Устройство для магнитной обработки жидкости

 

Использование: устройства для омагничивания жидкостей в различных областях техники и промышленности. Сущность изобретения: устройство для магнитной обработки жидкости содержит магнитную систему с постоянными магнитами, которую располагают вдоль трубы с жидкостью с наружной стороны. Магнитная система содержит магнитоненасыщенные пластины магнитопроводов с выступами, между которыми расположены магниты, замкнутые на пластину одноименными полюсами. При прохождении жидкости по трубе она подвергается воздействию магнитных полей, приобретая особые свойства. 4 з. п. ф-лы, 10 ил. 2 табл.

Изобретение относится к устройствам для омагничивания жидкостей, которые используются в различных областях техники и промышленности.

Известны устройства, в которых для создания магнитного поля, с помощью которого обрабатывается жидкость, используются электромагниты и катушки с током. Общим недостатком таких устройств является необходимость использования специальных источников тока для их питания, низкий КПД из-за больших потерь в виде потоков рассеяния, трудности в изготовлении электрокатушек из-за необходимости обеспечения электрической безопасности в обращении.

Другим аналогом является устройство, в котором источником магнитного поля являются магниты цилиндрической формы с аксиальным направлением намагниченности, которые расположены коаксиально в цилиндрической магнитоненасыщенной трубе. Магнитный поток создается в зазоре между наружной поверхностью железных цилиндрических башмаков, размещенных на полюсах магнитов, и внутренней поверхностью магнитоненасыщенной трубы, по которому проходит жидкость. К общим недостаткам таких устройств относятся: частичное шунтирование цилиндрического магнита магнитомягкой трубой, что снижает КПД использования магнитов, малая величина зазора, через который проходит жидкость, способствующая быстрому засорению и необходимостью специальной разборки и промывки всего устройства в процессе эксплуатации или очистки жидкости перед ее пропусканием через устройство.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению прототипом является аппарат для магнитной обработки воды, содержащий блок с постоянными магнитами, расположенный вдаль трубы с жидкостью вдоль ее оси, и которому присуще вышеуказанные недостатки аналогов, приводящие в целом к высокой стоимости устройства и сложности его эксплуатации, во время которой необходима его разборка и промывание его от грязи и коррозии железных наконечников и магнитов, особенно, если они выполнены из самых современных материалов: железо-неодим-бор, обладающих высокой коррозионной способностью.

Основной целью изобретения является снижение стоимости устройства и упрощение его эксплуатации.

Поставленная цель достигается в устройстве для магнитной обработки жидкости, содержащем магнитную систему с постоянными магнитами, расположенную вдоль трубы с жидкостью, тем, что магнитная система содержит одну или 2 N(N 1,2) магнитоненасыщенных пластин, по крайней мере одна из которых выполнена с выступами, между которыми расположены магниты, одноименными полюсами замкнутые на пластину, магнитная система расположена снаружи трубы, выполненной из немагнитного материала. С целью повышения эффективности устройства трубу с жидкостью располагают между двух магнитоненасыщенных пластин с магнитами, причем магниты одной пластины размещены напротив выступов другой. С целью устранения скачкообразного изменения поперечного магнитного поля пластины расположены симметрично относительно проходящей между ними трубы, а противолежащие магниты различную полярность. С целью расширения рабочей зоны взаимодействия магнитного поля с жидкостью трубу располагают между четырьмя пластинами с магнитами, которые по азимуту имеют чередующуюся полярность, образуя квадруполь. С целью повышения производительности устройства магнитоненасыщенная пластина выполнена в виде воронки, а выступы и магниты между ними имеют кольцевую форму.

Снижение стоимости устройства и упрощение его эксплуатации достигается тем, что в предлагаемых вариантах удается использовать в рабочем зазоре магнитный потенциал обеих полюсных поверхностей магнита за счет подвода в рабочий зазор магнитного потенциала полюсной поверхности магнита со стороны, противолежащей полюсной поверхности магнита, обращенной к трубе с жидкостью с помощью магнитопровода в виде пластины с выступом, на которой как раз и концентрируется магнитный потенциал полюсной поверхности магнита, который таким образом наиболее полно использует запасенную в нем магнитодвижущую силу. В целом это способствует увеличению КПД использования магнитов в системе, а значит снижает массогабаритные характеристики, что в первую очередь характеризует еë стоимостные параметры. Упрощение эксплуатации достигается тем, что труба с жидкостью не совмещена с магнитной системой и, таким образом, жидкость не проходит вокруг магнитов, а трубу можно легко прочистить от загрязнения, вынимая из магнитной системы, при этом магниты и магнитопроводы с выступами не подвергаются коррозии.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1, 2, 3, 4, 5 показаны варианты выполнения устройства, в которых 1 магниты, 2 магнитоненасыщенная пластина с выступами 3, 4 немагнитная труба с жидкостью.

