UA7082U - Apparatus for magnetic treatment of liquid - Google Patents

Abstract

Apparatus for magnetic treatment of liquid in which the outer pole disk is arranged as two coaxial rings, on one of those fixed on the pipeline in coaxial position with the inner pole disk there are installed permanent magnets in such a way that the vector of magnetization of each of those is normal to the axis of the pole disk, and the other, the outer ring of the outer pole disk with its inner surface surrounds the upper part of each of the magnets, and the outer surface is in contact with the inner surface of the outer part of the magnetic conductor, this is made of magnetic metal as a cut in half pipeline with its opposite ends fixed on the flanges rigidly installed at the ends of the pipeline.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Корисна модель відноситься до області енергетичної промисловості, хімічної і інших областей для процесів водопідготовки для інтенсифікації очищення води від зважених часток і інших шкідливих домішок, а також процесів, де використовується нагрів, охолоджування або випарювання рідин.The useful model applies to the field of energy industry, chemical and other fields for water treatment processes to intensify the purification of water from suspended particles and other harmful impurities, as well as processes where heating, cooling or evaporation of liquids is used.

Відомий пристрій для магнітної водопідготовки, що використовується в нафтогазовій і хімічній промисловості і призначений для інтенсифікації очищення води від зважених часток і шкідливих домішок, (див. авт.св-во СРСР Мо18137З0А1, кл. СО2Е1/48, опубл. бюл. Мо17, 9Зр. 70 Він містить циліндричний корпус з вхідним і вихідним патрубками, центральний вал з деякою частиною кільцевих магнітів, встановлених на рівних аксіальних відстанях від проставок і забезпечених спіральними лопатками, іншу частину кільцевих магнітів, встановлених на немагнітних проставках з обох сторін, і додаткові кільцеві магніти, встановлені на внутрішній стінці корпусу. Таким чином, система магнітів розташована всередині корпусу, через який проходить рідина, що обробляється, і магнітний вплив підвищений за рахунок 72 збільшення швидкості рушення рідини і шляху її проходження в магнітному полі.A well-known device for magnetic water treatment, used in the oil and gas and chemical industries and intended for the intensification of water purification from suspended particles and harmful impurities, (see the USSR State Gazette Мо18137З0А1, cl. СО2Е1/48, publ. bull. Мо17, 9Зр 70 It contains a cylindrical body with inlet and outlet nozzles, a central shaft with a part of ring magnets installed at equal axial distances from spacers and equipped with spiral vanes, another part of ring magnets installed on non-magnetic spacers on both sides, and additional ring magnets, installed on the inner wall of the case.Thus, the system of magnets is located inside the case through which the liquid to be processed passes, and the magnetic effect is increased due to 72 increasing the speed of movement of the liquid and the path of its passage in the magnetic field.

При всіх позитивних якостях вказаний пристрій володіє недоліком, що полягає в досить складному конструктивному виконанні пристрою, що включає, крім складної організації магнітної системи ще і вал з додатковим приводом.Despite all the positive qualities, the indicated device has a drawback, which consists in a rather complex design of the device, which includes, in addition to the complex organization of the magnetic system, a shaft with an additional drive.

Відомий пристрій для магнітної обробки рідини див. патент РФ Мо2015113, кл. СО2Е1/48, бюл. Мо12, 1994р|, що містить корпус з аксіально розташованим всередині магнітопроводом, електромагніти і полюсні наконечники, причому поверхня магнітопроводу і внутрішня поверхня корпусу забезпечені амортизуючим неметалічним покриттям, сприяючим ламінірізації режиму течії рідини як в центральній частині потоку оброблюваної рідини, так і в прикордонних шарах, що веде до оптимізації одного з параметрів впливу поля на рідину за допомогою сили Лоренца - швидкості руху рідини.A well-known device for magnetic treatment of liquid, see patent of the Russian Federation Mo2015113, cl. СО2Е1/48, bull. Mo12, 1994|, which contains a case with an axially located inside magnetic conductor, electromagnets and pole tips, and the surface of the magnetic conductor and the inner surface of the case are provided with a shock-absorbing non-metallic coating, which contributes to the laminarization of the fluid flow regime both in the central part of the flow of the treated fluid and in the boundary layers, which leads to the optimization of one of the parameters of the effect of the field on the liquid using the Lorentz force - the speed of the liquid.

