УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ СОЛЕОТЛОЖЕНИЯ В ТЕПЛООБМЕННОЙ АППАРАТУРЕ
DEVICE TO PREVENT SCALING IN HEAT EXCHANGE HARDWARE

Изобретение относится к теплотехнике, в частности для предотвращения отложения солей в теплообменной аппаратуре - паровых и водяных котлах низкого и среднего давления, в теплообменниках, водоподогревателях, а также в оборудовании геотермальных систем.
Известны устройства для обработки потока технологической жидкости магнитным и индуцируемым им электрическим полями. В потоке жидкости формируют зоны с нулевой магнитной индукцией, концентрируют в этих зонах примеси и удаляют сконцентрированные примеси с потоком технологической жидкости [1, 2].
Недостатком таких устройств является невысокая эффективность обработки жидкости из-за незначительного времени воздействия магнитного поля на обрабатываемую жидкость, а также невысокая степень разделения обработанной и необработанной жидкости.
Известно устройство для предотвращения образования накипи в теплообменной аппаратуре, выполненное из двух соосно размещенных труб, одна из которых, большего диаметра, из диамагнитного материала с обмоткой, подключенной к источнику тока, а меньшего диаметра предназначена для сбора обработанной воды и подачи к потребителю [3]. Под воздействием ионизатора, установленного в трубе большего диаметра, в обрабатываемой воде генерируются ионы жесткости, которые под действием силы Лоренца в магнитном поле оттесняются к внутренней поверхности наружной трубы. При этом вода, в которой количество ионов жесткости становится меньше, попадает во внутреннюю трубу и далее в теплообменник.
В данном устройстве, во-первых, вода находится под воздействием магнитного поля непродолжительное время, во-вторых, силовые линии магнитного поля расположены практически параллельно потоку воды, что снижает силу воздействия его на движущиеся в потоке ионы. В связи с этим, эффект обработки воды и отделения обработанной части воды от необработанной незначителен.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение эффективности обработки воды.
Задача достигается тем, что в устройстве для предотвращения солеотложения в теплообменной аппаратуре, содержащем водовод, выполненный из двух соосно размещенных труб, одна из которых, большего диаметра, изготовлена из диамагнитного материала с обмоткой, подключенной к источнику тока, а внутренняя предназначена для подачи воды в теплообменную аппаратуру, внутренняя труба имеет перфорацию по всей длине, равной длине обмотки, а пространство между трубами выполнено в виде кольцевого канала, при этом патрубки подвода и отвода обрабатываемой воды подключены к внешней трубе тангенциально.
На фиг.1 представлен внешний вид устройства, на фиг.2 - схема воздействия магнитного поля на ионы раствора обрабатываемой жидкости, а на фиг.3 - сравнение схемы силовых линий магнитного поля и движения обрабатываемой воды в прототипе (а) и заявляемом устройстве (б).
Устройство состоит из двух соосно размещенных труб: внешней 1, на которую намотана обмотка 2, подключенная к источнику питания, и внутренней 3, выполненной в виде трубы, перфорированной по всей длине, равной длине обмотки 2. К внешней трубе 1 тангенциально подключены патрубки подвода 4 и отвода 5 обрабатываемой воды. Начиная от патрубка 4 подвода обрабатываемой воды и заканчивая патрубком 5 вывода, пространство между трубами выполнено в виде кольцевого канала.
Устройство работает следующим образом.
Обрабатываемая вода подается тангенциально в кольцевой канал по патрубку 4. При этом движение потока воды в кольцевом канале осуществляется по спирали. На ионы раствора действует сила Лоренца, разделяющая их к поверхности внешней и внутренней труб (фиг.2). Вблизи поверхности внутренней трубы 3 создается слой раствора жидкости, насыщенный либо положительными, либо отрицательными ионами в зависимости от направления тока в обмотке. Часть воды около стенки внутренней трубы 3 через отверстия в ней попадает внутрь и далее через выход данной трубы по линии 6 к потребителю. Подбирая направление тока в обмотке, в зависимости от потребности, можно собрать во внутренней трубе либо щелочную, либо кислую воду.
На фиг.3 дается сравнительная картина расположения силовых линий магнитного поля обмотки и линии потока жидкости в прототипе (а) и в заявляемом устройстве (б). Как видно из рисунка, в случае заявляемого устройства (б) и сила воздействия магнитного поля на ионы жидкости, и время обработки жидкости больше, чем в прототипе (а).
Скорость движения гидратированных ионов под воздействием электрического, так и магнитного поля зависит как от величины поля, вида ионов, так и от концентрации раствора. Величина этой скорости составляет от сотых, до тысячных долей мм/с. Поэтому увеличение силы и времени воздействия магнитного поля на движущиеся ионы в растворе увеличивает эффект обработки воды.
Таким образом, за счет того, что внутренняя труба имеет перфорацию по всей длине, равной длине обмотки, а пространство между трубами выполнено в виде кольцевого канала при тангенциальном подводе и отводе обрабатываемой воды, эффективность ее обработки повышается.
Источники литературы
1. Патент РФ №2137721, МПК С02F 5/00, 1999.
2. Патент РФ №2287492, МПК C02F 1/48, 2006.
3. Патент РФ №2177912, МПК C02F 1/48, C02F 103:02.