Устройство для магнитной обработки водно-солевых растворов Советский патент 1990 года по МПК C02F1/48 C02F103/16 

Изобретение откосится к машиностроению и может быть использовано при закапке стальных изделий в водно-солевых растворах, а также для очистки от накипи охлаждающих трубопроводов ,

Целью изобретения является повышение эффективности магнитной обработки водно-солевых растворов за счет оптимизации распределения напряженности магнитного поля в рабочем зазоре и отделения полей рассеяния от

основного магнитного потока обрабатываемого раствора.

На фиг. 1 представлено магнитное устройство, общий вид; на фиг. 2 а,б- вид полюсных наконечников магнитного устройства.

Устройство состоит из элементов 1, выпуклых полюсных наконечников 2, постоянных магнитов 3, магнитопрово- дов 4, вогнутых полюсных наконечников 5.

Элемент устройства выполнен в виде ферромагнитного стакана - магнитопро- вода с перфорированным дном, на котором установлен постоянный магнит цилиндрической формы с полюсным наконечником. Полюсные наконечники магнитной системы выполнены в виде бочкообразных элементов, установленных по ходу обрабатываемого водно-солево- го раствора в чередующемся порядке, при этом их цилиндрическая поверхность имеет выпукло-вогнутую форму, в результате чего при работе магнитного устройства зарождение и рост, а также направленная морфологическая кристаллизация солей вмагнитном поле распределены по всему рабочему зазору, имеющему напряженность магнитного поля в пределах 900-1200 Э.

При оптимизации распределения напряженности магнитного поля и отделения полей рассеяния от основного магнитного потока обрабатываемого водно- солевого раствора в рабочем зазоре, зарождение, рост и направленная морфологическая кристаллизация солей водно-солевых растворов распределены равномерно по всему рабочему зазору иг их осаждение на горячей поверх- ности закаливаемого изделия различной конфигурации будет также равномерно распределено, что способствует качественной закалке и значительному уменьшению отложений накипи в охлаждающих трубопроводах.

Устройство работает следующим образом.

Раствор, подвергаемый магнитной обработке, подается в аппарат снизу через отверстие в элементе 1. Далее раствор проходит через кольцевой зазор, образованный между стаканом - магнитопров.одом 4 и полюсным наконечником 2, затем через отверстия 6 поступает во вторую секцию, где проходит путь аналогичный первому.

Полюсные наконечники имеют меняющуюся конфигурацию, так в нечетных секциях наконечники выпуклые, а в четных - вогнутые. Выпуклая форма полюсного наконечника при том же сечении кольцевого зазора создает магнитное поле меньшей напряженности, чем вогнутая, за счет рассредо- точения магнитных силовых линий. Вогнутая форма обеспечивает более высокую напряженность за счет фокусирования магнитных силовых линий.

Q 0

5

,-

5

0

Таким образом, при одинаковом живом сечении, кольцевого зазора обеспечивается равномерное распределение напряженности магнитного поля, исключая поля рассеяния, что способствует более интенсивному росту кристаллов за счет их одинаковой ориентации в рабочем зазоре столба водно-солевого раствора.

В качестве примера можно привести изменение охлаждающей способности водно-солевого раствора при использовании предлагаемого магнитного устройства.

Охлаждающую способность проверяют путем опускания серебряного шарика ф 20 мм в водно-солевой раствор, прошедший магнитную обработку и не прошедший, а также в водно-солевой раствор (2,5% NaNO, 2,5% КагСОэ), омаг- ниченный в предлагаемом магнитном устройстве.

Данные исследований (в интервале температур 750-350°С) представлены

в табл. 1. 1

По результатам табл. 1 видно, что

охлаждающая способность омагниченно- го водно-солевого раствора в предлагаемом магнитном устройстве значительно выше, чем в установках ПМУ-1 (противонакипное магнитное устройство) ,

Исследования напряженности магнитного поля на температуру взрыва капли водно-солевого раствора (капельный метод) проводят на отполированном образце из нержавеющей жаропрочной стали, нагретом до 800°С в электропечи СНЗ. Данный образец соединяют с гальванометром посредством термопары, играет роль термозонда.

