МАГНИТНЫЙ АППАРАТ Российский патент 1995 года по МПК C02F1/48 

Изобретение относится к аппаратам для магнитной обработки воды и водных систем и может быть использовано в химической, нефтехимической промышленности, теплоэнергетике, сельском хозяйстве, строительстве, коммунальном хозяйстве и других отраслях.

Известен магнитный аппарат, содержащий корпус, патрубки для входа и выхода обрабатываемой среды, постоянные магниты [1] Недостатками известного аппарата являются следующие: аппарат имеет одну пару полюсов и короткий путь в активной зоне, т. е. отсутствует знакопеременное магнитное поле и малое время пребывания обрабатываемой среды в активной зоне; отсутствуют конструктивные элементы для гидродинамического воздействия на обрабатываемую среду.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является магнитный аппарат, содержащий корпус, магнитную систему из блоков постоянных магнитов с шайбами из ферромагнитного материала [2] Конструкция известного магнитного аппарата имеет следующие недостатки: магнитная система аппарата эффективна для обработки и очистки жидкостей, содержащих ферромагнитные примеси и малопригодна для обработки жидкостей с немагнитными примесями, например, вода, минерализованная солями жесткости; геометрия рабочих зазоров магнитной системы аппарата, такова, что образуются участки, где магнитные характеристики поля снижены и не обеспечивают необходимые условия обработки жидкостей, содержащих немагнитные примеси. Это происходит вблизи корпуса аппарата, в промежутках между соседними блоками магнитов. Вследствие этого для эффективной работы аппарата должно быть увеличено время пребывания обрабатываемой среды в активной зоне за счет увеличения длины магнитных блоков, т.е. увеличения размеров аппарата и соответственно удельного расхода магнитов и других материалов. В другом случае эффективность обработки может быть повышена за счет снижения скорости потока обрабатываемой среды или уменьшения величины рабочего зазора, т.е. за счет уменьшения проходного сечения, что влечет за собой снижение производительности аппарата.

Предложен магнитный аппарат для обработки жидкостей, в котором магнитная система состоит из концентрических магнитных элементов, включающих постоянные магниты, расположенные между кольцевыми магнитопроводами, которые размещены вокруг расположенного по оси аппарата магнитного блока, соосно и с зазором к нему и по отношению друг к другу, а в зазорах между магнитным блоком и концентрическими магнитными элементами расположены фиксаторы зазоров с лопатками турбулизаторов на вертикальных перегородках, причем количество кольцевых магнитопроводов в концентрических магнитных элементах может быть два и более, а концентрические магнитные элементы в магнитной системе установлены ступенчато по отношению друг к другу и к магнитному блоку, а полюсы соседних магнитопроводов, расположенные в одной плоскости, имеют разноименную полярность и лопатки турбулизаторов развернуты на 90-180^о.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый магнитный аппарат отличается тем, что его магнитная система образована концентрическими магнитными элементами, включающими постоянные магниты, расположенные между двумя и более магнитопроводами, размещенными вокруг магнитного блока, расположенного по оси аппарата соосно и с зазором к нему и по отношению друг к другу, а в зазорах между магнитным блоком и концентрическими магнитными элементами установлены фиксаторы зазоров с лопатками турбулизаторов, причем концентрические магнитные элементы могут быть установлены ступенчато по отношению друг к другу и к магнитному блоку, а полюсы соседних магнитопроводов, расположенные в одной плоскости имеют разноименную полярность и лопатки турбулизаторов развернуты на 90-180^о. Таким образом, заявляемый аппарат соответствует критерию "новизна".

На фиг. 1 представлен магнитный аппарат для обработки жидкостей, продольный разрез; на фиг. 2 разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 продольный разрез концентрического магнитного элемента с тремя магнитопроводами, т.е. трехполюсный элемент; на фиг. 4 разрез по В-В на фиг. 3; на фиг. 5 и 6 перегородки с фиксаторами и лопатками турбулизаторов (на фиг. 6 для аппарата со ступенчатым расположением элементов магнитной системы); на фиг. 7 продольный разрез аппарата со ступенчатым расположением магнитных элементов; на фиг. 8 разрез по С-С на фиг. 7.

Магнитный аппарат имеет цилиндрический корпус 1, внутри которого размещена магнитная система 2, включающая расположенный по оси аппарата магнитный блок 3, вокруг которого соосно и со щелевым зазором 4 к нему и по отношению друг к другу расположены концентрические магнитные элементы 5, увеличивающегося от центра к периферии диаметра. В магнитной системе 2 магнитный блок 3 и концентрические магнитные элементы 5 расположены между нижними 6 и верхними 7 вертикальными перегородками так, что фиксаторы 8 с лопатками турбулизаторов 9 входят в щелевые зазоры 4 между ними. Лопатки турбулизаторов 9 развернуты на 90-180^о в зависимости от количества магнитопроводов. Концентрический магнитный элемент 5 включает кольцевые магнитопроводы наружные 10 и внутренние 11, между которыми размещены постоянные магниты 12. При этом боковая поверхность кольцевых магнитопроводов становится магнитными полюсами 13, а кольцевая щель между соседними магнитопроводами, расположенными в одной плоскости будет являться рабочим зазором 14.

