УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ ЖИДКОСТИ Российский патент 1995 года по МПК C02F1/48 

Изобретение относится к устройствам для омагничивания жидкостей, которые используются в различных областях техники и промышленности.

Известны устройства, в которых для создания магнитного поля, с помощью которого обрабатывается жидкость, используются электромагниты и катушки с током. Общим недостатком таких устройств является необходимость использования специальных источников тока для их питания, низкий КПД из-за больших потерь в виде потоков рассеяния, трудности в изготовлении электрокатушек из-за необходимости обеспечения электрической безопасности в обращении.

Другим аналогом является устройство, в котором источником магнитного поля являются магниты цилиндрической формы с аксиальным направлением намагниченности, которые расположены коаксиально в цилиндрической магнитоненасыщенной трубе. Магнитный поток создается в зазоре между наружной поверхностью железных цилиндрических башмаков, размещенных на полюсах магнитов, и внутренней поверхностью магнитоненасыщенной трубы, по которому проходит жидкость. К общим недостаткам таких устройств относятся: частичное шунтирование цилиндрического магнита магнитомягкой трубой, что снижает КПД использования магнитов, малая величина зазора, через который проходит жидкость, способствующая быстрому засорению и необходимостью специальной разборки и промывки всего устройства в процессе эксплуатации или очистки жидкости перед ее пропусканием через устройство.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению прототипом является аппарат для магнитной обработки воды, содержащий блок с постоянными магнитами, расположенный вдаль трубы с жидкостью вдоль ее оси, и которому присуще вышеуказанные недостатки аналогов, приводящие в целом к высокой стоимости устройства и сложности его эксплуатации, во время которой необходима его разборка и промывание его от грязи и коррозии железных наконечников и магнитов, особенно, если они выполнены из самых современных материалов: железо-неодим-бор, обладающих высокой коррозионной способностью.

Основной целью изобретения является снижение стоимости устройства и упрощение его эксплуатации.

Поставленная цель достигается в устройстве для магнитной обработки жидкости, содержащем магнитную систему с постоянными магнитами, расположенную вдоль трубы с жидкостью, тем, что магнитная система содержит одну или 2 N(N 1,2) магнитоненасыщенных пластин, по крайней мере одна из которых выполнена с выступами, между которыми расположены магниты, одноименными полюсами замкнутые на пластину, магнитная система расположена снаружи трубы, выполненной из немагнитного материала. С целью повышения эффективности устройства трубу с жидкостью располагают между двух магнитоненасыщенных пластин с магнитами, причем магниты одной пластины размещены напротив выступов другой. С целью устранения скачкообразного изменения поперечного магнитного поля пластины расположены симметрично относительно проходящей между ними трубы, а противолежащие магниты различную полярность. С целью расширения рабочей зоны взаимодействия магнитного поля с жидкостью трубу располагают между четырьмя пластинами с магнитами, которые по азимуту имеют чередующуюся полярность, образуя квадруполь. С целью повышения производительности устройства магнитоненасыщенная пластина выполнена в виде воронки, а выступы и магниты между ними имеют кольцевую форму.

Снижение стоимости устройства и упрощение его эксплуатации достигается тем, что в предлагаемых вариантах удается использовать в рабочем зазоре магнитный потенциал обеих полюсных поверхностей магнита за счет подвода в рабочий зазор магнитного потенциала полюсной поверхности магнита со стороны, противолежащей полюсной поверхности магнита, обращенной к трубе с жидкостью с помощью магнитопровода в виде пластины с выступом, на которой как раз и концентрируется магнитный потенциал полюсной поверхности магнита, который таким образом наиболее полно использует запасенную в нем магнитодвижущую силу. В целом это способствует увеличению КПД использования магнитов в системе, а значит снижает массогабаритные характеристики, что в первую очередь характеризует еë стоимостные параметры. Упрощение эксплуатации достигается тем, что труба с жидкостью не совмещена с магнитной системой и, таким образом, жидкость не проходит вокруг магнитов, а трубу можно легко прочистить от загрязнения, вынимая из магнитной системы, при этом магниты и магнитопроводы с выступами не подвергаются коррозии.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1, 2, 3, 4, 5 показаны варианты выполнения устройства, в которых 1 магниты, 2 магнитоненасыщенная пластина с выступами 3, 4 немагнитная труба с жидкостью.

На фиг. 1 показано устройство с двумя магнитоненасыщенными пластинами 2, одна выполнена с выступами 3, между которыми расположены магниты 1, одноименными полюсами примыкающие к пластине, между пластин проходит труба из немагнитного материала 4 с жидкостью.

На фиг. 2 разрез А-А фиг. 1.

