УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ ЖИДКОСТИ Российский патент 2015 года по МПК C02F1/48 

Изобретение относится к области обработки жидкостей магнитным полем, например для омагничивания воды для нужд сельского хозяйства, для изучения влияния воздействия электромагнитных полей на свойства различных жидкостей.

Известно устройство для магнитной обработки жидкости (KR WO 2007024054), которое содержит немагнитную трубу, на которую намотана возбуждающая катушка. Направление тока в намотке катушки выбирается таким образом, чтобы на конце, где жидкость втекает в трубу, формировался северный полюс, а где жидкость вытекает из трубы - южный. Направление протекания жидкости параллельно направлению силовых линий внешнего поля, то есть протекающая жидкость обрабатывается продольным магнитным полем. Но известно, что эффект магнитного воздействия максимален при угле между векторами скорости и вектором магнитной индукции около 90 градусов, то есть данное устройство является малоэффективным.

Известные устройства, в которых магнитное воздействие на жидкости осуществляется поперченным полем (в котором угол между векторами скорости и вектором магнитной индукции около 90 градусов) и которые в силу этого являются более эффективными, приведены ниже.

Известен аппарат для магнитной обработки жидкостей и газов (А.С. РФ №344879), содержащий корпус, возбуждающую обмотку, помещенную внутрь корпуса и подключенную к источнику тока, и трубчатый змеевик, надетый на корпус. Недостатком конструкции является малая эффективность намагничивания жидкости, так как она протекает по змеевику, который расположен вне корпуса, а как известно, интенсивность магнитного поля катушки снаружи меньше, чем внутри из-за уменьшения плотности силовых линий.

Ближайшим аналогом по совокупности существенных признаков является устройство для магнитной обработки жидкости (патент РФ №2181699). Устройство состоит из цилиндрического конусного корпуса из немагнитного материала, возбуждающей электромагнитной обмотки на корпусе и трубчатого конусного змеевика из немагнитного материала с патрубками для пропускания жидкости, помещенного внутрь корпуса.

Недостатками известного устройства являются невозможность очистки проточного объема, поэтому при попадании инородного тела или при образовании отложений на стенках в конусном трубчатом змеевике, который и является проточным объемом, его нужно заменять на новый.

Технической задачей, решаемой изобретением, является создание устройства для магнитной обработки жидкости с разборным проточным объемом.

Задача решается за счет того, что устройство для магнитной обработки жидкости также, как и известное, содержит проточный объем из немагнитного материала с входным и выходным патрубками и электрическую обмотку. Но в отличие от известного проточный объем выполнен в виде межтрубного промежутка двух коаксиально установленных труб из диэлектрического материала, закрытого с обеих сторон заглушками, на внешней трубе размещена обмотка, а по внешней стороне внутренней трубы по всей ее длине выполнено углубление в виде спирали, входной патрубок подсоединен к насосу, а патрубки установлены в цилиндрических стенках заглушек и направлены по хорде коаксиальных окружностей, не совпадающей с диаметром.

Достигаемым техническим результатом является увеличение срока службы устройства, за счет увеличения срока службы проточного объема, так как его выполнение в виде разборной конструкции позволяет производить очистку его поверхности, а в случае необходимости удалять засор. Преимуществом диэлектрических труб для данного устройства является невысокий удельный вес материала, его стоимость по сравнению с металлами и простота изготовления.

Совокупность существенных признаков по п. 2, включающая все признаки пункта 1 формулы изобретения, характеризует устройство для магнитной обработки жидкости, в котором электрическая обмотка состоит из нескольких частей с возможностью подключения каждой из них к источникам питания.

Такое выполнение обмотки позволяет формировать разные магнитные поля для воздействия ими на жидкость поочередно или одновременно.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых схематически показан пример выполнения устройства для магнитной обработки жидкости: на фиг. 1 - вид спереди, а на фиг. 2 показано направление насоса по отношению к трубам.

Проточный объем 1 сформирован коаксиально установленными внутренней трубой 2 и внешней трубой 3. Формирование проточного объема с помощью труб позволяет использовать для его изготовления не только немагнитные металлы, но и твердые немагнитные диэлектрические материалы, например стеклотекстолит, фторопласт либо другие известные, легко поддающиеся обработке материалы, которые химически нейтральны к обрабатываемой жидкости. На внешней поверхности внутренней трубы 2 по всей ее длине выполнено направляющее углубление 4, имеющее форму спирали, предназначенное для перемещения по нему обрабатываемой жидкости, которая поступает в проточный объем под давлением, создаваемым насосом 5, через входной патрубок 6 и выходит через выходной патрубок 7. На концах трубы установлены металлические заглушки 8, достаточно массивные для того, чтобы в них можно было закрепить патрубки 6 и 7. В приведенном на чертеже примере выполнения устройства показана установка заглушек с помощью выполнения в каждой из них прорезей, в крайних из которых размещены зауженные концы внешней трубы, а в средних прорезях размещены зауженные концы внутренней трубы.

