УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ СОЛЕВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ Российский патент 2003 года по МПК F28G7/00 

Изобретение относится к технике очистки поверхностей нагрева теплообменной аппаратуры, в частности паровых водяных котлов низкого давления, теплообменников, 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 котла и жидкости осуществляется за счет электрогидравлического эффекта (эффекта Юткина Л.А.), (а.с. 322592, F 28 G 7/00). Известны также изобретения, в которых рассматриваемая задача решается с помощью энергии сжатого воздуха (а.с. 756179, F 28 G 7/00).

В качестве прототипа авторами выбрано а.с. 2125220, F 28 G 7/00.

Известное изобретение предназначено для предупреждения солевых отложений на рабочих поверхностях нагрева теплообменного оборудования - паровых и водяных котлах, теплообменниках, кормозапарниках и т.п. Сущность изобретения заключается в том, что источник механических колебаний выполнен в виде плоского индуктора с обмоткой, внешняя поверхность которого снабжена пластиной из дюралюминия. Такое выполнение устройства позволяет увеличить частоту возбуждающих колебаний при исключении возможности механических повреждений. Однако оно имеет и существенный недостаток, заключающийся в том, что мощное импульсное электромагнитное поле, создаваемое плоским индуктором, используется только для создания колебаний металлоконструкции теплообменного аппарата, за счет чего и достигается положительный эффект - предупреждение солевых отложений на рабочих поверхностях нагрева. В то же время значительная часть электромагнитной энергии расходуется бесполезно, т.к. металлический экран металлоконструкции теплообменного аппарата исключает возможность воздействия электромагнитного поля на зону кристаллизации и воду в ламинарном слое, т.к. электромагнитное поле просто замыкается на металлоконструкцию.

Техническим решением задачи является повышение эффективности предупреждения солевых отложений (накипи) на рабочих поверхностях нагрева за счет комплексного воздействия импульсного электромагнитного поля: с одной стороны, за счет вибрационного воздействия (как в прототипе), а с другой стороны, вследствие воздействия непосредственно на воду, находящуюся внутри теплообменного аппарата.

Задача достигается тем, что устройство для предупреждения солевых отложений в теплообменной аппаратуре, состоящее из генератора импульсов тока и излучателя колебаний, выполненного в виде плоского индуктора с обмоткой, внешняя сторона которого закрыта дюралюминиевой пластиной, отличающееся тем, что излучатель колебаний выполнен в виде плоского индуктора с обмоткой, внутренняя сторона которого закрыта (снабжена) пластиной из нержавеющей стали (или другого диамагнитного материала), которая монтируется (посредством электросварки) непосредственно в теплообменный аппарат.

Новизна заявляемого предложения обусловлена тем, что достижение поставленной задачи, а именно более эффективного предупреждения отложений, достигается за счет комплексного воздействия на сам процесс образования солевых отложений двух факторов:
1. Механического воздействия, создаваемого импульсным электромагнитным полем, за счет нарушения ламинарного слоя зоны образования отложений.

2. Воздействием непосредственно на воду, находящуюся внутри теплообменного аппарата (паровые и водяные котлы, теплообменники, бойлеры и т.д.). Именно с этой целью одна из поверхностей плоского индуктора снабжена пластиной из диамагнитного материала (нержавеющая сталь), которая врезается посредством электросварки непосредственно в теплообменный аппарат, что позволяет мощному импульсному электромагнитному полю воздействовать непосредственно на воду, вследствие чего интенсивность роста солевых отложений также значительно уменьшается. Отметим, что обработка воды ЭМП (электромагнитным полем) в предлагаемом техническом решении осуществляется непрерывно в процессе работы установки, в то время как огромное большинство работ отечественных и зарубежных исследователей обработку (воды) ЭМП осуществляют только в процессе подачи воды, что, естественно, снижает эффективность процесса предупреждения (см., например, Классен В.И. Омагничивание водных систем. - М.: Химия, 1982, с.182, раздел "Уменьшение образования накипи и других инкрустаций").

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

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 - общий вид устройства, на фиг.2 - сечение по А-А на фиг.1.

Устройство для предупреждения солевых отложений состоит из плоского индуктора 1 (материал диэлектрик - фторопласт, гетинакс, текстолит и т.д.), имеющего пазы для обмотки 2. Внешняя сторона индуктора 1 снабжена пластиной 3 из дюралюминия, а внутренняя сторона закрыта пластиной из нержавеющей стали 4 (диамагнитный материал) через диэлектрические прокладки 5, при этом пластина 4 вмонтирована посредством электросварки в металлоконструкцию теплообменного аппарата 6, а обмотка 2 подключена к генератору импульсов тока 7.

Устройство работает следующим образом.

При включении генератора импульсов 7 на обмотку 2 плоского индуктора 1 поступают импульсы тока, в результате чего между индуктором и металлоконструкцией 6 теплообменного аппарата возникают пондемоторные силы, которые стремятся либо притянуть, либо оттолкнуть индуктор и корпус (металлоконструкцию) теплообменного аппарата. Вследствие кратковременности процесса возникающий резкий динамический удар приводит к стряхиванию (предотвращению) возникающих солевых отложений (накипи) на внутренних поверхностях нагрева того или иного теплообменного аппарата, что обеспечивает высокую чистоту рабочей поверхности нагрева, а следовательно, и высокую эффективность работы теплообменного оборудования.

При помощи такой конструкции достигается самая высокая (из известных) энергия взаимодействия, т.к. давление на квадратный сантиметр может достигать десятков тонн (см. Ястребов П.П., Смирнов И.П. Электрооборудование Электротехнология. - М.: Высшая школа, 1987, с.71 и 72, раздел "Магнитоимпульсные установки").

Новизна заключается в том, что сверхмощное магнитное поле через пластину 4, которая изготовлена из нержавеющей стали, т.е. является диамагнитным материалом, непрерывно воздействует на водное пространство того или иного теплообменного аппарата, что приводит к тому, что накипеобразующие соли, в основном кальциевые и магниевые, в значительной степени теряют способность к отложениям и, естественно, при меньших значениях амплитуд и частот возбуждаемых колебаний достигается оптимальный режим работы и достигается это при значительно меньших энергетических затратах при работе импульсного источника тока (см. ранее приведенный нами источник Классен В.И. ...).

Предложенная установка проста по конструкции, потребляет меньше энергии и более эффективна, чем наиболее современные из известных.

Изобретение относится к теплотехнике и предназначено для повышения эффективности работы теплообменного оборудования за счет обеспечения практически безнакипного режима работы. Устройство для предупреждения солевых отложений в теплообменной аппаратуре, состоящее из генератора импульсов тока и излучателя колебаний, выполненного в виде плоского индуктора с обмоткой, внешняя сторона которого закрыта дюралюминиевой пластиной, отличается тем, что излучатель колебаний выполнен в виде плоского индуктора с обмоткой, внутренняя сторона которого закрыта (снабжена) пластиной из нержавеющей стали, которая монтируется непосредственно в теплообменный аппарат. Такое выполнение устройства позволяет получить комплексное воздействие импульсного электромагнитного поля на поверхность нагрева. 2 ил.

Устройство для предупреждения солевых отложений в теплообменной аппаратуре, состоящее из генератора импульсов тока и излучателя колебаний, выполненного в виде плоского индуктора с обмоткой, внешняя сторона которого закрыта дюралюминиевой пластиной, отличающееся тем, что излучатель колебаний выполнен в виде плоского индуктора с обмоткой, внутренняя сторона которого закрыта (снабжена) пластиной из нержавеющей стали (диамагнитный материал), которая монтируется непосредственно в теплообменный аппарат.