Відоме рішення в порівнянні з попереднім значно простіше в конструктивному рішенні, але також володіє в недоліком, що полягає в тому, що воно забезпечує ефективну обробку рідини при стаціонарних значеннях швидкості руху рідини і магнітної індукції. Відхилення від розрахункових значень вказаних параметрів знижує ефективність магнітної обробки, так як імпульс енергії зменшується.The known solution compared to the previous one is much simpler in terms of design, but also has the disadvantage that it provides effective processing of the liquid at stationary values of the speed of movement of the liquid and magnetic induction. Deviation from the calculated values of the specified parameters reduces the efficiency of magnetic processing, as the energy pulse decreases.

Відомий також пристрій для магнітної обробки рідини |дек. патент України на корисну модель Мо2210, опубл. с бюл. Мо11, 2001р.), який містить корпус, проточна частина якого утворена трубопроводом з немагнітного ее) матеріалу і двома аксіально розташованими конусами з немагнітного матеріалу, жорстко пов'язаними в центрі корпусу основами з утворенням конфузорно-диффузорного каналу, всередині якого по подовжній осі розміщене о осердя з магнітного матеріалу, на якому жорстко встановлений внутрішній полюсний диск так, що перший по ї- ходу руху рідини, торець якого співпадає з площиною основ конусів, та зовнішню магнітну систему, яка містить зовнішній полюсний диск, встановлений на трубопроводі коаксіально з внутрішнім полюсним диском, при цьому торці внутрішнього і зовнішнього полюсних дисків з боку подачі рідини розміщені в одній площині, крім цього зовнішній полюсний диск утворений двома коаксіально розташованими дисками, в торці яких на одному радіусі « виконані крізні циліндричні порожнини, в яких розташовані нерухомо постійні магніти таким чином, що вектори 8 їх намагнічування орієнтовані радіально до геометричного центру зовнішнього полюсного диску. 50 Це технічне рішення забезпечує задану швидкість руху рідини в області впливу магнітного поля при змінній с об'ємній витраті. Але при цьому, як показала практика, найбільш принциповим є питання по забезпеченню з» максимально ефективного впливу магнітного поля на потік рідини, тобто для того, щоб досягнути необхідну магнітну активацію рідини однією з необхідних умов є забезпечення постійності магнітного поля в робочому зазорі пристрою і його захисту від зовнішнього впливу.Also known is the device for magnetic processing of liquid |dec. patent of Ukraine for utility model Mo2210, publ. with bull. Mo11, 2001), which contains a housing, the flow part of which is formed by a pipeline of non-magnetic ee) material and two axially located cones of non-magnetic material, rigidly connected in the center of the housing by bases to form a confusor-diffusor channel, inside which is placed along the longitudinal axis o a core made of magnetic material, on which an internal pole disk is rigidly installed so that the first in the direction of fluid movement, the end of which coincides with the plane of the bases of the cones, and an external magnetic system that contains an external pole disk installed on the pipeline coaxially with the internal pole disk disc, while the ends of the inner and outer pole discs on the side of the liquid supply are placed in the same plane, in addition, the outer pole disc is formed by two coaxially located discs, in the ends of which, on the same radius, through cylindrical cavities are made, in which stationary permanent magnets are located as follows , that the vectors 8 of their magnetization are oriented radially o to the geometric center of the outer polar disk. 50 This technical solution provides a specified speed of fluid movement in the area of influence of the magnetic field at a variable volume flow rate. But at the same time, as practice has shown, the most fundamental issue is to ensure the maximum effective effect of the magnetic field on the flow of liquid, that is, in order to achieve the necessary magnetic activation of the liquid, one of the necessary conditions is to ensure the constancy of the magnetic field in the working gap of the device and its protection from external influences.

Відоме рішення не забезпечує такого захисту і тому ефективність впливу значно знижена. 7 В основу рішення, що пропонується поставлена задача створення конструкції пристрою в якому забезпечена ав | висока ефективність активації рідини за допомогою захисту магнітного потоку системи від зовнішнього впливу.The known solution does not provide such protection and therefore the effectiveness of the impact is significantly reduced. 7 The proposed solution is based on the task of creating a device design in which av| is provided high efficiency of liquid activation by means of protection of the magnetic flux of the system from external influence.

