DD231779A1 - Behandlung von polaren fluessigkeiten durch axial polarisierte magnetanlagen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft die magnetische Behandlung von polaren Fluessigkeiten wie Wasser, Alkohol, Glyzerin usw. Das Ziel der Erfindung ist die Senkung des Material- und Energieaufwandes bei der Behandlung von polaren Fluessigkeiten durch Verwendung von axial polarisierten Magnetanlagen sowie eine erhoehte Sicherheit des Behandlungserfolges. Bisher wird eine magnetische Behandlung von polaren Fluessigkeiten in diametral polarisierten Magnetanlagen verschiedenster Bauart durchgefuehrt. Durch die Verwendung von axial polarisierten Magnetanlagen koennen mit kleineren Magnetfeldern ohne Druckverluste sichere Behandlungserfolge erzielt werden. Moegliche Anwendungsgebiete: Alle Bereiche, in denen polare Fluessigkeiten zum Einsatz kommen und deren Dipolmoment von Vorteil ist und eine Erhoehung der physikalischen Freiheitsgrade dieser Fluessigkeiten positiv auf einen oder mehrere Prozesse einwirken kann. Es folgt eine unvollstaendige Aufzaehlung von moeglichen Anwendungsgebieten: Warmwasser- und Dampfheizungen; Waermeumformer mit Wasserfuellung; Medizin; Wasserwirtschaft; Bau- und Keramikindustrie; Chemieindustrie; private Haushalte; Waeschereien; Getraenkeindustrie; Landwirtschaft; Gartenbau; Umweltschutz; Leistungssport; Fischzucht (Aquaristik). Es werden laufend noch weitere Gebiete erschlossen.

Description

Anwendungsgebiete der Erfindung

In allen Bereichen, in denen polare Flüssigkeiten (z. B. Wasser, Alkohole, Glyzerin) verwendet werden oder anwesend sind, kann deren magnetische Behandlung von Vorteil sein, wenn das Dipolmoment der polaren Flüssigkeiten für die entsprechende Verwendung von Bedeutung ist. Die Verwendung von polaren Flüssigkeiten, z. B. Wasser, ist so vielfältig, daß eine Aufzählung der Anwendungsgebiete kaum vollständig sein kann.

Als Richtlinie für die Anwendung der magnetischen Behandlung von polaren Flüssigkeiten muß die Entscheidung getroffen werden, ob die polaren Eigenschaften erwünscht oder unerwünscht sind. In allen Fällen, wo die polaren Eigenschaften erwünscht sind, ist auch deren magnetische Behandlung von Vorteil. Hier nur ein paar Gebiete, auf denen eine magnetische Behandlung bisher positive Ergebnisse brachte:

1. Steigerung von Erträgen in der Landwirtschaft durch magnetische Behandlung von Gieß- und Beregnungswasser

2. Verhinderung und Beseitigung von Inkrustationen in Wasser- und Dampfheizungsanlagen

3. Beschleunigung von Prozessen in der chemischen Industrie

4. Verbesserung des Wirkungsgrades von Ionenaustauschern

5. Verhinderung und Beseitigung von krankhaften Ablagerungen im menschlichen Körper

6. Qualitative Verbesserung der Produkte in der Bau- und Keramikindustrie Weitere Gebiete werden laufend noch erschlossen.

Bisher bekannte technische Lösungen

Nach Untersuchungen an Magnetanlagen bisheriger Ausführung verlaufen in diesen die Magnetfeldlinien vorzugsweise quer zur Fließrichtung der zu behandelnden polaren Flüssigkeit.

Die wesentlichen Merkmale in allen bisher bekannten Magnetanlagen sind sogenannte Spalte, in denen starke Magnetfelder (bis 240000 A/m) auf die zur behandelnde Flüssigkeit quer (um 90° versetzt) zur Fließrichtung einwirken.

