Способ обработки жидкой среды, преимущественно барды, и электромагнит для создания структурированного магнитного поля



Способ обработки жидкой среды, преимущественно барды, и электромагнит для создания структурированного магнитного поля
Способ обработки жидкой среды, преимущественно барды, и электромагнит для создания структурированного магнитного поля
Способ обработки жидкой среды, преимущественно барды, и электромагнит для создания структурированного магнитного поля
Способ обработки жидкой среды, преимущественно барды, и электромагнит для создания структурированного магнитного поля
Способ обработки жидкой среды, преимущественно барды, и электромагнит для создания структурированного магнитного поля
Способ обработки жидкой среды, преимущественно барды, и электромагнит для создания структурированного магнитного поля

 


Владельцы патента RU 2424034:

Вахрушев Владимир Витальевич (RU)

Изобретение относится к разделению жидкостей, а именно к разделению водных гелевых смесей, и может быть использовано в химической и пищевой промышленности. Способ включает экспонирование жидкой среды в симметричном магнитном поле с осью симметрии третьего порядка, создаваемом электромагнитом, содержащим обмотку, размещенную на тороидальной катушке. Обмотка состоит из трех последовательно соединенных секторов, каждый из которых уложен на тороидальную катушку по образующей поверхности тора. Внутренний и внешний радиусы катушки относятся как 1:0,577. Ширина секторов обмотки, размещенной на торе, соотносится с шириной зон, свободных от обмотки, по "золотому сечению". Технический результат состоит в отделении воды из жидких сред, содержащих смесь гель-твердые частицы. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение относится к разделению жидкостей, а именно для разделения водных гелевых смесей, и может быть использовано в химической и пищевой промышленности.

Известен способ очистки барды послеспиртового производства [RU 2005103761 А], включающий в себя принудительную фильтрацию суспензии послеспиртовой барды, отделение части фильтрата обратно в производство или на окончательную очистку и слив в канализацию, который осуществляют после коагулятора, при этом коагулятор выполнен в виде активатора с индуктором электромагнитного вращающегося поля, внутри которого расположена немагнитная труба с ферромагнитными элементами, (например, в виде иголок), причем труба своим выходом подключена к центрифугирующей емкости.

Известен способ подготовки мелассной барды для приготовления питательных сред [SU № 526658], предусматривающий добавление серной кислоты до рН 2,5, для получения осадка гипса, отстаивание барды и отделение гипса, отличающегося тем, что с целью наиболее полного удаления кальция из барды и предохранения оборудования от гипсования, в барду после отделения гипса, имеющего рН 2.5, добавляют исходную барду до рН 3.5, после чего отстаивают смесь для осаждения образовавшегося гипса и затем барду пропускают через магнитное поле, имеющее напряженность 1500-2000 эрстед.

Недостатками вышеприведенных способов является воздействие на жидкую среду для ее разделения магнитными полями, не обладающими необходимой симметрией.

Известно устройство для 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 образованием кольцевого жидкостного тракта и снабженного, по крайней мере, одной зоной переменного магнитного поля, отличающееся тем, что, на части своей длины, магнитопровод выполнен с постоянным магнитным полем, а намагничивающая катушка размещена в жидкостном тракте с разделением последнего на два параллельных кольцевых канала [RU 2002131919 А].

Недостатком вышеприведенных устройств для обработки жидких сред является невозможность генерации ими магнитных полей, обладающих необходимой симметрией, создание равномерно распределенного магнитного поля, не связанного с кристаллографической симметрией.

Известен электромагнит для создания структурированного магнитного поля, используемый для отжига кристаллов берилла [RU 2145453 С1, 2000].

Недостатком электромагнита является то, что создаваемое им электромагнитное поле неточно соответствует по своим характеристикам тому магнитному полю, которое присуще молекулам воды и их группам при рассмотрении воды как жидкого кристалла, и в соответствии с чем, он не пригоден для разделения жидких сред.

Задачей предлагаемого изобретения является отделение воды из жидких сред, содержащих смесь гель-твердые частицы, преимущественно из барды, для разделения на жидкую фазу и смесь гель-твердые частицы.

Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемом способе обработки жидкой среды, преимущественно барды, для разделения ее на жидкую фазу и смесь гель-твердые частицы, осуществляют экспонирование жидкой среды в симметричном магнитном поле, с осью симметрии третьего порядка, создаваемом электромагнитом, содержащим обмотку, размещенную на тороидальной катушке.

При экспонировании жидкой среды ее размещают в емкости из немагнитного материала, которую устанавливают в отверстии тороидальной катушки электромагнита.

Предпочтительно, что в процессе экспонирования жидкой среды в симметричном магнитном поле, ее дополнительно подвергают воздействию электростатического поля напряженностью 300-5000 В.

Поставленная задача достигается также тем, что электромагнит для создания симметричного магнитного поля, пригодного для разделения жидких сред на жидкую фазу и смесь гель-твердые частицы, содержит обмотку, размещенную на тороидальной катушке, состоящую из трех последовательно соединенных секторов, каждый из которых уложен на тороидальную катушку по образующей поверхности тора, отличающийся тем, что внутренний и внешний радиусы катушки относятся как: R1:R2=1:0,577, а ширина секторов обмотки, размещенной на торе, соотносится с шириной зон, свободных от обмотки, по "золотому сечению": S1:S2=0,382:0,618.

В силу сложного химического состава барды, воздействие со стороны магнитного поля предполагается осуществлять только на воду. Рассматриваемая как жидкий кристалл водная молекула или их комплексы содержит ось симметрии третьего порядка (а снежинки даже шестого). Поэтому для создания условий объединения отдельных «частиц» воды в более крупные образования, в настоящем изобретении предлагается использовать электромагнит, создающий в каждой точке среды не только ось симметрии третьего порядка, а и линейные и угловые соответствия, характерные для жидких кристаллов воды.

Предлагаемый электромагнит, используемый для разделения жидких сред содержит обмотку (фиг.1), размещенную в виде трех секторов на тороидальной катушке. Внутренний и внешний радиусы катушки R1 и R2 соотносятся как 1:0,577 (фиг.4). Три сектора обмотки шириной S1, имеющие одинаковое число витков, соединены последовательно. Сектора уложены на поверхность тороидальной катушки вдоль образующей поверхности тора. Ширина сектора обмотки относится к ширине зоны, свободной от обмотки S2, по «золотому сечению» S1:S2=0,382:0,618.

Каждый сектор S1 представляет собою образующую поверхности тора (фиг.2 и фиг.3), расположенную на траектории движения точки по поверхности тора, возникающую в результате полного оборота точки вокруг внешней и внутренней осей одновременно и с одинаковой угловой скоростью. Три сектора расположены так, чтобы создать в центре тора ось симметрии третьего порядка. Для получения симметричного магнитного поля на сектора подается постоянный ток. На фиг.5 показана структура симметричного магнитного поля в центральном отверстии тора. Такая симметрия соответствует классу симметрии воды, рассматриваемой как жидкий кристалл. Вектора напряженности магнитного поля при выбранном соотношении R1 и R2 угловые характеристики, тождественные угловым характеристикам траекториям движения атомов внутри жидкого кристалла воды. В результате действия симметричного магнитного поля на структуру жидкого кристалла происходит объединение мелких жидких кристаллов воды во все более крупные (принцип П.Кюри) с их природной симметрией. Примеси при этом своеобразном росте вытесняются на поверхность «растущего» кристалла (факт, известный в минералогии уже давно) и таким образом, происходит разделение, например, барды на жидкую фазу и смесь гель-твердые частицы.

Если для разделения барды применять только симметричное магнитное поле, то разделение происходит в течение 1-1,5 часа. Для ускорения процесса разделения применено дополнительно электростатическое поле напряженностью не менее 300 В.

При значениях менее 300 В ускорения не происходит. Оптимальным является значение 5000-10000 В.

Изобретение иллюстрируется графическими материалами.

Фиг.1 - общий вид электромагнита с тремя токоведущими S1 секторами.

Фиг.2 - форма образующей тора (а) вид сбоку.

Фиг.3 - форма образующей тора (а) вид сверху.

