Устройство для магнитной обработки жидкости

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ ЖИДКОСТИ, содержашее корпус , подводящий и отводящий патрубки , магнитную насадку, состоящую из ферробариевых шайб, размещенных в кассетах из немагнитного материала. установленных на расстоянии одна от другой, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности процесса магнитной обработки, производительности устройства и экономии материалов , корпус и отводящий патрубок выполнены конусообразными, кассеты выполнены в виде усеченных конусов различного диаметра с централь- . ными отверстиями различного диаметра , ограниченными конусными поверхностями , и расположены соосно в виде конической стопы с рабочими зазорами , которые на входе и выходе представляют собой соответственно односторонние конфузоры и диффузоры, максимальные зазоры которых не менее § чем в 2,5 раза превышают рабочий (Л зазор между кассетами. 4 О) to со

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(51) С 02 F 1 48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

": Ы)(й йЩ, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3569673/23-26 (22) 21.01.83 (46) 23.09.84. Бюл.. Р 35 (72) В.З.Кочмарский и В.А.Кривцов (71) Украинский ордена Дружбы наро дов институт инженеров водного хозяйства (53) 621.187.127(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 882946, кл. С 02 F 1/48, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 802197, кл. С 02 F 1/48, 1978 (прототип). (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТНОЙ

ОБРАБОТКИ ЖИДКОСТИ, содержащее корпус, подводящий и отводящий патрубки, магнитную насадку, состоящую из ферробариевых шайб, размещенных в кассетах иэ немагнитного материала, установленных на расстоянии одна от другой, о т л и ч а ю щ е.е с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса магнитной обработки, производительности устройства и зкономии материалов, корпус и отводящий патрубок выполнены конусообразными, кассеты выполнены в виде усеченных конусов различного диаметра с централь- . ными отверстиями различного диаметра, ограниченными конусными поверхностями, и расположены соосно в виде конической стопы с рабочими зазорами, которые на входе и выходе представляют собой соответственно односторонние конфузоры и диффуэоры

I максимальные зазоры которых не менее Е чем в 2, 5 раза превышают рабочий зазор между кассетами.

1114629

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что кассеты снабжены тонкостенными пластинами из немагнитного материала, расположенными лучеобразно по отношению к подводящему и отводящему патрубкам, причем внутренние и внешние края кассет лежат на параллельных конических поверхностях, а отношение площади поверхности рабочих зазоров между кассетами с размещенными в них их случаях происходит снижение эффективности обработки.

Цель изобретения — повышение эффективности магнитной обработки, про5 иэводительности устройства и экономии материалов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для магнитной обработки жидкости, содержащем корпус, 10 подводящий и отводящий патрубки, магнитную насадку, состоящую из ферробариевых шайб, размещенных в кассетах иэ немагнитного материала, установленных на расстоянии одна от другой, корпус и отводящий патрубок выполнены конусообразными, кассеты выполнены в виде усеченных конусов различного диаметра с центральными отверстиями различного диаметра, ограниченными конусными поверхностями, и расположены соосно в виде конической стопы с рабочими зазорами, которые на входе и выходе представляют собой соответственно односторонние конфузоры и диффузоры, максимальные зазоры которых не менее чем в 2,5 раза превышают рабочий зазор между кассетами.

Кассеты могут быть снабжены тонкостенными пластинами из немагнитноЗ0 ro материала, расположенными лучеобразно по отношению к подводящему и отводящему патрубкам, причем внутренние и внешние края кассет лежат на параллельных конических поверхностях, 35 а отношение площади поверхности рабочих зазоров между кассетами с размещенными в них пластинами к объему рабочих зазоров находится в диапазоне 2 10 — 6 10 м "

Кроме того, с целью уменьшения гидравлического сопротивления и сбойности течения жидкости устройство может быть снабжено конусообраз45 ным обтекателем, расположенным в отводящем патрубке.

На фиг. 1 изображено устройство для магнитной обработки жидкости, Изобретение относится к устройствам для магнитной обработки жидкостей и может быть использовано для снижения накипеобраэования в теплообменном оборудовании, снижения образования твердых отложений в аппаратах и трубопроводах нефтяной и химической промышленности, интенсификации процессов флокуляции в обогащении полезных ископаемых, магнитной очистки жидкостей.

Известно устройство для магнитной обработки жидких и газообразных сред, включающее корпус, входной и выходной патрубки и магнитную систему, выполненную в виде набора ферритовых магнитов <1).

Недостатком устройства является низкая эффективность магнитной обработки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для магнитной обработки жидкости, содержащее корпус с магнитной насадкой, состоящей из ферробариевых шайб, размещенных в кассетах из диамагнитного материала, установленных на расстоянии друг от друга (23.

Недостатком известного устройства является низкая эффективность процесса магнитной обработки жидкости вследствие резкого изменения гидродинамики потока жидкости на входе и выходе иэ рабочего зазора между кас"етами, что приводит к частичному разрушению образующихся при обработке зародышей кристаллизации или флокул. Обработка больших расходов жидкости осуществляется путем увеличения рабочего зазора или поперечных габаритов установки. В первом случае уменьшается площадь контакта жидкости между кассетами, приходящаяся на единицу объема обрабатываемой жидкости, во втором случае имеет место увеличение турбулизации потока и сопротивления движению жидкости. В обопластинами к объему рабочих зазоров находится в диапазоне от 2 ° 10 и

6 10 м

3. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения гидравлического сопротивления и сбойности течения жидкости, оно снабжено конусообразным обтекателем, расположенным в отводящем патрубке.

