RU2292235C2 - Device for intensification of material transformation - Google Patents
Device for intensification of material transformation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2292235C2 RU2292235C2 RU2004131506/15A RU2004131506A RU2292235C2 RU 2292235 C2 RU2292235 C2 RU 2292235C2 RU 2004131506/15 A RU2004131506/15 A RU 2004131506/15A RU 2004131506 A RU2004131506 A RU 2004131506A RU 2292235 C2 RU2292235 C2 RU 2292235C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- housing
- substance
- current
- block
- frequency
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title abstract description 6
- 230000009466 transformation Effects 0.000 title description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 28
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 27
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 21
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 12
- 230000003321 amplification Effects 0.000 abstract 1
- 230000002925 chemical effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 abstract 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 230000002730 additional effect Effects 0.000 description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 239000008236 heating water Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000003348 petrochemical agent Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Radiation-Therapy Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам, обеспечивающим ускорение основного процесса преобразования вещества (например, преобразования воды в пар) путем создания одновременно с основным воздействием (нагреванием) вспомогательного физико-химического воздействия, обеспечивающего уменьшение времени преобразования (времени нагревания).The invention relates to devices that accelerate the main process of converting a substance (for example, converting water to steam) by creating simultaneously with the main effect (heating) an auxiliary physico-chemical effect, which reduces the conversion time (heating time).
Известны различные устройства, ускоряющие основные технологические процессы дополнительным воздействием на вещество (см., например, а.с. 288610, кл. В 28 С 9/10, а.с. 1414785, кл. C 02 F 1/48, патент RU 2026266, кл. С 02 F 1/48, патент SU 1811421, кл. В 02 С 19/18, патент RU 2137548, кл. В 02 С 19/18, патент RU 2199491, кл. C 02 F 1/463). Обычно дополнительное воздействие создают электромагнитным полем (см., например, Классен В.И. Омагничивание водных систем. М.: Химия, 1982, гл.IV, стр.145-158, гл.V, стр.166-286).There are various devices that accelerate the main technological processes with an additional effect on the substance (see, for example, AS 288610, class B 28 C 9/10, AS 1414785, class C 02 F 1/48, patent RU 2026266, class C 02 F 1/48, patent SU 1811421, class B 02 C 19/18, patent RU 2137548, class B 02 C 19/18, patent RU 2199491, class C 02 F 1/463) . Usually an additional effect is created by an electromagnetic field (see, for example, Klassen V.I. Magnetization of water systems. M: Chemistry, 1982, chap. IV, pp. 145-158, chap. V, pp. 166-286).
Достоинством таких устройств является то, что дополнительная, например магнитная, обработка воды позволяет увеличить эффективность основного технологического процесса и улучшить свойства продукта производства. Все это сопровождается существенной экономической эффективностью.The advantage of such devices is that additional, for example magnetic, water treatment allows to increase the efficiency of the main technological process and improve the properties of the product. All this is accompanied by significant economic efficiency.
Недостатком устройств-аналогов является то, что для их реализации требуются значительные затраты энергии и создание дополнительного дорогостоящего и громоздкого оборудования, содержащего системы электромагнитных узлов (индукторов), которые выполняются сосредоточенными в виде соленоидов (а.с. 1414785) или распределенными, например, в виде трубчатого индуктора (патент RU 2199491).The disadvantage of analog devices is that their implementation requires significant energy costs and the creation of additional expensive and bulky equipment containing systems of electromagnetic nodes (inductors), which are concentrated in the form of solenoids (AS 1414785) or distributed, for example, in the form of a tubular inductor (patent RU 2199491).
Известны устройства, обеспечивающие ускорение основного процесса без значительных затрат энергии и без сложного оборудования.Known devices that accelerate the main process without significant energy costs and without complex equipment.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство по патенту RU №2137548, кл. В 02 С 19/18 под названием «Устройство и способ интенсификации процессов физической, химической и/или физико-химической природы», которое мы выбираем в качестве прототипа.Closest to the proposed device is the patent RU No. 2137548, class. In 02 C 19/18 under the name "Device and method for intensification of processes of a physical, chemical and / or physico-chemical nature", which we choose as a prototype.
Устройство-прототип содержит средства физико-химического воздействия на материал, которые представляют собой средства приложения переменного электрического потенциала к материалу, находящемуся в твердом, жидком, газообразном и/или парообразном виде. Средства приложения потенциала выполнены с возможностью подачи переменного электрического потенциала непосредственно на материал или на емкость, в которой находится материал, через одиночный электрод. Частота электрического поля в устройстве-прототипе составляет от 1,0 Гц до 1 кГц, а потенциал находится в пределах от 1 до 300 В.The prototype device contains means of physico-chemical effects on the material, which are means of applying an alternating electric potential to a material in solid, liquid, gaseous and / or vapor form. The potential application means are configured to supply an alternating electric potential directly to the material or to the container in which the material is located through a single electrode. The frequency of the electric field in the prototype device is from 1.0 Hz to 1 kHz, and the potential is in the range from 1 to 300 V.
