Устройство электромагнитной и вихревой обработки водных суспензий Российский патент 2024 года по МПК C02F1/48 

Техническое решение относится к области систем очистки воды в трубопроводах, сельского хозяйства, химической, нефтехимической, металлургической отраслей промышленности, городского хозяйства и других областей.

В качестве аналога принято устройство для магнитной обработки пищевых эмульсий [патент РФ №110736, МПК C02F 1/48 (2006.01), Бюл. №33, опубл. 27.11.2011]. Устройство для магнитной обработки пищевых эмульсий содержит цилиндрический корпус с центральным рабочим каналом и тремя дополнительными каналами, шток, с размещенными на нем постоянным магнитом со стороны входа пищевой эмульсии, коническим запорным элементом в зоне контакта с корпусом и заслонкой, сплошной в зоне дополнительных каналов и перфорированной в области центрального рабочего канала, со стороны выхода пищевой эмульсии. Электромагнитная катушка, установленная на цилиндрическом корпусе со стороны выхода пищевой эмульсии, подключена постоянно, а на расстоянии половины высоты этой катушки в сторону входа пищевой эмульсии размещена электромагнитная катушка с возможностью переключения полюсов так же, как на электромагнитной катушке, установленной на закрепленном с помощью фланца ограничительном кожухе со стороны входа пищевой эмульсии.

Недостатком устройства является сложность конструкции и применение только в пищевой промышленности.

В качестве прототипа принят аппарат активации процессов для обработки материалов [патент РФ №2170707, МПК C02F 1/48, C02F 103/02, Бюл. №20, опубл. 20.07.2001]. Аппарат активации процессов содержит трубчатую реакционную камеру с охватывающим ее индуктором вращающегося электромагнитного поля. Он снабжен трехфазным тиристорным преобразователем, подвижной решеткой с толкателем, которая изменяет величину объема рабочей зоны аппарата, и полой трубкой с заваренным торцом. Внутри полой трубки расположен нагреватель или охлаждающее устройство. Полая трубка имеет возможность возвратно-поступательного движения вдоль оси рабочего пространства, расположена по оси рабочего пространства, имеет площадь поперечного сечения, равную 10-40% от площади поперечного сечения рабочей зоны аппарата, а также герметично закрытый торец, расположенный в рабочей зоне аппарата. Подвижная решетка снабжена толкателем в виде полой трубки и термодатчиком, помещенным в торце толкателя у подвижной решетки и работающим в магнитном поле. Отношение длины рабочей зоны с наведенным вращающимся электромагнитным полем к ее диаметру составляет 4-10.

Недостатком устройства является низкий коэффициент полезного действия устройства из-за возвратно-поступательного механизма.

Задачей технического решения является повышение коэффициента полезного действия устройства электромагнитной и вихревой обработки водных суспензий.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в устройстве электромагнитной и вихревой обработки водных суспензий индуктор вращающегося электромагнитного поля выполнен в виде статорной трехфазной обмотки, распределенной по внутренней поверхности корпуса статора, дополнительно введены клеммная коробка, полый ротор с насыпанными внутри ферромагнитными элементами, по внешней поверхности которого распределена роторная трехфазная обмотка, две муфты, два подшипника, входной и выходной участки труб, резервуар для сбора осадка, выходной трубопровод для отделенной от осадка воды, причем выводы статорной трехфазной обмотки расположены в клеммной коробке, размещенной на внешней стороне корпуса статора, корпус полого ротора соединен с внешними кольцами двух подшипников, корпус статора соединен с внутренними кольцами двух подшипников, которые посредством двух муфт соединены с входным и выходным участками труб соответственно, выходной участок трубы соединен с резервуаром для сбора осадка, выход которого соединен с выходным трубопроводом для отделенной от осадка воды.

На чертеже изображена схема устройства электромагнитной и вихревой обработки водных суспензий.

Устройство электромагнитной и вихревой обработки водных суспензий содержит индуктор вращающегося электромагнитного поля, выполненный в виде статорной трехфазной обмотки 1, распределенной по внутренней поверхности корпуса статора 2, на корпусе статора 2 расположена клеммная коробка 3. Статорная трехфазная обмотка 1 посредством электромагнитной индукции связана с роторной трехфазной обмоткой 4, распределенной по внешней поверхности корпуса полого ротора 5. Внутри корпуса полого ротора 5 насыпаны ферромагнитные элементы 6. Корпус полого ротора 5 соединен с внешними кольцами подшипников 7 и 8. Корпус статора 2 соединен с внутренними кольцами подшипников 7 и 8, а также через муфты 9 и 10 соединен с входным участком трубы 11 и выходным участком трубы 12 соответственно. Выходной участок трубы 12 соединен с резервуаром для сбора осадка 13, выход которого соединен с выходным трубопроводом для отделенной от осадка воды 14.