Для цього в пристрої для магнітної обробки рідини, який містить корпус, проточна частина якого утворена бо трубопроводом з немагнітного матеріалу, на торцях якого жорстко встановлені фланці із магнітного матеріалу, іFor this, in a device for magnetic treatment of a liquid, which contains a body, the flow part of which is formed by a pipeline of non-magnetic material, on the ends of which flanges of magnetic material are rigidly installed, and

ГЯ6) 20 двома аксіально розташованими конусами з немагнітного матеріалу, що утворюють конфузорно-дифузорний канал, всередині якого по подовжній осі розміщене осердя з магнітного матеріалу, на якому жорстко встановлено внутрішній полюсний диск так, що перший по ходу руху рідини торець внутрішнього диску співпадає з площиною основ конусів, і зовнішню магнітну систему, яка утворена із кільцевих магнітопроводів і містить зовнішній полюсний диск, закріплений на немагнітному трубопроводі коаксіально з внутрішнім полюсним диском, на якомуГЯ6) 20 by two axially located cones of non-magnetic material, which form a confusor-diffusor channel, inside which a core of magnetic material is placed along the longitudinal axis, on which an internal pole disk is rigidly installed so that the first end of the internal disk in the direction of the movement of the liquid coincides with the plane bases of cones, and an external magnetic system, which is formed from ring magnetic conductors and contains an external pole disk fixed on a non-magnetic pipeline coaxially with an internal pole disk, on which

Со розміщені постійні магніти, згідно корисної моделі зовнішній полюсний диск виконано у вигляді двох коаксіальних кілець на одному з яких, що закріплене на трубопроводі коаксіально з внутрішнім полюсним диском, встановлено постійні магніти так, що вектор намагніченості кожного перпендикулярний осі полюсного диску, а друге - зовнішнє кільце зовнішнього полюсного диску внутрішньою поверхнею обхвачує верхню частину кожного з магнітів, а зовнішня поверхня контактує з внутрішньою поверхнею зовнішньої частини магнітопроводу, який 60 виконано із магнітного металу у вигляді навпіл розрізаного трубопроводу, протилежні кінці якого закріплені на фланцях, що жорстко встановлені на кінцях трубопроводу.Permanent magnets are placed, according to a useful model, the outer pole disc is made in the form of two coaxial rings, on one of which, fixed on the pipeline coaxially with the inner pole disc, permanent magnets are installed so that the magnetization vector of each is perpendicular to the axis of the pole disc, and the second is external the ring of the outer pole disk with its inner surface covers the upper part of each of the magnets, and the outer surface is in contact with the inner surface of the outer part of the magnetic conduit, which 60 is made of magnetic metal in the form of a pipeline cut in half, the opposite ends of which are fixed on flanges that are rigidly installed at the ends of the pipeline.

Таке виконання пристрою забезпечує йому нову якість: величина магнітного поля в робочому зазорі практично не залежить від впливу зовнішніх електромагнітних полів та масивних металевих (магніто провідних) споруд та конструкцій, що розташовані поблизу пристрою або навіть контактують з поверхнею зовнішньої бо частини магнітопроводу, який виконано із магнітного металу у вигляді навпіл розрізаного трубопроводу. Таким чином магнітне поле в робочому зазорі зберігає свою величину незалежно від наявності зовнішнього впливу і потік рідини обробляється при наперед заданих режимних параметрах.This design of the device provides it with a new quality: the magnitude of the magnetic field in the working gap is practically independent of the influence of external electromagnetic fields and massive metal (magneto-conductive) structures and structures located near the device or even in contact with the surface of the outer part of the magnetic conductor, which is made of magnetic metal in the form of a pipeline cut in half. In this way, the magnetic field in the working gap maintains its value regardless of the presence of external influence, and the fluid flow is processed at predetermined operating parameters.

Вказана перевага відрізняється від переваг приведених аналогів. При цьому авторам не відомі технічні рішення, які характеризуються подібною сукупністю ознак.This advantage differs from the advantages of the given analogs. At the same time, the authors are not aware of technical solutions that are characterized by a similar set of features.

На приведеному кресленні зображено пристрій, що пропонується.The following drawing shows the proposed device.

Пристрій містить корпус, що складається з трубопроводу 1 з немагнітного матеріалу, першого 2 і другого З конусів з немагнітного матеріалу, жорстко сполученого між собою в центрі корпусу основами з утворенням конфузорно-дифузорного каналу і аксіального зазору 4. Співвісно подовжньої осі трубопроводу 1 в середині 7/0 Конусів 2, З розміщене осердя з магнітного матеріалу, на якому встановлений внутрішній полюсний диск 6.The device contains a housing consisting of a pipeline 1 of non-magnetic material, the first 2 and the second of cones of non-magnetic material, rigidly connected to each other in the center of the housing by bases with the formation of a confusor-diffusor channel and an axial gap 4. Along the longitudinal axis of the pipeline 1 in the middle 7 /0 Cones 2, with a core made of magnetic material on which an internal pole disk 6 is installed.