Достоинством устройства-прототипа является то, что с его помощью вспомогательное физико-химическое воздействие на вещество создают приложением переменного электрического потенциала к диэлектрическим материалам через одиночный электрод одновременно с основным процессом, например, с измельчением цемента, находящегося в барабанной мельнице. В результате, согласно патенту, происходит ускорение основного процесса преобразования вещества, не требуется значительных затрат энергии, увеличивается производительность мельницы и не требуется создания дополнительного дорогостоящего оборудования.The advantage of the prototype device is that with its help, an auxiliary physicochemical effect on a substance is created by applying an alternating electric potential to dielectric materials through a single electrode simultaneously with the main process, for example, grinding cement in a drum mill. As a result, according to the patent, the main process of substance conversion is accelerated, significant energy expenditures are not required, mill productivity is increased, and additional expensive equipment is not required.
Недостатком устройства-прототипа является то, что электрический потенциал можно приложить только к диэлектрическим материалам и к диэлектрическим корпусам, имеющим большое электрическое сопротивление, создать в них только электрическое поле и получить те емкостные или пьезоэлектрические эффекты, о которых говорится в патенте. К металлическим (электропроводящим) корпусам потенциал прикладывать бесполезно, так как известно, что поле внутри электропроводящего заряженного потенциалом полого шара (к которому можно отнести металлические корпуса барабанной мельницы или дробилки) равно нулю. При подаче потенциала на такой корпус никакого воздействия на вещество, расположенное в корпусе, не происходит (см. например, Сивухин Д.В. Общий курс физики. Том 2. Электричество. М.: Наука, 1983, стр.35, стр.37).The disadvantage of the prototype device is that the electric potential can be applied only to dielectric materials and to dielectric housings having a high electrical resistance, create only an electric field in them and obtain the capacitive or piezoelectric effects described in the patent. It is useless to apply potential to metal (electrically conductive) housings, since it is known that the field inside the electrically conductive potential-charged hollow ball (to which the metal casings of a drum mill or crusher can be attributed) is zero. When the potential is applied to such a housing, no effect on the substance located in the housing occurs (see, for example, Sivukhin D.V. General course of physics. Volume 2. Electricity. M: Nauka, 1983, p. 35, p. 37 )
Таким образом средства, используемые в устройстве-прототипе, не обеспечивают ускорение процесса преобразования вещества, находящегося в электропроводящем корпусе.Thus, the means used in the prototype device do not provide acceleration of the conversion process of a substance located in an electrically conductive housing.
Кроме того, на фиг.1 патента-прототипа показано, что выход блока 3, от которого потенциал подается, заземлен, а средства переработки 4 (в том числе корпус), на которые потенциал подается, не заземлены. В результате, для реализации устройства-прототипа необходимо металлический корпус дробилки (мельницы), который находится под напряжением, достигающим согласно патенту 300 В, изолировать от заземленных поверхностей и принять меры для обеспечения безопасности обслуживающего персонала.In addition, figure 1 of the patent prototype shows that the output of block 3, from which the potential is supplied, is grounded, and the processing means 4 (including the housing), to which the potential is supplied, are not grounded. As a result, to implement the prototype device, it is necessary to isolate the metal case of the crusher (mill), which is under voltage reaching 300 V according to the patent, from grounded surfaces and take measures to ensure the safety of maintenance personnel.
Таким образом, использование устройства-прототипа для ускорения основного процесса в веществах, расположенных в электропроводящих корпусах, вызывает значительные трудности.Thus, the use of a prototype device to accelerate the main process in substances located in electrically conductive cases causes significant difficulties.
Задачей предлагаемого изобретения является создание устройства для ускорения процесса преобразования вещества, помещенного в электропроводящий корпус для основного воздействия, при минимальных затратах энергии и обеспечении электробезопасности.The objective of the invention is to provide a device to accelerate the conversion process of a substance placed in an electrically conductive housing for the main impact, with minimal energy consumption and ensuring electrical safety.
Эта задача решена благодаря тому, что, во-первых, в предлагаемом устройстве средства дополнительного физико-химического воздействия на вещество представляют собой средства создания переменного электрического тока в электропроводящем корпусе, которые содержат подключенный выходом к корпусу блок управления током, состоящий из соединенных последовательно блока фильтров, блока автоматической регулировки усиления, блока изменения амплитуды и/или частоты, блока формирования импульсов и выходного усилителя.This problem is solved due to the fact that, firstly, in the device according to the invention, the means of additional physicochemical action on the substance are means for generating an alternating electric current in an electrically conductive housing, which comprise a current control unit connected to the output by the housing, consisting of a filter unit connected in series , an automatic gain control unit, an amplitude and / or frequency change unit, a pulse shaping unit, and an output amplifier.
