УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ ЖИДКОСТИ, В ЧАСТНОСТИ ВОДЫ Российский патент 2012 года по МПК C02F1/48 

Объектом изобретения является устройство для магнитной обработки жидкости, в частности воды и водных растворов, в особенности для магнитного удаления загрязнений, находящихся в потоке циркулирующей жидкости, главным образом в системах тепло- и водоснабжения, а также для магнитной модификации ее физико-химических свойств.

Известны и применяются на практике различные конструкции устройств для магнитной фильтрации или модификации магнитных свойств жидкостей, в том числе воды и водных растворов, с использованием постоянных кольцевых и/или цилиндрических магнитов, располагаемых непосредственно в потоке циркулирующей жидкости.

В общем, в отношении конструкций этих устройств действует принцип, согласно которому поток жидкости направляется обычно на цилиндрическую поверхность магнитов, а поверхность основания приспособлена к целям сборки в соответствующие секции/пакеты.

Из описания изобретения к польскому патенту №114283 известна конструкция устройства для подготовки жидкости с использованием магнитного поля, создаваемого комплектом кольцевых магнитов с полюсными наконечниками в виде ферромагнитных колец. Магниты подвешены внутри цилиндрического ферромагнитного корпуса вокруг ферромагнитного цилиндра, расположенного соосно.

В описании изобретения к польскому патенту №165816 выявлена конструкция устройства для очистки воды в виде закрытого, цилиндрического резервуара, в котором под парамагнитным фильтром расположен вертикальный магнитный вкладыш, выполненный из кольцевых магнитов и прикрепленный к парамагнитной опорной конструкции. Перед входным патрубком расположена вертикальная парамагнитная перегородка, нижняя кромка которой доходит минимум до середины высоты магнитного вкладыша.

В описании изобретения к польскому патенту №63527 представлена конструкция магнитного фильтра-отстойника, состоящего из корпуса с крышкой, в верхней части которого имеются входной и выходной патрубки, направленные в противоположные стороны. В средней части корпуса находится вкладыш с перегородками, к которым крепятся постоянные магниты.

Конструкция вышеописанных устройств связана со способом создания соответствующей схемы лабиринтов и их формой, определяющих прохождение потока жидкости в аксиально-симметрическом магнитном поле и тем самым позволяющих оптимизировать условия для изменения магнитных свойств жидкостей, или же с местом расположения магнитных пакетов (пакета) внутри устройства либо их взаимной ориентировкой и впоследствии - с повышением эффективности процесса магнитной фильтрации.

Объектом изобретения является устройство для магнитной обработки жидкости, в частности воды, состоящее из корпуса со снимаемой крышкой, входного и выходного патрубка и набора кольцевых постоянных магнитов.

Сущность изобретения заключается в том, что в средней части полости наружного корпуса расположен открытый сверху внутренний корпус, пространство между которыми образует предварительную кольцевую проточную камеру. В нижней части камеры имеются патрубки: подводящий (входной) и отводящий (выходной), причем соотношение диаметров подводящего патрубка и наружного корпуса составляет от 0,25 до 0,35. К наружной поверхности внутреннего корпуса крепится каркасная конструкция с набором магнитов, представляющая собой магнитный набор (пакет), состоящий из постоянных кольцевых магнитов, образующих не менее двух пар противоположно поляризованных полюсных наконечников N и S, причем каждая из этих пар смещена относительно предыдущей пары на 90°.

Преимущество - выходной патрубок является продлением внутреннего корпуса, а его диаметр равняется диаметру этого корпуса.

В устройстве согласно настоящему изобретению к крышке устройства крепится с помощью фланцевого соединения наружный корпус с расположенным в нем фильтром, лучше всего щелевым.

Конструкционное решение согласно изобретению, благодаря соответственно подобранному и ориентированному магнитному полю в сочетании с соответственно подобранной скоростью и направлением движения потока жидкости в магнитном поле, обладает многими достоинствами, в том числе обеспечивает возможность магнитной очистки жидкости до степени, при которой осуществляется прохождение ее потока через поверхности теплообмена без лишних осадков. Взаимная ориентация магнитов обеспечивает многократное изменение направления силовых линий магнитного поля, действующего на поток жидкости, пропорционально количеству пар кольцевых магнитов, и многократное перемагничивание, в два раза больше, чем количество пар кольцевых магнитов.

