Устройство для деминерализации жидкости

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕМИНЕРАШЗАЦИИ ЖИДКОСТИ, содержащее гидродинамический канал с проницаемыми перегородками , расположенный внутри магнитной системы вал и приспособления ввода и вывода жидкости, отличающееся тем, что, с целью интенсификации деминералиэации стройство снабжено цилиндром вращения и распределительными фланцями , магнитна; система выполнена неподвижной и соосно охватьшающей гидродинамический канал, выполненный цилиндрическим, установленный с возможностью вращения и жестко закрепленный посредством распределительных фланцев на расположенном соосно внутри него цилиндре вращения, установленном на валу, причем гидродинамический канал соединен с приспособлениями ввода и вывода жидкости че- . рез распределительные фланцы. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что устройство снабжено непроницаемыми перегородками , разделяющими гидродинамический канал на концентрические камеры, & каждои из которых установлены радиальные непроницаемые и концентрические проницаемые перегородки. 3.Устройство по п. i, отличающееся тем, что магнитная система выполнена в виде соленоида. 4i Устройство по пп. 1 и 3, от личающееся тем, что соленоид магнитной системы выполнен ох8 лаждаемым, например сверхпроводящим. (Л 5.Устройство по п. {, отли1C чающееся тем, что вал выполнен из магнитонепрбводящего материала 6.Устройство по п. 1, отличающееся .тем, что цилиндр вращения вьтолнен из материала, экранирующего и не рунтирующего магнитное поле, например И: алюминия. 7.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что.распредео лительные фланцы выполнены из маг00 нитомягкой стали. 00 8.Устройство ПОП.1, -отличающееся тем, что гидродинамический канал выполнен из материала, проницаемого для магнитного поля, например пластмассы.

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

МЦ

РЕСПУБЛИК

09) 01) 451) С 02 Р. 1/48 ; С 02 R 1/20;

В 03 С 1/00.1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 11:.

К АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

5. Устройство по п. 1, о т л и— чающее ся тем, чтовалвыполнен из магнитонепр водящего материала

6. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я .Тем, что цилиндр вращения выполнен из материала, зкранирующего и не юунтирующего магнитное поле, например из алюминия.

7. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что,распреде.лительные фланцы выполнены из магнитомягкой стали.

8. Устройство по п. 1, .о т л и— ч а ю щ е е .с я тем, что гидродинамический канал вщполнен из материала, проницаемого для магнитного поля, 1 например пластмассы.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР .

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3589009/23-26 (22) 06.05.83 (46) 30.01.85. Бюл. 11 4 (72) П.В.Иванов (71) Оренбургский политехнический институт (53) 628.165 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

l) 321475, кл. С 02 F 1/48, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

В 429027,кл. С 02 F 1/48,1974 (прототип). (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕИИНЕРАЛИЗАЦИИ ЖИДКОСТИ., содержащее гидродинамический канал с проницаемыми перегородками, расположенный внутри магнитной системы вал и приспособления ввода и вывода жидкости, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью интенсификации деминерализации, устройство снабжено цилиндром вращения и распределительными флан-цами, магнитна,; система выполнена неподвижной и соосно охватывающей гид-. родинамический канал, выполненный цилиндрическим, установленный с возможностью вращения и жестко закрепленный посредством распределительных фланцев на расположенном соосно внутри него цилиндре вращения, установленном на валу, причем гидродинамический канал соединен с приспособлениями ввода и вывода жидкости через распределительные фланцы.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что устройство снабжено непроницаемыми переГородками, разделяющими гидродинамический канал на концентрические камеры

3 каждоп из которых установлены радиальные непроницаемые и концентрические проницаемые перегородки.

3. Устройство по и. i, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что магнитная система выполнена в виде соленоида.

4;. Устройство по пп. 1 и 3, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что соленоид магнитной системы выполнен охлаждаемым, например сверхпроводящим. щ

1137083

Изобретение относится к очистке сточных вод от минеральных примесей посредством магнитной обработки и может быть использовано для деминерализации жидких стоков, загрязненных электролитами промышленных и добывающих;предприятий.

