Устройство для предотвращения образования накипи

 

Изобретение относится к теплотехнике и предназначено для предупреждения образования солевых отложений (накипи) на рабочих поверхностях нагрева. Устройство для предотвращения образования накипи содержит подключенный к генератору импульсов излучатель в виде соленоида и подвижного ферромагнитного сердечника, при этом постоянные магниты, установленные на направляющих соленоида и на сердечнике, обращены друг к другу одноименными полюсами. Корпус устройства снабжен вентилем, служащим для создания вакуума внутри корпуса соленоида. Изобретение имеет более высокие характеристики по сравнению с известными конструкциями и располагает более широкими функциональными возможностями. 1 ил.

Изобретение относится к области теплотехники и предназначено для предупреждения образования солевых отложений (накипи) на рабочих поверхностях нагрева, а также может быть использовано для интенсификации различных технологических процессов.

Известно устройство для предотвращения образования накипи, например, в теплообменных аппаратах (см. авт. свид. СССР 481758). Устройство содержит стержневой металлический волновод, прикрепленный одним концом к трубной доске теплообменника (или иного теплообменного аппарата), а на другом конце волновода укреплена катушка соленоида, внутри которой размещен подвижный ферромагнитный сердечник. При включении генератора импульсов тока сердечник ударяет в корпус волновода, а при обратном движении - в упругий элемент.

Несмотря на предельно простую и надежную в работе конструкцию изобретение, как показывает опыт многолетней эксплуатации, имеет существенный недостаток: при движении подвижного ферромагнитного сердечника воздух оказывает значительное сопротивление скорости движения, вследствие чего амплитуда и частота возбуждаемых в волноводе, а следовательно, в металлоконструкции теплообменного аппарата колебаний будут незначительными, что затрудняет получение положительного эффекта.

В качестве прототипа нами выбрано авт. свид. СССР 586311, кл. F 286 7/00, C 23 F 15/00, 1977 г., которое является усовершенствованным вариантом изобретения 481758. Устройство отличается от 481758 тем, что с целью повышения надежности в работе и увеличения срока службы оно снабжено постоянными магнитами, обращенными друг к другу одноименными полюсами и установленными на направляющих соленоида и на ферромагнитном сердечнике.

Известное изобретение имеет существенный недостаток (как и изобретение по а.с. 481758), заключающийся в том, что при движении сердечника создается "воздушный тормоз", вследствие чего ударное воздействие на волновод значительно меньше, чем в случае отсутствия воздуха внутри корпуса, а следовательно, амплитуда и частота колебаний, возникающих в металлоконструкциях технологических аппаратов (необязательно только теплообменных), зачастую могут быть недостаточными для решения поставленной задачи.

Технологическим решением задачи является повышение эффективности работы за счет повышения амплитуды и частоты возбуждаемых колебаний, расширение функциональных возможностей и надежности работы устройства.

Задача достигается тем, что в устройство для предупреждения образования накипи, содержащее подключенный к генератору импульсов излучатель в виде соленоида и подвижного ферромагнитного сердечника, при этом постоянные магниты, установленные на направляющих соленоида и сердечнике, обращены друг к другу одноименными полюсами, отличающееся тем, что корпус устройства снабжен вентилем для создания вакуума внутри корпуса соленоида.

Такое техническое решение позволяет повысить энергию удара (воздействия) подвижного сердечника о корпус волновода, что в свою очередь значительно повышает амплитуду и частоту возбуждаемых колебаний, а следовательно, расширяются и функциональные возможности использования устройства в различных областях.

По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружено аналогичного предложения, что позволяет судить об изобретательском уровне заявляемого технического решения.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, общий вид.

Устройство содержит стержневой металлический волновод 1, прикрепленный одним концом к поверхности нагрева (посредством электросварки) или трубной доске теплообменного аппарата 2, излучатель, выполненный в виде соленоида 3 с подвижным ферромагнитным сердечником 4, генератор импульсов 5 с токопроводом 6.

Устройство снабжено постоянными магнитами 7 и 8, установленными соответственно на направляющих соленоида 3 и на ферромагнитном сердечнике 4 таким образом, что одноименные полюса магнитов обращены друг к другу, образуя магнитный тормоз в поперечном направлении. В нижней части сердечник 4 соприкасается с пористой прокладкой 9, а общий корпус излучателя 11 снабжен вентилем 10, служащим для создания вакуума внутри корпуса.

Устройство работает следующим образом. Открывается вентиль 10 и подключается вакуумный насос (не показанный на чертеже), который откачивает воздух из корпуса 11, после чего вентиль 10 закрывается. При включении генератора импульсов тока 5 в ферромагнитном сердечнике 4 наводятся вихревые токи, которые в свою очередь создают вихревое магнитное поле. Взаимодействие двух магнитных полей приводит к тому, что сердечник ударяет в торец волновода 1, а при обратном движении соприкасается с пористой прокладкой 9 и останавливается. (Для справки: используемый принцип взаимодействия лежит в основе практически всех магнитоимпульсных установок (см. П.П. Ястребов, И.Н. Смирнов. Электрооборудование, электротехнология. - М.: Высшая школа, 1987 г. , стр.71-74, раздел "Магнитоимпульсные установки")).

Учитывая отсутствие воздуха, скорость движения сердечника существенно (в 2,5-4 раза) выше по сравнению с прототипом, что приводит к значительному увеличению амплитуды и частоты возбуждаемых колебаний при существенном снижении энергозатрат на работу источника импульсного тока 5.

Таким образом, исключение "воздушного тормоза" позволяет существенно повысить технические характеристики предложенного устройства и расширить его функциональные возможности.

Формула изобретения

Устройство для предотвращения образования накипи, содержащее подключенный к генератору импульсов излучатель в виде соленоида и подвижного ферромагнитного сердечника, при этом постоянные магниты, установленные на направляющих соленоида и сердечнике, обращены друг к другу одноименными полюсами, отличающееся тем, что корпус устройства снабжен вентилем для создания вакуума внутри корпуса соленоида.

РИСУНКИ

Рисунок 1