ОМАГНИЧИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1995 года по МПК C02F1/48 

Изобретение относится к магнитной обработке жидкостей и может быть использовано в различных областях техники, сельском хозяйстве, медицине и в быту для изменения физических и химических свойств жидкостей, в частности водных систем.

Наиболее близким к изобретению является аппарат для магнитной обработки жидкостей, содержащий магнитную систему в виде трубы кругового сечения, намагниченную радиально.

Недостатком устройства является низкая эффективность омагничивания жидкости.

Цель изобретения повышение эффективности омагничивания жидкости за счет оптимизации магнитной системы.

Для этого в омагничивающем устройстве, выполненном в виде трубы и содержащем магнитную систему и немагнитную оболочку, магнитная система намагничена под углом β= 2α к ее продольной оси, где α- угол между продольной осью и радиусом, проведенным из центра сечения магнитной системы в точку наблюдения. При этом в рабочей зоне устройства создается интенсивное магнитное поле, что способствует повышению эффективности магнитной обработки жидкости.

Кроме того, магнитная система может состоять из двух частей, соединяющихся в нейтральной плоскости. Возможно выполнение магнитной системы из нескольких параллельных трубок, выполненных из магнитно-твердого материала, при этом трубки скреплены оболочкой, имеющей два патрубка для подключения к трубопроводу.

На фиг. 1 показано сечение магнитной системы предлагаемого устройства и ориентация намагниченности, обеспечивающая наивысшую эффективность использования магнитно-твердого материала; на фиг.2 индуктор для намагничивания магнитной системы накладного устройства и направление тока в проводниках; на фиг. 3 поперечное сечение вставного устройства; на фиг.4 то же, продольное сечение.

В сечении магнитной системы (см. фиг.1) показана ориентация вектора намагниченности Т. Указанный вектор составляет с продольной осью системы (d-d) угол β, равный 2α, где α- угол между продольной осью магнитной системы и радиусом, проведенным из центра сечения магнитной системы в точку наблюдения. Прямая q-q является поперечной осью магнитной системы.

Проводники индуктора (см. фиг.2) соединены последовательно. При этом по прямолинейным участкам ток течет в противоположные стороны. Поверхность S поверхность, натянутая на токопровод индуктора.

Магнитная система вставного устройства (см. фиг.3) состоит из трубок, выполненных из магнитно-твердого материала 1. Свободное пространство между трубками заполнено компаундом 2. С внешней стороны трубки скреплены немагнитной оболочкой, снабженной двумя штуцерами 3, предназначенными для подключения устройства к трубопроводу.

Омагничивающее устройство изготавливают следующим образом.

П р и м е р 1. Из изотропного МТМ вырезают цилиндр, например, кругового сечения (трубу). В отверстие вставляют индуктор, содержащий токопровод, состоящий из двух одинаковых параллельных последовательно соединенных изолированных участков, длина которых превосходит длину магнитной системы, например, на величину внешнего диаметра магнитной системы. Для намагничивания системы по токопроводу пропускают постоянный или импульсный ток (2, 3 импульса в одном направлении).

После намагничивания магнитной системы устройство готово к работе. Однако для предохранения от механического разрушения и коррозии магнитную систему следует поместить в немагнитную оболочку, выполненную, например из пластмассы.

П р и м е р 2. В пресс-форму соответствующих размеров, выполненную из немагнитных материалов, засыпают ферромагнитный порошок, из которого прессуется магнитная система, например, в форме кругового цилиндра. В процессе прессования на порошок воздействуют поле индуктора, описанного в примере 1. После спекания магнитная система может быть применена по назначению указанным способом.

П р и м е р 3. В форму соответствующих размеров заливают компаунд, содержащий порошок магнитно-твердого материала. Затем в поле описанного индуктора происходит его затвердевание. Затвердевший постоянный магнит готов к работе.