Во-вторых, - благодаря тому, что средства создания тока содержат приемник внешнего электромагнитного излучения, подключенный ко входу блока управления током.Secondly, due to the fact that the current generating means comprise an external electromagnetic radiation receiver connected to the input of the current control unit.
В-третьих, - благодаря тому, что амплитуду и/или частоту тока изменяют в выбранном диапазоне циклически.Thirdly, due to the fact that the amplitude and / or frequency of the current is changed cyclically in the selected range.
В-четвертых, - благодаря тому, что основное воздействие представляет собой нагревание для преобразования воды в пар.Fourth, due to the fact that the main effect is heating to convert water to steam.
Сущность предлагаемого устройства поясняется чертежами фиг.1, фиг.2. На фиг.1 схематически изображены средства создания тока в корпусе. На фиг.2 изображена структура блока управления током.The essence of the proposed device is illustrated by drawings of figure 1, figure 2. Figure 1 schematically shows the means of creating current in the housing. Figure 2 shows the structure of the current control unit.
На фиг.1, фиг.2 приняты следующие обозначения.In figure 1, figure 2 adopted the following notation.
1 - блок управления током, БУТ;1 - current control unit, BUT;
2 - электропроводящий корпус, ЭПК;2 - electrically conductive housing, EPA;
3 - приемник внешнего излучения, ПВИ;3 - receiver of external radiation, PVI;
4 - блок фильтров, БФ;4 - filter block, BF;
5 - блок автоматической регулировки усиления, АРУ;5 - block automatic gain control, AGC;
6 - блок изменения амплитуды и частоты, БИАЧ;6 - block changes in amplitude and frequency, BIAC;
7 - блок формирования импульсов, БФИ;7 - pulse shaping unit, BFI;
8 - выходной усилитель, ВУ.8 - output amplifier, WU.
В предлагаемом устройстве, в отличие от устройства-прототипа, средства дополнительного воздействия на вещество представляют собой средства создания переменного электрического тока в электропроводящем корпусе, в котором размещено вещество.In the proposed device, in contrast to the prototype device, the means of additional exposure to the substance are means of creating an alternating electric current in the electrically conductive housing in which the substance is located.
Для создания электрического тока одновременно с основным воздействием (например, нагреванием) на корпусе с веществом установлены два типовых контакта (клеммы), соединенные электрически с корпусом и расположенные на необходимом (обычно максимальном) отдалении друг от друга. В зависимости от конструкции корпуса расстояние между этими контактами в предлагаемом устройстве может составлять от нескольких сантиметров (например, в котле, чайнике) до нескольких метров (например, при нагревании воды в трубах парогенератора).To create an electric current simultaneously with the main effect (for example, heating), two typical contacts (terminals) are installed on the housing with the substance, electrically connected to the housing and located at the necessary (usually maximum) distance from each other. Depending on the design of the housing, the distance between these contacts in the proposed device can range from a few centimeters (for example, in a boiler, kettle) to several meters (for example, when heating water in the pipes of a steam generator).
В предлагаемом устройстве (фиг.1) средства создания тока в корпусе содержат блок управления током (БУТ 1), выходом подключенный к электропроводящему корпусу (ЭПК 2). В блоке БУТ обеспечивается требуемый характер протекания тока по корпусу 2, обусловленный свойствами вещества, а также взаимосвязью между основным и дополнительным воздействием. В нем обеспечивается формирование тока в заданном диапазоне амплитуд и частот, а также формирование заданного закона изменения этих параметров во времени. Кроме того, в связи с тем, что блок БУТ выходом подключен к корпусу 2, в нем обеспечена работа на низкоомную нагрузку, какой является ЭПК 2 (п.1 Формулы изобретения).In the proposed device (Fig. 1), the means for generating current in the housing comprise a current control unit (BUT 1) connected to an electrically conductive housing (EPK 2) by an output. The unit BUT provides the required nature of the flow of current through the housing 2, due to the properties of the substance, as well as the relationship between the main and additional impact. It provides the formation of current in a given range of amplitudes and frequencies, as well as the formation of a given law of change of these parameters over time. In addition, due to the fact that the BUT unit is connected to the housing 2 by the output, it provides low-impedance load, which is EPA 2 (Claims 1).
