циліндричним.
19. Установка за кожним з пп. 16-18, яка відрізняється тим, що робочий зазор розділений перегородками, розташованими між корпусом і внутрішнім магнітопроводом, принаймні на дві камери, послідовно з'єднані між собою, остання камера з'єднана з патрубком підведення водяної системи внутрішнього магнітопроводу.
20. Установка за п. 19, яка відрізняється тим, що камери робочого зазору обладнані патрубками подачі і відводу оброблюваної водяної системи та трубопроводами, розташованими зовні корпуса і з'єднуючими патрубок відводу оброблюваної водяної системи попередньої за ходом руху водяної системи камери з патрубком подачі оброблюваної водяної системи наступної камери.
21. Установка за п. 19 чи п. 20, яка відрізняється тим, що число камер у робочому зазорі - парне.
22. Установка за п. 21, яка відрізняється тим, що число камер у робочому зазорі - чотири.
23. Установка за п. 16 чи п. 17, яка відрізняється тим, що секція зовнішнього магнітопроводу складається із Ш-подібного осердя броньового типу, що має зовнішні і центральне осердя, полюсні наконечники та намагнічувальні котушки.
24. Установка за п. 18, яка відрізняється тим, що секція зовнішнього магнітопроводу складається із Ш-подібного осердя броньового типу, що має зовнішні і центральне осердя, полюсні наконечники і намагнічувальні котушки та оснащене шунтуючими вкладишами із матеріалу з великим опором магнітному полю, розташованими між зовнішніми і центральним осердями.
25. Установка за кожним з пп. 16-18, яка відрізняється тим, що секція зовнішнього магнітопроводу складається принаймні із двох постійних магнітів, розділених діамагнітними вкладишами і обернених до корпусу різнойменними полюсами, та вузла регулювання напруженості магнітного поля в робочому зазорі пристрою.
Текст
Група винаходів стосується галузі безреагентної обробки водяних систем, зокрема, до магнітної обробки рідин, і може бути використана на теплових електростанціях, у котельнях, системах теплопостачання та в інших те хнологіях, що вимагають запобігання накипоутворенню і використання, деаерованої води, а також у нафтовидобувній промисловості для запобігання в тому числі смолопарафіновим відкладенням на внутрішній поверхні труб. Рішення задачі запобігання накипоутворенню і захисту від корозії при підготовці водяних систем для різних галузей промисловості і сільського господарства, зокрема, для технологічного устаткування енергоустановок, випарних і опріснювальних установок, систем теплопостачання та ін., було і залишається дуже актуальним. Відомий пристрій для обробки рідини магнітним полем, що містить корпус з діамагнітного матеріалу з патрубками підведення і відводу оброблюваної рідини, внутрішній магнітопровід, виконаний у вигляді порожнього циліндра, зовнішні магнітопроводи, виконані на Ш-подібних осердях броньового типу, що мають зовнішні і центральний осердя, між якими попарно розташовані шунтуючі вкладиші з матеріалу з великим опором магнітному полю, полюсні наконечники і зовнішні котушки, що намагнічують. [Свідоцтво РФ на корисну модель №19382, C02F1/48, 2001p.]. Недолік цього пристрою полягає в тому, що в ньому передбачене пропускання через магнітний апарат всього об'єму рідини, що веде до створення громіздких установок з високими матеріалоємністю і потужністю і підвищеними витратами енергії, що витрачається на обробку всього об'єму рідини. Відома установка для протинакипної обробки водяних систем, що містить трубопровід оброблюваної водяної системи, відвід тр убопроводу (байпас) із установленим на ньому пристроєм для магнітної обробки водяної системи, змішувач омагніченої і неомагніченої частин водяної системи і трубопровід відводу обробленої водяної системи до споживача, наприклад, у водогрійний котел [патент РФ №2010009, C02F1/48, 1994p.]. Недоліком цієї установки є невисока ефективність протинакипної обробки, а також необхідність додаткової протикорозійної обробки водяного середовища. Відомі численні установки і пристрої для деаерації водяних систем, засновані на процесах термічної деаерації [патенти РФ №2102329, C02F1/20, 1998p., №2151341, F22D1/50, 2000p.], деаерації під надлишковим тиском [патент РФ №2179532, C02F1/20, 2002p.], вакуумної деаерації та ін. Відомий також акустичний деаератор для видалення пухирців повітря й інших газів з рідких середовищ підвищеної в'язкості, використовуваний у хімічній і нафтовій промисловості. Ефект інтенсифікації дегазації в акустичному деаераторі досягається, у тому числі, за рахунок збільшення циркуляції рідини [патент РФ №2173569, B01D19/00, 2001p.]