На фиг. 3 показано устройство, в котором обе пластины выполнены с выступами, труба с жидкостью проходит между ними, причем магниты одной пластины размещены напротив выступов другой.

На фиг. 4 разрез В-В фиг.3.

На фиг. 5 показано устройство, в котором пластины расположены симметрично относительно проходящей между ними трубы, а магниты имеют различную полярность.

На фиг. 6 разрез Б-Б фиг.5.

На фиг. 7 показано устройство, состоящее из 4-х пластин с магнитами, пластины расположены относительно проходящей между ними трубы так, что магниты по азимуту имеют чередующуюся полярность, образуя квадруполь.

На фиг. 8 разрез Г-Г фиг.7.

На фиг. 9 показано устройство, в котором магнитоненасыщенная пластина выполнена в виде воронки, а выступы и магниты между ними имеют кольцевую форму.

На фиг. 10 разрез Д-Д фиг.9.

Устройство, изображенное на фиг. 1, работает следующим образом: жидкость, проходящая по трубе 4, подвергается воздействию магнитного поля, которое создается между полюсами магнитов 1 и магнитоненасыщенной пластиной 2, имеющей нулевой магнитный потенциал. Недостатком такого устройства является слабое по величине поперечное магнитное поле и как следствие малая эффективность всего устройства.

Этот недостаток удается устранить в устройстве, показанном на фиг. 3. Работает устройство следующим образом: имея меньший магнитный потенциал, выступы 3 установлены против магнитов, что позволяет в зазоре между ними получать более сильные поля. Жидкость, протекающая по трубе 4, подвергается воздействию поперечных магнитных полей в зазорах между выступами и магнитами. Недостатком такого устройства является скачкообразное изменение поперечного магнитного поля вдоль трубы, за счет неизбежного падения магнитного потенциала на выступах магнитопровода пластины.

Этот недостаток удается устранить в устройстве, показанном на фиг. 5.

Предложенное устройство было использовано при магнитной обработке воды, на которой затворялся бетон. Реальное воплощение изобретения проведено с использованием конструкции, показанной на фиг. 5. В зазоре между призматическими магнитами 140 х 20 х 15 сформировано поперечное магнитное поле напряженностью 160 кА/м, через которое по трубе 4, выполненной из немагнитного материала, проходила водопроводная вода, на которой затворялся цементный раствор бетона. В табл. 1 приведены результаты определения давления разрушения экспериментальных образцов бетона кубической формы со стороной ребра 150 мм. В каждой партии было изготовлено по 3 образца.

Из табл. 1 видно, что применение заявляемого устройства для омагничивания воды увеличило в среднем прочность бетона на 23% (Д/Д_ср).

В таблице 2 приведены сравнительные данные по прочности бетонных кубиков с уменьшенным содержанием цемента на 10%
Из табл. 2 видно, что уменьшение содержания цемента на 10% прочность бетона, затворенного в воде, прошедшей обработку в предлагаемом устройстве практически не изменилась.

Таким образом реальное воплощение изобретения показало высокую эффективность его использования в производстве бетона и бетонных изделий.

Использование: устройства для омагничивания жидкостей в различных областях техники и промышленности. Сущность изобретения: устройство для магнитной обработки жидкости содержит магнитную систему с постоянными магнитами, которую располагают вдоль трубы с жидкостью с наружной стороны. Магнитная система содержит магнитоненасыщенные пластины магнитопроводов с выступами, между которыми расположены магниты, замкнутые на пластину одноименными полюсами. При прохождении жидкости по трубе она подвергается воздействию магнитных полей, приобретая особые свойства. 4 з. п. ф-лы, 10 ил. 2 табл.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ ЖИДКОСТИ, содержащее магнитную систему с постоянными магнитами, расположенную вдоль трубы с жидкостью, отличающееся тем, что магнитная система содержит одну или 2N(N 1,2) магнитоненасыщенных пластин, по крайней мере одна из которых выполнена с выступами, между которыми расположены магниты, одноименными полюсами замкнутые на пластину, магнитная система расположена снаружи трубы, выполненной из немагнитного материала. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что труба с жидкостью расположена между двух магнитоненасыщенных пластин с магнитами, причем магниты одной пластины размещены напротив выступов другой. 3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что пластины расположены симметрично относительно проходящей между ними трубы, а противолежащие магниты имеют различную полярность. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в системе, состоящей из четырех магнитоненасыщенных пластин с магнитами, расположенных относительно проходящей между ними трубы, магниты по азимуту имеют чередующуюся полярность, образуя квадруполь. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что магнитоненасыщенная пластина выполнена в виде воронки, а выступы и магниты между ними имеют кольцевую форму.