Известно, что для формирования электрического сигнала переменного тока используется электронный генератор, аналогичный установленному в устройстве-прототипе. Однако в предлагаемом устройстве, в отличие от известных, средства создания тока (фиг.1) содержат ПВИ 3 внешнего электромагнитного излучения (антенну), который подключен ко входу блока БУТ 1. Приемник 3 является источником широкого спектра сигналов (в том числе и высокочастотных), что позволяет в блоке 1 формировать необходимые токи в требуемом диапазоне частот без генератора (п.2 Формулы изобретения).It is known that to generate an electrical signal of alternating current, an electronic generator is used, similar to that installed in the prototype device. However, in the proposed device, in contrast to the known ones, the means for generating current (Fig. 1) contain PVI 3 of external electromagnetic radiation (antenna), which is connected to the input of the BUT 1. The receiver 3 is a source of a wide range of signals (including high-frequency) that allows in block 1 to generate the necessary currents in the desired frequency range without a generator (paragraph 2 of the claims).
Блок БУТ 1 (фиг.2) содержит соединенные последовательно блок фильтров БФ 4, блок АРУ 5, блок БИАЧ 6, блок БФИ 7 и выходной усилитель ВУ 8.Block BUT 1 (figure 2) contains connected in series
Блок БФ 4 содержит широкополосный фильтр (или несколько фильтров), обеспечивающий выделение сигналов в заданном диапазоне частот.The
Блок АРУ 5 содержит операционный усилитель с регулируемым коэффициентом усиления. Регулировка осуществляется таким образом, что уровень сигналов на выходе соответствует заданному при любом (отличном от нуля) уровне сигналов на входе.The AGC
Блок БИАЧ 6 содержит узкополосный фильтр с перестраиваемой по сигналу управления резонансной частотой. Перестройка осуществляется постоянным напряжением, в результате чего происходит изменение частоты выходного сигнала в заданном диапазоне по заданному закону.Block BIACh 6 contains a narrow-band filter with tunable resonant frequency control signal. The tuning is carried out by a constant voltage, as a result of which there is a change in the frequency of the output signal in a given range according to a given law.
Для изменения амплитуды в блоке БИАЧ 6 установлен операционный усилитель с управляемым коэффициентом передачи. Управление осуществляется также постоянным напряжением, аналогично рассмотренному выше для частоты.To change the amplitude in the unit BIACH 6 installed operational amplifier with a controlled transmission coefficient. The control is also carried out by a constant voltage, similar to that discussed above for frequency.
Блок БФИ 7 содержит преобразователь, ширина импульсов на выходе которого соответствует амплитуде входного сигнала.Block BFI 7 contains a Converter, the pulse width at the output of which corresponds to the amplitude of the input signal.
Выходной усилитель ВУ 8 представляет собой усилитель прямоугольных импульсов, обеспечивающий работу блока БУТ на низкоомную нагрузку, какой является ЭПК 2 (п.1 Формулы изобретения).The
Для ускорения процесса преобразования вещества большое значение имеет выбор диапазона амплитуд и диапазона частот дополнительного воздействия на вещество переменным током. Эти диапазоны зависят от резонансных (воспринимающих воздействие) свойств вещества, от его агрегатного состояния (твердое, жидкое, газо- или парообразное), а также от амплитудной и частотной излучательной способности корпуса, в котором вещество находится под основным воздействием.To accelerate the process of conversion of matter is of great importance the choice of the range of amplitudes and the frequency range of the additional effects on the substance with alternating current. These ranges depend on the resonant (perceiving) properties of the substance, on its aggregate state (solid, liquid, gas or vapor), as well as on the amplitude and frequency emissivity of the housing in which the substance is under the main influence.
Для ускорения процесса преобразования вещества важно не только определить диапазон частот, но и целесообразно изменять частоту тока и, соответственно, частоту воздействия на вещество в выбранном диапазоне от минимального до максимального значения (и/или наоборот) циклически. Только в этом случае будут созданы частоты, необходимые для разрушения межмолекулярных связей. Значения частот зависят от размеров молекулярных образований, в том числе вызванных предварительными разрушениями.To accelerate the process of substance conversion, it is important not only to determine the frequency range, but also it is advisable to change the frequency of the current and, accordingly, the frequency of exposure to the substance in the selected range from minimum to maximum value (and / or vice versa) cyclically. Only in this case will the frequencies necessary for the destruction of intermolecular bonds be created. Frequency values depend on the size of molecular formations, including those caused by preliminary fractures.
Аналогичные рассуждения относятся и к амплитуде тока (амплитуде воздействия), которую целесообразно также изменять циклически. В предлагаемом устройстве диапазоны амплитуд и/или частот воздействия, а также их циклическое изменение формируются с помощью блока БИАЧ 6 (п.3 Формулы изобретения).Similar considerations apply to the amplitude of the current (amplitude of exposure), which is also advisable to change cyclically. In the proposed device, the ranges of amplitudes and / or frequencies of influence, as well as their cyclic change, are formed using the SIW unit 6 (claim 3 of the claims).