. Недоліками відомих технічних рішень є висока енергоємність, а також відсутність комплексного впливу на оброблювану водяну систему з точки зору одночасного запобігання накипоутворенню і зниження вмісту агресивних газів, у тому числі кисню, що викликають корозію. В основу винаходів поставлена задача створення малогабаритної установки для комплексної обробки водяних систем з невисокою енергоємністю. Технічний результат полягає в підвищенні ступеня ефективності протинакипної і протикорозійної обробки при одночасному зниженні енергоємності установки. Технічний результат досягається тим, що по першому варіанту установки для обробки водяних систем, що містить магістральний трубопровід оброблюваної водяної системи і байпасний трубопровід із установленим на ньому пристроєм для магнітної обробки водяної системи, установка оснащена баком-резонатором коридорного типу, установленим на байпасному трубопроводі по ходу р уху водяної системи після пристрою для магнітної обробки водяної системи і жорстко закріпленим на магістральному трубопроводі оброблюваної водяної системи, і генератором несинусоїдальних електромагнітних коливань, установленому на бацірезонаторі, пристрій для магнітної обробки водяної системи виконано у вигляді корпуса з діамагнітного матеріалу з розташованим у ньому з утворенням робочого зазору внутрішнім магнітопроводом і зовнішніми магнітопроводами, розташованими в один і більш ярусів по висоті корпуса і виконаними в кожнім ярусі у вигляді окремих принаймні двох секцій, кожна з яких містить Ш-подібне осердя броньового типу, що намагнічує котушк у і два шунтуючі вкладиші, висоту яких h вибирають зі співвідношення h = 2k + (4¸6), де k величина робочого зазору в мм. А також тим, що внутрішній магнітопровід пристрою для магнітної обробки водяної системи може бути оснащений патрубками підведення і відводу водяної системи і перегородками з феромагнітного матеріалу, перпендикулярними твірній корпусу, з утворенням проходу лабіринтового типу, а робочий зазор через патрубок відводу оброблюваної водяної системи з'єднаний з патрубком підведення водяної системи внутрішнього магнітопроводу. А також тим, що робочий зазор пристрою для магнітної обробки водяної системи розділений перегородками, розташованими між корпусом і внутрішнім магнітопроводом, принаймні, на дві камери, послідовно з'єднані між собою, а остання камера з'єднана з патрубком підведення водяної системи внутрішнього магнітопроводу. А також тим, що камери робочого зазору оснащені патрубками подачі і відводу оброблюваної водяної системи і трубопроводами, розташованими зовні корпуса і з'єднуючими патрубок відводу оброблюваної водяної системи попередньої по ходу р уху водяної системи камери з патрубком подачі оброблюваної водяної системи наступної камери. А також тим, що число камер у робочому зазорі - парне, переважно - чотири. Технічний результат досягається і за рахунок того, що в пристрої для магнітної обробки водяних систем, що містить корпус з діамагнітного матеріалу з патрубками підведення і відводу оброблюваної водяної системи, порожній внутрішній магнітопровід, розташований у корпусі з утворенням робочого зазору, і зовнішні магнітопроводи, виконані у вигляді окремих секцій, розташованих в один чи більш ярусів по висоті корпусу, кожний з яких містить, принаймні, дві секції, внутрішній магнітопровід оснащений патрубками підведення і відводу водяної системи і перегородками з феромагнітного матеріалу, перпендикулярними твірній корпуса, з утворенням проходу лабіринтового типу, а робочий зазор через патрубок відводу оброблюваної водяної системи з'єднаний з патрубком підведення водяної системи внутрішнього магнітопроводу. Корпус пристрою з діамагнітного матеріалу може бути виконаний циліндричним. Робочий зазор розділений перегородками, розташованими між корпусом і внутрішнім магнітопроводом, принаймні, на дві камери, послідовно з'єднані між собою, а остання камера з'єднана з патрубком підведення водяної системи внутрішнього магнітопроводу. Камери робочого зазору можуть бути оснащені патрубками подачі і відводу оброблюваної водяної системи і трубопроводами, розташованими зовні корпуса і з'єднуючими патрубок відводу оброблюваної водяної системи попередньої по ходу р уху водяної системи камери з патрубком подачі оброблюваної водяної системи наступної камери, при цьому, число камер у робочому зазорі - парне, а саме - чотири. Секція зовнішнього магнітопроводу може складатися із Ш-подібного осердя броньового типу, що має зовнішні і