Перший по ходу рушення рідини торець 7 диска 6 співпадає з площиною, яка лежить в основі конусів 2, 3.The first end face 7 of the disk 6 in the course of the movement of the liquid coincides with the plane that lies at the base of the cones 2, 3.

На зовнішній поверхні трубопроводу 1 розміщений зовнішній полюсний диск 8 коаксіально з внутрішнім полюсним диском 6. Зовнішній полюсний диск 8 складається з двох коаксіальних кілець, між якими закріплені постійні магніти 9 так, що однойменні полюси та вектори намагніченості кожного спрямовані перпендикулярно осі 7/5 Пполюсного диску б та пристрою в цілому. Зовнішня поверхня полюсного диску 8 контактує з внутрішньою по верхньою кільцевих магніто проводів 10, що виготовлені з магнітного матеріалу у вигляді на півкілець - розрізного циліндру, протилежні кінці яких закріплені на фланцях-магнітопроводах 11, що жорстко зв'язані на кінцях з трубопроводом 1 та уявляють зовнішню магнітну систему. Осердя 5 зв'язане з зовнішньою магнітною системою за допомогою кронштейна 12 та фланців 11. Пристрій встановлюють на фланцях 11 в трубопровід з рідиною, що обробляється.On the outer surface of the pipeline 1, an external pole disk 8 is placed coaxially with the internal pole disk 6. The external pole disk 8 consists of two coaxial rings, between which permanent magnets 9 are fixed so that the poles of the same name and the magnetization vectors of each are directed perpendicular to the axis 7/5 P of the pole disk b and the device as a whole. The outer surface of the pole disc 8 is in contact with the inner surface of the ring magnet wires 10, which are made of magnetic material in the form of a half-ring - a split cylinder, the opposite ends of which are fixed on flanges-magnet wires 11, which are rigidly connected at the ends to the pipeline 1 and represent external magnetic system. The core 5 is connected to the external magnetic system using the bracket 12 and flanges 11. The device is installed on the flanges 11 in the pipeline with the liquid being processed.

Пристрій працює таким чином: рідина під тиском поступає в проточну конфузорну частину корпусу, утворену трубопроводом 1 та конусом 2. Далі рідина проходить аксіальний зазор 4, що має змінний перетин за рахунок дифузійної частини корпусу, утвореної трубопроводом 1 і другим конусом 3. Проходячи аксіальний зазор 4, в якому підтримується задане постійне магнітне поле, силові лінії якого перпендикулярні напряму рушення потоку ов рідини, остання зазнає структурної перебудови як результат впливу магнітної індукції на гідродинамічний потік, і далі виводиться з пристрою. Магнітне поле створюється постійними магнітами 9. Магнітний потік - проходить від магнітів У через кільцеві магнітопроводи 10, фланці 11, кронштейни 12, осердя 5, внутрішній полюсний диск 6, через аксіальний зазор на зовнішній полюсний диск 8. В результаті відбувається тороїдально замикання магнітного поля. с зо Виходячи з того, що взаємодія магнітного поля і потоку рідини є складним фізичним процесом і достатньо не вивченим, автори з лабораторного і промислового досвіду отримали взаємозв'язок між геометричними со розмірами пристрою, швидкістю руху потоку рідини в зоні впливу магнітного поля і величиною магнітної індукції (су в магнітному зазорі. Отримані оптимальні співвідношення геометричних розмірів основних конструктивних елементів пристрою. Найкращі результати дають співвідношення: довжини до діаметру в інтервалі - 0,78-0,81, ї-The device works as follows: liquid under pressure enters the flow baffle part of the housing formed by pipeline 1 and cone 2. Next, the liquid passes through the axial gap 4, which has a variable cross-section due to the diffusion part of the housing formed by pipeline 1 and the second cone 3. Passing the axial gap 4, in which a given constant magnetic field is maintained, the lines of force of which are perpendicular to the direction of flow of liquid, the latter undergoes a structural rearrangement as a result of the effect of magnetic induction on the hydrodynamic flow, and is then removed from the device. The magnetic field is created by permanent magnets 9. The magnetic flux passes from the U magnets through the ring magnetic conduits 10, flanges 11, brackets 12, cores 5, the inner pole disc 6, through the axial gap to the outer pole disc 8. As a result, a toroidal closure of the magnetic field occurs. Based on the fact that the interaction of a magnetic field and a fluid flow is a complex physical process that is not sufficiently studied, the authors obtained from laboratory and industrial experience the relationship between the geometrical dimensions of the device, the speed of the fluid flow in the zone of influence of the magnetic field, and the magnitude of the magnetic induction (su in the magnetic gap. Optimal ratios of geometric dimensions of the main structural elements of the device were obtained. The best results are given by the ratio: length to diameter in the interval - 0.78-0.81,