Трудности дополнительного воздействия на вещества, находящиеся в электропроводящих корпусах, особенно наглядно проявляются в парогенераторах, в металлических трубах которых температура воды превышает 100°С, в связи с чем воздействие на воду одновременно с нагревом не осуществляется.Difficulties of additional exposure to substances in electrically conductive housings are especially evident in steam generators, in metal pipes of which the water temperature exceeds 100 ° C, and therefore, water is not simultaneously affected by heating.
В предлагаемом устройстве впервые обеспечена возможность ускорения процессов одновременно с основным воздействием, которое представляет собой нагревание воды для преобразования в пар (п.4 Формулы изобретения).In the proposed device for the first time, it is possible to accelerate processes simultaneously with the main effect, which is the heating of water for conversion to steam (
При одновременном воздействии на воду нагревания и токов, пропускаемых по корпусу, быстрее происходит разрушение молекулярных цепочек (кластеров) и увеличивается скорость процесса парообразования. Для разрушения кластеров не требуется больших затрат вспомогательной энергии, так как главная часть энергии вносится основным воздействием, нагреванием. В результате уменьшается время нагревания и экономится электроэнергия или топливо.With the simultaneous action of heating water and currents passing through the housing, the destruction of molecular chains (clusters) is faster and the rate of steam formation increases. For the destruction of clusters does not require large expenditures of auxiliary energy, since the main part of the energy is introduced by the main impact, heating. As a result, the heating time is reduced and energy or fuel is saved.
При пропускании переменного электрического тока по корпусу происходит комплексное воздействие различных видов энергии на молекулярные образования и на заряженные частицы в веществе. Под действием электромагнитного излучения корпуса в веществе происходят не только электрические и магнитные, но также электро- и гидродинамические резонансные процессы. Кроме того, благодаря гальванической связи электрических токов корпуса с веществом происходит снабжение вещества электронами.When passing an alternating electric current through the body, a complex effect of various types of energy on molecular formations and on charged particles in a substance occurs. Under the influence of electromagnetic radiation from the body, not only electrical and magnetic, but also electro- and hydrodynamic resonance processes occur in a substance. In addition, due to the galvanic connection of the electric currents of the housing with the substance, the substance is supplied with electrons.
Диапазон частот эффективного воздействия переменного тока, протекающего по корпусу парогенератора, на воду в нем находится в высокочастотной области (1 МГц), значительно превышающей область частот устройства-прототипа. Эффективный ток составляет несколько миллиампер. Приложенное к заземленному корпусу напряжение от блока БУТ не превосходит 1 В, что является совершенно безопасным для обслуживающего персонала.The frequency range of the effective effects of alternating current flowing through the body of the steam generator on the water in it is in the high-frequency region (1 MHz), significantly exceeding the frequency region of the prototype device. The effective current is a few milliamps. The voltage applied to the grounded case from the BUT unit does not exceed 1 V, which is completely safe for maintenance personnel.
Пропусканием переменного электрического тока по корпусу с помощью предлагаемого устройства удается эффективно воздействовать на вещество, находящееся в электропроводящем корпусе под другим основным воздействием (например, измельчением). В этом случае в веществе не развивается больших токов, не происходит нагрев, а разрушаются связи в ансамблях молекул, что способствует ускорению основного процесса.By passing an alternating electric current through the housing with the help of the proposed device, it is possible to effectively act on a substance located in the electrically conductive housing under another main influence (for example, grinding). In this case, high currents do not develop in the substance, heating does not occur, and bonds in the ensembles of molecules are destroyed, which helps to accelerate the main process.
Работа предлагаемого устройства происходит следующим образом.The operation of the proposed device is as follows.
От приемника ПВИ 3 (антенны) (фиг.1) на вход блока БУТ 1 поступает широкий спектр частот (белый шум). С помощью блока БФ 4 (фиг.2) из этого спектра выделяется диапазон частот, необходимый для воздействия на конкретное вещество или на близкую по частотам группу веществ. Сигналы этих частот могут отличаться по амплитуде, поэтому они поступают в блок АРУ 5, в котором происходит выравнивание амплитуд сигналов под заранее заданный уровень.From the receiver PVI 3 (antenna) (figure 1) to the input of the unit BUT 1 receives a wide range of frequencies (white noise). Using block BF 4 (figure 2) from this spectrum is allocated the frequency range necessary for exposure to a particular substance or group of substances that is close in frequency. The signals of these frequencies may vary in amplitude, so they enter the
После этого сигнал поступает в блок БИАЧ 6, в котором циклически осуществляется последовательное выделение одной частоты из диапазона (с допустимым интервалом дискретности или непрерывно) по закону, заданному в цикле (например, линейному). При необходимости по аналогичному закону осуществляется изменение амплитуды.After that, the signal enters the SILC unit 6, in which one frequency is cyclically sequentially selected from the range (with an acceptable discrete interval or continuously) according to the law specified in the cycle (for example, linear). If necessary, according to a similar law, the amplitude is changed.
