Устройство для омагничивания жидкости

 

Изобретение относится к устройству для омагничивания жидкостей и может быть использовано для предотвращения образования асфальтосмолопарафиновых отложений в трубопроводах и арматуре и в ходе обработки закачиваемой в скважины воды при нефтедобыче, а также в системах водо- и теплоснабжения для предотвращения накипеобразования и снижения коррозионной активности водных систем. Устройство содержит магнитную систему с основными постоянными магнитами, размещенными по обе стороны зазора для протекания жидкости, обращенными полюсными поверхностями к зазору, с перпендикулярными к направлению движения жидкости направлениями намагниченности. Оппозитно расположенные относительно зазора магниты имеют одинаковые направления намагниченности. Устройство имеет дополнительные постоянные магниты с чередующимися параллельными направлению движения жидкости направлениями намагниченности, полярности обращенных к зазору полюсов основных магнитов совпадают с полярностью примыкающих к ним полюсов дополнительных магнитов. Основные и дополнительные магниты расположены путем чередования на общем магнитопроводе. Между основными и дополнительными постоянными магнитами и магнитопроводом могут быть установлены прокладки из немагнитного материала. Технический результат состоит в увеличении градиента напряженности магнитного поля. 3 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области устройств для омагничивания жидкостей и может быть использовано для предотвращения образования асфальтосмолопарафиновых отложений в трубопроводах и арматуре и в ходе обработки закачиваемой в скважины воды при нефтедобыче, а также в системах водо- и теплоснабжения для предотвращения накипеобразования и снижения коррозионной активности водных систем.

Известно магнитное устройство для обработки жидкости, содержащее магнитную систему с постоянными магнитами, в которой постоянные магниты размещены на внешней поверхности неферромагнитного трубопровода с протекающей жидкостью, обращены одноименными полюсами к поверхности этого трубопровода и размещены попарно таким образом, что каждая пара магнитов смещена вдоль окружности трубопровода на 90^o относительно соседних пар, магниты в каждой из пар разнесены вдоль длины трубы, а отдельные пары магнитов смещены относительно оппозитных пар вдоль длины трубопровода. Каналом для протекающей жидкости служит зазор между оппозитно расположенными полюсными поверхностями постоянных магнитов [Патент Англии 2288553, кл. C02F 1/48, опубл. 25.10.1995 г.].

Размещение всех постоянных магнитов одноименными полюсами к поверхности трубопровода ведет к уменьшению изменений напряженности магнитного поля вдоль направления движения жидкости как у внутренней поверхности немагнитного трубопровода, так и (в особенности) у его оси. Напряженность и градиент напряженности действующего на жидкость магнитного поля уменьшаются также из-за значительных потерь магнитной энергии на рассеяние магнитного потока, обусловленных отсутствием магнитопровода, замыкающего внешние полюсные поверхности постоянных магнитов. Кроме того, недостатком данного устройства является малая длина магнитной системы и, как следствие этого, малая длина рабочего объема, что уменьшает длительность магнитной обработки жидкости. Все это снижает эффективность данного устройства.

Известно также магнитное устройство для обработки жидкости, содержащее магнитную систему с постоянными магнитами, представляющую собой корпус, внутри которого с зазором установлены попарно-последовательно постоянные магниты, обращенные к зазору своими полюсными поверхностями, и магнитопровод, который выполнен общим для двух пар постоянных магнитов в виде кольца либо в виде двух коаксиальных колец. По обоим торцам магнитопровод имеет диаметрально выполненные выступы, на внутренней поверхности которых установлены попарно постоянные магниты, причем каждая пара постоянных магнитов установлена относительно друг друга со смещением 90-270^o, магниты в парах имеют противоположные направления намагниченностей и предусмотрен продольный зазор между торцами постоянных магнитов в пределах 0,1-1,5 мм. При этом на внешней и/или внутренней поверхности корпуса в местах расположения постоянных магнитов выполнены поперечные пропилы. Каналом для протекающей жидкости в этом устройстве также служит зазор между оппозитно расположенными полюсными поверхностями постоянных магнитов [Патент РФ 2092444, кл. C02F 1/48, опубл. 10.10.1997 г.].

Недостатком данного устройства также являются низкие градиенты напряженности воздействующего на жидкость магнитного поля, особенно в области максимальных напряженностей, обусловленные применением в магнитной системе рядом расположенных постоянных магнитов с параллельными направлениями намагниченностей, и малая длина рабочего объема, обусловленная малой длиной магнитной системы, что уменьшает длительность магнитной обработки жидкости. Все это снижает эффективность устройства.

Задачей настоящего изобретения является увеличение градиента напряженности воздействующего на жидкость магнитного поля и увеличение длительности магнитного воздействия на жидкость для повышения эффективности омагничивающего устройства.

