RU2491231C2

RU2491231C2 - Device for fluid treatment by stationary radio-frequency waves

Info

Publication number: RU2491231C2
Application number: RU2011131596/05A
Authority: RU
Original assignee: Грузинов Дмитрий Егорович
Priority date: 2011-07-27
Filing date: 2011-07-27
Publication date: 2013-08-27
Also published as: RU2011131596A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to water treatment and may be used for water treatment in heat and water supply systems and other processes that suffer scaling as well as for protection against growth of algae bacteria and corrosion inside metallic tubes. Proposed device comprises means to generate radio-frequency signals and means to feed said signals to pipeline provided with output transformer and clamp. Said means to generate radio-frequency signals comprises cyclic frequency switch that varies RF signal frequency. Said means to feed said signals comprises antenna to be connected to one of output transformer secondary terminals. Second terminals of said secondary is connected to pipeline system. Cyclic RF signal frequency switch changes the frequency in two steps.

EFFECT: higher efficiency of water treatment, expanded operating performances.

3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам по обработке жидкости и может быть использовано для обработки воды в системах теплоснабжения, водоснабжения и других технологических процессах страдающих от образования накипи, полезно для защиты от роста водорослей, снижения заразных бактерий и предупреждения коррозии внутри металлических водопроводных труб, содержащих воду.The invention relates to liquid processing devices and can be used for water treatment in heat supply systems, water supply and other technological processes suffering from scale formation, it is useful for protection against algae growth, reduction of infectious bacteria and prevention of corrosion inside metal water pipes containing water.

Соли кальция и магния, а также другие примеси содержащиеся в воде, осаждаясь на внутренних стенках трубопроводов, образуют накипь, которая снижает проходимость жидкости, что требует повышенных затрат на перемещение этой жидкости, а в нагревателях снижается теплоотдача и соответственно их КПД.Salts of calcium and magnesium, as well as other impurities contained in the water, deposited on the inner walls of the pipelines form a scale, which reduces the permeability of the liquid, which requires increased costs for the movement of this liquid, and the heat transfer in the heaters decreases and, accordingly, their efficiency.

Существующим изобретением EP 0720588 И1, предлагается обрабатывать жидкость радиочастотными сигналами для решения проблем с накипью, водорослями, бактериями и коррозией. Устройство содержит средство по формированию радиочастотных сигналов и средство по подаче этих сигналов к жидкости в трубе через магнитопровод выходного трансформатора, установленного вокруг трубы. Недостатком этого устройства является то, что оно оказывается не эффективным при наличии паразитных электропроводящих связей, которые возникают если устройство установлено внутри токопроводящего контура или мало эффективно при наличии короткозамкнутых токопроводящих контуров с шунтированием теплообменного оборудования или какого-то участка трубопровода. Устройство не обеспечивает равномерного распределения напряженности электрического поля стоячих волн вдоль трубопроводной системы. Из-за наличия в стоячей волне пучностей и узлов, максимальное значение электрического поля формируется в пучностях, а к узлам спадает по синусоиде до 0. Соответственно и противонакипное воздействие сигналов снижается в области пониженного значения напряженности электрического поля и сводится до нуля в узлах. Узел может оказаться на самом ответственном участке системы, например, на теплообменном аппарате. Для защиты протяженных трубопроводов тепловых сетей от отложений, устройство крепится непосредственно на трубопровод при этом сохранность устройства может быть утрачена без принятия дополнительных защитных мер, от умышленных действий посторонних лиц.The existing invention EP 0720588 I1, it is proposed to process the liquid with radio frequency signals to solve problems with scale, algae, bacteria and corrosion. The device comprises means for generating radio frequency signals and means for supplying these signals to the liquid in the pipe through the magnetic circuit of the output transformer mounted around the pipe. The disadvantage of this device is that it is not effective in the presence of spurious conductive connections that occur if the device is installed inside a conductive circuit or is not very effective in the presence of short-circuited conductive circuits with bypass heat exchange equipment or some section of the pipeline. The device does not provide a uniform distribution of the electric field of standing waves along the pipeline system. Due to the presence of antinodes and nodes in the standing wave, the maximum value of the electric field is formed in the antinodes, and to the nodes it decreases along the sinusoid to 0. Accordingly, the anti-scale effect of the signals decreases in the region of lowered electric field strength and reduces to zero at the nodes. The node may be on the most critical part of the system, for example, on a heat exchanger. To protect extended pipelines of heating networks from deposits, the device is mounted directly on the pipeline, while the safety of the device can be lost without additional protective measures against deliberate actions by unauthorized persons.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому устройству является изобретение по заявке №2009134392 которым предлагается для обработки жидкости использовать радиочастотные сигналы. Устройство содержит средство по формированию сигналов с колебательным контуром, средство по подаче этих сигналов к жидкости в трубе, выход устройства через переменное реактивное сопротивление подсоединен к трубопроводу тепловой системы параллельно теплообменному оборудованию. Недостатком этого устройства является то, что оно также не обеспечивает равномерного распределения напряженности электрического поля стоячих волн вдоль трубопроводной системы и требуется прокладки электрического провода параллельно защищаемому участку трубопроводной системы.The closest in technical essence and the achieved result to the claimed device is the invention according to the application No. 2009134392 which proposes to use radio frequency signals for liquid processing. The device contains means for generating signals with an oscillatory circuit, means for supplying these signals to the liquid in the pipe, the output of the device through an alternating reactance is connected to the pipeline of the thermal system in parallel with the heat exchange equipment. The disadvantage of this device is that it also does not provide a uniform distribution of the electric field of standing waves along the pipeline system and requires the laying of an electric wire parallel to the protected section of the pipeline system.