Для увеличения длины активной зоны или времени пребывания среды в магнитном поле количество кольцевых магнитопроводов в концентрических магнитных элементах может быть от двух и более. Для этой же цели концентрические магнитные элементы в магнитной системе можно расположить ступенчато по отношению друг к другу и к магнитному блоку. При этом они устанавливаются между нижней 15 и верхней 16 перегородками, снабженными фиксаторами 8 и лопатками турбулизаторов 9, расположенными ступенчато на различной высоте. Перегородки 15 и 16 в отличие от перегородок 6 и 7 имеют между собой различную конфигурацию.

Магнитный аппарат работает следующим образом. Вода поступает в аппарат по стрелке "а", входит в радиальнолучевые каналы, образованные вертикальными перегородками 6 (15) с фиксаторами 8, затем входит в щелевые зазоры 4 между лопатками турбулизаторов 9, проходит рабочие зазоры 14, образованные магнитными полюсами 13 кольцевых магнитопроводов 10 и 11 и через радиально-лучевые каналы верхней перегородки 7 по стрелке "б" выходит из аппарата и используется по назначению.

Вода при прохождении через аппарат подвергается многократному воздействию магнитного поля в рабочих зазорах магнитной системы и гидродинамическому воздействию лопаток турбулизаторов, благодаря чему приобретает новые свойства.

Изобретение обладает следующими преимуществами:
расположение концентрических магнитных элементов, содержащих постоянные магниты, расположенные между кольцевыми магнитопроводами, которые размещены вокруг расположенного по оси аппарата магнитного блока соосно и с зазором к нему и по отношению друг к другу, образует многополюсную магнитную систему с концентрическими щелями, в которых рабочие зазоры образованы соседними кольцевыми магнитопроводами, расположенными в одной плоскости и играющие роль полюсов разноименной полярности. Благодаря такому устройству магнитной системы происходит концентрация магнитного потока в рабочих зазорах и снижение потери энергии магнитного поля за счет уменьшения рассеивания. Поэтому величина рабочих зазоров может быть увеличена, т.е. увеличено проходное сечение и, соответственно, производительность аппарата.

Послойный режим течения потока среды через концентрические щели и рабочие зазоры многополюсной магнитной системы повышает эффективность воздействия магнитного поля на обрабатываемую среду;
наличие в концентрическом магнитном элементе более двух кольцевых магнитопроводов повышает эффективность магнитной обработки жидкостей за счет частотной характеристики поля магнитной системы. Целесообразное количество кольцевых магнитопроводов не более пяти в каждом элементе;
ступенчатое расположение концентрических магнитных элементов и магнитного блока в магнитной системе аппарата с тем, что полюсы соседних магнитопроводов, расположенные в одной плоскости имели разноименную полярность позволяет увеличить длину активной зоны и времени пребывания обрабатываемой среды в магнитном поле и, таким образом, повысить эффективность магнитного воздействия на обрабатываемую среду;
наличие в концентрических щелях и рабочих зазорах фиксаторов с лопатками турбулизаторов плавно развернутых от основания до оконечности лопаток на 90-180^о позволяет точно установить и фиксированно закрепить концентрические магнитные элементы вокруг магнитного блока с заданной величиной зазора по отношению друг к другу в магнитной системе, а также придать обрабатываемой среде гидродинамическое возмущение, усиливающее воздействие магнитного поля.

Таким образом, предлагаемая конструкция магнитного аппарата позволяет повысить производительность за счет увеличения проходного сечения магнитной системы, а так же обеспечить высокую эффективность обработки жидкостей за счет сочетания магнитных характеристик с гидродинамическими факторами воздействия.

Использование: химическая, нефтехимическая промышленность, теплоэнергетика, сельское хозяйство, строительство, коммунальное хозяйство и другие отрасли. Сущность изобретения: магнитный аппарат для обработки жидкостей содержит корпус, магнитную систему, состоящую из концентрических магнитных элементов, включающих постоянные магниты, расположенные между кольцевыми магнитопроводами, которые размещены вокруг расположенного по оси аппарата магнитного блока, соосно и с зазором к нему и по отношению друг к другу. 3 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. МАГНИТНЫЙ АППАРАТ для обработки жидкостей, содержащий корпус, магнитную систему, включающую расположенный по оси аппарата магнитный блок, отличающийся тем, что магнитная система выполнена в виде концентрических магнитных элементов, включающих постоянные магниты, расположенные между кольцевыми магнитопроводами, которые размещены вокруг магнитного блока, соосно и с зазором к нему и по отношению друг к другу. 2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что он снабжен фиксаторами зазоров с лопатками турбулизаторов на вертикальных перегородках, расположенными в зазорах между магнитным блоком и концентрическими магнитными элементами. 3. Аппарат по пп.1 и 2, отличающийся тем, что концентрические магнитные элементы в магнитной системе установлены ступенчато друг к другу и к магнитному блоку. 4. Аппарат по пп.1 3, отличающийся тем, что полюсы соседних магнитопроводов, расположенные в одной плоскости, имеют разноименную полярность и лопатки турбулизаторов развернуты на 90 180^o.