Устройство для извлечения веществ из жидкой среды

 

Использование: различные технологии разделения жидких сред, в частности, очистка жидкости от растворенных в ней веществ . Сущность изобретения: в корпусе, окруженном электрической обмоткой, соединенной с источником, импульсов тока, размещен магнитопровод в виде постоянного магнита. Источник тока выполнен однополярным, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.

1 (21) 4736096/26; 4747521/26 (22) 08.09.89 (23) 09,10.89 (46) 15.02;93. Бюл, ¹ 6 (75) Г.Г, Кадышев, Ю,Г, Кадышев и Е.П. Сидунов (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1639716, кл.-В 01 D 35/06, 1989. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВЕЩЕСТВ ИЗ ЖИДКОЙ СРЕДЫ

Изобретение относится к перерабатывающей промышленности, и может быть использовано в" технологиях разделения жидких сред, сгущения растворов и получения из них продуктов, а также для очистки жидкости от растворенных веществ.

Известно устройство для извлечения веществ из жидкой среды, содержащее корпус с патрубками подачи очищаемой жидкости и отвода очищенной жидкости и сгущенных веществ, охватывающие корпус электрические обмотки, соединенные с источником импульсов тока, а также магнитопровод с разделителем жидкости, установленные в корпусе коаксиально ему, причем магнитопровод выполнен в виде стержня из магнитомягкого материала, а разделитель жидкости в виде стопы колец, установленных с зазорами между собой, магнитопроводом И KopI1YCOM.

Недостатком известного устройства является малая удельная производительность и низкий КПД. Это обусловлено тем, что магнитопровод выполнен из магнитомягкого материала, а источник тока выполнен с переменной полярностью. В процессе рабо 512,, 1794890 Al (si)s С 02 F 1/43, В 01 D 35/06 (57) Использование: различные технологйи разделения жидких сред, в частности, очистка жидкости от растворенных в ней веществ,. Сущность изобретения: в корпусе, окруженном электрической обмоткой, соединенной с источником импульсов тока, размещен магнитопровод в виде постоянного магнита, Источник тока выполнен однополярным. 2 ил. ты перемагничивают магнитопровод, что снижает КПД и удельную производительность устройства.

Целью изобретения является увеличение.удельной производительности и коэф- Я фициента полезного действия устройства.

Цель достигается тем, что магнитопровод выполнен в виде постоянного магнита, а источник импульсов тока выполнен одно- Д полярным. О

На. фиг.1 изображено устройство, вид ф„ сбоку, разрез; на фиг.2 — разрез A-А на р фиг.1.

Устройство для извлечения веществ из жидкой среды содержит корпус,1 с патрубками 2,3,4 подачи очищаемой жидкости, отвода сгущенных продуктов и очищенной жидкости соответственно, охватывающие ъ корпус электрическую обмотку 5, соединенную с источником 6 однополярных импульсов тока, и концентратор 7 магнитного потока, а также размещенные коаксиально в корпусе постоянный магнит 8 и разделитель 9 жидкости, выполненный в вице соосного набора пластинчатых колец 10 и проницаемой мембраны 11, установленных

1794890 с рабочими зазорами между собой, магнитом и корпусом, Жидкость с растворенными веществами подают через патрубок 2 в корпус 1 с заполнением жидкостью корпуса. Электрическую обмотку 5 подключают к источнику 6 и пропускают в обмотке однополярные импульсы тока, В соответствии с Законом электромагнитной индукции импульсы тока в обмотке 5 возбуждают ЭДС и однополяр- "0 ные импульсы индукционных токов в концентраторе 7 и в жидкости, находящейся в корпусе 1, при этом электрические токи в жидкости направлены антипараллельно токам, протекающим в концентраторе 7 магнитного потока, и направлены параллельно току намагничивания постоянного магнита 8.