Informationsquellen dazu:

1. Dissertation von Narasiah Subba Kramadhati zur Erlangung des akademischen Grades „Doktoringenieur" vom 29.8.1969 an der TU Dresden, Sektion Wasserwesen

2. Abschlußarbeit zum postgradualen Studium Umweltschutz von Dr. rer. nat. Karl-Hartmut Müller „Magnetfeldbehandlung von Wasser" August 1982, TU Dresden, Sektion Wasserwesen

3. Übersetzung einer Dokumentation des Ministeriums für Melioration und Wasserwirtschaft der UdSSR, bearbeitet vom Kreisvorstand der DSF Wolmirstedt

4. Studie derTU Dresden, Sektion Wasserwesen, zum Thema: „Magnetische Wasseraufbereitung" vom August 1982.

5. Prospekt der Fa. Epuro in Antwerpen — Belgien von Cepi-Apparaten

6. Prospekt der Fa. CKD Dukla in der CSSR über Gerät zur magnetischen Aufbereitung des Wassers

7. Eigene Untersuchungen an Geräten der Fa. Epuro und Keramische Werke Hermsdorf—DDR · _„ —

Ziel der Erfindung

Die Behandlung von polaren Flüssigkeiten mit Magnetanlagen, deren Magnetfeldlinien parallel zur Fließrichtung der Flüssigkeiten verlaufen, bieten folgende Vorteile im Vergleich zu den bisher üblichen Geräten:

1. Es sind schwächere Magnetfelder nötig

2. Es treten keine zusätzlichen Druckverluste im Flüssigkeitssystem auf

3. Die Magnetanlagen sind einfacher aufgebaut und nachbausicherer

4. Eine Wirkung ist bei allen bisher gebauten Anlagen festgestellt worden Also kann durch die Erfindung Material und Energie eingespart werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Bei den bisher gebauten Anlagen ist man vom Dynamoprinzip in der Elektromechanik ausgegangen, nachdem sich in einem Leiter eine Spannung bildet, wenn dieser von Magnetfeldlinien geschnitten wird. Erklärend hierfür wird noch die Lorentzkraft angeführt, die jedoch auch nur senkrecht zur Bewegungsrichtung wirkt. Die magnetische Behandlung von polaren Flüssigkeiten

soll jedoch nicht eine Beschleunigung der Bewegung oder eine Spannungserzeugung bewirken, sondern die Anzahl der physikalischen Freiheitsgrade erhöhen die für die Wirksamkeit der Dipolmomente von polaren Flüssigkeiten ausschlaggebend

Die Ausrichtung der Flüssigkeitsmoleküle wird nicht von der Anzahl der geschnittenen Magnetfeldlinien, sondern vom Aufenthalt auf Magnetfeldlinien in einer Richtung beeinflußt. Deshalb können mit axial polarisierten Magnetfeldern geringerer Stärke dieselben und größere Erfolge erzielt werden, als mit größeren Feldstärken in diametral polarisierten Magnetfeldern.

Dieser Effekt tritt besonders stark in Systemen auf, bei denen mehrere Magnetpole kombiniert werden.

Bei axialer Polarisierung der Magnete werden die gleichen Magnetfeldlinien verlängert, wenn die Magnetpole gewechselt werden (N-S, N-S usw.).

Bei diametraler Polarisierung werden dagegen je nach Anordnung der Pole nur die Anzahl der Magnetfeldlinien erhöht oder deren Winkel zur Strömungsrichtung verändert. In Erkenntnis dieser Tatsachen muß zur exakten Darlegung der Begriff „Vorzugsrichtung" der Magnetfeldlinien eingeführt werden, weil jede Magnetfeldlinie eine geschlossene runde Form hat und nur die Bewegung auf Magnetfeldlinien in einer Richtung die Dipole der polaren Flüssigkeit ausrichtet.

Deshalb sind kombinierte Systeme, in denen die Magnetfeldlinien verlängert werden, besonders effektiv und wirtschaftlich. Die technische Realisation von axiai polarisierten Magnetanlagen zur magnetischen Behandlung von polaren Flüssigkeiten erfordert eine genaue Untersuchung sämtlicher Begleitumstände, die die Ausbreitung, die Vorzugsrichtung und den Verlauf der Magnetfeldlinien beeinflussen können. Alle negativen Einflußgrößen sind mit einem höheren Material- oder Energieaufwand verbunden. Die günstigste Bauart und Magnetfeldstärke muß z.Z. noch durch Versuche in jedem speziellen Anwendungsfall ermittelt werden. Erst nach einer ausgiebigen Grundlagenforschung kann es exakte Zahlen und Vergleichsgrößen geben.

