Устройство для магнитной обработки жидких сред

 

Изобретение относится к устройствам для физической обработки веществ, в частности к аппаратам магнитной обработки жидких или текучих сред, и может быть использовано в пищевой, строительной промышленности и в тепловых системах. Устройство содержит ферромагнитный корпус, магнитную систему в виде катушки и установленного в корпусе с кольцевым зазором и с возможностью осевого перемещения магнитопровода. Кольцевой зазор разделен катушкой на два параллельных кольцевых канала. Торцы магнитопровода снабжены конусами с основанием, ориентированным к входному патрубку. Кольцевой зазор в зоне конусов выполнен в виде конфузора. Технический результат состоит в обеспечении переменной индукции магнитного поля и регулировки его в процессе работы устройства. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для физической обработки веществ, в частности к аппаратам магнитной обработки жидких или текучих сред и может быть использовано в пищевой, строительной промышленности и в тепловых системах.

Известно устройство для магнитной обработки жидких сред, содержащее ферромагнитный корпус с входным и выходным патрубками и магнитную систему в виде намагничивающей катушки [1].

Недостатком указанного устройства является однородность магнитного поля по всему тракту протекающей среды, что приводит к низкой степени омагничивания жидких сред.

Ближайшим техническим решением является устройство для магнитной обработки жидких сред, содержащее ферромагнитный корпус с входным и выходным патрубками и магнитную систему в виде намагничивающей катушки и осевого магнитопровода, установленного в корпусе с кольцевым зазором и образующего, по крайней мере, одну зону с переменным значением индукции магнитного поля по ее длине [2].

В указанном техническом решении часть жидкостного тракта находится в поле переменного значения индукции магнитного поля по его длине, однако, узкий диапазон регулировки величины магнитной индукции не гарантирует требуемую степень омагничивания жидких сред с учетом конкретного содержания в них примесей в виде солей, железа и т.д.

Целью изобретения является создание требуемой интенсивности магнитного поля и обеспечение возможности регулировки неоднородности магнитного поля, величины его магнитной индукции и степени омагничивания протекающих жидких сред.

Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве для магнитной обработки жидких сред, содержащем ферромагнитный корпус с входным и выходным патрубками и магнитную систему в виде намагничивающей катушки и осевого магнитопровода, установленного в корпусе с кольцевым зазором и образующего, по крайней мере, одну зону с переменным значением индукции магнитного поля по ее длине, намагничивающая катушка размещена в кольцевом зазоре с разделением последнего на два параллельных кольцевых канала, а зона с переменным значением индукции выполнена в виде конусного торцевого участка магнитопровода, основание которого ориентировано в сторону входного патрубка, причем кольцевой зазор в зоне упомянутого конуса выполнен в виде конфузора, угол схождения которого меньше угла схождения конуса, а магнитопровод на части своей длины образует участок с постоянным значением индукции магнитного поля по его длине. Кроме того, магнитопровод, по крайней мере на части своей длины, может быть выполнен в виде ферромагнитных блоков с диамагнитными втулками между ними и установлен с возможностью осевого перемещения, а толщины втулок могут уменьшаться в сторону выходного патрубка.

На чертеже схематично изображено описываемое устройство. Устройство для магнитной обработки жидких сред содержит ферромагнитный корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками и магнитную систему в виде намагничивающей катушки 4 и осевого магнитопровода 5, установленного в корпусе 1 с кольцевым зазором 6 и образующего, по крайней мере, одну зону 7 с переменным значением индукции магнитного поля. На части своей длины магнитопровод 5 образует участок 8 с постоянным значением индукции магнитного поля, а намагничивающая катушка 4 размещена в кольцевом зазоре 6 с разделением последнего на два параллельных кольцевых канала 9 и 10. По крайней мере один из торцевых участков магнитопровода 5 снабжен конусом 11, основание которого ориентировано в сторону входного патрубка 2, а кольцевой зазор 6 в зоне конуса 11 выполнен в виде конфузора 12, угол схождения которого меньше угла схождения конуса 11. Магнитопровод 5, по крайней мере на части своей длины, выполнен в виде ферромагнитных блоков 13 с диамагнитными втулками 14 между ними и установлен с возможностью осевого перемещения. Толщины втулок 14 могут уменьшаться в сторону выходного патрубка 3.

Магнитопровод 5 может быть выполнен в виде ферромагнитных блоков 13 как по всей длине, так и в любой своей части, в том числе и на участке с постоянным значением индукции магнитного поля по его длине.

В общем случае намагничивающая катушка 4 может быть выполнена в виде электромагнита или же набрана из постоянных магнитов, а магнитопровод 5 может быть снабжен конусами 11 на обоих своих торцах, и образованные конуса 11 в общем случае могут быть ориентированы своими основаниями в любую сторону, однако, более эффективное воздействие на обрабатываемую жидкость оказывается в случае, когда оба конуса 11 ориентированы своими основаниями в сторону входного патрубка 2, при этом кольцевой зазор 6 в зоне конусов 11 выполнен в виде конфузоров 12, угол схождения при вершине которых меньше угла схождения соответствующих конусов 11.

Работа описываемого технического решения осуществляется следующим образом.

При необходимости магнитной обработки какой-либо из жидких или текучих сред, например воды, на катушку 4 подается необходимое напряжение, и в магнитной системе между катушкой 4, магнитопроводом 5, его ферромагнитными блоками 13 и корпусом 1 возникает магнитное поле, ориентированное поперек жидкостного потока, протекающего по кольцевым каналам 9 и 10 зазора 6. Магнитное поле по длине магнитопровода 5 подразделяется на зоны с переменным значением индукции магнитного поля по длине, чередующиеся с участками постоянного значения индукции магнитного поля по их длине.