Фиг.4 - тор с выбранным соотношением внешнего R1 и внутреннего R2.

Фиг.5 -структура магнитного поля в центральном отверстии тора при заданном направлении движении тока I по секторам.

Фиг.6 - схема расположения емкости с жидкой средой (бардой) по отношению к электромагниту и электродам.

Электромагнит 1 (фиг.1) для создания структурированного (симметричного) магнитного поля с осью симметрии 3 его порядка в качестве каркаса содержит тороидальную катушку 2 (изготовленную из немагнитного материала), радиусы которой R1 и R2 (фиг.4) относятся как: R1:R2=1:0,577 и обмотку 3, уложенную тремя токоведущими секторами, соединенными последовательно на тороидальной катушке 2. Последовательно соединенные сектора уложены на катушку по образующей поверхности тора. Их ширина с шириною зон, свободных от обмотки, относятся по « золотому сечению»: S1:S2=0,382:0,618. Размер R1 - 20 см. Токоведущие сектора изготавливали из медной шины.

Устройство (фиг.6) для разделения жидкой среды (барды) на воду и смесь гель-твердые частицы содержит электромагнит 1, емкость 4, выполненную из немагнитного материала (стекло) для жидкой среды и снабженную заливными патрубками для заливки жидкой среды (барды) вверху и соответственно сливными патрубками внизу емкости, на торцах емкости 4 размещены электроды (обкладки конденсатора) 5 для создания электростатического поля; устройство также содержит источники питания 6 для питания электромагнита и 7 для создания электростатического поля. Емкость 4 расположена в центральном отверстии тора 2, как можно плотнее к токоведущим секторам обмотки 3.

Способ осуществляется следующим образом.

Пример 1

Жидкая среда (барда) непосредственно из технологической линии (имеющая температуру 70-90°С) заливается (фиг.6) в емкость (от 100 г до 1,5 литров) 4. Затем подключают электромагнит 1 к источнику питания 6 постоянного тока (50-70 А). Разделение барды на фазы проходит в течение 1-1,5 часов.

Под действием сил гравитации и полей смесь гель-твердые частицы уходит на дно емкости, а вода скапливается в верхней части емкости.

После оседания смеси (гель-твердые частицы) воду (жидкую фазу) сливают через верхний кран 8 емкости 4, а смесь (гель-твердые частицы) через нижний кран 9.

Пример 2

Для ускорения процесса разделения одновременно с экспонированием в магнитном поле по примеру 1 дополнительно подают постоянное напряжение 3000 В на электроды 5.

Барду экспонируют в полях в течение 20-30 мин. Соотношение объема очищенной воды и смеси гель-твердые частицы соответственно составляет 70% и 30%.

Пример 3.

Для ускорения процесса разделения одновременно с экспонированием в магнитном поле по примеру 1 подают постоянное напряжение 10000 В на электроды 5. Барду экспонируют в полях в течение 15-20 мин. Соотношение объема очищенной воды и смеси гель-твердые частицы соответственно составляет 70% и 30%.

1. Способ обработки жидкой среды, преимущественно барды, включающий разделение ее на жидкую фазу и смесь гель-твердые частицы, отличающийся тем, что разделение осуществляют путем экспонирования жидкой среды в симметричном магнитном поле с осью симметрии третьего порядка, создаваемом электромагнитом, содержащим обмотку, размещенную на тороидальной катушке.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для экспонирования жидкой среды ее размещают в емкости из немагнитного материала, которую устанавливают в отверстии тороидальной катушки электромагнита.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в процессе экспонирования жидкой среды в симметричном магнитном поле с осью симметрии третьего порядка ее дополнительно подвергают воздействию электростатического поля.

