Поляризатор проточной жидкости

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕ ТЕЛЬСТВО

Союз Советскик

Соцналнстнческнк

Республнк

Опубликовано 15.02.82. Бюллетень Ю 6

Дата опубликования описания 17.02.82 (5! )М. Кл.

6 01 М 24/02

Ркударстваииьй кекитет

СССР ив делан изобретеиий и открытий о (53) УДК 539.. 143.43 (088.8) (72) Автор (54) ПОЛЯРИЗАТОР ПРОТОЧНОЙ ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к технике из.мерений методом ядерного магнитного резонанса в проточной жидкости и предназначено для предварительной поляризации потока жидкости в магнитном поле.

Известен поляризатор проточной жидкости, содержащий магнитную систему, составленную из кольцевых магнитов, расб положенных торцами друг к другу в корпусе — экране из магнитомягкого материала. Магнитная система омывается поляризуемой жидкостью, протекающей по системе каналов, который направляют поток в зазоры между кольцевыми магнитами, где магнитное поле максимально (11

Однако у такого поляризатора велико гидравлическое сопротивление, и он достаточно сложен в изготовлении.

Наиболее близким техническим реигением по своей сущности к предлагаемому является поляризатор проточной жидкости, 20 содержащий магнитную систему, омываемую жидкостью, помещенную в экран из магнитомягкого материала. Поляризатор имеет радиальное магнитное поле, в котором поляризуншее поле создается с помо пью двух вставленных друг в друга намагниченных цилиндров. Жидкость протекает в зазоре между цилиндрами в мат нитном поле, так как внутренняя поверхность внешнего цилиндра и внешняя поверхность внутреннего цилиндра являются разноименными полюсами (21

Однако. известный поляризатор характеризуется низкой эффективностью, вьцУажаюшейся в том, что используется только половина поверхности каждого из цилиндрических магнитов, так как внутренняя поверхность внутреннего цилиндра и внешняя поверхность внешнего цилиндра не принимают участия в поляризации жидкости, значительной металлоемкостью и великими габаритами, так как сложно в известной конструкции совместить два

1 условия оптимальности поляризации, т.е. увеличения величины магнитного поля путем уменьшения зазора между цилиндрами и уменьшения гидравлического соÝ05756 противления путем увеличения зазора или увеличения диаметра самих цилиндров.

При этом при входе в поляризатор поток меняет свое направление, обтекая внутренний цилиндр, что приводит к появлению добавочного гидравлического сопротивления, Кроме того, известный поляризатор сложен в изготовлении, так как необходимо отдепьно изготавпивать два цилиндра и намагничивать их так, чтобы попюса быпи на боковых поверхностях ци пи Hgp8.

35

Цель изобретения — повышение эффективности поляризатора, уменьшение гидравлического сопротивления и упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в поляризаторе проточной жидкости, содержашем магнитную систему, омываемую жидкостью, помешенную в экран из магнитомягкого материала, магнитная система выполнена в виде спирали из пластины с полюсами и с зазором между витками спирали для тока жидкости, причем магнитные полюсы расположены на наружных плоскостях пластины.

На фиг. 1 приведено устройство, обший вид; на фиг. 2 — разрез A-А на фиг. 1.

Поляризатор состоит из магнитной . системы, представляюшей собой свернутую в спираль 1 пластину с требуемым зазором между витками спирали для тока жидкости, создаваемым с помощью прокладок 2. При этом полюса у пластины расположены на больших плоскостях.

Спираль 1 расположена в корпусе - экране 3 из магнитомягкого материала.

Экрач 3 представляет собой несколько утолшенный участок трубопровода и имеет входной и выходной патрубки 4 для соединения с основным трубопроводом.

Устройство работает следующим образомм.

Поток жидкости поступает в зазоры спирали 1, проходит в магнитном поле между витками и там поляризуется. Такая конструкция поляризатора позволяет сделать оптимальной эффективность поля50 ризатора, поскольку оптимально используется плошадь намагниченной поверхности по отношению ко всей поверхности магнитной системы и ее массе при использовании тех же материалов, что и у известных поляризаторов. Отсутствует фактически изменение направления готока.

С помощью прокладок 2 можно задавать требуемую напряженность магнитно-, го поля в зазорах между витками спира. ли, а подбор количества витков спирали позволяет сделать суммарную плошадь поперечного сечения щелей между витками спирали равной или большей, чем плошадь сечения рабочего трубопровода. Эти преимушества предлагаемого поляризатора по сравнению с известными сводят к минимуму гидравлическое сопротивление прибора и позволяют добиться максимального поляризуюшего магнитного поля без изменения внешних габаритов прибора.

При этом с целью получения полной намагниченности вещества потока, например, для жидкостей с большим временем спинрешеточной релаксации предлагаемая конструкция позволяет выбирать требуемую ширину сворачиваемой в спираль пластины, т.е. увеличивать длину поляризатора без увеличения гидравлического сопротивл ния.

У предлагаемого поляризатора фактически используется один магнитоактивный элемент (пластина), что существенно упрошает конструкцию. Технологически выполнение спирального магнита может быть следуюшим. Это может быть или тонкая, предварительно полностью намагниченная большими плоскостями металлическая пластина, или кусок магнитной ленты с сильным магнитным полем, перпендикулярным плоскости ленты, на резиновой основе, свернутые в спираль. Однако возможно также изготовить спираль из магнитоактивного материала, закалить его, а после намагнитить готовую спираль таким образом, чтобы полюса были на больших плоскостях. Кроме того, в случае необходимости, возможно иметь набор различных готовых спиралей одного внешнего размера с разными зазорами между виткам и и из разного мат ериала, которы е можно заменять для создания требуемых условий поляризации при работе с различными ЯМР-активными жидкостями.

Следует также заметить, что сама магнитная система в виде спирали выравнивает поток, т.е. служит в качестве детурбулизатора.

Был изготовлен поляризатор с магнитной системой в виде свернутой в 5 витков спирали с зазором 2 мм. Длина поляризатора равнялась 200 мм, а диаметр не превышал 70 мм. Как показали эксперименты поляризатор позволил надежно поляризовать водопроводную воду. Г!ри этом, измеренная с помощью датчика

Холла напряженность магнитного поля в

9057 г

ВНИИПИ Заказ 355/61

Подписное

Тираж 882

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 зазорах между витками составляла не менее 500 Э. Вес всей конструкции в собранном виде не превышал 2 кг.

Предлагаемая конструкция поляризатора является по сравнению с известными менее металлоемкой, конструктивно более простой в исполнении и сборке и позволяет оптимально использовать материал системы для поляризации проточных жидкостей. о

Формула изобретения

Поляризатор проточной жидкости, со- 15 держащий магнитную систему, омываемую жидкостью, помещенную в экран из магнитомягкого материала, о т л и—

56 6 ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности поляри атора, уменьшения гггдравлического сопротивления и упрощения конструкции, магнитная система выполнена в виде спирали из пластины с полюсами и с зазором между витками спирали для тока жидкости, причем магнитные полюсы расположены на наружных плоскостях пластины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Уо 456202, кл. Ь01М 27!28, 1973.

2. Гегель П. П., Рухин A. Б. Магнит с радиальным полем для поляризации теЦ кушей жидкости. — Приборы и техника эксперимента", 1976, % 6, с. 144-146 (прототип) .