Для создания тангенциальной составляющей направления потока и формирования перемещения по спиральному желобу 4 необходимо наличие двух факторов: первоначальное направление потока не должно быть перпендикулярно оси симметрии коаксиальных труб, в идеальном случае оно должно совпадать с направлением касательной к поверхности внутренней трубы (фиг. 2), а также создание насосом избыточного давления. Чем больше давление, тем надежнее обеспечение движения потока по спиральному углублению. При этом величина его ограничена такими факторами, как прочность стенок труб, которая определяется выбором материала, из которого они изготовлены, их толщиной, свойствами обрабатываемой жидкости.

На внешнюю трубу 3 намотана электрическая обмотка 9. Обмотка может состоять из нескольких частей, каждая из которых может быть подключена к источнику питания. Ток в обмотке создает магнитное поле, вектор которого перпендикулярен плоскости витков обмотки. Жидкость при своем движении по спирали пересекает магнитные силовые линии и подвергается магнитному воздействию, оно тем больше, чем плотнее расположены витки спирали, поскольку при этом угол между векторами скорости и магнитного поля приближается к 90°, т.е. к значению, при котором магнитное поле оказывает на жидкость максимальное воздействие. В зависимости от цели, для которой используется магнитная обработка, устройство может работать в разных режимах. Например, при его использовании для активации оросительной воды или для очистки и осветления технической воды, т.е. при использовании слабых магнитных полей и, соответственно, малых значений тока, можно использовать одну обмотку, намотанную на всю поверхность внешней трубы 3. При осуществлении технологических процессов, при которых обработка ведется с использованием больших значений токов порядка десятков ампер, может произойти перегрев обмотки, так как ее сопротивление увеличивается пропорционально ее длине. Чтобы этого не происходило, обмотку выполняют в виде нескольких частей, которые последовательно намотаны на трубу по ее длине, но каждая часть подключена к источнику питания. Для проведения исследовательских работ по изучению воздействия магнитного поля на свойства разных жидкостей конструкция устройства позволяет менять не только величину тока, но и создание чередующихся по знаку магнитных полей по длине проточной камеры. Для этого разные части обмотки подключают к источникам питания с разными знаками.

В процессе магнитной обработки при прохождении жидкости через проточный объем попадание в него непредусмотренных посторонних включений достаточно частое явление. В этом случае заглушки 8 снимаются, одна труба вынимается из другой, очищаются стенки проточного объема и удаляются чужеродные объекты. Затем снова производится сборка устройства. Процедура может повторяться не один раз. Это является преимуществом перед аналогом, близким по назначению к данному устройству, но в котором проточный объем не поддается восстановлению и срок службы определяется сроком его засора.

Изобретение относится к обработке жидкостей магнитным полем. Устройство для магнитной обработки жидкости содержит проточный объем 1 из немагнитного материала с входным и выходным патрубками 6 и 7 и электрическую обмотку 9. Проточный объем 1 устройства сформирован межтрубным промежутком двух коаксиальных труб 2 и 3 из диэлектрического материала и закрыт с обеих сторон заглушками 8 с патрубками 6 и 7. На внешней трубе размещена обмотка 9. По внешней стороне внутренней трубы по всей ее длине выполнено углубление 4 в виде спирали, входной патрубок подсоединен к насосу 5. Патрубки 6 и 7 установлены в цилиндрических стенках заглушек 8 и направлены по хорде коаксиальных окружностей, не совпадающей с диаметром. Изобретение позволяет создать устройство для магнитной обработки жидкости с разборным проточным объемом. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для магнитной обработки жидкости, содержащее проточный объем из немагнитного материала с входным и выходным патрубками и электрическую обмотку, отличающееся тем, что проточный объем выполнен в виде межтрубного промежутка двух коаксиально установленных труб из диэлектрического материала, закрытого с обеих сторон заглушками, на внешней трубе размещена обмотка, а по внешней стороне внутренней трубы по всей ее длине выполнено углубление в виде спирали, входной патрубок подсоединен к насосу, а патрубки установлены в цилиндрических стенках заглушек и направлены по хорде коаксиальных окружностей, не совпадающей с диаметром.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что электрическая обмотка состоит из нескольких частей, выполненных с возможностью подключения каждой из них к источнику питания.