Модульный аппарат магнитной обработки вещества на постоянных магнитах

Изобретение относится к магнитной обработке жидкотекучих сред для изменения физико-химических свойств веществ и может быть использовано для омагничивания жидкостей, сыпучих материалов, семян с.-х. культур в промышленности, сельском хозяйстве, медицине, быту и т.д. Аппарат содержит магнитные модули, установленные на трубопроводе, полюса которых охватывают трубопровод. Модули выполнены из постоянных магнитов, каждый из которых имеет два косоугольных полюса. Соседние магниты сопряжены одноименными полюсами без зазора. Технический результат состоит в упрощении конструкции, снижении затрат на обслуживание аппарата, обеспечении простоты монтажа, повышении надежности и безопасности в процессе эксплуатации. 1 ил.

 

Изобретение относится к магнитной обработке жидкотекучих сред, в частности к модульным аппаратам магнитной обработки вещества, которые могут изменять физико-химические свойства веществ, и может быть использовано для омагничивания жидкостей, сыпучих материалов, семян с.-х. культур и применяться в промышленности, сельском хозяйстве, медицине, быту и т.д.

Уровень техники

Известно устройство для омагничивания воды, содержащее корпус из диамагнитного материала, постоянные магниты, расположенные в пазах равномерно по окружности корпуса, причем магниты намагничены вдоль поперечной стороны и установлены в пазах продольной стороной параллельно оси корпуса по всей его длине с чередованием полюсов по окружности корпуса N, N, S, S (см. А.с. СССР №1068395, кл. С02F 1/48).

Недостатки конструкции - для монтажа и ремонта аппарата требуется остановка технологического процесса, разборка части трубопровода, что ведет к дополнительным денежным потерям.

Известно устройство, содержащее ферромагнитный корпус с рабочим каналом, магнитную систему из постоянных магнитов с аксиальным магнитным полем в рабочем канале, установленную на внешней поверхности корпуса, и ферромагнитный кожух, герметично охватывающий магнитную систему. В рабочем канале размещен коаксиально металлический стержень. На стержне закреплены насадки обтекаемой формы, которые совмещены с пучностями напряженности магнитного поля в рабочем канале (см. пат. RU №2208591, кл. С02F 1/48).

Недостатки конструкции - рабочий зазор сильно сужен, количество рабочих модулей может быть более двух, что соответственно увеличивает сопротивление течению обрабатываемого вещества.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой конструкции и принятое авторами за прототип является устройство магнитной обработки вещества, которое состоит из намагничивающих катушек, магнитопроводов и полюсов, охватывающих трубопровод, при этом магнитопровод, намагничивающая катушка, стальной трубопровод образуют четыре магнитных модуля, каждый из которых скреплен немагнитными пластинами и содержит полюса. Полюса в местах касания с трубой имеют выборки ферромагнитного материала, глубиной не более наименьшей стороны площадки касания каждого полюса (см. пат. RU №2223234, кл. С02F 1/48).

Недостатки устройства: требуется источник тока, малая площадь касания магнитных полюсов с трубопроводом и, как следствие, отсутствие жесткости крепежа аппарата на трубопроводе; шихтованный магнитопровод усложняет сборку, технологию изготовления и монтажа намагничивающей катушки.

Раскрытие изобретения

Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемого изобретения, сводится к упрощению конструкции, снижению затрат на обслуживание аппарата, обеспечению простоты монтажа, повышению надежности и безопасности в процессе эксплуатации.

Технический результат достигается с помощью модульного аппарата магнитной обработки вещества, содержащий магнитные модули, установленные на трубопроводе, полюса которых охватывают трубопровод, отличающийся тем, что магнитные модули выполнены из постоянных магнитов, каждый из которых имеет два косоугольных полюса противоположной полярности, соседние магниты сопряжены одноименными полюсами без воздушного зазора между ними, угол каждого полюса магнита, сопряженный с полюсом соседнего магнита, равен 45°, а воздушный зазор между магнитом и поверхностью трубопровода составляет не более 0,1 мм.

Краткое описание чертежей

На чертеже дан модульный аппарат магнитной обработки вещества, общий вид.

Осуществление изобретения

Модульный аппарат магнитной обработки вещества состоит из четырех идентичных магнитов-модулей 1, выполненных из постоянного магнита, каждый из которых имеет два косоугольных полюса 2, которые совпадают с магнитными полюсами магнита N и S. Угол полюса 2, сопряженный с полюсом соседнего магнита, равен α=45°. В местах соединения два соседних полюса 2 образуют косоугольный стык 3. Зазор стыка 3 между углами полюсов равен δ=0.