Поставленная задача решается тем, что в устройство для магнитной обработки жидкости, содержащее магнитную систему с основными постоянными магнитами, размещенными по обе стороны зазора для протекания жидкости, обращенными полюсными поверхностями к этому зазору, с перпендикулярными к направлению движения жидкости направлениями намагниченности и с замкнутыми общим магнитопроводом внешними полюсными поверхностями, при этом оппозитно расположенные относительно зазора магниты имеют одинаковые направления намагниченности, согласно изобретению введены дополнительные постоянные магниты с чередующимися параллельными направлению движения жидкости направлениями намагниченности, полярности обращенных к зазору полюсов основных магнитов совпадают с полярностью примыкающих к ним полюсов дополнительных магнитов, при этом основные и дополнительные магниты расположены путем чередования на общем магнитопроводе.

Между основными и дополнительными постоянными магнитами могут быть установлены прокладки из немагнитного материала.

Между дополнительными постоянными магнитами и общим магнитопроводом могут быть установлены прокладки из немагнитного материала.

Дополнительные магниты могут быть выполнены составными из двух отдельных магнитов с одинаковыми направлениями намагниченности, а между этими двумя отдельными частями составных магнитов установлены вставки из магнитомягкого материала.

Использование в устройстве магнитной системы в виде последовательности размещенных с зазором вдоль направления движения жидкости постоянных магнитов, обращенных к зазору своими полюсными поверхностями и имеющих чередующиеся направления намагниченности и замкнутые общим магнитопроводом внешние полюсные поверхности, с размещенными между ними постоянными магнитами, имеющими чередующиеся параллельные к направлению движения жидкости направления намагниченности, таким образом, что полярности обращенных к зазору полюсов магнитов с перпендикулярными направлению движения жидкости направлениями намагниченности совпадают с полярностью примыкающих к ним полюсов магнитов с параллельными направлению движения жидкости направлениями намагниченности, позволяет значительно повысить плотности магнитного потока вблизи обращенных друг к другу полюсов магнитов с разными направлениями намагниченности и получить такое распределение магнитного поля, при котором плотности магнитных потоков быстро уменьшаются при удалении от обращенных друг к другу полюсов магнитов с разными направлениями намагниченности. Это обеспечивает увеличение градиента напряженности воздействующего на жидкость магнитного поля, а использование последовательности установленных вдоль направления движения жидкости постоянных магнитов обеспечивает увеличение длины объема, в котором осуществляют магнитное воздействие на жидкость, а следовательно, и увеличение длительности магнитного воздействия на жидкость. Увеличение градиента напряженности магнитного поля и увеличение длительности магнитного воздействия на жидкость обеспечивают повышение эффективности устройства.

Сущность изобретения и возможные варианты исполнения предлагаемого устройства поясняются на фиг.1-4, где 1 - основные магниты 2 - дополнительные магниты 3 - магнитопровод 4, 5 - прокладки из немагнитного материала 6 - составные дополнительные магниты 7 - вставки из магнитомягкого материала Буквами "N" и "S" на этих рисунках показаны полярности полюсных поверхностей постоянных магнитов.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство для омагничивания жидкости, содержащее магнитную систему с постоянными магнитами, в котором последовательность размещенных вдоль направления движения жидкости и разделенных зазором основных постоянных магнитов 1 с перпендикулярными к направлению движения жидкости направлениями намагниченности и с чередующимися направлениями намагниченности обращена полюсными поверхностями к зазору с каждой из сторон этого зазора, а внешние полюсные поверхности этих магнитов замкнуты общим магнитопроводом 3. Между ними размещены дополнительные постоянные магниты 2 с чередующимися параллельными к направлению движения жидкости направлениями намагниченности, таким образом, что полярности обращенных к зазору полюсов магнитов 1 совпадают с полярностью примыкающих к ним полюсов магнитов 2. Подобное размещение постоянных магнитов 1 и 2 с различными направлениями намагниченностей позволяет значительно повысить плотности магнитного потока вблизи обращенных друг к другу одноименных полюсов этих магнитов и получить такое распределение магнитного поля, при котором плотности магнитных потоков быстро уменьшаются при удалении от обращенных друг к другу полюсов магнитов 1 и 2. Это обеспечивает увеличение градиента напряженности магнитного поля, а использование последовательности установленных вдоль направления движения жидкости постоянных магнитов обеспечивает увеличение длины объема, в котором осуществляют магнитное воздействие на жидкость, а следовательно, и увеличение длительности магнитного воздействия на жидкость. Увеличение градиента напряженности магнитного поля и увеличение длительности магнитного воздействия на жидкость обеспечивают повышение эффективности омагничивающего устройства.

Возможно также исполнение магнитного устройства, в котором между основными и дополнительными постоянными магнитами установлены прокладки из немагнитного материала, что обеспечивает увеличение длины областей с высокими напряженностями магнитного поля вблизи обращенных друг к другу полюсов магнитов с разными направлениями намагниченности, а следовательно, и увеличение длительности магнитного воздействия на жидкость, и повышение эффективности устройства.