В блоке БИАЧ 6 обеспечена возможность подачи на выход сигнала на одной частоте при разных амплитудах, а также при одной амплитуде и разных частотах диапазона.In the unit 6, it is possible to supply a signal at the same frequency at different amplitudes, as well as at the same amplitude and different frequencies of the range.
Из блока БИАЧ 6 сигнал поступает в блок БФИ 7, в котором формируются прямоугольные импульсы определенной ширины и скважности. Преимущество импульсного воздействия на вещество в том, что кроме основной частоты импульс содержит кратные гармоники, поэтому воздействие на вещество осуществляется также на частотах, кратных основной.From the BIAC block 6, the signal enters the
С выхода блока БФИ 7 сигнал поступает в усилитель ВУ 8, который создает необходимый ток в низкоомной нагрузке, какой является корпус ЭПК 2.From the output of the
От протекающего по корпусу ЭПК 2 тока происходит комплексное воздействие на вещество высокочастотными электрическим и магнитным полями, а также обеспечивается гальваническая связь вещества с токами в корпусе, в результате чего крупные молекулярные образования в веществе распадаются на мелкие части и процесс преобразования вещества (например, преобразование воды в пар) существенно ускоряется при незначительных затратах дополнительной энергии и обеспечении электробезопасности.From the current flowing through the body of EPA 2, a complex effect on the substance by high-frequency electric and magnetic fields occurs, as well as galvanic coupling of the substance with the currents in the housing is ensured, as a result of which large molecular formations in the substance break up into small parts and the process of substance transformation (for example, water conversion in steam) is significantly accelerated at low cost of additional energy and ensuring electrical safety.
Таким образом, благодаря тому, что в предлагаемом устройстве средства дополнительного физико-химического воздействия представляют собой средства создания переменного электрического тока в электропроводящем корпусе, в котором расположено вещество, удалось реализовать процессы в проводящих и непроводящих средах, расположенных как в заземленных, так и в незаземленных корпусах, неосуществимые приложением потенциала в устройстве-прототипе.Thus, due to the fact that in the proposed device, the means of additional physicochemical exposure are means of creating an alternating electric current in the electrically conductive housing in which the substance is located, it was possible to implement processes in conductive and non-conductive environments located both in grounded and in non-grounded buildings, impracticable by the application of potential in the device prototype.
Существенным преимуществом предлагаемого устройства перед известными является то, что для обеспечения вспомогательного воздействия не требуется изменять конструкцию корпуса, в котором находится вещество, и создавать специальное дополнительное дорогостоящее и громоздкое оборудование.A significant advantage of the proposed device over the well-known is that to ensure auxiliary effects it is not necessary to change the design of the housing in which the substance is located and to create special additional expensive and bulky equipment.
Благодаря тому, что средства создания тока в корпусе содержат блок управления током, подключенный выходом к корпусу, с помощью предлагаемого устройства удалось обеспечить необходимое воздействие на вещество в заданном диапазоне амплитуд и частот.Due to the fact that the means of creating current in the housing contain a current control unit connected by an output to the housing, using the proposed device it was possible to provide the necessary effect on the substance in a given range of amplitudes and frequencies.
Существенным преимуществом предлагаемого устройства перед известными является то, что в нем средства создания тока содержат вместо генератора сигналов приемник внешнего электромагнитного излучения.A significant advantage of the proposed device over the well-known is that in it the means of creating a current instead of a signal generator contain a receiver of external electromagnetic radiation.
Большое значение для ускорения процессов преобразования вещества имеет осуществленное в предлагаемом устройстве циклическое изменение амплитуды и/или частоты тока в требуемом диапазоне, так как в этом случае удается охватить широкий спектр воздействий в среде, свойства которой изменяются по мере основного и дополнительного воздействий.Of great importance for accelerating the processes of substance conversion is the cyclic change in the amplitude and / or frequency of the current in the required range, which is implemented in the proposed device, since in this case it is possible to cover a wide range of influences in the medium, the properties of which change as the main and additional influences.
Благодаря протеканию слабых токов по корпусу при использовании предлагаемого устройства обеспечивается не только необходимое воздействие на вещество, но и, в отличие от устройства-прототипа, - электробезопасность обслуживающего персонала.Due to the flow of weak currents through the housing when using the proposed device, not only the necessary effect on the substance is ensured, but, unlike the prototype device, the electrical safety of staff is ensured.