Принцип работы устройства заключается в следующем: накладное устройство надевают на немагнитный трубопровод. При этом протекающая по трубопроводу жидкость омагничивается полем.

Для того, чтобы накладное устройство было более удобным в эксплуатации его можно выполнить следующим из двух частей. Наилучший вариант части одинаковых размеров, соединяющиеся в нейтральной плоскости (сечение нейтральной плоскости геометрическая нейтраль q-q, см. фиг.1).

В случае применения вставного устройства трубопровод надевается на штуцеры оболочки (3). По трубопроводу пропускается омагничиваемая жидкость.

Магнитная система предлагаемого устройства обеспечивает наивысшую эффективность использования магнитотвердого материала. Она создает в рабочей зоне (в отверстии трубопровода) практически однородное поле максимально возможной величины при заданном объеме магнитотвердого материала в отличие от прототипа, магнитная система которого создает весьма слабое поле и только на торцах рабочей зоны. Таким образом, обеспечивается повышение эффективности омагничивания жидкости.

С целью повышения эффективности омагничивания жидкости можно использовать параллельно включенные магнитные системы с оптимальной ориентацией намагничивания. При этом суммарная площадь сечения каналов магнитной системы может быть меньшей, чем площадь сечения канала трубопровода. В последнем случае жидкость по каналам устройства будет течь с большей скоростью, чем по трубопроводу (в соответствии с уравнением неразрывности струи V₁S₁ V₂S₂). При той же величине поля в каналах магнитной системы сила Лоренца, действующая на ионы, находящиеся в жидкости, возрастет пропорционально росту скорости жидкости.

Однако устройство с параллельными магнитными системами можно использовать только снабдив его оболочкой со штуцерами (см. фиг.3) для подключения к трубопроводу. В случае ферромагнитного трубопровода омагничивание жидкости может быть выполнено только вставным устройством, т.е. имеющим штуцера для подключения к трубопроводу.

Магнитную систему вставного устройства собирают из предварительно оптимально намагниченных трубчатых систем (см. фиг.3) и помещают в немагнитную оболочку.

В случае трубопровода некругового сечения внутреннюю поверхность магнитной системы целесообразно выполнять по форме внешней границы трубопровода. Это обеспечит приближение источников поля к рабочей зоне и позволит сэкономить магнитно-твердые материалы.

Таким образом, магнитная система предлагаемого устройства позволяет более эффективно использовать магнитно-твердые материалы за счет оптимальной ориентации намагниченности. Это повышает эффективность магнитной обработки водных систем.

Использование: магнитная обработка жидкостей в различных областях техники, сельском хозяйстве, медицине и в быту для изменения физических и химических свойств. Сущность изобретения: омагничивающее устройство представляет собой трубу, содержит магнитную систему и немагнитную оболочку. Магнитная система намагничена под углом β =2α к ее продольной оси, где a угол между продольной осью и радиусом, проведенным из центра сечения магнитной системы в точку наблюдения. Кроме того, магнитная система может состоять из двух частей, соединяющихся в нейтральной плоскости. Возможно выполнение магнитной системы из нескольких параллельных трубок, выполненных из магнитно-твердого материала. При этом трубки скреплены оболочкой, имеющей два штуцера для подключения к трубопроводу. Предлагаемая ориентация намагниченности обеспечивает максимальную величину магнитного поля в рабочей зоне устройства, что способствует повышению эффективности магнитной обработки жидкости. 2 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. ОМАГНИЧИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее магнитную систему в виде заключенных в немагнитную оболочку магнитных элементов, отличающееся тем, что магнитные элементы выполнены трубчатыми, при этом нейтральная плоскость магнитного элемента проходит через его продольную ось. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что магнитная система состоит из двух частей, соединяющихся в нейтральной плоскости. 3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что магнитная система состоит из нескольких параллельных трубок, выполненных из магнитно-твердого материала, причем трубки скреплены оболочкой, имеющей два штуцера для подключения к трубопроводу.