Устройство для электромагнитной обработки жидкости Советский патент 1991 года по МПК C02F1/48 G05D27/00 

Ди&/

Изобретение относится к устройствам для магнитной обработки жидкости электромагнитным полем и може быть использовано для обработки вод в различных отраслях1 народного хозяйства с целью снижения накипеоб- раэования на поверхности нагрева, а также для улучшения других ее технологических качеств.

Цель изобретения - повышение эффективности магнитной обработки и производительности путем качания электромагнитного поля.

На фиг.1 схематически расположение трубопровода внутри статора асинхронного электродвигателя с фазными обмотками; на фиг.2 - схема включения фазных обмоток устройства} на фиг.З - образование качания магнитного поля относительно трубопровода при включении верхнего тиристора; на фиг.4 - то же, при включении нижнего тиристора.

Устройство состоит из статора 1 асинхронного электродвигателя с обмоткой 2, состоящей из трех фазных обмоток 2а, 26, 2в (с началами С,,, С2, С-) и концами Сц., С, С6 соответственно), соединенных звездой или треугольником и магнитопроводом 3. Внутри статора 1 по его оси расположен ферромагнитный сердечник 4 со спиральной проточкой и диамагнитной вставкой 5, которая закрепляется жестко любым известным видом соединения. В зазоре между магнитопроводом 3 статора 1 и сердечником 4 расположен диамагнитный змеевик трубопровода 6. Змеевик трубопровода 6 навивается на сердечник 4 между диамагнитными вставками 5. При этом вся система фиксируется диамагнитными электроизоляционными дисками 7 и закрывается торцовыми крышками 8. Обмотка электромагнита 2в () началом С подключена к одному выводу источника 9 выпрямленного реглируемого напряжения. Обмотки 2а (С и С4) и 26 (C2-Cf) началами С4 и С Ј с последовательно включенными тиристорами 10 подключены к другому выводу источника 9. Параллельно обмоткам 2а и 26 включены элементы 11 компенсирующие индуктивный характер обмоток 2а и 26 (например, диоды) и обеспечивающие надежный режим работы тиристоров 10 и регулировки

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

частоты качания блоком 12 управления, преимущественно в диапазоне 1-21 Гц.

Устройство работает следующим образом.

Через змеевик трубопровода 6 пропускают жидкость (воду), а по обмоткам 2 - постоянный пульсирующий ток с частотой переключения, регулируемой блоком 12, В магнитопрово- де 3 возбуждается магнитное силовое поле, создавая полюса N и S. Обмотки 2 статора 1 асинхронного двигателя включены, например, по схеме звезда (фиг.З). Пульсирующий постоянный ток протекает в первом случае по двум обмоткам 2а () и 2в (Сб-С3), создавая в магнитопроде 3, как показано, две пары полюсов N и S, В момент отключения тиристора 10, включенного последовательно с обмоткой 2а, возникающая в ней противо- ЭДС уменьшается, за счет шунтирующего действия диода 11, чтэ предотвращает попадание запирающего напряжения через обмотку 26 на другой тиристор 10 в момент его включения. После переключения тиристоров К) (фиг.4) ток протекает по обмоткам 26 ( С) и 2в (Се-Сэ), при этом обмотка 2в (С,,-С6) остается подключенной постоянно. После переключения тиристоров 10 полюса статора 1 в магни- топроноде 3 как бы перемещаются по его окружности во второе положение, а при следующем переключении - в исходное (первое) положение и т.д. Таким образом, возникает эффект качания магнитного поля, т.е. количество полюсов N и S относительно змеевика трубопровода 6 может быть увеличено соответственно частоте переключения тиристоров 10. Магнитные силовые линии с одного полюса (N) .магнитопро- вода 3 пронизывают змеевик трубопровода 6 (на фиг.З показан один виток змеевика трубопровода 6) и проходят через ферромагнитный сердечник 4, затем снова пронизывают змеевик трубопровода 6 и замыкаются на другом полюсе (S) магнитопровода 3, чем достигается максимальное пересечение магнитных потоков, создаваемых полюсами N и S, с потоком жидкости и эффективная ее обработка. При движении жидкости она проходит п витков змеевика трубопровода 6, каждый раз пересекая 2р fK полюсов, созданных в магнитопроводе 3 (р - число

пар полюсов статора I; f - частота качания, регулируемая блоком 12), т.е. подвергается п«2р.f -кратной обработке. Так, согласно фиг.1 и фиг.З п 0,8; р 2 и, например, при fK « 2 Гц имеем n«2p.f -64-кратную обработку. Путем увеличения частоты переключения блоком I2 увеличивается частота качания магнитного поля, что равносильно увеличению числа полюсов и кратности, а следовательно, и повышению эффективности обработки жидкости.