центральне осердя, полюсні наконечники і котушки, що намагнічують, або, принаймні, із двох постійних магнітів, розділених діамагнітними вкладишами і обернених до корпусу різнойменними полюсами, і вузла регулювання напруженості магнітного поля в робочому зазорі пристрою. Секція зовнішнього магнітопроводу пристрою з циліндричним корпусом складається із Ш-подібного осердя броньового типу, що має зовнішні і центральне осердя, полюсні наконечники і котушки, що намагнічують, і оснащеного шунтуючими вкладишами з матеріалу з великим опором магнітному полю, розташованими між зовнішніми і центральними осердями. Технічний результат досягається і за рахунок того, що установка для обробки водяних систем по другому варіанту, що містить трубопровід подачі водяної системи на обробку і пристрій для магнітної обробки водяних систем, оснащена електромагнітним активатором, що містить вузол підведення водяної системи, і робочою камерою з вузлом відводу обробленої водяної системи, пристрій для магнітної обробки водяних систем виконано у вигляді корпусу з діамагнітного матеріалу з патрубками підведення і відводу оброблюваної водяної системи, порожнім внутрішнім магнітопроводом, розташованим у корпусі з утворенням робочого зазору і постаченим патрубками підведення і відводу водяної системи і перегородками з феромагнітного матеріалу, перпендикулярними твірній корпуса, з утворенням проходу лабіринтового типу, робочий зазор через патрубок відводу оброблюваної водяної системи з'єднаний з патрубком підведення водяної системи внутрішнього магнітопроводу, і зовнішніми магніто'проводами, виконаними у вигляді окремих секцій, розташованих в один чи більш ярусів по висоті корпуса, кожний з яких містить, принаймні, дві секції, робоча камера встановлена на виході електромагнітного активатора і примикає безпосередньо до порожнього внутрішнього магнітопроводу пристрою для магнітної обробки водяної системи, а вузол підведення водяної системи електромагнітного активатора з'єднаний з патрубком відводу водяної системи внутрішнього магнітопроводу пристрою для магнітної обробки водяної системи, що може бути виконаний у вигляді трійника, один з відводів якого з'єднаний з вузлом підведення водяної системи електромагнітного активатора. Корпус з діамагнітного матеріалу може бути виконаний циліндричним. Робочий зазор розділений перегородками, розташованими між корпусом і внутрішнім магнітопроводом, принаймні, на дві камери, послідовно з'єднані між собою, а остання камера з'єднана з патрубком підведення водяної системи внутрішнього магнітопровода. Камери робочого зазору оснащені патрубками подачі і відводу оброблюваної водяної системи і трубопроводами, розташованими зовні корпуса і з'єднуючими патрубок відводу оброблюваної водяної системи попередньої по ходу руху водяної системи камери з патрубком подачі оброблюваної водяної системи наступної камери, число камер, у робочому зазорі -парне, а переважно - чотири. Секція зовнішнього магнітопроводу може складатися із Ш-подібного осердя броньового типу, що має зовнішні і центральне осердя, полюсні наконечники і котушки, що намагнічують, або, принаймні, із двох постійних магнітів, розділених діамагнітними вкладишами і обернених до корпусу різнойменними полюсами, і вузла регулювання напруженості магнітного поля в робочому зазорі пристрою. Секція зовнішнього магнітопроводу пристрою для магнітної обробки води з циліндричним корпусом складається із Ш-подібного осердя броньового типу, що має зовнішні і центральний сердечники, полюсні наконечники і котушки, що намагнічують, і оснащеного шунтуючими вкладишами з матеріалу з великим опором магнітному полю, розташованими між зовнішніми і центральними осердями. Винахід пояснюється кресленнями. На Фіг.1 - представлений загальний вид установки для обробки водяних систем (перший варіант); на Фіг. 2 схематично зображений вертикальний розріз пристрою для магнітної обробки водяних систем з циліндричним корпусом; на Фіг.3 - вид зверху пристрою з призматичним корпусом; на Фіг.4 - вузол секції зовнішнього магнітопроводу, виконаної на постійних магнітах; на Фіг.5 - схема проходу водяної системи в камерах робочого зазору призматичного корпусу; на Фіг.6 - схематично зображений вертикальний розріз установки для обробки водяних середовищ (другий варіант); на Фіг.6 - вид по А на Фіг.5. Для більшої наочності співвідношення розмірів між окремими вузлами й елементами на кресленнях змінено. Установка для обробки водяних систем за першим варіантом (Фіг.1) містить магістральний трубопровід оброблюваної