В соответствии с правилом Ленца на заряженные ионы веществ, создающие токи 20 в жидкости, действуют силы Лоренца, при-. тягивающие ионы к параллельным токам намагничивания магнита 8 и отталкивающие ионы от антипараллельных токов, протекающих в концентраторе 7. Под действием сил 25

Лоренца ионы веществ дрейфуют в жидкости в поперечном сечении корпуса 1 к магниту 8, концентрируются на поверхности магнита 8, откуда отводят сгущенные вещества через патрубок 3. У боковой стенки 30 корпуса 1 жидкость освобождается от ионов растворенных веществ, и через патрубок 4 отводят очищенную воду (жидкость), Пример. Корпус 1 изготовлен из диэлектрического материала (например по- 35 лиэтилен) в виде цилиндрической емкости диаметром 3 10 мм, высотой 2 м, объемом

-1

70 л. Патрубок 2 подачи жидкости установлен на крышке корпуса 1, Патрубки 3 и 4 для отвода сгущенных 40 продуктов и очищенной жидкости установлены на днище корпуса 1 на расстоянии

7 10 и 1,3.10 м от его оси соответственно.

Концентратор 7 магнитного потока из- 45 готовлен из листовой меди в виде цилиндрической обечайки диаметром 3,1 10 м, высотой 2 м и закреплен на боковой стенке корпуса 1 коаксиально. Полное электрическое сопротивление концентратора 7 для кольцевых токов промышленной частоты составляет R = 8 10 Ом.

Электрическая обмотка 5 выполнена на катушке внутренним диаметром 3,2 10 м, высотой 3 10- м, намотана медныым прово- 55

-1 дом.в лаковой изоляции диаметром 3 10 м, длиной 1200 м, содержит 1200 витков провода, обладает полным электрическим сопротивлением Ro = 15 Ом для токов промышленной частоты, Обмотка 5 закреплена на боковой стенке концентратора 7 коаксиально, и соединена с источником 6 однополярных импульсов тока, В качестве источника 6 импульсов тока используют электрическую сеть переменного тока промышленной частоты 50 Гц напряжением V = 380 В, мощностью W = 5 кВт, к которой обмотку 5 подключают через диоды таким образом, что на обмотку 5 подают импульсы тока силой 25 А одного направл, Постоянный магнит 8 изготовлен из сплава ЮНДК-24 в виде цилиндрического стержня диаметром 10 м, длиной 2 м, кото-1 рый намагничен вдоль оси стержня и обладает магнитным потоком Фм - 10 Вб с эквивалентным током IM = 1,8 10 А намаг6 ничивания, Магнит 8 покрыт диэлектрической оболочкой и размещен коаксиально в корпусе 1 между его крышкой и днищем на расстоянии 10 м от боковой стенки корпуса.

Разделитель жидкости 9 выполнен в виде соосного набора пластинчатых колец 10, скрепленных между собой стойками с рабочими зазорами 3 10 м между пластинами, и установлен коаксиально в корпусе 1 между его боковой стенкой и магнитом 8 с рабочими зазорами 2 10 м между ними. Всего в разделителе 9 содержится шестьдесят пластин IO, выполненных из диэлектрического материала (оргстекла).

Проницаемая мембрана 11 изготовлена из тканого материала, имеющего поры 0,10 2 мм в виде конической обечайки, и закреплена на кольцах 10 разделителя жидкости 9 по наружному периметру колец, Патрубок 3 отвода сгущенных продуктов расположен в контуре мембраны 11, а патрубок 4 отвода очищенной жидкости расположен за пределами контура мембраны 11, В качестве очищаемой жидкости через патрубок 2 в корпус 1 подают, например, морскую воду, содержащую 30 г/л растворенных продуктов в виде солей, с расходом

0,6 л/с (2160 л/ч) воды.

Вода проходит в зазорах между кольцами 10 разделителя 9 жидкости и заполняет полости в корпусе 1 между магнитом 8 и боковой стенкой корпуса.

Электрическую обмотку5 подключают к источнику 6 и пропускают в ней 50 импульсов тока в секунду силой I = 25 А в импульсе, направленные в обмотке 5 параллельно с направлением тока I> = 1,8 10 А намагничивания в магните 8.