Результаты исследований зависимости магнитной восприимчивости от кратности пересечения с магнитным потоком показывают, что наивысший эффект магнитной обработки достигается при кратности от 35 до 42. При наименьших значениях параметров устройства (п 1; 2р 2) для обеспечения большего значения указанного диапазона кратности частота качания fx должна быть равна 21 Гц. При наибольших значениях параметоов устройства, определяемых по конструктивным сооружениям (на фиг.1 п 8, на фиг.З 2р 4) для обеспечения меньшего значения диапазона кратности, частота качания f принимает значение, равное 1 Гц. Таким образом, эффективная обработка жидкости, например воды, при разном ее соле-. содержании осуществляется регулированием частоты качания магнитного поля в диапазоне 1-21 Гц одним блоком 12, что не требует усложнения конструкции устройства и дополнительного оборудования, т.е. оно является универсальным. Кроме того, широкий диапазон кратности обработки воды путем регулирования частоты качания магнитного поля позволяет повысить производительность за счет возможного увеличения скорости потока жидкости. Например, при расчетной скорости потока жидкости 1 м/с и кратности обработки 40 (параметры устройства: п 5, 2р 4, fK 2 Гц увеличение частоты качания в два раза позволяет в первом приближении увеличить скорость до 2 м/с при прежней эффективности обработки.

Регулирование напряженности электромагнитного поля осуществляется также изменением напряжения питания обмоток 2, что вместе с регулированием скважности и асимметрии частоты качания магнитного поля блоком 12 управления расширяет возможности определения оптимального режима работы устройства в зависимости от свойств обрабатываемой жидкости.

Проточки с диамагнитными вставками 5 на поверхности сердечника 4 под змеевиком трубопровода 6 образуют

своего рода выступающие полюсные

участки сердечника 4, на которые концентрируются магнитные силовые линии. Этим самым ослабляется проход магнитных силовых линий между эмее5 виком трубопровода 6, а также исключаются их малоэффективные секторные участки по сторонам, тем самым обеспечивается проход магнитного потока через полное сечение трубопровода 6.

0 Это также увеличивает эффективность использования электромагнитного поля, т.е. эффективность работы устройства.

Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволяет

5 за счет качания магнитного поля, регулирования частоты качания и напряженности поля повысить эффективность и производительность обработки воды с любым солесодержанием без введения

0 дополнительных электромагнитов, а также.без увеличения их размеров.

Формула изобретения

Устройство для электромагнитной обработки жидкости, содержащее источник питания, диамагнитный трубопровод, электромагнит с нерпой, второй и третьей обмотками, выполненный в виде статора асинхронного электродвигателя и установленный снаружи диамагнитного трубопровода, а также первый и второй тиристоры, управляющие, пходы которых соединены г первым и вторым выходами Г.локл управления, первые выводы первой и второй обмоток электромагнита соединены с катодами первого и второго тиристоров, а их аноды связаны с соотпетствующи- ми вьгходами источника питания, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности магнитной обработки и производительности путем качания электромагнитного по- ля, в его состав введены пс-рвый и второй диоды, блок управления выполнен с возможностью регулирования частоты управляющих импульсов, а источник питания выполнен регулируемым,

при этом второй выход источника питания соединен с первым выводом третьей обмотки электромагнита, вторые выводы первой, второй и третьей обмоток соединены с анодами первого и второго диодов, катоды которых соединены с катодами первого и вто- , рого тиристорор соответственно.

Изобретение откосится к устройствам для магнитной обработки жидкости электромагнитным полем и может быть использовано для обработки воды в различных отраслях народного хозяйства. Целью изобретения является повышение эффективности магнитной обработки и производительности путем качания электромагнитного поля и регулирования частоты. Устройство для электромагнитной обработки жидкости состоит ич статора 1 асинхронного электродвигателя с обмоткой 2, сос- тоящей ич троу Латных обмоток, маг- нитопровода 3, (Ферромагнитного сердечника 4 с диамагнитной пгтавкой 5, змеевика трубопровода f, электроизоляционных дисков 7, торцовых крышек 8, источника питания с регулируемым постоянным напряжением на выходе, тиристоров, диодоп и блока управления. 4 ил. (Л ОЭ. ьэ 00 со о ел

Сг d

Фие2

Ь

Ч

Фиг.д

0 -

K}

tooCJO

-со

tss

2

е