4. Электромагнит для создания симметричного магнитного поля с осью симметрии третьего порядка, содержащий обмотку, размещенную на тороидальной катушке, состоящую из трех последовательно соединенных секторов, каждый из которых уложен на тороидальную катушку по образующей поверхности тора, отличающийся тем, что внутренний и внешний радиусы катушки относятся как: R1:R2=1:0,577, а ширина секторов обмотки, размещенной на торе, соотносится с шириной зон, свободных от обмотки, по "золотому сечению": S1:S2=0,382:0,618.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области подготовки воды для последующего применения ее для технических и питьевых нужд, а также для удаления полученных в ходе ее использования загрязнителей в процессе последующего сброса в открытые водоемы.
Изобретение относится к способу очистки воды и водно-маслянных эмульсий от примесей нефте- и маслопродуктов перед сбросом технологических водных сред в окружающую среду или их подачей на оборотное водоснабжение и может использоваться в нефтеперерабатывающей, химической и пищевой промышленности, на специализированных водоочистных комплексах.

Изобретение относится к устройствам для разделения продукции скважин на компоненты (газ, вода, нефть) и может использоваться в нефтегазовой промышленности. .

Изобретение относится к обезвоживанию кремнийорганических жидкостей, например гидролизата диметилдихлорсилана (ДМДХС), и может быть использовано в кремнийорганических производствах для выделения воды и водных растворов хлористого водорода из кремнийорганических жидкостей.

Изобретение относится к технике магнитной обработки жидкости и может быть использовано при добыче нефти для магнитной обработки продукции нефтедобывающих скважин в осложненных условиях.
Изобретение относится к способу разделения водонефтяных эмульсий и может быть использовано в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, например при утилизации нефтяных отходов.
Изобретение относится к разделению водонефтяной эмульсии и может быть использовано в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, например, при утилизации нефтяных отходов.

Изобретение относится к аппаратам для разделения двух- или трехфазных потоков и может быть использовано в нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к способам обезвоживания углеводородных жидкостей и может быть использовано при нефтепромысловой подготовке нефти для обезвоживания нефтяных эмульсий.

Изобретение относится к области нефтедобычи, в частности к устройствам для разделения углеводородных сред с использованием волнового воздействия широкого спектра частот, и может быть использовано как в процессах подготовки нефти на нефтепромыслах, так и при переработке нефтяных шламов, очистке резервуаров от донных отложений т.п.

Изобретение относится к разделению двух- или трехфазных потоков жидкостей и может быть использовано в нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности

Изобретение относится к области подготовки товарной нефти и может быть использовано на производствах нефтеперерабатывающей и нефтедобывающей промышленности для создания аппаратов сверхвысокочастотной (СВЧ) обработки водонефтяных смесей

Изобретение относится к устройству для разделения водонефтяных эмульсий в электрическом поле и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, химической и других отраслях промышленности

Изобретение относится к процессам подготовки нефти и может быть использовано для обезвоживания нефти в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности

Настоящее изобретение относится к устройству для регенерации отработанного трансформаторного масла, характеризующемуся тем, что оно включает волновод, на торцах которого размещены упорные кольца и полый конус с отверстием в вершине с возможностью перемещения его между упорными кольцами стержнем, соединенным с основанием полого конуса через скользящее кольцо. Техническим результатом настоящего изобретения является эффективная регенерация трансформаторного масла путем коагуляции молекул воды и продуктов старения вращающимся электромагнитным полем. 1 табл., 7 ил.

Изобретение относится к области обработки материалов посредством электромагнитной энергии. Описаны способ и устройство, содержащее множество электромагнитных резонансных структур, связанных с общим объемом для проведения процесса или реакции таким образом, что поддерживается резонанс каждой структуры, наряду с тем, что объем для проведения процесса или реакции является частью каждой резонансной структуры. Вместе с этим каждая резонансная структура согласована с соответствующим ей электромагнитным генератором. Такое устройство предоставляет возможность каждому генератору и его системе доставки функционировать при номинальной мощности при суммировании всех мощностей, происходящем в общем объеме для проведения процесса или реакции. В различных вариантах осуществления этого изобретения разные электромагнитные генераторы могут работать при одинаковых или разных частотах. Разные резонансные структуры могут быть одномодовыми или многомодовыми или же сочетанием одномодового и многомодового режимов. Разные резонансные структуры могут быть расположены пространственно упорядоченным образом, чтобы соединить множество структур с объемом для проведения процесса или реакции. Технический результат - повышение выходной мощности реакционной камеры. 11 н. и 6 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к электродегидраторам и предназначено для обезвоживания и обессоливания нефти. Электродегидратор содержит электроды и снабжен распределительными устройствами, представляющими собой открытые снизу и перфорированные сверху распределительные короба, которые в рабочем состоянии имеют куполообразную форму и выполнены из гибкого диэлектрического материала, прикрепленного к раме. Техническим результатом является повышение производительности электродегидратора, расширение диапазона рабочих нагрузок, повышение эффективности обессоливания и обезвоживания, а также снижение стоимости распределительного устройства. 1 ил.