Целю настоящего изобретения является повышение эффективности, расширение функциональных возможностей устройства.The aim of the present invention is to increase efficiency, expand the functionality of the device.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для обработки жидкости, содержащейся в трубопроводной системе, включающее средство по формированию радиочастотных сигналов с колебательным контуром, средство по подаче радиочастотных сигналов к жидкости в трубопроводной системе, имеющее выходной трансформатор и зажим, отличающееся тем, что средство по формированию радиочастотных сигналов с колебательным контуром содержит циклический переключатель частоты, который периодически меняет частоту радиочастотных сигналов в два раза, а средство по подаче радиочастотных сигналов к жидкости в трубопроводной системе содержит антенну, которая подсоединяется к одному из выводов вторичной обмотки выходного трансформатора, второй вывод которой подсоединен к трубопроводной системе.This goal is achieved in that the device for processing the liquid contained in the pipeline system, including means for generating radio frequency signals with an oscillatory circuit, means for supplying radio frequency signals to the liquid in the pipeline system, having an output transformer and clamp, characterized in that the means for forming RF signals with an oscillatory circuit contains a cyclic frequency switch, which periodically changes the frequency of the RF signals twice, and cf dstvo serving radio frequency signals to the fluid in the pipe system comprises an antenna which is connected to one terminal of the secondary winding of the output transformer, whose second terminal is connected to the pipeline system.

На фиг.1 показано устройство.Figure 1 shows the device.

На фиг.2 Показано расположение стоячей волны напряженности электрического поля вдоль трубопроводной системы.Figure 2 shows the location of a standing wave of electric field along the pipeline system.

В устройстве средство по формированию радиочастотных сигналов содержит не симметричный мультивибратор 1, электронный ключ на транзисторе 2, колебательный контур, питающийся напряжением постоянного тока от вывода 13, включающий конденсатор 3, первичную обмотку 6 выходного трансформатора 7 и циклический переключатель частоты, содержащий конденсатор 4 и циклическое реле времени 5, а конденсатор 4 через контакт циклического реле времени периодически подсоединяется параллельно конденсатору 3.In the device, the means for generating radio frequency signals contains a non-symmetrical multivibrator 1, an electronic switch on transistor 2, an oscillating circuit powered by a DC voltage from terminal 13, including a capacitor 3, a primary winding 6 of the output transformer 7 and a cyclic frequency switch containing a capacitor 4 and a cyclic time relay 5, and the capacitor 4 through the contact of the cyclic time relay is periodically connected in parallel to the capacitor 3.