В случае выполнения магнитопровода 5, частично или полностью, из ферромагнитных блоков 13 с диамагнитными втулками 14 образованное магнитное поле приобретает дополнительную неоднородность в виде дискретных пучков силовых линий, расположенных вдоль упомянутых блоков 13, т.е. в зонах с переменным или постоянным значением индукции магнитного поля по длине, при наличии в них блоков 13, на имеющееся магнитное поле накладывается дополнительная неоднородность.

В результате размещения магнитной катушки 4 в жидкостном тракте 6, наличия чередующихся зон с постоянным и переменным магнитным полем и дополнительной дискретной неоднородности в указанных зонах, общий вид магнитного поля вдоль тракта жидкой среды приобретает сложный характер как по длине самого тракта, так и в его поперечном сечении. Благодаря достигнутому распределению магнитного поля появляется возможность автономной регулировки той или иной его составной части в имеющемся тракте и добиваться требуемой степени омагничивания рабочей среды с учетом конкретного содержания в ней тех или иных примесей.

Сама обрабатываемая среда через входной патрубок 2 подается в кольцевой жидкостной тракт 6, пересекает в процессе своего движения дискретные пучки магнитных силовых линий в зоне конуса 11 входного торца магнитопровода 5, затем распределяется по кольцевым каналам 9 и 10, в каждом из которых омагничивается своим магнитным полем, собирается в единый поток и пересекает дискретные пучки магнитных силовых линий в зоне конуса 11 выходного торца магнитопровода, после чего выводится через выходной патрубок 3 по своему технологическому назначению. Часть воды, протекающая по внутреннему кольцевому каналу 9, омагничивается в магнитном поле, образованном между магнитопроводом 5 и катушкой 4, а часть воды, протекающая по кольцевому каналу 10, омагничивается в магнитном поле, образованном между катушкой 4 и корпусом 1, и одновременно охлаждает саму катушку 4.

Неоднородность магнитного поля в общем случае оказывает дополнительное влияние на эффект обработки (омагничивания) протекаемой рабочей среды.

Требуемая степень омагничивания протекающей жидкой среды с учетом конкретного содержания в ней примесей достигается как предварительным подбором геометрических параметром устройства, например выбором величины кольцевых каналов 9 и 10, размера конусов 11, толщин ферромагнитных блоков 13 и диамагнитных втулок 14 и закономерностью их расположения, так и регулировкой уровня магнитной индукции всего магнитного поля (регулировкой питания) или же его отдельных составляющих непосредственно в процессе работы.

При изменении содержания примесей в протекающей рабочей среде или же при необходимости изменения ее степени омагничивания в процессе ее обработки регулировка величины магнитной индукции обеспечивается перемещением магнитопровода 5 вдоль оси корпуса 1. При этом кольцевой зазор между каждым из конусов 11 и корпусом 1 изменяется и, соответственно, изменяется и величина магнитной индукции в зоне конусов 11. Выполнение жидкостного тракта 6 в зоне конусов 11 в виде конфузоров 12 с меньшим углом схождения при вершине, чем угол схождения соответствующего конуса, обеспечивает неизменность скоростного режима течения среды по всему тракту 6 в процессе перемещения магнитопровода вдоль оси корпуса 1. В общем случае значения углов схождения конусов 11 могут отличаться друг от друга, однако, в любом случае углы схождения при вершине каждого из конфузоров 12 должны быть меньше значения угла схождения соответствующего ему конуса 11.

Требуемая неоднородность магнитного поля в первом приближении под конкретную обрабатываемую жидкую среду устанавливается предварительным выбором геометрических параметров устройства с последующей подстройкой неоднородности магнитного поля передвижением магнитопровода в процессе работы.

Таким образом, описанное техническое решение обеспечивает требуемую неоднородность магнитного поля, регулировку и подстройку в процессе работы как неоднородности магнитного поля вдоль жидкостного тракта, так и величины его магнитной индукции под конкретные параметры обрабатываемых сред, что повышает эффективность их магнитной обработки.

Источники информации

1. Патент России №2063384, МПК С 02 F 1/48, опубл. 1996 г.

2. Патент России №2054388, МПК С 02 F 1/48, опубл. 1996 г.

Формула изобретения

1. Устройство для магнитной обработки жидких сред, содержащее ферромагнитный корпус с входным и выходным патрубками и магнитную систему в виде намагничивающей катушки и осевого магнитопровода, установленного в корпусе с кольцевым зазором и образующего, по крайней мере, одну зону с переменным значением индукции магнитного поля по ее длине, отличающееся тем, что намагничивающая катушка размещена в кольцевом зазоре с разделением последнего на два параллельных кольцевых канала, а зона с переменным значением индукции выполнена в виде конусного торцевого участка магнитопровода, основание которого ориентировано в сторону входного патрубка, причем кольцевой зазор в зоне упомянутого конуса выполнен в виде конфузора, угол схождения которого меньше угла схождения конуса, а магнитопровод на части своей длины образует участок с постоянным значением индукции магнитного поля по его длине.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что магнитопровод, по крайней мере на части своей длины, выполнен в виде ферромагнитных блоков с диамагнитными втулками между ними и установлен с возможностью осевого перемещения.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что толщины втулок уменьшаются в сторону выходного патрубка.

РИСУНКИ

Рисунок 1