Импульсы тока создают в обмотке 5 магнитные потоки ©o = 1,2 10 Вб, которые

-2 возбуждают ЭДС индукции е, = 1,2 В и

1794890

5 импульсыиндукционныхтоков11=1,5 10 А в концентраторе 7 магнитного потока со встречными магнитными потоками Ф =

=10г Вб. Импульсные магнитные потоки

Ф1 = 10 Вб концентратора 7 в свою очередь наводят в полости корпуса 1 ЭДС индукции E> = 1 В, и возбуждают в жидкости, находящейся в корпусе, кольцевые индукционные токи I® = 40 А, В соответствии с Законом электромагнитной индукции токи в жидкости 1 = 40 А направлены антипараллельно возбуждающим их токам I > = 1,5 10 А в концентраторе

7, и направлены паоаллельно току намагничивания I< = 1,8 10 А магнита,8. В соответствии с правилом Ленца на ионы растворенных веществ, создающие токи в жидкости, действуют сумарные силы Лоренца F = 5,8 10 Н, направленные радиальг но от боковой стенки с концентратором 7 к боковой стенке магнита 8, Под действием полученных сил Лоренца как положительно, так и отрицательно заряженные ионы растворенных веществ дрейфуют в жидкости в поперечном сечении корпуса 1 от его боковой стенки к магниту 8, при этом ионы растворенных веществ сгущаются на боковой стенке магнита 8, откуда сгущенные вещества отводят через патрубок 3 в растворе содержащем 86 г/л веществ, с расходом 0,2 л/с (720 л/ч) раствора.

В то же время у боковой стенки корпуса 1 вода освобождается от растворенных веществ, и через патрубок 4 отводят очищенную воду с остаточным содержанием в ней

2 г/л солей с расходом 0,4 л/с (1440 л/ч) воды.

Пластинчатые кольца 10 разделителя 9 препятствуют образованию перемешивающих потоков жидкости в корпусе 1, а мембФормула изобретения

Устройство для извлечения веществ из жидкой среды, содержащее корпус с патрубками подачи очищаемой и отвода очищенной жидкости и сгущенного продукта, охватывающую корпус электрическую обмотку, соединенную с источником импульрана 11 предотвращает смешивание сгущенного раствора с очищенной жидкостью в корпусе.

Удельная производительность устрой5 ства, отнесенная на 1 дм рабочего объема з корпуса достигает; по извлеченным веществам 0,56 кг/ч, по очищенной жидкости 20 л/ч.

Расход электрической энергии на из10 влечение1 кг растворенных веществ составляет 100 Вт,ч, Расход электрической энергии на очистку 1 л жидкости составляет — 3,5 Вт.ч.

Во втором варианте выполнения уст I5 ройства концентратор 7 магнитного потока выполнен в виде цилиндрической обечайки электропроводного материала, который размещают внутри корпуса 1 в электрическом контакте с жидкостью, находящейся в

20 корпусе. При этом импульсы индукционных токов возбуждаемых в жидкости, направлены параллельно с токами в концентраторе

7, и направлены антипараллельно токам намагничивания магнита. В указанных услови25 ях силы Лоренца действуют на ионы веществ в жидкости в сторону концентратора 7 и боковой стенки корпуса 1, при этом растворенные вещества сгущаются на боковой стенке концентратора 7, откуда отводят

30 сгущенные вещества через патрубок 4, Одновременно у поверхности магнита 8 жидкость освобождается от ионов веществ и через патрубок 3 отводят очищенную жидкость.

35 Удельная производительность и КПД устройства увеличены за счет размещения в корпусе постоянного магнита, и пропуска в обмотке импульсов тока одного направления, при этом уменьшены энергетические

40 затраты на создание тока намагничивания, и усилено воздействие их на ионы, сов тока, магнитопровод с разделителем жидкости, установленный в корпусе коаксиальноему,отли ча ющеес я тем, что, с целью увеличения удельной производительности и КПД, магнитопровод выполнен в виде постоянного магнита, а источник импульсов тока выполнен однополярным. 1794890

Составитель Г. Кадышев

Редактор Т. Иванова Техред.M.Moðreíòàë Корректор Н. Милюкова

Заказ 404 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101