Существенные преимущества перед известными обеспечиваются с помощью предлагаемого изобретения в устройствах, в которых основное воздействие представляет собой нагревание воды для преобразования в пар. В них не только уменьшается время процесса и экономится энергия. При протекании переменного электрического тока по электропроводящему корпусу происходит адгезия, в результате чего устраняется накипь на стенках парогенератора (котла) и предотвращается образование новой накипи. Под действием электрического тока, протекающего по корпусу, происходит воздействие на соли, находящиеся в воде, которые превращаются в гель и легко устраняются при промывке котла.Significant advantages over the known are provided by the present invention in devices in which the main effect is the heating of water to convert to steam. They not only reduce the process time and save energy. When an alternating electric current flows through the electrically conductive body, adhesion occurs, as a result of which the scale on the walls of the steam generator (boiler) is eliminated and the formation of a new scale is prevented. Under the influence of an electric current flowing through the body, there is an effect on salts in the water, which turn into a gel and are easily eliminated when washing the boiler.
Предлагаемое устройство с успехом может быть применено не только для ускорения парообразования, но и для ускорения других процессов.The proposed device can be successfully applied not only to accelerate vaporization, but also to accelerate other processes.
Так, например, при подключении предлагаемого устройства к металлическому корпусу шаровой мельницы, в которой измельчается цементный клинкер, происходит увеличение степени помола. В результате увеличивается доля мелких фракций на выходе и/или сокращается время получения фракции требуемой крупности, т.е. увеличивается производительность.So, for example, when connecting the proposed device to the metal casing of the ball mill, in which the cement clinker is crushed, the degree of grinding increases. As a result, the fraction of fine fractions at the outlet increases and / or the time for obtaining the fraction of the required size is reduced, i.e. productivity increases.
Таким образом, поставленная задача: создание устройства для ускорения процесса преобразования вещества, помещенного в электропроводящий корпус для основного воздействия, при минимальных затратах энергии и обеспечении электробезопасности, решена полностью.Thus, the task: the creation of a device to accelerate the conversion process of a substance placed in an electrically conductive housing for the main impact, with minimal energy consumption and ensuring electrical safety, is completely solved.
Оценка эффективности предлагаемого устройства проведена по измерению времени закипания воды без дополнительного воздействия и с ним. Для этого в металлический сосуд заливали воду одинакового объема, равного 3 л., с одинаковой начальной температурой, устанавливали сосуд на нагреватель постоянной мощности и измеряли время нагрева воды до температуры 100°С. В результате измерений оказалось, что время нагрева без дополнительного воздействия составляло 15,5 мин, а при пропускании по корпусу сосуда одновременно с нагреванием электрического тока 5 мА частоты 1 МГц время нагрева составило 13 мин. В результате, ускорение процесса закипания воды (уменьшение времени нагревания) составило 16,1%.Evaluation of the effectiveness of the proposed device was carried out by measuring the time of boiling water without additional exposure and with it. For this, water of the same volume equal to 3 liters was poured into a metal vessel with the same initial temperature, the vessel was mounted on a constant power heater and the time of heating the water to a temperature of 100 ° C was measured. As a result of the measurements, it turned out that the heating time without additional exposure was 15.5 minutes, and when passing through the vessel’s body simultaneously with heating an electric current of 5 mA at a frequency of 1 MHz, the heating time was 13 minutes. As a result, the acceleration of the process of boiling water (decrease in heating time) was 16.1%.
При циклическом изменении частоты тока в диапазоне 900 КГц - 1100 КГц температура кипения была достигнута через 12,8 мин, т.е. эффективность составила 18%.With a cyclical change in the frequency of the current in the range 900 kHz - 1100 kHz, the boiling point was reached after 12.8 minutes, i.e. efficiency was 18%.
Отсюда следует, что при использовании предлагаемого устройства обеспечивается экономия электрической (тепловой) энергии, уменьшается время технологического процесса и увеличивается производительность оборудования.It follows that when using the proposed device provides savings in electrical (thermal) energy, reduces the time of the process and increases the productivity of the equipment.
