Устройство для опреснения природной и технологической воды
Изобретение предназначено для опреснения и умягчения природной и технологической воды с помощью электростатических и магнитных полей и позволяет повысить качество опреснения и умягчения воды, увеличить относительный выход опресненной воды, снизить металлоемкость устройства и повысить надежность работы устройства . Устройство содержит соленоидальную обмотку, винтовой, канал для воды из диэлектрического материала, сердечник из диамагнитного материала с сильными диамагнитными свойствами, ионные сепараторы, цилиндрические разрядные сетки, закороченные между собой электроизолированными разрядными проводами в экранирующих дболочках из ферромагнитного материала за пределами электростатического поля . 2 ил. е (Л
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (51) 4 С 02 Р 1/48
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ CCCP
ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3903607/31-26 (22) 29. 05. 85 (46) 15. 10.88. Бюл. Р 38 (71) Целино градский инженерно-строительный институт (72) А.Н. Ли .(53) 663.63.087(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 1186579, кл. С 02 F 1/48, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕСНЕНИЯ ПРИРОДНОЙ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ВОДЫ (57) Изобретение предназначено для опреснения и умягчения природной и технологической воды с помощью электростатических и магнитных полей и
„„SU„„1430356 А 1 позволяет повысить качество опреснения и умягчения воды, увеличить относительный выход опресненной воды, снизить металлоемкость устройства и повысить надежность работы устройства. Устройство содержит соленоидальную обмотку, винтовой канал для воды из диэлектрического материала, сердечник из диамагнитного материала с сильными диамагнитными свойствами, ионные сепараторы, цилиндрические разрядные сетки, закороченные между собой электроизолированными разрядными проводами в экранирующих оболочках из ферромагнитного материала за пределами электростатического по- Я ля. 2 ил.
1430356
Изобретение относится к опреснению и умягчению воды магнитными и электрическими полями и может найти применение в сельском хозяйстве, теплоэнергетике, строительстве, хи— мической, нефтегазодобывающей и горно-металлургической промышленности и также в системе водоснабжения населения. 10
Цель изобретения — повышение ка-. чества опреснения и умягчения воды, снижение металлоемкости устройства и повышение надежности работы устройства.
На фиг. 1 схематически показано устройство, вид сверху на фиг. 2— то же, продольный разрез..
Устройство для опреснения и умягчения природной и технологической 20 воды содержит винтовой канал 1, образованный двумя ионными сепараторами 2 в виде цилиндрических поверхностей иэ капиллярно-пористого или волокнистого диэлектрического матерна- 25 ла с радиальным расположением капилляров, пор или волокон и винтвой поверхностью 3 из диэлектрического материала, две цилиндрические стенки
4 устройства нэ диэлектрического ма- 30 териала с запрессованными в них цилиндрическими металлическими пластинами 5, цилиндрические разрядные сетки 6 в кольцевых каналах 7 для католита и анолита, образованных цилиндрическими стенками устройства и ион ными сепараторами, соленоидальную обмотку 8 на внешней цилиндрической стенке устройства, сердечник 9 из диамагнитного материала с сильными диамагнитными свойствами, электроизолированные разрядные провода 10 в экранирующих оболочках из ферромагнитного материала, патрубок 11 для ввода опресняемой воды, патрубок 12 для вывода опресненной воды, патру45 бок 13 для вывода католита и патрубок 14 для вывода анолита.
Устройство для опреснения и умягчения природной и технологической воды работает следующим образом.
При движении соленой воды в винтовом канале 1 на катионы и анионы действует сила Лоренца, вызванная поперечным магнитным полем соленоидальной обмотки 8 и поперечным электро— статическим полем между цилиндрическими металлическими пластинами 5. На соленоидальную обмотку 8 и цилиндри- ческие металлические пластины 5 подается постоянное напряжение такой полярности, чтобы создаваемые ими магнитное и электростатическое поля удовлетворяли условию: вектор скорости потока воды Ч, вектор магнитной индукции В и вектор напряженности электростатического поля F. для любой части потока воды в канале образуют правую тройку векторов.
Под действием силы Лоренца происходит отклонение катионов и анионов
s противоположные стороны к ионным сепараторам 2. В результате этого поток воды в винтовом канале 1 обедняется ионами обоих знаков, которые при прохождении через поры и капилляры ионных сепараторов 2 попадают в кольцевые каналы 7, Канал для опресняемой воды выполнен винтовым, так как в этом случае увеличивается время воздействия полей на поток во-, ды из-за увеличения длины канала, но длина устройства увеличивается не-. значительно ° Дело в том, что скорость дрейфа ионов поперек канала под действием полей значительно меньше скорости потока воды и для качественного опреснения соленой воды необходимо увеличить длину канала, но в этом случае автоматически увеличивается длина всего устройства. Винтовая конструкция канала позволяет не увеличивать значительно длину устройства.