водяної системи 1, байпасний трубопровід 2, на якому встановлені пристрій для магнітної обробки водяної системи 3, бак-резонатор коридорного типу 4 із установленим на ньому генератором несинусоїдальних електромагнітних коливань 5, запірні вентилі 6, кінцевий кран для добору проб 7 і зворотний клапан 8 та датчик зворотного зв'язку 9. Пристрій для магнітної обробки водяної системи 3 виконано у вигляді корпуса з діамагнітного матеріалу 10 з розташованим у ньому з утворенням робочого зазору 11 внутрішнім магнітопроводом 12 і зовнішніми магнитопроводами 13, розташованими в один чи більш ярусів 14 по висоті корпуса 10 і виконаними в кожному ярусі у вигляді окремих принаймні двох секцій, кожна з яких містить Шподібного осердя броньового типу 15, що намагнічує котушку 16, яка живиться від постійного струму, і два шунтуючі вкладиші 17, висоту яких h вибирають зі співвідношення h = 2k + (4¸6), де k - величина робочого зазору в мм. Байпасний трубопровід 2 із пристроєм для магнітної обробки 3 і баком-резонатором 4 із установленим на ньому генератором 5 укладені в захисний кожух 18. Пристрій для обробки водяних систем (Фіг.2 і Фіг.3) складається з корпуса 10 (призматичного чи циліндричного), виконаного з діамагнітного матеріалу, з патрубками підведення 19 і відводу 20 оброблюваної водяної системи, порожнього внутрішнього магнітопроводу 12, розташованого в корпусі 10 з утворенням робочого зазору 11, і секцій зовнішніх магнітопроводів 13, що складаються із Ш-подібного осердя броньового типу 15, що має центральне осердя 21 і зовнішні осердя 22 з полюсними наконечниками 23, котушку 16, що намагнічує, і шунтуючі вкладиші 17, розташовані між центральним 21 і зовнішніми 22 осердями. Внутрішній магнітопровід 12 оснащений патрубками підведення 24 і відводу 25 водяної системи і перегородками з феромагнітного матеріалу 26, перпендикулярними твірній корпуса 10 з утворенням проходу лабіринтового типу 27. Робочий зазор 11 розділений перегородками 28, розташованими між корпусом 10 і внутрішнім магнітопроводом 12, принаймні, на дві камери 2 9, послідовно з'єднані між собою, а остання камера через патрубок відводу оброблюваної водяної системи 20 з'єднана з патрубком підведення водяної системи 24 внутрішнього магнітопровода 12. Камери 29 робочого зазору 11 можуть бути оснащені патрубками подачі 30 і відводу 31 оброблюваної водяної системи і трубопроводами 32, що з'єдн ують патрубок відводу оброблюваної водяної системи 31 попередньої по ходу р уху водяної системи камери 29 з патрубком подачі 30 наступної камери. Секції зовнішніх магнітопроводів 13 можуть складатися з постійних магнітів 33 (Фіг.4), обернених послідовно до корпусу 10 різнойменними полюсами, між магнітами 33 розташовані діамагнітні вкладиші 34, а зовні магнітів 33 -розташовані пластини 35 з діамагнітного матеріалу. У секції зовнішнього магнітопроводу 13 передбачений вузол регулювання напруженості магнітного поля в робочому зазорі 36. Секції зовнішніх магнітопроводів 13 забрані в кожух 37. Установка для обробки водяних систем (Фіг.6 і Фіг.7) містить трубопровід подачі водяної системи на обробку 1, пристрій для магнітної обробки водяної системи 3, електромагнітний активатор 38 з вузлом подачі водяної системи 39, і робочу камеру 40 з вузлом відводу обробленої водяної системи 41, установлену на виході електромагнітного активатора і примикаючу безпосередньо до внутрішнього магнітопроводу 12 пристрою для магнітної обробки водяних систем. Пристрій для магнітної обробки водяних систем 3 докладно описано вище. Відомості, що підтверджують можливість здійснення групи винаходів. Установка для обробки водяних систем за першим варіантом виконання працює в такий спосіб. Водяну систему, що піддається протинакипній обробці, подають по магістральному тр убопроводу 1, відкіля при відкритті запірних вентилів б частина потоку оброблюваної водяної системи подають у байпасний трубопровід 2, на якому послідовно встановлені пристрій для магнітної обробки водяної системи 3 і бак-резонатор коридорного типу 4 із установленим на ньому генератором несинусоїдальних електромагнітних коливань 5. Оброблювана водяна система, що надійшла в пристрій для магнітної обробки 3, рухається в кільцевій щілині робочому зазорі 11, утвореному корпусом з діамагнітного матеріалу 10 і внутрішнім магнітопроводом 12. Внутрішній магнітопровід 12 може бути виконаний порожнім чи суцільним, що залежить від продуктивності установки. Зовнішні , магнітопроводи 13 розташовані в один чи більш ярусів 14 по висоті корпусу 10 і