Die Erfahrungswerte der bisher üblichen Geräte haben eine Magnetfeldstärke von mindestens 0,3T (Tesla) im Spalt bei einer Fließgeschwindigkeit von 1-10 m/s. Der gleiche Wert beträgt in axial polarisierten Magnetanlagen 0,004T oder 3200 A/m im Rohr bei gleicher Fließgeschwindigkeit. Ein Wert über 20000 A/m ist in den axial polarisierten Magnetanlagen nicht mit einem besseren Ergebnis verbunden, wenn eine Wirkungsdauer von 1 s garantiert wird.

Ausführungsbeispiele

Es gibt verschiedene Formen der Realisierung von axial polarisierten Magnetanlagen zur magnetischen Behandlung von polaren Flüssigkeiten. Dafür sind Permanentmagnetanlagen und Elektromagnetanlagen geeignet, die einfach oder kombiniert sein können.

Permanentmagnetanlagen setzen in der Regel ein Rohr aus antimagnetischem Material voraus, wie Plaste, Aluminium, Messing, Kupfer usw. Auf dieses Rohr werden Permanentmagnete nach den unter e) genannten Richtlinien montiert. Mehrere Magnete in Ring-oder Plättchenform werden entweder eng oder in mindestens 10facher Entfernung ihrer M ate rial stärke in wechselnder Polarität angebracht, so daß sich die Magnetfeldlinien möglichst linear zur Flußrichtung im Rohr befinden.

Elektromagnetanlagen können mit normalem Eisenrohr oder antimagnetischem Material gefertigt werden, wobei ein Wickeln der Spule direkt auf magnetisches Material die besten Erfolge bringt und in vielen Fällen günstiger ist. Ein Anbringen ist sogar ohne Betriebsunterbrechung möglich.

Elektromagnetanlagen bestehen aus einer Spule und der Stromversorgung. Der magnetische Wert der Spule errechnet sich aus der Windungszahl multipliziert mit der Stromstärke in Ampere, die durch die Spule fließt. Der Wert von 1 000 A/m wird so z. B, erzielt mit einer Stromstärke von 1 A und 1 000 Windungen auf der Länge von 1 m. Die Stromversorgung muß aus Gründen der Schutzgüte vom üblichen Wechselstromnetz sekundärseitig getrennt werden. Außerdem ist eine maximale Gleichspannung von 42V bei der Projektierung von Elektromagnetanlagen zweckmäßig. Zusätzlich ist zur Effektsteigerung eine „Siebung" auf der Sekundärseite der Stromversorgung einzubauen, um die sogenannte „Restwelligkeit" auch bei Graetzschaltungen kurzzuschließen.

Erfahrungswerte ergeben pro 1 A Spulendurchfluß eine Kondensatorkapazität von 500 Mikrofarad.

Der Einbauort aller Magnetanlagen ist so zu wählen, daß eine Störung des Magnetfeldes in Flußrichtung vermieden wird. Die Spulen von Elektromagnetanlagen sind in der Mitte von möglichst langen und gleichförmigen Rohrstücken anzubringen.

Claims (8)

Erfindungsanspruch:

1. Verfahren zur Behandlung von polaren Flüssigkeiten in Rohrsystemen mit Hilfe von Magnetanlagen, in denen die polare Flüssigkeit von einem oder mehreren Magnetfeldern durchsetzt wird, gekennzeichnet dadurch, daß die Magnetfeldlinien in den Rohrsystemen vorzugsweise in axialer Richtung verlaufen.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spule auf magnetisierbares Rohr gewickelt oder geschoben und mit Gleichstrom gespeist wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Spulen hintereinander auf magnetisierbares Rohr gewickelt oder geschoben und so mit Gleichstrom gespeist werden, daß die Richtung der Magnetfeldlinien im Rohr vorzugsweise axial verläuft.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spule auf unmagnetisches Rohr gewickelt oder geschoben und mit Gleichstrom gespeist wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Spulen hintereinander auf unmagnetisches Rohr gewickelt oder geschoben und so mit Gleichstrom gespeist werden, daß die Richtung der Magnetfeldlinien im Rohr vorzugsweise axial verläuft.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein permanenter Ringmagnet mit axialer Polarisation auf unmagnetisches Rohr geschoben wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere permanente Ringmagnete mit axialer Polarisation so auf unmagnetisches Rohr geschoben werden, daß die Richtung der Magnetfeldlinien im Rohr vorzugsweise axial verläuft.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Permanentmagnete, die keine Ringform haben, so auf unmagnetischem Rohr befestigt werden, daß die Magnetfeldlinien möglichst gleichförmig im Rohr vorzugsweise in axialer Richtung verlaufen.