1114629

Выбор отношения S/V=(Z-6) 10 м

1 где S — площадь рабочих зазоров между кассетами с размещенными в них пластинами, V — объем рабочих зазоров делается экспериментально.

65 продольный разрез, на фиг. 2 — разрез А-A на фиг. 1.

Устройство содержит подводящий трубопровод 1, корпус 2 с кассетами

3 иэ немагнитного материала с помещенными внутри ферробариевыми шайбами 4 расположенными по кругу, отводящий трубопровод 5.

В рабочем зазоре 6 между кассетами, вход и выход иэ которого представляют собой соответственно односторонний конфуэор 7 и диффуэор 8, лучеобразно по отношению к подводящему и отводящему трубопроводам расположены тонкостенные пластины 9 из немагнитного материала, жестко прикреп-i5 ленные к одной из смежных кассет. например, приваренные. Для уменьшения гидравлического сопротивления и сбойности течения жидкости устройство снабжено конусообразным обтекате- 20 лем 10. Фиксация кассет осуществляется с помощью направляющих реек 11, размещенных по образующей конической поверхности. Кассеты ориентированы таким образом, чтобы магнитные поля отдельных ферробариевых шайб, размещенных в кассетах, усиливали друг друга. Максимальные зазоры L односторонних конфузорон и диффуэоров не менее чем в 2,5 раза превышают расстояние между кассетами для прохода жидкости (L ) 2,5л).

Устройство работает следующим образом.

Обрабатываемая жидкость иэ подводящего трубопровода поступает в рабочий зазор между кассетами, где в момент нахождения между плоскостями магнитов подвергается воздействию неоднородйым магнитным полем, градиент индукции которого особенно эначителен40 на входе и выходе из рабочего зазора. Благодаря конусообразному расположению кассет скорость потока воды по высоте стопы кассет но всех рабочих зазорах одинакова. Затем обра- 45 ботанная жидкость направляется в отводящий трубопровод, скорость поступления жидкости в который на менее чем в 2,5 раза меньше скорости жидкости перед диффузором. БлагодаРя 50 конусообразно расширяющемуся зазору между отводящим трубопроводом и огибающей поверхностью краев кассет по направлению движения жидкости, обеспечивается одинаковая скорость поступления обработанной жидкости в отводящий трубопровод. Иэ отводящего трубопровода обработанная жидкость отводится в транспортирующий трубопровод.

На экспериментальной устанонке проводят две серии опытов, в которых магнитной обработке подвергается водопроводная вода общей жесткостью

5,6-6,6 мг/экв/л, щелочностью 6

7 мг-экв/л. Напряженность магнитного поля н зоне обработки 10 A/м. В первой серии опытов исследуют эффективность снижения карбонатных отложений в проточном теплообменнике в зависимости от величины внутреннего диаметра цилиндрической трубки D

3, 4, 9, 20 и 48 мм, при протекании н которых жидкость подвергается магнитной обработке. Во второй серии опытов исследуют зависимость от разного количества размещенных внутри канала с 0 = 20 мм цилиндрических трубок (от 1 до 4) с наружным а„ и внутренним а диаметрами соответственно 8 и 7 мм, а также цилиндрических трубок n = 6,8 с й„= 5,75 мм, и = 4 мм.

Экспериментально установлено, что высокая эффективность магнитной обработки достигается в рабочем канале с S/V > (2-6) . 10 м .

Выбор значения Ь ) 2,5д обусловлен следующим.

Исследуют зависимость P- v/v, где v — скорость течения обрабатываемой жидкости, соответствующей максимальной эффективности, v — скорость течения жидкости после магнитной обработки.

Иэ результатов опытной зависимости ф v/v видно, что при ч/v ) 2,5 эффективность обработки возрастает в

1 1-1,3 раза. В предлагаемом устройстве условие ч/v 2,5 реализуется при L > 2,5д.

При проведении опытон в трубчатоМ канале с D = 20 мм, заполняемом тонкостенными трубками меньшего диамет ра, автоматически реализуется рабочий канал сложного профиля (рис. 1) .

Как показывают опыты, эффективность обработки чувствительна не к форме профиля канала, в котором производит ся магнитная обработка жидкости, а к удельной поверхности смачивания жидкости в канале (S/V). Это свидетельствует о том, что процесс воздействия магнитного поля на накипеобразующие свойства воды определяется степенью развитости и структурой пограничного слоя жидкости, которые зависят, в первую очередь, от гидродина мического режима движения жидкости.

Гидродинамический режим движения воды как в первой, так и во второй сериях опытов одинаков и определяется величиной масштаба мелких турбулентных пульсаций скорости воды 7 которая, как известно, слабо зависит от формы профиля канала. Снижение интенсинности перемешивания сразу после магнитной обработки способству1114629

ЧЬг. Я

Составитель С.A.Äåêèí

Редактор Н.Егорова Техред.Л. Коцюбняк Корректор В.Синицкая

Заказ 6693/14 Тираж 866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП"Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ет стабилизации образующихся при o5 . работхе зародышей или флокул и неко» торому их росту, что обуславливает повышение эффективности обработки.

Кроме того, выполнение входа и выхо. да проходного сечения между кассетами в виде односторонних конфузоров и диффуэоров способствует уменьшению сбойности течения и гидравлического сопротивления. Компоновкой устройства достигается уменьшение расхода конструкционных материалов на единицу объема обрабатываемой жидкости.

Устройство для магнитной обработки жидкости целесообразно использовать для обработки больших расходов воды (свыше 10 тыс. мз/ч . Его производительность можно увеличивать путем размещения соответствующего количества кассет.без уменьшения эффективности обработки.