Известно устройство, которое со;,;, держит гидродинамический канал с патрубками ввода и вывода, концентрич- 10 ную магнитную систему, установленную на валу с зазором между полюсами по оси„ связанную с валом электродвигателя, причем гидродинамический канал выполнен в виде системы кольцевых 15 коаксиальных каналов и установлен не. подвижно в зазоре между полюсами маг. нитов

Недостатком устройства является низкая интенсивность деминерализации щ из -за ограниченной напряженности маг. нитного поля, так как усиление напря. женности требует увеличения габаритов магнитной системы, т.е. значительного повышения динамических на- 25 грузок при работе устройства и энергозатрат.

Известно также устройство, которое включает гидродинамический канал кольцевой формы и прямоугольного се- З0 чения с расположенными у торцовых стенок проницаемыми перегородками из электропроводного материала, снабженный патрубками ввода и вывода, и заключенный в кольцеобразную проточ35 ку, которая выполнена в торце магни-. та цилиндрической формы, установленного с возможностью вращения. Гидродинамический канал выполнен металлическим и проницаемые перегородки за40 корочены между собой через его стенкн.

Деминерализацию жидкости в известном устройстве осуществляют путем, разделения разнозаряженных ионов дис 45 социированных солей эа счет сил Ло:»< ренца, возникающих при перемещении магнитных силовых линий перпендикулярио потоку жидкости, содержащему диссоциированные ионы. Деминерали- 50 зация жидкости возрастает за счет увеличения сил Лоренца, которые находятся в прямой зависимости от ско-. рости перемещения магнитных силовых линий относительно ионов жидкости и 55 напряженности магнитного поля t2j .

Недостатком устройства является 2j низкая интенсивность деминерализ ации, обусловленная конструктивными особенностями устройства, которые позволяют повысить напряженность магнитного поля лишь при увеличении энергозатрат и радиуса магнита, что ведет к излишним динамическим нагрузкам при работе устройства. Металлический корпус канала экранирует или шунтирует магнитное поле, уменьшая

его плотность в канале. Кроме того повышение производительности за счет увеличения скорости потока приводит к его турбулизации и снижению эффек- тивности разделения ионов из-за .перемешивания потока.

Цель изобретения — интенсифика— ция деминерализации жидкости.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, "îäåðæàùåå гидродинамический канал с проницаеь|ыми перегородками, расположенный внутри магнитной системы вал и приспособления ввода ч вывода жидкости, снабжено цилиндром вращения и распределительными фланцами, магнитная система выполнена неподвижной и соосно охватывающей гидродинамический канал, выполненный цилиндрическим, установленный с возможностью вращения и жестко закрепленный посредством распределительных фланцев на расположенном соосно внутри него цилиндре вращения, установленном на валу, причем гидродинамический канал соединен с приспособлениями ввода и вывода жидкости через распределительные фланцы.

Устройство может быть также снабжено непроницаемыми перегородками, разделяющими гидродинамический канал на концентрические камеры, в каждой из которых установлены радиальные непроницаемые и концентрические проницаемые перегородки.

Магнитная система устройства может быть выполнена в виде соленоида, который может быть охлаждаемым, например сверхпроводящим.

Кроме того, вал может быть выполнен из магнитонепроводящего материала, цилиндр вращения — из материала, экранирующего и не шунтирующего магнитное поле, например из алюминия, распределительные фланцы — из магнитомягкой стали, .гидродинамический ка- нал — из материала проницаемого для магнитного поля, например пластмассы.

На фиг.i изображено устройство для деминерализации жидкости, продольный

l 137

Магнитонепроводящий вал образует вместе с цилиндром вращения замкнутую полость, экранирующую магнитное 35 поле, создавая наибольшую плотность магнитного потока в зоне гидродинамического канала. Для этой же цели применены фланцы из магнитомягкой стали, так как они концентрируют маг-4о нитный поток внутри соленоида.

Приспособления подачи и отбора жидкости осуществляют подачу и отбор жидкости из устройства во время вращения вала. 45

Устройство для деминерализации жидкости работает следующим образом.