На нагретый образец наносят каплю водно-солевого омагниченного и не- омагниченного раствора и по гальванометру фиксируют температуру ее взрыва, наблюдаемого визуально при охлаждении образца на воздухе.

Приращение температур взрыва капли омагниченного при различной напряженности магнитного поля и не- омагниченного растворов приведены в табл. 2.

Наилучшая оптимальная напряженность магнитно.го поля, необходимая для обработки водно-солевых растворов, находится в пределах 900-1200 Э. Данная область напряженностей магнитного поля позволяет значительно увеличить температуру взрыва капли омагниченного водно-солевого раствора, т.е. сдвинуть температуру срыва . паровой пленки в сторону высоких температур, тем самым стабилизировать твердость и получить равномерно закаленную структуру стальных изделий.

Влияние магнитной обработки водно- солевого закалочного раствора 2,5% МаШэ+2,5%ЫагС05) в предлагаемом магнитном устройстве и в установках ПМУ-1 проверяют при закалке деталей подшипников (1500 шт. роликов - 3 pa- за по 500 шт.) из стали ШХ15СГ, нагретых в печи СИЗА-6.40.1/3,5 до температуры 8J5eC.

i Результаты исследований приведены в табл. 3.

Омагничивание водно-солевого раствора в предлагаемом устройстве способствует равномерному распределению . температур по всему сечению детали и, следовательно, качественной за- калке (твердость в пределах ГОСТа и стабильная по всей поверхности детали).

Перевод деталей подшипников на закалку в водно-солевые растворы вместо масел экономически эффективен, непожарооцасен и нетоксичен.

Формула изобретения

Устройство для магнитной обработки водно-солевых растворов, содержащее магнитопроводящий корпус и состоящее из нескольких последовательно соединенных секций, каждая из которых включает в себя кольцевой магнит с

кольцевым полюсным наконечником, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности магнитной обработки водно-солевого раствора за счет оптимизации распределения напряженности магнитного поля, кольцевые полюсные наконечники выполнены с выпуклой или вогнутой внешней поверхностью и расположены в чередующемся порядке по ходу движения обра- батываембй жидкости. 1Т а б л и ц а I

Скерость охлаждения, С/с, при использовании водно-солевого раствора

Примечание. Нагрев шарика проводят в трубчатой электропечи до 800°С.

Водно-солевой раствор: 2,5% NaN03+2,.

аблица 2

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при закалке стальных изделий в водно-солевых растворах, а также для очистки от накипи охлаждающих трубопроводов. Целью изобретения является повышение эффективности магнитной обработки водно-солевых растворов за счет оптимизации распределения напряженности магнитного поля в рабочем зазоре и отделения полей рассеяния от основного магнитного потока обрабатываемого раствора. Полюсные наконечники магнитной системы выполнены в виде бочкообразных элементов, установленных по ходу обрабатываемого водно-солевого раствора в чередующемся порядке, при этом их цилиндрическая поверхность имеет выпукло-вогнутую форму, вследствие чего зарождение кристаллов и направленная морфологическая кристаллизация солей в магнитном поле распределены равномерно по всему участку, имеющему напряженность магнитного поля в пределах 900-1200 Э. Данное устройство обеспечивает качественную закалку стальных изделий (например, роликов из стали ШХ15СГ), стабилизируя их твердость по всему сечению изделия. Кроме того закалка в водно-солевых растворах, омагниченных в предлагаемом устройстве, позволяет экономить дефицитные нефтепродукты, улучшает условия труда и исключает пожароопасность. 5 ил., 3 табл.

Напряженность магнитного поля, Э

Приращение температур взрыва капли омагниченного и не- омагниченного водно- солевого раствора,С

Водно-солевой раствор

СОиг.1

1555296 Продолжение табл.2

N

Фиг. 2