Устройство для магнитной обработки жидкости

Изобретение относится к устройствам для магнитной обработки жидкости, в частности воды и водных систем, с дальнейшим использованием этой жидкости в различных технологических процессах промышленного и сельскохозяйственного производства, например для орошения сельскохозяйственных растений. Устройство содержит камеру с патрубками для подвода и отвода жидкости, статор с трехфазной обмоткой, магнитный сердечник, концентрично расположенный внутри индуктора. Две из трех фазных обмоток индуктора включены по однофазной схеме. Технический результат состоит в повышении эффективности обработки, упрощении конструкции, увеличении надежности и снижении расхода электроэнергии. 3 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для магнитной обработки жидкости, в частности воды и водных систем, с дальнейшим использованием жидкости в различных технологических процессах промышленного и сельскохозяйственного производства, например для орошения с/х культур.

В книге В.И.Классена "Обработка воды и водных систем", М.: Химия, 1982, приведено значительное число патентов, научных и конструкторских разработок подобных устройств, а также всесторонне рассмотрены вопросы применения магнитной обработки разных по составу и назначению жидкостей.

Наиболее близким к заявленному устройству является изобретение по авт. свид. СССР № 1692948, кл. С 02 F 1/48 "Устройство для магнитной обработки жидкости", которое содержит камеру с патрубками для подвода и отвода жидкости, статор с трехфазной обмоткой и четным числом полюсов, однополупериодный выпрямитель на тиристорах с нулевой точкой, входом соединенный с питающей сетью, а выходом с трехфазной обмоткой статора, токоограничивающие резисторы и релейные элементы, при этом ротор выполнен из магнитострикционного материала, а управляющие электроды тиристоров выпрямителя соединены с их анодами через токоограничивающие резисторы и релейные элементы.

Это изобретение, принятое за прототип, имеет существенные недостатки: сложность конструкции, невысокую надежность, недостаточной напряженности магнитного поля при обработке или завышенный габарит статора, большой расход электроэнергии на обработку воды.

Сложность конструкции определяется использованием электронных полупроводниковых приборов.

Невысокая надежность является следствием двух факторов: наличия электронных приборов, что увеличивает вероятность выхода устройства из строя; выход из строя одной из трех фазных обмоток означает выход из стоя всего трехфазного статора.

Недостаточная напряженность магнитного поля объясняется особенностями трехфазной обмотки. Известно, что трехфазная обмотка при протекании по ней трехфазного тока создает результирующую магнитодвижущую силу (МДС), амплитуда которой в 1,5 раза превышает амплитуду МДС одной фазной обмотки. Таким образом, за счет смещения фазных обмоток в пространстве статора и протекания по этим обмоткам токов с разными начальными фазами их общая МДС снижается в 2 раза по сравнению с такими же катушками, но расположенными соосно и обтекаемыми синфазными токами (т.е. токами с одинаковой начальной фазой) равной величины.

Большой расход электроэнергии при обработке жидкости происходит потому, что током обтекаются все три фазные обмотки статора, нагрев которых определяет расход электроэнергии.

Технической задачей является повышение эффективности обработки жидкости магнитным полем за счет пульсации поля и увеличения магнитной индукции, упрощение конструкции, увеличение надежности индуктора и снижение расхода электроэнергии на обработку жидкости.

Решение задачи достигается тем, что в устройстве для магнитной обработки жидкости, содержащем камеру с патрубками для подвода и отвода жидкости, статор с трехфазной обмоткой, магнитный сердечник, концентрично расположенный внутри индуктора с зазором, образующим камеру обработки жидкости, две из трех фазных обмоток индуктора включены по однофазной схеме.

По данным патентной и научно-технической литературы не выявлена заявляемая совокупность признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критериям "изобретательский уровень" и "новизна". Заявляемое решение может быть реализовано в аппаратах магнитной обработки жидкости для различных технологических процессов, что отвечает критерию "промышленная применимость".

На фиг.1 представлена конструктивная схема устройства для магнитной обработки жидкости. На фиг.2 представлена схема включения обмотки индуктора. На фиг.3 - диаграмма магнитодвижущих сил обмотки индуктора.

Устройство на фиг.1 состоит из статора электрической машины трехфазного тока 1 с распределенной трехфазной обмоткой 2, концы которой выведены в клеммную коробку 3 на внешней стороне статора, где производится подключение обмотки к источнику электроэнергии. Внутри статора установлен ферромагнитный шихтованный цилиндр 4. Статор отделен от цилиндрической рабочей камеры 5 стенкой из диамагнитного материала 6. Патрубок 7 предназначен для подвода жидкости к рабочей камере, патрубок 8 для отвода жидкости.

Устройство работает следующим образом. Обрабатываемая жидкость подается в рабочую камеру 5. Обмотка индуктора 2 подключается к однофазной электрической сети и образует пульсирующее электромагнитное поле в рабочей камере; происходит обработка жидкости электромагнитным полем.

Обмотка индуктора включена по схеме, представленной на фиг.2. Последовательно-встречное соединение двух из трех фазных обмоток индуктора создает однофазную схему включения. При такой схеме включения две фазные обмотки обтекаются токами и являются активными, третья обмотка не включается в электрическую цепь и является пассивной, или резервной. Токи в активных фазных обмотках протекают во встречных направлениях, т.е. в момент времени, когда в обмотке 9 ток течет от начала С1 к концу С4, в обмотке 10 он течет от конца С5 к началу С2. Обмотка 11 отключена.

Диаграмма МДС на фиг.3 иллюстрирует то обстоятельство, что при предложенной схеме включения обмоток амплитуда результирующей МДС F_рез при одинаковых по величине токах в обмотках увеличивается с 1,5F₁, характерных для трехфазной обмотки, до , т.е. увеличивается примерно на 15%. Соответственно увеличивается магнитная индукция в камере обработки жидкости (5 на фиг.1) или создается предпосылка для снижения габарита индуктора при одинаковой магнитной индукции.

Отсутствие однополупериодного выпрямления тока в обмотках также способствует увеличению магнитного потока аппарата в сравнении с прототипом, что повышает эффективность обработки жидкости.

Поскольку током обтекаются только две из трех фазных обмотки, расход электроэнергии в предложенном устройстве сокращается в 1,5 раза по сравнению с трехфазной схемой включения при одинаковых токах.

Оставшаяся отключенной третья фазная обмотка составляет резерв на случай выхода из строя одной из рабочих обмоток, что повышает надежность конструкции. Если повышение надежности менее желательно, чем сокращение расхода обмоточной меди, третья обмотка в конструкции индуктора может отсутствовать.

Потребность в трехфазном источнике электроэнергии отпадает; устройство подключается к однофазному источнику электроэнергии, более доступному в фермерских хозяйствах и в крестьянских дворах.

Использование предлагаемой конструкции и схемы включения обмотки индуктора в устройстве для обработки жидкости позволяет интенсифицировать процесс обработки за счет увеличения магнитного потока, сокращает расход электроэнергии, упрощает устройство за счет подключения к однофазному источнику электроэнергии, исключению из конструкции полупроводниковых элементов, что также повышает надежность устройства.

Устройство для магнитной обработки жидкости, содержащее камеру с патрубками для подвода и отвода жидкости, статор с трехфазной обмоткой, магнитный сердечник, концентрично расположенный внутри индуктора с зазором, образующим камеру обработки жидкости, отличающееся тем, что две из трех фазных обмоток индуктора включены по однофазной схеме.