Сказанное поясняется на фиг.2, на которой показаны основные постоянные магниты 1 и размещенные между ними дополнительные постоянные магниты. Основные магниты 1 могут размещаться между дополнительными магнитами 2. Обращенные в противоположную зазору сторону полюсные поверхности основных магнитов замкнуты общим магнитопроводом 3. Между основными и дополнительными постоянными магнитами 1 и 2 установлены прокладки 4 из немагнитного материала. Это обеспечивает увеличение длины областей с высокими напряженностями магнитного поля вблизи обращенных друг к другу полюсов магнитов 1 и 2, а следовательно, и увеличение длительности магнитного воздействия на жидкость, и повышение эффективности устройства.

Возможно также исполнение устройства, в котором между дополнительными постоянными магнитами и общим магнитопроводом установлены прокладки из немагнитного материала. Это также обеспечивает получение распределений воздействующего на жидкость магнитного поля с высокими градиентами напряженности магнитного поля вблизи обращенных друг к другу полюсов постоянных магнитов с разными направлениями намагниченности и высоких напряженностей магнитного поля в этих областях и одновременно обеспечивает за счет уменьшения шунтирующего действия магнитопровода более эффективное использование объема постоянных магнитов с параллельными к направлению движения жидкости направлениями намагниченности.

Сказанное поясняется на фиг.3, на которой показаны основные постоянные магниты 1 и размещенные между ними дополнительные постоянные магниты 2. Обращенные в противоположную зазору сторону полюсные поверхности основных магнитов замкнуты общим магнитопроводом 3. Между дополнительными постоянными магнитами 2 и общим магнитопроводом 3 установлены прокладки 5, выполненные из немагнитного материала. Устройство может быть выполнено с установленными между постоянными магнитами 1 и 2 прокладками 4 из немагнитного материала, а также без прокладок 4. Установка немагнитных прокладок 5 между магнитами 2 и общим магнитопроводом 3 уменьшает шунтирование магнитного потока постоянных магнитов 2 общим магнитопроводом 3 и благодаря этому обеспечивает более эффективное использование объема дополнительных магнитов 2. При этом, как и в исполнениях, показанных на фиг.1, 2, обеспечивается получение распределений воздействующего на жидкость магнитного поля с высокими градиентами напряженности вблизи обращенных друг к другу полюсов постоянных магнитов 1 и 2 с разными направлениями намагниченности и высоких напряженностей магнитного поля в этих областях, а следовательно, обеспечивается и повышение эффективности устройства.

Возможно также исполнение устройства, в котором дополнительные постоянные магниты выполнены составными, из двух отдельных магнитов с одинаковыми направлениями намагниченности, а между этими двумя отдельными частями составных магнитов установлены вставки из магнитомягкого материала, что практически без снижения напряженности и градиента напряженности действующего на жидкость магнитного поля позволяет увеличить длину объема, в котором осуществляют магнитное воздействие на жидкость, и тем самым увеличить длительность магнитной обработки жидкости и повысить эффективность устройства.

Сказанное поясняется на фиг.4, на которой показаны основные постоянные магниты 1 и дополнительные постоянные магниты 2. Обращенные в противоположную зазору сторону полюсные поверхности основных магнитов замкнуты общим магнитопроводом 3. Дополнительные постоянные магниты 2 выполнены составными из двух отдельных постоянных магнитов 6 с одинаковыми направлениями намагниченности, а между этими двумя отдельными частями составных магнитов установлены вставки 7 из магнитомягкого материала, что практически без снижения напряженности и градиента напряженности действующего на жидкость магнитного поля позволяет увеличить длину объема, в котором осуществляют магнитное воздействие на жидкость, и тем самым увеличить длительность магнитной обработки жидкости и повысить эффективность устройства. Исполнение с составными из двух отдельных частей дополнительными магнитами может быть выполнено также с немагнитными вставками 4 между магнитами с разными направлениями намагниченности и с немагнитными вставками 5 между магнитами с параллельными к направлению движения жидкости направлениями намагниченности и общим магнитопроводом.

Формула изобретения

1. Устройство для магнитной обработки жидкости, содержащее магнитную систему с основными постоянными магнитами, размещенными по обе стороны зазора для протекания жидкости, обращенными полюсными поверхностями к этому зазору, с перпендикулярными к направлению движения жидкости направлениями намагниченности и с замкнутыми общим магнитопроводом, внешними полюсными поверхностями, при этом оппозитно расположенные относительно зазора магниты имеют одинаковые направления намагниченности, отличающееся тем, что в него введены дополнительные постоянные магниты с чередующимися параллельными направлению движения жидкости направлениями намагниченности, полярности обращенных к зазору полюсов основных магнитов совпадают с полярностью примыкающих к ним полюсов дополнительных магнитов, при этом основные и дополнительные магниты расположены путем чередования на общем магнитопроводе.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что между основными и дополнительными постоянными магнитами установлены прокладки из немагнитного материала.

3. Устройство по пп. 1 или 2, отличающееся тем, что между дополнительными постоянными магнитами и общим магнитопроводом установлены прокладки из немагнитного материала.

4. Устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что дополнительные магниты выполнены составными, из двух отдельных магнитов с одинаковыми направлениями намагниченности, а между этими двумя отдельными частями составных магнитов установлены вставки из магнитомягкого материала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4