В конструкционном решении согласно изобретению происходит фильтрация потока жидкости с извлечением из него ферромагнитных частиц и образующихся на их поверхности других загрязнений - парамагнитных или диамагнитных в виде отложений, в частности карбоната кальция.

Объект изобретения представлен в примерном исполнении на соответствующих чертежах:

Фиг.1 - продольный разрез устройства согласно первому варианту осуществления изобретения, проходящий по оси соединительных патрубков;

Фиг.2 - разрез, как на фиг.1, согласно второму варианту осуществления изобретения;

Фиг.3 - продольный разрез устройства согласно первому варианту осуществления изобретения, проходящий перпендикулярно оси соединительных патрубков;

Фиг.4 - поперечный разрез устройства согласно изобретению.

Как показано на Фиг.1, устройство для магнитной обработки жидкости, в особенности магнитный фильтр-активатор согласно изобретению, состоит из наружного цилиндрического корпуса (1), на вернем торце которого имеется приварной фланец (2), к которому крепится быстросъемная крышка с воздушником (4). В средней части наружного корпуса (1) диаметром D_n расположен внутренний корпус (7) диаметром d_n, образуя внутри устройства кольцевую проточную камеру (1') для обрабатываемой жидкости, которая изображена также на Фиг.4. Соотношение диаметров d_n/D_n находится в интервале 0,25-0,35. В нижней части наружного корпуса (1) имеются: радиально расположенный входной патрубок (5), расположенный на одной оси с ним выходной патрубок (6), являющийся соответствующим продолжением внутреннего корпуса (7), и сливной (дренажный) патрубок (8). Диаметр входного патрубка (5) равняется диаметру внутреннего корпуса (7). Основная часть внутреннего корпуса (7) имеет с наружной стороны смонтированную на нем соосно с корпусом (1) разъемную каркасно-скелетную конструкцию (9), которая вместе с соответственно ориентированными и жестко закрепленными на ней кольцевыми постоянными магнитами (10) образует быстросъемный осевой магнитный пакет. Этот пакет состоит из постоянных кольцевых магнитов (10), образующих не менее двух пар противоположно поляризованных полюсных наконечников N и S, причем каждая из них смещена относительно предыдущей на 90°. Пакет имеет максимально развитую поверхность для процессов сорбции отложений в так называемых „магнитных ловушках” (РМ), образованных в результате соответствующей ориентировки описанным выше способом кольцевых постоянных магнитов (10), которые крепятся к диамагнитной каркасно-скелетной несущей конструкции (9) магнитного пакета. На Фиг.2 и 3 изображен второй вариант осуществления изобретения, согласно которому к фланцу (3) присоединена с помощью фланца (11) быстросъемная наружная камера (13) с воздушником (14). Наружная камера (13) выступает в качестве дополнительного оснащения исключительно в случае опционального применения в фильтре-активаторе щелевого фильтра (12), устанавливаемого на входе жидкости в цилиндрический внутренний корпус (7).

В изобретении происходит совмещение двух процессов, то есть фильтрации и магнитной активации на участке циркуляционного движения жидкости от входного патрубка (5), через камеру (1') снизу вверх, в направлении входа в камеру (7), а затем в обратном направлении, сверху вниз через внутренний корпус (7), в направлении выходного патрубка (6). Жидкость в кольцевой камере (1) подвергается процессу магнитной фильтрации, продукты которой задерживаются на магнитных ловушках (РМ), благодаря соответственно подобранной скорости движения потока жидкости V_d в зоне ориентированных согласно изобретению постоянных кольцевых магнитов (10).