Зв ширини зовнішнього полюсного диску до магнітного зазору - 1,23-1,618. Швидкість руху в магнітному зазорі вибирають з чисельного ряду 1; 2; 4; 8, а співвідношення площі вхідного та вихідного перетину в магнітному зазорі повинно бути в діапазоні від 1,6-1,9. «From the width of the outer pole disk to the magnetic gap - 1.23-1.618. The speed of movement in the magnetic gap is selected from the numerical series 1; 2; 4; 8, and the ratio of the area of the input and output sections in the magnetic gap should be in the range of 1.6-1.9. "

У цей час в Україні почато випуск пристроїв для магнітної обробки рідини на підприємствах різних галузей промисловості. З с ;» -І («в) (ее)At this time, in Ukraine, the production of devices for magnetic processing of liquid began at enterprises of various industries. With c ;" -And («c) (ee)

Кз 50Kz 50

Су;Su;

Claims (1)

Формула винаходу б5The formula of the invention b5 Пристрій для магнітної обробки рідини, який містить корпус, проточна частина якого утворена трубопроводом з немагнітного матеріалу, на торцях якого жорстко встановлені фланці із магнітного матеріалу, і двома аксіально розташованими конусами з немагнітного матеріалу, що утворюють конфузорно-дифузорний канал, всередині якого по подовжній осі розміщене осердя з магнітного матеріалу, на якому жорстко встановлено Внутрішній полюсний диск так, що перший по ходу руху рідини торець внутрішнього диска співпадає з площиною основ конусів, і зовнішню магнітну систему, яка утворена із кільцевих магнітопроводів і містить зовнішній полюсний диск, закріплений на немагнітному трубопроводі коаксіально з внутрішнім полюсним диском, на якому розміщені постійні магніти, який відрізняється тим, що зовнішній полюсний диск виконано у вигляді двох коаксіальних кілець на одному з яких, що закріплене на трубопроводі коаксіально з внутрішнім полюсним диском, 7/0 встановлено постійні магніти так, що вектор намагніченості кожного є перпендикулярний осі полюсного диска, а друге - зовнішнє кільце зовнішнього полюсного диска внутрішньою поверхнею обхоплює верхню частину кожного з магнітів, а зовнішня поверхня контактує з внутрішньою поверхнею зовнішньої частини магнітопроводу, який виконано із магнітного металу у вигляді навпіл розрізаного трубопроводу, протилежні кінці якого закріплені на фланцях, що жорстко встановлені на кінцях трубопроводу.A device for magnetic treatment of liquid, which contains a body, the flow part of which is formed by a pipeline of non-magnetic material, on the ends of which flanges of magnetic material are rigidly installed, and two axially located cones of non-magnetic material, forming a confusor-diffuser channel, inside of which along the longitudinal axis a core made of magnetic material is placed, on which the internal pole disk is rigidly installed so that the first face of the internal disk in the direction of fluid movement coincides with the plane of the bases of the cones, and the external magnetic system, which is formed from ring magnetic conductors and contains an external pole disk fixed on a non-magnetic pipeline coaxially with an internal pole disk on which permanent magnets are placed, which differs in that the external pole disk is made in the form of two coaxial rings on one of which, fixed on the pipeline coaxially with the internal pole disk, 7/0 permanent magnets are installed so that vector namagni of each is perpendicular to the axis of the pole disk, and the second - the outer ring of the outer pole disk with its inner surface embraces the upper part of each of the magnets, and the outer surface is in contact with the inner surface of the outer part of the magnetic conductor, which is made of magnetic metal in the form of a pipeline cut in half, the opposite ends of which fixed on flanges rigidly installed at the ends of the pipeline. 0. й й й 0. Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних мікросхем", 2005, М 6, 15.06.2005. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і науки України. що 2 с Зо со «в) у0. и и и 0. Official Bulletin "Industrial Property". Book 1 "Inventions, useful models, topographies of integrated microcircuits", 2005, M 6, 15.06.2005. State Department of Intellectual Property of the Ministry of Education and Science of Ukraine. that 2 s Zo so "c) y . и? -і («в) (ее) Ко) Со 60 б5. and? -i («c) (ee) Ko) So 60 b5