Таким образом, с помощью предлагаемого «Устройства для ускорения процесса преобразования вещества» может быть повышена эффективность технологических процессов в теплоэнергетике, нефтехимии, горно-перерабатывающей и других отраслях промышленности.Thus, with the help of the proposed “Device for accelerating the process of substance conversion”, the efficiency of technological processes in the power industry, petrochemicals, mining and other industries can be increased.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004131506/15A RU2292235C2 (en) | 2004-10-22 | 2004-10-22 | Device for intensification of material transformation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004131506/15A RU2292235C2 (en) | 2004-10-22 | 2004-10-22 | Device for intensification of material transformation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004131506A RU2004131506A (en) | 2006-04-10 |
RU2292235C2 true RU2292235C2 (en) | 2007-01-27 |
Family
ID=36458718
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004131506/15A RU2292235C2 (en) | 2004-10-22 | 2004-10-22 | Device for intensification of material transformation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2292235C2 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1758713A1 (en) * | 1989-12-11 | 1992-08-30 | Научно-Исследовательский Институт Физических Проблем Им.Лукина | Electromagnetic radiation receiver |
RU2036808C1 (en) * | 1992-11-20 | 1995-06-09 | Государственное предприятие "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт средств автоматизации на железнодорожном транспорте" | Device to automatically control speed of diesel locomotive with electrical transmission |
RU2447U1 (en) * | 1994-12-30 | 1996-07-16 | Уфимский государственный авиационный технический университет | LIQUID ELECTRIC CONDUCTIVITY METER |
RU2137548C1 (en) * | 1998-04-27 | 1999-09-20 | Ивахнюк Григорий Константинович | Method and device for intensification of processes of physical, chemical and/or physicochemical mature |
RU2199491C2 (en) * | 2001-04-05 | 2003-02-27 | Иркутский государственный технический университет | Plant for cleaning water of hydraulic ash disposal process |
-
2004
- 2004-10-22 RU RU2004131506/15A patent/RU2292235C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1758713A1 (en) * | 1989-12-11 | 1992-08-30 | Научно-Исследовательский Институт Физических Проблем Им.Лукина | Electromagnetic radiation receiver |
RU2036808C1 (en) * | 1992-11-20 | 1995-06-09 | Государственное предприятие "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт средств автоматизации на железнодорожном транспорте" | Device to automatically control speed of diesel locomotive with electrical transmission |
RU2447U1 (en) * | 1994-12-30 | 1996-07-16 | Уфимский государственный авиационный технический университет | LIQUID ELECTRIC CONDUCTIVITY METER |
RU2137548C1 (en) * | 1998-04-27 | 1999-09-20 | Ивахнюк Григорий Константинович | Method and device for intensification of processes of physical, chemical and/or physicochemical mature |
RU2199491C2 (en) * | 2001-04-05 | 2003-02-27 | Иркутский государственный технический университет | Plant for cleaning water of hydraulic ash disposal process |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
КЛАССЕН В.И. Омагничивание водных систем. - М.: Химия, 1982, с.157-158. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004131506A (en) | 2006-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20240067541A1 (en) | Apparatuses and methods for treating biofilm and legionella in cooling tower systems | |
US7100532B2 (en) | Plasma production device and method and RF driver circuit with adjustable duty cycle | |
US11208337B2 (en) | Devices systems and methods for conserving resources by treating liquids with electromagnetic fields | |
US9481587B2 (en) | Treating liquids with electromagnetic fields | |
US6181052B1 (en) | Ultrasonic generating unit having a plurality of ultrasonic transducers | |
Amjad et al. | A simple and effective method to estimate the model parameters of dielectric barrier discharge ozone chamber | |
WO2004114461A2 (en) | Plasma production device and method and rf driver circuit with adjustable duty cycle | |
JPH01501923A (en) | Magnetic induction processing of biological fluids and tissues | |
US20050121396A1 (en) | Apparatus and method for treating substances with electromagnetic wave energy | |
US10183881B1 (en) | Systems and methods for treating industrial feedwater | |
US10781116B2 (en) | Devices, systems and methods for treatment of liquids with electromagnetic fields | |
RU2292235C2 (en) | Device for intensification of material transformation | |
US20110006687A1 (en) | Method and generator circuit for production of plasma by means of radio-frequency excitation | |
Sato et al. | Development of a high-frequency burst pulse generator for cancer cell treatment and comparison between a high-power burst pulse and a single pulse | |
Amjad et al. | Design and implementation of a high‐frequency LC‐based half‐bridge resonant converter for dielectric barrier discharge ozone generator | |
US6217712B1 (en) | Catalytic simulation using radio frequency waves | |
von Hagen et al. | Microwave-generated plasma in air under standard conditions | |
CN109692637B (en) | Integrated discharging device and liquid discharging system | |
WO2012060692A1 (en) | Wireless sound source, device and method for disinfecting a fluid | |
Bordusau et al. | Investigation of microwave energy distribution character in a resonator type plasmatron | |
Dubost et al. | Efficiency of solitary-waves radiated by the discharge in a confined plasma column | |
US11040326B2 (en) | Method for treating liquids with alternating electromagnetic field | |
Tanaka et al. | Influence of gas flow rate and pressure in reactors on ozone production using a compact pulsed power generator | |
Merkhouf et al. | Experimental validation for an integrated model of the induction plasma generation system | |
Boiko et al. | Disinfectant treatment of liquids with high specific electrical conductivity by high-voltage nanosecond pulses with a subnanosecond front |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091023 |