Устройство для предотвращения образования накипи

Изобретение относится к технике очистки теплообменной аппаратуры, в частности пароводяных котлов низкого и среднего давления, водоподогревателей, кормозапарников и т.д. от солевых отложений (накипи) на рабочих поверхностях нагрева. Сущность изобретения в том, что в устройстве для предупреждения образования накипи, состоящем из генератора импульсов и излучателя электромагнитных волн и механических колебаний, выполненном в виде подключенного к источнику воды цилиндрического трубопровода с диамагнитной вставкой, подключенной к теплообменному аппарату, внутри диамагнитной вставки по ее центру установлен стержень из ферромагнитного материала. В предложенной конструкции мощное импульсное электромагнитное поле более эффективно воздействует на проходящий по трубопроводу поток воды, что в свою очередь позволяет более эффективно предупреждать отложения за счет непосредственного воздействия на солевые отложения, растворенные в водной среде. 1 ил.

 

Изобретение относится к технике очистки тепломассообменной аппаратуры, в частности паровых и водяных котлов низкого давления, водоподогревателей, кормозапарников и т.д. от солевых отложений (накипи) на рабочих поверхностях нагрева.

Известны устройства для предупреждения образования накипи с помощью возмущающих колебаний, в которых колебательное движение стенок теплообменной аппаратуры осуществляется за счет электрогидравлического эффекта (а.с. №322592, F 28 G 7/00). Известны также изобретения, в которых рассматриваемая задача решается с помощью энергии сжатого воздуха (a.c. №756179, F 28 G 7/00, а.с. №480898, F 28 G 7/00 и др.).

Известно также изобретение а.с. №481758, F 28 G 7/00, в котором для предотвращения образования накипи к генератору подключается излучатель, выполненный в виде соленоида с подвижным ферромагнитным сердечником. Известное изобретение имеет, на наш взгляд, существенные недостатки, заключающиеся в том, что практически невозможно поднять частоту следования ударных импульсов выше одного герца.

В качестве прототипа авторами выбран патент РФ №2151355, F 28 G 7/00, 2000 г.

Изобретение имеет, на наш взгляд, существенные недостатки, заключающиеся в том, что известное устройство оказывается недостаточно эффективным для питательных вод с солесодержанием более 12 мг экв/кг. Это связано прежде всего с недостаточно высокой напряженностью магнитного поля, применяемого для обработки воды перед подачей ее в теплообменное оборудование (см., например, В.П.Классен. Омагничивание водных систем. М.: Химия, 1982, стр.182-201, раздел "Аппараты для электромагнитной обработки водных систем"). Как показал опыт практической реализации, этот недостаток сдерживает широкое практическое применение известной разработки.

Техническим решением задачи является повышение эффективности предупреждения солевых отложений накипи на рабочих поверхностях нагрева теплообменной аппаратуры за счет того, что в качестве излучателя колебаний используется трубопровод подвода воды, при этом в трубопроводе имеется вставка из диамагнитного материала (нержавеющая сталь, медь, алюминий и т.д.), внутри которой по ее центру установлен стержень из ферромагнитного материала.

Более высокая эффективность достигается за счет комплексного воздействия - обработки воды (или водной системы) импульсным электромагнитным полем и использовании более эффективного излучателя колебаний.

Задача достигается тем, что в устройстве для предупреждения образования накипи, состоящем из генератора импульсов и излучателя электромагнитных волн и механических колебаний, выполненного в виде цилиндрического трубопровода с диамагнитной вставкой, отличающемся тем, что внутри диамагнитной вставки по ее центру установлен стержень из ферромагнитного материала.

Новизна заявляемого предложения обусловлена тем, что достижение поставленной задачи осуществляется за счет комплексного воздействия на процесс накипеобразования механических колебаний несравненно более высокого спектра частот и амплитуд, чем в известной конструкции, и импульсного электромагнитного поля высокой напряженности. Это достигается за счет введения ферромагнитного стержня внутрь диамагнитной вставки трубопровода. (При необходимости: несложными расчетами можно показать, что величина импульсного электромагнитного поля при предложенном техническом решении увеличивается по крайней мере на два порядка.) Следует также отметить, что значительно увеличиваются пондемоторные силы за счет увеличения давления в (МПа) на поверхности излучателя-трубопровода (см. П.П.Ястребов, И.П.Смирнов. Электрооборудование, Электротехнология. М.: Высшая школа, 1987 г., стр.71-74, раздел "Магнитоимпульсные установки").

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 предупреждения образования накипи (солевых отложений) состоит из трубопровода 1, имеющего вставку из диамагнитного материала 2 (нержавеющая сталь, медь, алюминий и т.д.), внутри которой по ее центру установлен стержень 3, закрепленный посредством электросварки электродами 4, в свою очередь вставка 2 соединена с теплообменным аппаратом 5, а с внешней стороны вставки 2 общего трубопровода 1 размещена обмотка 6, подключенная к источнику импульсного тока 7.

Трубопровод 1, вставка 2 и обмотка 6 являются источником механических колебаний, передаваемых на рабочие поверхности нагрева теплообменной аппаратуры 5 и одновременно позволяющих обрабатывать воду, поступающую в теплообменный аппарат мощным импульсным электромагнитным полем с напряженностью, существенно превышаемой в известных изобретениях.

Устройство работает следующим образом: при работе вода по трубопроводу 1 и вставку 2 поступает в теплообменный аппарат 5 (котел, теплообменник, кормозапарник и т.д.) и одновременно включается импульсный источник (генератор) тока 7, который подает импульсы тока на обмотку 6, равномерно размещенную на участке трубопровода из диамагнитного материала 2. Импульсное электромагнитное поле в обмотке 6 многократно усиливается (как мы уже отмечали) за счет размещения ферромагнитного стержня в центре вставки 2, что в свою очередь приводит к двум важным факторам:

1. Импульсное электромагнитное поле создает механические колебания в трубопроводе значительно более широкого спектра частот и амплитуд, чем в известных конструкциях, за счет явления магнитострикции и возникновения пондемоторных сил, что в свою очередь позволяет более эффективно предотвращать образование солевых отложений (накипи) на рабочих поверхностях нагрева за счет нарушения ламинарного подслоя, т.е. именно там, где отложения и образуются.

2. Мощное импульсное электромагнитное поле в предложенной конструкции более эффективно воздействует на проходящий по трубопроводу поток воды, что в свою очередь позволяет более эффективно предупреждать отложения за счет непосредственного воздействия на солевые отложения, растворенные в водной среде.

Регулируя частоту и мощность импульсных электромагнитных колебаний, подбирают оптимальные режимы, при которых обеспечивается безнакипный режим работы теплообменного оборудования независимо от общей жесткости питательной воды.

Устройство для предупреждения образования накипи, состоящее из генератора импульсов и излучателя электромагнитных волн и механических колебаний, выполненного в виде подключенного к источнику воды цилиндрического трубопровода с диамагнитной вставкой, подключенной к теплообменному аппарату, отличающееся тем, что внутри диамагнитной вставки по ее центру установлен стержень из ферромагнитного материала.