На фиг. 1 показано устройство с двумя магнитоненасыщенными пластинами 2, одна выполнена с выступами 3, между которыми расположены магниты 1, одноименными полюсами примыкающие к пластине, между пластин проходит труба из немагнитного материала 4 с жидкостью.

На фиг. 2 разрез А-А фиг. 1.

На фиг. 3 показано устройство, в котором обе пластины выполнены с выступами, труба с жидкостью проходит между ними, причем магниты одной пластины размещены напротив выступов другой.

На фиг. 4 разрез В-В фиг.3.

На фиг. 5 показано устройство, в котором пластины расположены симметрично относительно проходящей между ними трубы, а магниты имеют различную полярность.

На фиг. 6 разрез Б-Б фиг.5.

На фиг. 7 показано устройство, состоящее из 4-х пластин с магнитами, пластины расположены относительно проходящей между ними трубы так, что магниты по азимуту имеют чередующуюся полярность, образуя квадруполь.

На фиг. 8 разрез Г-Г фиг.7.

На фиг. 9 показано устройство, в котором магнитоненасыщенная пластина выполнена в виде воронки, а выступы и магниты между ними имеют кольцевую форму.

На фиг. 10 разрез Д-Д фиг.9.

Устройство, изображенное на фиг. 1, работает следующим образом: жидкость, проходящая по трубе 4, подвергается воздействию магнитного поля, которое создается между полюсами магнитов 1 и магнитоненасыщенной пластиной 2, имеющей нулевой магнитный потенциал. Недостатком такого устройства является слабое по величине поперечное магнитное поле и как следствие малая эффективность всего устройства.

Этот недостаток удается устранить в устройстве, показанном на фиг. 3. Работает устройство следующим образом: имея меньший магнитный потенциал, выступы 3 установлены против магнитов, что позволяет в зазоре между ними получать более сильные поля. Жидкость, протекающая по трубе 4, подвергается воздействию поперечных магнитных полей в зазорах между выступами и магнитами. Недостатком такого устройства является скачкообразное изменение поперечного магнитного поля вдоль трубы, за счет неизбежного падения магнитного потенциала на выступах магнитопровода пластины.

Этот недостаток удается устранить в устройстве, показанном на фиг. 5.

Предложенное устройство было использовано при магнитной обработке воды, на которой затворялся бетон. Реальное воплощение изобретения проведено с использованием конструкции, показанной на фиг. 5. В зазоре между призматическими магнитами 140 х 20 х 15 сформировано поперечное магнитное поле напряженностью 160 кА/м, через которое по трубе 4, выполненной из немагнитного материала, проходила водопроводная вода, на которой затворялся цементный раствор бетона. В табл. 1 приведены результаты определения давления разрушения экспериментальных образцов бетона кубической формы со стороной ребра 150 мм. В каждой партии было изготовлено по 3 образца.

Из табл. 1 видно, что применение заявляемого устройства для омагничивания воды увеличило в среднем прочность бетона на 23% (Д/Д_ср).

В таблице 2 приведены сравнительные данные по прочности бетонных кубиков с уменьшенным содержанием цемента на 10% Из табл. 2 видно, что уменьшение содержания цемента на 10% прочность бетона, затворенного в воде, прошедшей обработку в предлагаемом устройстве практически не изменилась.

Таким образом реальное воплощение изобретения показало высокую эффективность его использования в производстве бетона и бетонных изделий.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ ЖИДКОСТИ, содержащее магнитную систему с постоянными магнитами, расположенную вдоль трубы с жидкостью, отличающееся тем, что магнитная система содержит одну или 2N(N 1,2) магнитоненасыщенных пластин, по крайней мере одна из которых выполнена с выступами, между которыми расположены магниты, одноименными полюсами замкнутые на пластину, магнитная система расположена снаружи трубы, выполненной из немагнитного материала.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что труба с жидкостью расположена между двух магнитоненасыщенных пластин с магнитами, причем магниты одной пластины размещены напротив выступов другой.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что пластины расположены симметрично относительно проходящей между ними трубы, а противолежащие магниты имеют различную полярность.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в системе, состоящей из четырех магнитоненасыщенных пластин с магнитами, расположенных относительно проходящей между ними трубы, магниты по азимуту имеют чередующуюся полярность, образуя квадруполь.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что магнитоненасыщенная пластина выполнена в виде воронки, а выступы и магниты между ними имеют кольцевую форму.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12