Устройство для борьбы с отложениями в теплообменной аппаратуре

 

Изобретение относится к теплотехнике и предназначено для борьбы с солевыми отложениями на рабочих поверхностях нагрева теплообменного оборудования. Техническая задача заключается в повышении эффективности предупреждения отложений по сравнению с известными разработками. Поставленная задача решается тем, что в устройстве для борьбы с отложениями в теплообменной аппаратуре, состоящем из генератора импульсов и излучателя механических колебаний, выполненного в виде цилиндрического трубопровода со вставкой из диамагнитного материала, вставка выполнена из двух соосно размещенных труб, при этом труба меньшего диаметра выполнена из диамагнитного материала, а большего диаметра - из ферромагнитного материала с высокой магнитострикцией насыщения. 1 ил.

Изобретение относится к теплотехнике, в частности для предотвращения отложений в теплообменной аппаратуре - паровых и водяных котлах низкого и среднего давления, теплообменниках, водоподогревателях, кормозапарниках и т. д.

Известны устройства для предотвращения образования отложений (см., например, а. с. СССР 756179, МКИ F 28 G 7/00,1980) в теплообменных аппаратах. Установка требует для работы сжатый воздух, электроэнергию, имеет значительные габаритные размеры, энергоемка, что в значительной степени сдерживает широкое практическое внедрение.

В качестве ближайшего прототипа выбран патент Российской Федерации 21513, М. кл. F 28 G 7/00, 2000 г. Изобретение представляет устройство для предотвращения образования накипи, содержит подключенный к генератору импульсов излучатель механических колебаний, отличающийся от известных конструкций тем, что излучатель выполнен в виде цилиндрического трубопровода, имеющего вставку из диамагнитного материала. Известное изобретение имеет, на наш взгляд, существенные недостатки, заключающиеся в невысокой эффективности обработки воды вследствие использования вставки трубопровода из диамагнитного материала.

Техническим решением задачи является повышение эффективности предупреждения солевых отложений (накипи) на рабочих поверхностях нагрева теплообменной аппаратуры за счет того, что трубопровод имеет вставку, выполненную из двух соосно размещенных труб, при этом труба меньшего диаметра выполнена из диамагнитного материала, а большего - из ферромагнитного материала с высокой магнитострикцией насыщения. Более высокая эффективность достигается за счет комплексного воздействия - обработки воды (или водной системы) импульсным электромагнитным полем и вибрационным воздействием излучателя с более высоким спектром частот и амплитуд. Важно, что повышение (или улучшение) эффективности обработки достигается при значительно меньших энергетических затратах.

Задача достигается тем, что в устройстве для борьбы с отложениями в теплообменной аппаратуре, состоящей из генератора импульсов и излучателя механических колебаний, выполненного в виде цилиндрического трубопровода со вставкой из диамагнитного материала, вставка выполнена из двух соооно размещенных труб, при этом труба меньшего диаметра выполнена из диамагнитного материала, а большего - из ферромагнитного с высокой магнитострикцией насыщения. Новизна заявляемого предложения обусловлена тем, что достижение поставленной задачи осуществляется за счет комплексного воздействия на процесс накипеобразования механических колебаний более высокого спектра частот и амплитуд за счет более высокой магнитострикции внешней трубы вставки и более интенсивного (существенно выше напряженности) импульсного электромагнитного поля, воздействующего на подающуюся в теплообменную аппаратуру воду. Более высокая напряженность достигается за счет исключения рассеяния импульсного электромагнитного поля во внешнюю среду, т.к. поле замыкается по ферромагнитной трубе большего диаметра.

По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружена аналогичная совокупность признаков, что позволяет судить об изобретательском уровне предложения.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

Устройство для борьбы с отложениями в теплообменной аппаратуре состоит из трубопровода 1, имеющего вставку, выполненную из двух соосно размещенных труб, при этом труба меньшего диаметра 2 выполнена из диамагнитного материала (нержавеющая сталь, алюминий, никель и т.д.), а большего 3 - из ферромагнитного материала с высокой магнитострикцией насыщения (например, пермендюр, альфер и т.д., см. Д.А. Гершгал, В.М.Эридман "Ультразвуковая технологическая аппаратура", М.: Энергия, 1976 г., стр.45), вставка соединена с теплообменным аппаратом 6, а между трубок меньшего и большего диаметра размещена обмотка 4, подключенная к источнику импульсного тока 5. Трубопровод 1, вставка 2, 3 и обмотка 4 являются источником механических колебаний, передаваемых на рабочую поверхность нагрева теплообменной аппаратуры 6, и одновременно происходит обработка воды, подаваемой в теплообменный аппарат импульсным электромагнитным полем.

Устройство работает следующим образом.

При подаче воды по трубопроводу 1 в теплообменную аппаратуру (котел, теплообменник, бойлер и т.д.) одновременно включается импульсный генератор тока 5, который подает импульсы тока на обмотку 4, размещенную между трубой меньшего диаметра 2 и большего 3 вставки.

Импульсное электромагнитное поле, создаваемое в обмотке 4, непосредственно воздействует на воду (т. к. магнитное поле свободно проходит через диамагнитные материалы), в то же время оно будет существенно выше, чем в известных конструкциях, т.к. исключается рассеяние поля, поскольку оно замыкается по трубе большего диаметра вставки, выполненной (как мы уже давали в описании) из ферромагнитного материала. Второе - во вставке трубопровода возникают колебания широкого спектра частот и амплитуд, которые передаются на рабочие поверхности нагрева теплообменных аппаратов. Колебания возникают по двум причинам. 1. При воздействии импульсного электромагнитного поля имеет место явление магнитострикции, а труба 3 большего диаметра вставка выполнена из материала с высокой степенью магнитострикции. 2. При импульсном электромагнитном воздействии возникают пондемоторные силы, которые стремятся либо сжать, либо расширить вставку трубопровода 1, вследствие чего возникающие механические колебания передаются на металлоконструкцию теплообменного аппарата и далее на рабочие поверхности. При этом амплитуда и частота возникающих колебаний (за счет конструкции вставки) будет значительно больше, чем в известной конструкции.

Таким образом, комплексное воздействие магнитострикции и пондемоторных сил приводит к возникновению колебаний широкого спектра частот и амплитуд рабочих поверхностей нагрева теплообменных аппаратов и одновременное воздействие электромагнитных полей на поступающую воду обеспечивает практически безнакипный режим работы теплообменного оборудования, причем достижение положительного эффекта происходит при меньших энергозатратах, чем в ранее существующих и известных конструкциях.

Формула изобретения

Устройство для борьбы с отложениями в теплообменной аппаратуре, состоящее из генератора импульсов излучателя механических колебаний, выполненного в виде цилиндрического трубопровода со вставкой из диамагнитного материала, отличающееся тем, что вставка выполнена из двух соосно размещенных труб, при этом труба меньшего диаметра выполнена из диамагнитного материала, а большего - из ферромагнитного с высокой магнитострикцией насыщения.

РИСУНКИ

Рисунок 1