Магниты-модули 1 устанавливаются непосредственно на трубопровод 4, полностью обхватывая его, и фиксируются на нем при помощи металлического хомута 5, состоящего из ленты (не обозначено), петли (не обозначено) и стягивающего шплинта 6, все части которых выполнены из немагнитного металла. Рабочая область 7, в которой происходит непосредственное воздействие на обрабатываемое вещество, занимает всю полость трубопровода 4.

Так как магниты-модули 1 монтируются непосредственно на трубопроводе 4, то между магнитом-модулем 1 и трубопроводом 4 из-за неровностей поверхности трубопровода 4 образуется дополнительный воздушный зазор, величина которого равна λ.

Каждый магнит-модуль 1 создает четыре магнитных потока (на чертеже все магнитные потоки представлены средними линиями): Ф₁ - основной магнитный поток, Ф₂ - поток насыщения части трубопровода 4, Ф₃ - рабочий поток (поток выпучивания) и Ф₄ - поток рассеяния, которые направлены от магнитного полюса S к магнитному полюсу N.

Модульный аппарат магнитной обработки вещества работает следующим образом.

Магнит-модуль 1 создает основной магнитный поток Ф₁, который замыкается по магниту, а магнитный поток Ф₂ замыкается по части стального сечения трубопровода 4, в результате чего происходит насыщение этой части.

Магниты-модули 1 располагают так, что одноименные магнитные полюса - N и S, соседних магнитов находятся рядом (чередование магнитных полюсов по окружности -NS-SN-NS-SN-), в результате чего происходит взаимное отталкивание магнитных потоков и как следствие вытеснение магнитного потока Ф₃ в рабочую область 7. Данный поток называется рабочим и воздействует на обрабатываемое вещество. Поток рассеяния Ф₄ является бесполезным и замыкается по воздуху.

При проектировании аппарата магнитной обработки вещества были рассчитаны модели с одинаковыми параметрами постоянного магнита, но с разными значениями угла α: α=0°, α=15°, α=30°, α=45°, α=60° и α=75°. В результате расчета были получены следующие максимальные значения магнитных потоков Ф₃ и Ф₄:

- α=0°-Ф₃=52 мТл, Ф₄=105 мТл;

- α=15°-Ф₃=97 мТл, Ф₄=214 мТл;

- α=30°-Ф₃=113 мТл, Ф₄=309 мТл;

- α=45°-Ф₃=153 мТл, Ф₄=561 мТл;

- α=60°-Ф₃=122 мТл, Ф₄=646 мТл;

- α=75°-Ф₃=108 мТл, Ф₄=848 мТл.

При величине воздушного зазора δ=0 косоугольного стыка 3 и значении угла α=45° косоугольного полюса 2 происходит увеличение магнитного сопротивления между полюсами 2 одного магнита-модуля 1, в результате чего происходит оптимальное перераспределение магнитных потоков: увеличивается путь прохождения по воздуху магнитного потока Ф₄, уменьшается его величина за счет роста магнитного сопротивления и тем самым позволяя достичь максимального значения магнитного потока Ф₃ в рабочей области 7.

Величина магнитного потока Ф₃ также зависит от плотности прилегания магнита-модуля 1 к поверхности трубопровода 4, поэтому величина λ должна быть не более 0,1 мм.

Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:

- использование постоянных магнитов позволяет отказаться от источника тока;

- отсутствие потребления электрической энергии;

- улучшение технологии монтажа аппарата на поверхность трубопровода;

- форма магнитов-модулей и их полюсов позволяет достичь наибольшего магнитного эффекта в зоне обработки, а также увеличивает механическую жесткость конструкции;

- упрощение конструкции.

Модульный аппарат магнитной обработки вещества, содержащий магнитные модули, установленные на трубопроводе, полюса которых охватывают трубопровод, отличающийся тем, что магнитные модули выполнены из постоянных магнитов, каждый из которых имеет два косоугольных полюса противоположной полярности, соседние магниты сопряжены одноименными полюсами без воздушного зазора между ними, угол каждого полюса магнита, сопряженный с полюсом соседнего магнита, равен 45°, а воздушный зазор между магнитом и поверхностью трубопровода составляет не более 0,1 мм.