Через приспособление 15 и патрубки ввода 7 обрабатываемая жидкость поступает в центральную зону 12 гид- 5О родинамического канала 1 и, просачиваясь через проницаемые перегородки ll, заполняет зоны концентрации 13 и 14, затем через патрубки вывода в

1 деминерализационной и концентрирован-55 ной Жидкости и приспособление !6 попадает в запорные устройства (не показаны ), перед которыми поддержива з разрез, на фиг.2 — разрез А-А на фиг.l .

Устройство:.содержит гидродинамический канал 1, внутри которого рас, положен магнитонепроводящий вал 2, средняя часть 3 которого выполнена из диэлектрика. На валу установлен цилиндр вращения 4, распределительные фланцы 5 и 6, закрывающие с торцов гидродинамический канал. Во флан- !0 цах выполнены патрубки ввода 7 и патрубки вывода 8 деминерализованной и концентрированной жидкости. В гидродинамическом канале установлены непроницаемые перегородки, радиальные 9 и коаксиальные 10, Между последними установлены проницаемые ко— аксиальные перегородки 1!. Коаксиальные непроницаемые и проницаемые перегородки разделяют гидродинамический о канал на центральную зону 12 и зоны концентрации 13 и 14. На валу установлены приспособления ввода 15 обрабатываемой жидкости и приспособления вывода 16 деминерализованной и концентрированной жидкости. Вал установлен в подшипниках 17 и 18 и связан с приводом вращения не показан через муфту 19. Гидродинамический канал помещен в концентричную магнитную систему, выполненную в виде соленоида 20.

083 Я ется давление 0,8 атм., которое пре— пятствует отрыву жидкости под воздействием центробежных сил,возникающих при вращении, от поверхности коаксиальных непроницаемых перегородок 10 со стороны, отстоящей от центра вра— щения. Затем приводят во вращение вал 2 и подают ток на соленоид 20.

Выполнение гидродинамического канала цилиндрическим с возможностью вращения позволяет формировать жидкость внутри соленоида (в гидродинамическом канале) между коаксиальными и радиальными перегородками в продольные ламинарные потоки, параллельные оси соленоида, и вращать потоки жидкости вместе с гидродинамическим каналом вокруг оси соленоида в плоскости, перпендикулярно силовым линиям магнитного поля, что и создает радиально направленные силы Лоренца, действующие на ионы, находящиеся в потоках жидкости между перегородками гидродинамического канала. Ионы под действием сил Лоренца перемещаются радиально из центральной зоны в зоны концентрации сквозь проницаемые перегородки ° !

Соосность гидрЬдинамического канала и концентричной магнитной системы обеспечивает перпендикулярность между направлением вращательного движения жидкости и направлением магнитных силовых линий, что создает наибольшую величину вил Лоренца при данных параметрах магнитного поля и скорости относительного перемещения заряженйой частицы †ио.

Выполнение гидродинамического канала из материала, проницаемого для магнитного поля! позволяет избежать снижения напряженности магнитного поля в потоках жидкости из-за потерь на сопротивление.

Кроме того, применение гидродинамического канала с возможностью враЭ щения допускает использование неподвижного жестко закрепленного соленоида, что позволяет увеличить напряженность магнитного поля, так как

его размеры и величина тока не огра ничивается динамическими нагрузками и потребностью в сложных токосъемных устройствах, как это характерно для вращающейся магнитной системы.

Результаты испытаний показывают, что производительность устройства превьппает производительность устрой .1137083 ства-прототипа, т е. устройство обеспечивает более высокую интенсивность деминерализацни, чем устройство-прототип. Использование изобретения на предприятиях народного хозяйства позволит за счет повышения интенсив-. ности деминерализации увеличить производительность очистных сооружений, повысить степень деминерализации жидких стоков промпредприятий и тем

5 самым способствовать защите окружающей среды.

1137083

4-4

Составитель С.Декин

Техред А.Кикемезей Корректор С.Черни

Редактор Л.Авраменко

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 10455/17 Тираж 884 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

t по делам изобретений и открытий

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