После прохождения всей высоты магнитного пакета жидкость поступает в диамагнитный внутренний корпус (7). В решении, представленном на Фиг.2, жидкость проходит через щелевой фильтр (12), в котором меняется направление ее течения на противоположное, и после изменения скорости движения жидкостного потока до значения V_n подвергается процессу многократной магнитной активации в поле с силовыми линиями, перпендикулярными направлению жидкостного потока, создаваемыми магнитным пакетом ранее осуществляемого процесса фильтрации, но уже без возможности накопления на его внутренней поверхности каких-либо отложений.

Отложения, образующиеся непосредственно на магнитах (10) и магнитных ловушках (РМ), должны периодически удаляться. Операция очистки магнитного пакета связана с временным разгерметизированием устройства. После снятия крышки (3) магнитный пакет свободно вынимается для его промывки, например струей водопроводной воды. После очистки магнитный пакет обратно крепится к внутреннему корпусу (7). После плотного закрытия устройства при помощи крышки (3) можно приступить к дальнейшей его эксплуатации.

Аналогичный порядок действий применяется в случае дополнительного оснащения устройства щелевым фильтром, с той только разницей, что вместо крышки (3) снимается камера (13). Затем вынимается из внутреннего корпуса (7) щелевой фильтр (12) и снимается магнитный пакет. После их очистки от отложений производится установка при соблюдении обратной последовательности действий.

В конструкции согласно настоящему изобретению расположенный соосно во внутреннем корпусе (7) магнитный пакет выполняет одновременно функцию магнитного фильтра для потока жидкости, проходящего через полость камеры (1'), причем поток жидкости, поступающий через входной патрубок (5) в камеру (1') и выходящий из камеры (1') через выходной патрубок (6), подвергается в целом процессу магнитной фильтрации, заключающемуся в свободном осаждении в первую очередь ферритных частиц, а затем кристаллизирующихся на них частиц, например, карбоната кальция, благодаря оптимальному использованию максимально допустимой скорости движения потока жидкости V_d=(0,3-0,6) V_gr в магнитном поле. V_gr - это предельная скорость потока жидкости в магнитном поле, после превышения которой не происходит явление осаждения ферромагнитных твердых частиц, извлекаемых из жидкости на магнитных наконечниках данного магнитного поля.

Устройство для магнитной обработки жидкости, в частности воды, состоит из корпуса со снимаемой крышкой, входного и выходного патрубков и набора кольцевых постоянных магнитов. В средней части полости наружного корпуса (1) расположен открытый сверху внутренний корпус (7), пространство между которыми образует предварительную кольцевую проточную камеру (1'), к нижней части которой присоединены входной патрубок (5) и выходной патрубок (6). К наружной поверхности внутреннего корпуса (7) крепится каркасно-скелетная конструкция (9) с набором магнитов, представляющая собой магнитный пакет. Этот пакет состоит из постоянных кольцевых магнитов (10), образующих не менее двух пар противоположно поляризованных полюсных наконечников N и S, причем каждая из этих пар смещена относительно предыдущей пары на 90°. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для магнитной обработки жидкости, в частности воды, состоящее из корпуса со снимаемой крышкой, входного и выходного патрубков и набора кольцевых постоянных магнитов,
отличающееся тем, что
в средней части полости наружного корпуса (1) расположен открытый сверху внутренний корпус (7), пространство между которыми образует предварительную кольцевую проточную камеру (1'), к нижней части которой присоединены входной патрубок (5) и выходной патрубок (6);
причем на наружной поверхности внутреннего корпуса (7) закреплена каркасно-скелетная конструкция (9) с набором магнитов, представляющая собой магнитный пакет, состоящий из постоянных кольцевых магнитов (10), образующих не менее двух пар противоположно поляризованных полюсных наконечников N и S, причем каждая из этих пар смещена относительно предыдущей пары на 90°.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выходной патрубок (6) является продолжением внутреннего корпуса (7), а диаметр патрубка (6) равняется диаметру внутреннего корпуса (7).

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что к крышке устройства (3) крепится с помощью разъемного фланца (11) наружный корпус (13) с расположенным в нем фильтром, предпочтительно щелевым.