виконані в кожнім ярусі у вигляді окремих принаймні двох секцій, кожна з яких містить Ш-подібне осердя броньового типу 15, котушку 16, що намагнічує, яка живиться від постійного струму, і два шунтуючі вкладиші 17, висоту яких h вибирають зі співвідношення h = 2k + (4 (6), де k - величина робочого зазору в мм. Зовнішні магнітопроводи 13 за рахунок Ш-подібного осердя броньового типу 15 екранують потоки розсіювання своїми зовнішніми полюсами, а шунтуючі вкладиші 17 перешкоджають замиканню магнітного потоку між полюсними наконечниками в зоні вкладиша. Висоту вкладишів вибирають на підставі наведеного вище співвідношення для забезпечення безперервності магнітного поля уздовж робочого зазору 11, оскільки велика висота шунтуючого вкладиша не забезпечить безперервність магнітного поля, а менша - економічно не доцільна. Кожна котушка 16, що намагнічує, живиться від постійного струму, і створює три магнітних потоки з векторами взаємно протилежного напрямку. Проходячи через робочий зазор 11, водяна система біля кожного полюсного наконечника, перетинає магнітне поле, інтенсивність якого за ходом руху водяної системи зі слабкої зростає до максимуму і знову зменшується до мінімуму, переходячи на наступну ділянку з вектором протилежного напрямку. Таким чином, у пристрої для магнітної обробки водяної системи 3 за рахунок його конструктивних особливостей створюється неперервне магнітне поле зі змінним за величиною і напрямком вектором магнітної індукції. В міру проходження через пристрій 3 оброблювана водяна система омагнічується і набуває протинакипні властивості. З пристрою для магнітної обробки 3 омагнічену водяну систему подають у бакрезонатор коридорного типу 4, у якому за допомогою встановленого наньому генератора несинусоїдальних електромагнітних коливань 5 її піддають хвильовій обробці. Бак-резонатор 4 являє собою ємність, наприклад, зварену із листового заліза, з перегородками, що утворюють численні коридори для створення більш вузьких проходів для оброблюваної водяної системи, тобто для пошарової обробки водяної системи, що рухається, при цьому збільшуються час контакту водяної системи з полем і ефективність хвильової обробки. Оскільки бак-резонатор 4 жорстко закріплений на магістральному трубопроводі оброблюваної водяної системи 1, наприклад, приварений до нього, а хвилі поширюються і по металу, хвильова інформація від генератора 5 надходить також у масу водяної системи, що протікає по магістральному трубопроводі 1. Оброблену в пристрої для магнітної обробки водяної системи 3 і баці-резонаторі 4 частину водяної системи, піддану магнітно-хвильовій обробці, повертають у магістральний трубопровід 1, де вона, перемішуючись із головним потоком, передає протинакипні властивості всій масі водяної системи. Піддана магнітній обробці в пристрої 3 водяна система при хвильовій підтримці генератора 5 передає придбані і закріплені протинакипні властивості основній масі неомагніченій, але підданій хвильовій обробці водяній системі, подібно ефекту, що має місце в гомеопатії, де вода також виступає як носій інформації. Наприклад, трохи мілілітрів води, обробленої на запропонованій установці передають стійкий протинакипний ефект десятьом літрам вихідної води. При цьому ефект зберігається навіть при тривалому відключенні (до 3-х днів) пристрою для магнітної обробки. Генератор, що створює імпульси певної частоти і форми впливає безпосередньо на оброблювану водяну систему (на зразок ультразвукового магнітостриктора) і закріплює антинакипні властивості водяної системи, що пройшла попередньо через пристрій для магнітної обробки. При такій формі введення в масу водяної системи хвильового впливу можна обробляти будь-яку кількість водяної системи, тому що цей вплив не обмежується визначеними розмірами активної робочої зони, як у пристрої для магнітної обробки. Пристрій для магнітної обробки водяної системи 3 у запропонованій установці фактично є задатчиком програми з властивостей водяної системи, що пройшла магнітну обробку, для хвильового генератора 5. Таким чином, у запропонованій установці фактично працюють два джерела обробки водяної системи: пристрій для магнітної обробки 3 створює неперервне знакозмінне поле, а генератор несинусоїдальних електромагнітних коливань 5 додатково обробляє водяну систему імпульсами певної амплітуди і частоти, що підсилює загальний ефект також, як і безліч інших факторів, що підсилюють протинакипні властивості розчинів, оброблених магнітним полем: високий ступінь іонізації розчину і, як наслідок, швидка