Электростатическое поле должно быть радиальным в поперечном сечении устройства и обладать постоянной интенсивностью вдоль линии, параллельной оси устройства ° В этом случае вектора
Ч и Е всегда взаимно перпендикулярны при движении воды в винтовом канале. Таким свойством обладает цилиндрическое электростатическое поле, которое создается между обкладками цилиндрического конденсатора. Цилиндрические металлические пластины 5 в цилиндрических стенках 4 устройства из диэлектрического материала как раз и образуют цилиндрический конденсатор. Чтобы магнитное поле было перпердикулярным электростатическому полю и вектору скорости потока воды в винтовом канале, необходимо чтобы вектор магнитной индукции был направлен параллельно оси устройства.
Таким полем обладает поле соленоида, если устройство поместить внутри соленоида. В данном устройстве вектора
1430356
V, В и F. всегда взаимно перпендикулярны. Регулированием полярности подаваемого постоянного напряжения всегда можно сделать так, что вектора V, В и Е составляли бы правую тройку векторов. Винтовая конструкция канала позволяет увеличивать длину канала, не увеличивая длину устройства. 1О
При контакте с разрядными сетками
6 ионы теряют свои заряды и выводятся через патрубки 13 и 14 вместе с некоторой частью воды. Вследствие наличия ионных сепараторов разряженные ионы не попадают в винтовой канал, так как ионные сепараторы обладают большим гидравлическим сопротивлением, чем соответствующие патрубки. Благодаря тому, что разрядные провода 10 электроизолированы и имеют экранирующие оболочки из ферромагнитного материала на разрядный ток не действует магнитное поле.
Напряженность электростатическо- 25
1 го поля и индукцию магнитного поля можно плавно менять изменением разности потенциалов и силы тока, подаваемых на цилиндрические металлические пластины 5 и соленоидальную об- 30 мотку 8 соответственно. Таким образом, можно регулировать процесс опреснения и умягчения воды. Сердечник
9 из диамагнитного материала с силь ными диамагнитными свойствами усиливает действие магнитного поля на
35 поток воды в винтовом канале, так как концентрирует магнитное поле соленоида в винтовом канале.
Опресняющий эффект совместного действия электростатического и магнитного полей больше суммарного, так как электростатическое поле не только само производит опресняющее действие, но и усиливает опресняющее действие магнитного поля, так как при выполнении сепаратора токопроводящим ионы мигрируют через поры се. паратора, а разряжаются при контакте с сепаратором и снова смешиваются с потоком воды, а сепараторы только 50 переносят заряды, т.е. мигрируют электроны. Расположение капилляров, пор и волокон должно совпадать с направлением движения ионов солей под действием полей, т.е. в данном устройстве радиально.
Устройство для опреснения и умягчения природной и технологической воды с помощью магнитных и электрических полей позволяет повысить качество опреснения и умягчения воды за счет применения поперечных взаимно перпендикулярных стационарных цилиндрического электростатического и магнитного полей соленоида, причем вектор скорости потока воды, вектор магнитной индукции и вектор напряженности электростатического поля составляют правую тройку векторов, увеличения времени воздействия электростатического и магнитного полей на поток опресняемой воды с помощью винтового канала, концентрирования магнитного поля соленоида в винтовом канале с помощью сердечника из диамагнитного материала с сильными диамагнитными свойствами, за счет отделения потока опресняемой воды от католита и анолита и предотвращения смешивания католита и анолита с опресняемой водой с помощью ионных сепараторов.
Формула изобретения
Устройство для опреснения природной и технологической воды, содержащее цилиндрический корпус .и охватывающую его соленоидальную обмотку, расположенные внутри корпуса рабочий канал для раствора, каналы для вывода анолита и католита, отделенные от рабочего канала проницаеьыми перегородками, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьнпения качества опреснения и умягчения, устройство снабжено металлическими разрядными.. сетками, расположенными вблизи ци- . линдрических стенок корпуса, рабочий канал выполнен винтовым н расположен между каналами для вывода анолита и католита, выполненными кольцевыми и концентрическими относительно корпуса.! 43035á
ВНИИПИ Заказ 5195/21 Тираж 854 Подписное
Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