Средство по подачи радиочастотных сигналов к жидкости в трубе состоит из вторичной обмотки 8 выходного трансформатора 7 с магнитопроводом из материала с высокой магнитной проницаемостью, антенны 9, соединенной с одним из выводов вторичной обмотки 8, второй вывод которой подсоединен зажимом 10 к трубопроводной системе 12 вблизи зачищаемого участка трубопроводной системы (теплообменного оборудования 11). Поступающий к трубопроводу радиочастотный сигнал распространяется по всем направлениям трубопроводной системы, генерируя напряженность электрического поля стоячей волны, которая располагается по длине трубопроводной системы. Однако при неизменном расположении стоячих волн напряженность электрического поля вдоль трубопроводной системы распределяется не равномерно фиг.2 (случай а): она максимальна в пучностях и убывает по синусоиде к узлам до 0. Это сказывается на очень неравномерном воздействии на ионы солей и образовавшиеся отложения по длине трубопроводной системы. Для более равномерного усредненного распределения напряженности электрического поля равномерного усредненного распределения напряженности электрического поля устройство периодически смещает стоячую волну вдоль трубопроводной системы. Такое смещение производится циклическим переключателем частоты. При изменении величины конденсатора в колебательном контуре за счет подсоединения конденсатора 4 параллельно конденсатору 3 меняется и частота вырабатываемых импульсов. На фиг.2 показано расположение стоячей волны при замыкании контакта циклического реле (случай а), при размыкании контакта циклического реле с увеличением частоты в два раза (случай б); расположение стоячей волны действующего напряжения вдоль трубы в течении цикла (случай в). Такое расположение говорит о боле равномерном распределении напряженности электрического поля вдоль трубопроводной системы и соответственно более оптимальном противонакипном воздействии на протяжении всего зачищаемого участка. Продолжительность цикла может быть от нескольких секунд до нескольких дней. В качестве антенны могут использоваться металлические строительные конструкции.The means for supplying radio frequency signals to the liquid in the pipe consists of a secondary winding 8 of the output transformer 7 with a magnetic circuit made of high magnetic permeability material, an antenna 9 connected to one of the terminals of the secondary winding 8, the second terminal of which is connected by a clamp 10 to the pipeline system 12 near the stripping section of the pipeline system (heat exchange equipment 11). The radio frequency signal arriving at the pipeline propagates in all directions of the pipeline system, generating the electric field strength of the standing wave, which is located along the length of the pipeline system. However, with the location of the standing waves unchanged, the electric field along the pipeline system is not distributed evenly in Fig. 2 (case a): it is maximum in antinodes and decreases along the sinusoid to nodes to 0. This affects the very uneven effect on salt ions and formed deposits along the length pipeline system. For a more uniform averaged distribution of electric field strength, a uniform averaged distribution of electric field strength, the device periodically shifts the standing wave along the pipeline system. Such an offset is made by a cyclic frequency switch. When the value of the capacitor in the oscillatory circuit is changed due to the connection of the capacitor 4 parallel to the capacitor 3, the frequency of the generated pulses also changes. Figure 2 shows the location of the standing wave when the contact of the cyclic relay is closed (case a), when the contact of the cyclic relay is opened with a double frequency (case b); location of a standing wave of the acting voltage along the pipe during the cycle (case c). This arrangement indicates a more uniform distribution of electric field strength along the pipeline system and, accordingly, a more optimal anti-scale effect throughout the entire cleared area. The duration of the cycle can be from a few seconds to several days. As an antenna, metal building structures can be used.

Таким образом устройство более эффективно обрабатывает жидкость, и очищает трубу от отложений качественнее.Thus, the device processes the liquid more efficiently and cleans the pipe from deposits better.

Устройство не требует особых условий при эксплуатации, а в герметичном корпусе его можно располагать скрытно, что обеспечивает сохранность.The device does not require special operating conditions, and in a sealed enclosure it can be located covertly, which ensures safety.

Claims

1. A device for processing liquid contained in a pipeline system, including means for generating radio frequency signals, means for supplying radio frequency signals to a liquid in a pipeline system, having an output transformer and a clip, characterized in that the means for generating radio frequency signals comprises a cyclic frequency switch, which periodically changes the frequency of the radio frequency signals, and the means for supplying the radio frequency signals to the liquid in the pipeline system comprises an antenna, which odsoedinyaetsya to one of the terminals of the secondary winding of the output transformer, whose second terminal is connected to the pipeline system.

2. The device according to claim 1, characterized in that the cyclic frequency switch of the radio frequency signals changes the frequency by half.

3. The device according to claim 2, characterized in that it contains a capacitor and a cyclic time switch, while the capacitor through the contact of the cyclic time switch is periodically connected parallel to the capacitor of the oscillating circuit in the means of generating radio frequency signals.