дрібнодисперсна кристалізація накипоутворень, що рухаються в масі водяної системи і не можуть пристати до стінок устаткування, а потім уловлюються в міру нагромадження й укрупнення шламоуловлювачами або відводяться разом з водою, що витрачається, у відкритих системах. Крім того, за рахунок стрікційного ефекту утвориться безліч свіжих поверхонь зламів кристалів. На окислювання цих поверхонь витрачаються наявні у водяних системах кисень і вуглекислий газ, що дозволяє відмовитися від енергоємного процесу деаерації водяної системи. Для визначення ефективності протинакипної обробки через кінцевий кран 7 відбирають проби з наступним дослідженням їхньої кристалографічної структури під мікроскопом. Порівняння проб обробленої на запропонованій установці і необробленої водяних систем дозволяє судити про ступінь ефективності протинакипної обробки. Датчик зворотного зв'язку 9 контролює стан електропровідності водяної системи і передає відповідні параметри в електросхеми керування пристрою для магнітної обробки водяної системи 3 і генератори несинусоїдальних електромагнітних коливань 5 у залежності від якості магнітної обробки. Пристрій для магнітної обробки водяних систем працює в такий спосіб. Водяну систему, що піддається обробці, подають у корпус 10, виконаний з діамагнітного матеріалу, через патрубок підведення оброблюваної водяної системи 19 у робочий зазор 11, утворений корпусом 10 і порожнім внутрішнім магнітопроводом 12. Робочий зазор 11 розділений перегородками 28, розташованими між корпусом 10 і внутрішнім магнітопроводом 12, на камери 29, послідовно з'єднані між собою. Оброблювана водяна система проходить робочий зазор 11 (послідовно камери 29),де піддається впливу неперервного знакозмінного магнітного поля (поля зі змінним за величиною і напрямком вектором магнітної індукції), створюваного за рахунок конструктивних особливостей пристрою для магнітної обробки водяної системи. В міру проходження через робочий зазор 11 (камери 29) (Фіг.5) оброблювана водяна система омагнічується і набуває протинакипних властивостей. Наявність у робочому зазорі 11 пристрою камер 29 дозволяє збільшити час впливу магнітного полючи на оброблювану водяну систему за рахунок збільшення довжини шляху. Кількість камер 29 робочої зони 11, що з'єднуються між собою патрубками подачі 30 і відводу 31 оброблюваної водяної системи і трубопроводами 32, складає дві і більше. Доцільно кількість камер робити парною, що забезпечує найбільш раціональну обв'язку трубопроводами 32. Найбільш оптимальна кількість камер - чотири. Використання багатоходової конструкції пристрою із неперервним знакозмінним магнітним полем найбільш переважне і порівнянне з замкнутими циркуляційними системами, у яких відбувається багаторазове накладення магнітного поля. Однією з конструктивних особливостей пристрою для створення неперервного знакозмінного магнітного поля є наявність у ньому зовнішніх магнітопроводів. Зовнішні магнітопроводи 13 виконані у вигляді окремих секцій, розташованих в один або більше ярусів по висоті корпусу 10, кожний з яких містить, принаймні, дві секції. Секція зовнішнього магнітопроводу може складатися із Ш-подібного осердя броньового типу 15, що має зовнішні 22 і центральне 21 осердя, полюсні наконечники 23 та котушки, що намагнічують, 16, які живляться постійним струмом. Для пристрою з циліндричним корпусом секція зовнішнього магнітопроводу 13 складається із Ш-подібного осердя броньового типу 15, що має зовнішні 22 і центральне 21 осердя, полюсні наконечники 23 та котушки, що намагнічують, 16 і оснащене шунтуючими вкладишами 17 з матеріалу із великим опором магнітному полю, розташованими між зовнішніми 22 і центральним 21 осердями. Наявність шунтуючи х вкладишів 17 дозволяє потоки розсіювання направляти в робочий зазор 11 пристрою для магнітної обробки води. Змінюючи величину струму живлення, подаваного на котушки, що намагнічують, 16, змінюють напруженість магнітного поля в робочому зазорі 11 між полюсними наконечниками 23 і поверхнею внутрішнього магнітопроводу 12, що дозволяє забезпечити максимальний протинакипний ефект. Секція зовнішнього магнітопроводу 13 може бути також виконана, принаймні, із двох постійних магнітів 33 (Фіг.4), розділених діамагнітними вкладишами 34 і обернених до корпусу 10 різнойменними полюсами, та вузла регулювання напруженості магнітного поля 35 у робочому зазорі 11 пристрою. Регулювання напруженості магнітного поля в робочому зазорі 11 пристрою можна проводити, наприклад, змінюючи відстань між секцією зовнішнього