Устройство электромагнитной и вихревой обработки водных суспензий работает следующим образом.

На выводы статорной трехфазной обмотки 1, распределенной по внутренней поверхности корпуса статора 2, расположенные в клеммной коробке 3, подается напряжение, ведущее к взаимодействию статорной трехфазной обмотки 1 с роторной трехфазной обмоткой 4, распределенной по внешней поверхности корпуса полого ротора 5 с насыпанными внутри ферромагнитными элементами 6, посредством возникающей электромагнитной индукции в роторной трехфазной обмотке 4, приводящей корпус полого ротора 5 во вращение вместе с внешними кольцами подшипников 7 и 8. Внутренние кольца подшипников 7 и 8 посредством муфт 9 и 10 соединены с входным участком трубы 11 и выходным участком трубы 12 соответственно. При подаче водной суспензии во входной участок трубы 11, она поступает во внутреннее пространство корпуса полого ротора 5. Наведенная ЭДС на роторную трехфазную обмотку 4 приводит во вращение корпус полого ротора 5 и соответственно в движение ферромагнитные элементы 6. Вращающееся магнитное поле оказывает на ферромагнитные элементы 6 сильное удерживающее магнитное воздействие, результатом которого является их магнитострикция и сопутствующее явление кавитации, а также частое соударение ферромагнитных элементов 6 между собой. Изменение линейных размеров ферромагнитных элементов 6, появление кавитационных пузырьков, механическое воздействие ферромагнитных элементов 6 друг на друга вкупе провоцируют силовые импульсы, способствующие катализации существующих и образованию новых химических процессов, результатом которых является образование осадка в воде. При этом вода с образовавшимся осадком вытекает через выходной участок трубы 12 в резервуар для сбора осадка 13, на дне которого он отстаивается, а полученная вода вытекает из резервуара для сбора осадка 13 через выходной трубопровод для отделенной от осадка воды 14 для собственных нужд.

Предлагаемое техническое решение позволяет повысить коэффициент полезного действия устройства электромагнитной и вихревой обработки водных суспензий путем вращения корпуса полого ротора, соединенного с трубами, по которым течет водная суспензия обрабатываемого материала, которая подвергается электромагнитному и вихревому воздействию.

Изобретение относится к области очистки воды в сельском хозяйстве, химической, нефтехимической, металлургической промышленности, городском хозяйстве и других областях. Сущность изобретения заключается в том, что индуктор вращающегося электромагнитного поля выполнен в виде статорной трехфазной обмотки, распределенной по внутренней поверхности корпуса статора, дополнительно введены клеммная коробка, полый ротор с насыпанными внутри ферромагнитными элементами, по внешней поверхности которого распределена роторная трехфазная обмотка, две муфты, два подшипника, входной и выходной участки труб, резервуар для сбора осадка, выходной трубопровод для отделенной от осадка воды. Выводы статорной трехфазной обмотки расположены в клеммной коробке, размещенной на внешней стороне корпуса статора. Корпус полого ротора соединен с внешними кольцами двух подшипников. Корпус статора соединен с внутренними кольцами двух подшипников, которые посредством двух муфт соединены с входным и выходным участками труб. Выходной участок трубы соединен с резервуаром для сбора осадка, выход которого соединен с выходным трубопроводом для отделенной от осадка воды. Технический результат: повышение коэффициента полезного действия устройства электромагнитной и вихревой обработки водных суспензий. 1 ил.

Устройство электромагнитной и вихревой обработки водных суспензий, содержащее индуктор вращающегося электромагнитного поля, отличающееся тем, что индуктор вращающегося электромагнитного поля выполнен в виде статорной трехфазной обмотки, распределенной по внутренней поверхности корпуса статора, дополнительно введены клеммная коробка, полый ротор с насыпанными внутри ферромагнитными элементами, по внешней поверхности которого распределена роторная трехфазная обмотка, две муфты, два подшипника, входной и выходной участки труб, резервуар для сбора осадка, выходной трубопровод для отделенной от осадка воды, причем выводы статорной трехфазной обмотки расположены в клеммной коробке, размещенной на внешней стороне корпуса статора, корпус полого ротора соединен с внешними кольцами двух подшипников, корпус статора соединен с внутренними кольцами двух подшипников, которые посредством двух муфт соединены с входным и выходным участками труб соответственно, выходной участок трубы соединен с резервуаром для сбора осадка, выход которого соединен с выходным трубопроводом для отделенной от осадка воды.