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности. Изобретение относится к электрообессоливающей установке, состоящей из дегазатора, рекуперационных теплообменников нагрева дегазированной нефти продуктами переработки нефти, сепаратора, электродегидраторов, оснащенных струйными насосами подачи циркулирующей дренажной воды и струйными насосами подачи балансовой дренажной воды. Установка включает три электродегидратора, сырую нефть дегазируют с получением дегазированной нефти, которую разделяют на две части, первую часть нагревают. Вторую часть с помощью струйного насоса смешивают с балансовой дренажной водой из первого электродегидратора и нагревают. Нагретые части дегазированной нефти смешивают и направляют в сепаратор, где отделяют соленую воду, а полученную частично обессоленную нефть с помощью струйных насосов смешивают с циркулирующей дренажной водой из первого электродегидратора и с балансовой дренажной водой из второго электродегидратора и направляют в первый электродегидратор, из которого выводят дренажную воду, разделяемую далее на циркулирующую и балансовую дренажную воду, а также выводят частично обессоленную нефть, которую направляют во второй электродегидратор после смешения с помощью струйных насосов с циркулирующей дренажной водой из второго электродегидратора и с балансовой дренажной водой из третьего электродегидратора. Из второго и третьего электродегидратора выводят дренажную воду, разделяемую далее на циркулирующую и балансовую дренажную воду. Из второго электодегидратора выводят частично обессоленную нефть, которую направляют в третий электродегидратор после смешения с помощью струйного насоса со смесью пресной воды и циркулирующей дренажной воды из третьего электродегидратора. Технический результат - снижение металлоемкости оборудования, сокращение потребления электроэнергии, уменьшение расхода пресной воды, удаление из нефти растворенного кислорода. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

Изобретение относится к способам подготовки нефти к переработке в условиях НПЗ и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности. Изобретение касается способа, включающего дегазацию сырой нефти, разделение ее на две части, нагрев первой части до температуры, близкой к температуре электрообессоливания и обезвоживания, за счет охлаждения легких продуктов (бензинов, керосинов) до температуры транспортировки. Вторую часть дегазированной нефти смешивают с дренажной водой первой ступени, нагревают остальными продуктами переработки нефти до температуры, обеспечивающей равенство температуры нагретой дегазированной нефти температуре электрообессоливания и обезвоживания после смешения первой и второй ее частей. Нагретую дегазированную нефть подвергают сепарации с получением обезвоженной нефти, которую затем подвергают многоступенчатому электрообессоливанию и обезвоживанию с получением подготовленной нефти и дренажной воды первой ступени. Технический результат - сокращение потребления электроэнергии и снижение металлоемкости оборудования, уменьшение расхода пресной воды и количества водных стоков, снижение скорости коррозии оборудования. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

Изобретение относится к смесителям-электрокоалесценторам и может использоваться для получения водонефтяных эмульсий на установках электрообессоливания нефти. Смеситель-электрокоалесцентор представляет собой вертикальный заземленный корпус, выполненный в виде трубы Вентури, соосно которому размещен электрод. В нижней части по оси корпуса размещена форсунка для подачи воды. Переменное электрическое поле внутри корпуса создается между центральным стержневым электродом и стенками смесительной камеры трубы Вентури. Противоэлектродом форсунки является конфузорная часть трубы Вентури. Напряжение к электроду и форсунке подведено через токоведущие тросики и проходной изолятор от повышающего трансформатора. Технический результат состоит в повышении эффективности коалесценции. 1 ил.
Наверх