магнітопроводу 13 і корпусом 10. Водяна система, що пройшла таку магнітну обробку, зберігає магнітні властивості в часі (до доби). З останньої за ходом руху водяної системи камери 29 через патрубок відводу 20 корпуса 10 оброблювану водяну систему через патрубок підведення 24 подають у внутрішній магнітопровід 12 із проходом лабіринтового типу 27, утвореним перегородками з феромагнітного матеріалу 26, перпендикулярними твірній корпусу 10 пристрою. На попередньо омагнічену в робочому зазорі 11 водяну систему, що р ухається по проходу лабіринтового типу 27 між перегородками 26 у порожнині внутрішнього магнітопроводу 12, впливають слабкі магнітні поля - поля розсіювання із напруженістю магнітного поля 170 - 500 Е, що захоплюються в порожнину внутрішнього магнітопроводу 12 феромагнітними перегородками 26. Відомо, що під впливом слабких магнітних полів вміст агресивних газів у водяних системах знижується, тобто збільшується протикорозійний ефект. (Див. Е.Ф.Тебенихин «Безреагентные методы обработки воды в энергоустановках», Москва, «Енергия», 1977г., с.18,20,21). Таким чином, у порожнині внутрішнього магнітопроводу 12 відбувається процес деаерації. Лабіринтовий пристрій порожнини внутрішнього магнітопроводу дозволяє подовжити шлях проходження потоку водяної системи, а, отже, і час контакту водяної системи з магнітним полем, що підвищує загальний протикорозійний і протинакипний ефект. При середній довжині активної зони порожнини внутрішнього магнітопроводу 0,35-0,5м із неперервним магнітним впливом сумарна довжина лабіринтового деаератора для пристрою продуктивністю 1м 3/годину досягає 2,7м. Оброблену в пристрої водяну систему через патрубок відводу 25 вн утрішнього магнітопроводу відводять споживачу, наприклад, у теплоенергетичну установку. Водяна система з розчиненими в ній солями є електролітом, тому під впливом сил Лоренца й ефекту Хола відбувається іонізація солей з наступним утворенням дрібнодисперсної суспензії, відбувається процес кристалізації солей накипу, утворення мікрокристалів зі свіжими поверхнями зламів за рахунок стрікційного (зрізуючого) впливу знакозмінного поля і початкове окислювання свіжих поверхонь зламів за рахунок витрачання у водяному середовищі агресивних газів. Остаточне окислювання і, отже, зниження кількості агресивних газів у воді, відбувається в порожнині внутрішнього магнітопроводу лабіринтового типу в зоні слабкого впливу магнітного поля. Установка для обробки водяних систем за другим варіантом виконання працює в такий спосіб. Оброблювану водяну систему по магістральному тр убопроводу подачі водяної системи на обробку 1 направляють у пристрій для магнітної обробки 3, де її піддають омагнічуванню з доданням водяній системі протикорозійних і протинакипних властивостей. Обробці можуть піддавати як весь потік оброблюваної водяної системи, так і частину його - у цьому випадку пристрій для магнітної обробки водяних систем 3 установлюють на байпасі трубопроводу 1 (на кресленнях не показаний) аналогічно першому варіанту виконання установки для обробки водяних систем. Під впливом магнітного поля на водяну систему в пристрої 3 починається іонізація водяної системи, відбувається утворення мікрозародків солей з наступним окислюванням їхніх свіжеутворених граней (з цієї причини і зупиняється ріст кристалів на стадії мікрокристалів). З такою структурною програмою водяну систему частково або цілком із пристрою 3 через патрубок відводу 25 внутрішнього магнітопроводу 12 і вузол подачі водяної системи 39 подають в електромагнітний активатор 38. При подачі частини водяної системи в електромагнітний активатор 38 - частину, що залишилася, повертають у технологічний ланцюжок (наприклад, у тр убопровід 1). В електромагнітному активаторі 38 водяну систему, що надходить, розкручують з постійно зростаючою швидкістю потоку з одночасним впливом на потік електромагнітним полем. При цьому під впливом сил Лоренца й ефекту Хола прискорюється процес іонізації солей, що знаходяться у водяній системі. Процес активується за рахунок підбору напруженості і частоти електромагнітного поля і швидкості руху водяної системи, що залежить від напору. На виході із електромагнітного активатора, після припинення впливу електромагнітним полем, відбувається нейтралізація іонів з утворенням молекул і мікрозародків кристалів. Крім того, оброблена в електромагнітному активаторі водяна система зберігає частотні характеристики електромагнітного поля, що промодулювало її. На виході електромагнітного активатора 38 установлена робоча камера 40, у якій в іонізованій водяній системі відбувається процес нейтралізації іонів з утворенням нових центрів кристалізації. Робоча камера 40 примикає безпосередньо до пустотілого вн утрішнього магнітопроводу 12 пристрою для магнітної обробки водяної системи 3, що забезпечує компактність установки, а також додатковий вплив на водяну систему, що знаходиться в пристрої для магнітної обробки водяних систем 3, і на стінки камер пристрою 3, частотними характеристиками електромагнітного поля електромагнітного активатора 38, через промодульовану цим полем водяну систему, що проходить через робочу камеру 40, що закріплює антинакипні властивості водяної системи. Оброблену в такий спосіб водяну систему відводять через вузол відводу обробленої водяної системи 41 у технологічний ланцюжок (у бак підживлюючої води, у магістральний трубопровід, що подає, 1, у зворотний трубопровід та ін.). В установці для обробки водяних систем за першим варіантом виконання краще використовувати пристрій для магнітної обробки 3 із зовнішнім магнітопроводом 13, виконаним із трьох ярусів 14, кожний з яких містить чотири секції, виконані із Ш-подібного осердя броньового типу 15, котушки, що намагнічує, 16 і двох шунтуючи х вкладишів 17, та з пустотілим внутрішнім магнітопроводом 12, оснащеним патрубками підведення 24 і відводу 25 водяної системи і перегородками з феромагнітного матеріалу 26, перпендикулярними твірній корпусу 10, із утворенням проходу лабіринтового типу 27. При цьому робочий зазор 11 пристрою для магнітної обробки 3 повинний бути розділений перегородками 28, розташованими між корпусом 10 і внутрішнім магнітопроводом 12 на чотири камери 29. Найкращий варіант виконання пристрою для магнітної обробки водяних систем 3 заснований на виконанні корпуса 10 пристрою у вигляді чотиригранної прямокутної призми з використанням зовнішнього магнітопроводу 13, виконаного з трьох ярусів секцій 14, у кожнім з яких розташовані чотири секції, кожна з яких виконана на трьох постійних магнітах 33 з можливістю регулювання напруженості магнітного поля в робочому зазорі 11 (Фіг.4). При цьому вн утрішній магнітопровід 12 оснащений перегородками з феромагнітного матеріалу 26, перпендикулярними твірній корпусу 10, із утворенням проходу лабіринтового типу 27, а робочий зазор 11 пристрою для магнітної обробки 3 розділений перегородками 28, розташованими між корпусом 10 і внутрішнім магнітопроводом 12 на чотири камери 29. В установці для обробки водяних систем за другим варіантом виконання краще використовувати пристрій для магнітної обробки 3, кращий варіант виконання якого описаний вище. Пропонований пристрій для магнітної обробки води в промислових умовах має електроємність не більш 1кВт при вазі 30-40кг. При цьому енерговитрати запропонованої установки знижуються з урахуванням того, що вона здатна працювати по заданій програмі навіть при відключеному пристрої для магнітної обробки 3, пропускна здатність якого складає не більш 1л/сек. Обидва варіанти виконання запропонованої установки можуть використовуватися для обробки водяних систем різного сольового складу. Крім того, запропоновані установки зберігають протинакипний ефект в обробленому водяному середовищі навіть без додаткового підстроювання при надходженні водяної системи з більш високим змістом солей, наприклад, у результаті аварійного скидання, тобто забезпечують стійкість роботи. Установки надійні в експлуатації в умовах високих температур (90-140°С). Установки відрізняються простотою апаратурного обслуговування, оскільки мають хорошу приступність усі х де талей як при профілактичному огляді, так і у процесі ремонтних робіт - без відключення взагалі і демонтажу з технологічної мережі самого пристрою для магнітної обробки. Таким чином, запропоновані малогабаритні й енергоємні установки з використанням запропонованого пристрою великої продуктивності для магнітної обробки водяних систем.
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюA plant (variants ) and a device for water systems treatment
МПК / Мітки
МПК: C02F 1/48
Мітки: установка, варіанти, водяних, пристрій, обробки, систем
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/9-73430-ustanovka-varianti-ta-pristrijj-dlya-obrobki-vodyanikh-sistem.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Установка (варіанти) та пристрій для обробки водяних систем</a>
Попередній патент: Автоматизована система повірки побутових лічильників газу
Наступний патент: Пристрій для обробки води
Випадковий патент: Система мікропроцесорної централізації