LV13934B - Ierīce šķidrumu magnētiskai apstrādei - Google Patents

Description

Izgudrojuma apraksts

Ierīce attiecas uz polāru un nepolāru šķidrumu magnētisko aktivizēšanu, un tā var rast pielietojumu iekšdedzes dzinēju ekspluatācijā, lauksaimniecībā, medicīnā, sadzīvē (piemēram, audumu tipa materiālu mazgāšanai), kā arī dažādos tehnoloģiskos procesos. Vislielāko popularitāti ir ieguvušas ierīces degvielas, kura tiek ievadīta iekšdedzes dzinējos, magnētiskai apstrādei.

Jebkura degviela sastāv no virknes ogļūdeņražu molekulām. Ogļūdeņražiem ir „slēgtas šūnas” struktūra, kas pasliktina degvielas pilnas sadegšanas apstākļus, jo molekulu iekšējie atomi nav pieejami oksidācijai. Bez tam, jebkura degviela tiek pakļauta mainīgas temperatūras ietekmei, kas noved pie tās izplešanās vai saspiešanas. Gala rezultātā ogļūdeņražu molekulas apvienojas molekulārās grupās (konglomerātos), vai, citiem vārdiem sakot, „molekulu sabiezņos”, kas būtībā ir molekulu ķēdes. Skābekļa iekļūšana izveidojušajās molekulu ķēdēs ir ierobežota, kas noved pie nepilnīgas degvielas sadegšanas, jo skābeklis nevar sasniegt atomu grupas, kuras atrodas ķēdes iekšienē. Lai nodrošinātu pilnīgu sadegšanu, minētās molekulu ķēdes ir nepieciešams sadalīt atsevišķās, savstarpēji atdalītās molekulās. Katra molekula degvielas sastāvā ietver sevī daudzus atomus, kuri sastāv no kodola un ap to riņķojošiem elektroniem. Kustībā esošie elektroni rada magnētisko lauku atoma robežās. Tādējādi degvielas molekulās koeksistē pozitīvie un negatīvie lādiņi. Iedarbojoties uz degvielu ar magnētisko lauku, šīs ogļūdeņražu ķēdes izmaina savu konfigurāciju, un notiek izveidojušos molekulāro grupu sairšana.

Ir zināma ierīce degvielas magnētiskai apstrādei saskaņā ar patenta pieteikumu W0/2006/l23224, kura satur uz degvielas vada uzmontētus divus magnētu pārus, kas savstarpēji orientēti monopolāri. Šīs ierīces trūkums ir atsevišķu molekulu svārstības, resp., nepietiekama iedarbība uz degvielas molekulām. Bez tam lielas daļas molekulu precīzas telpiskās orientācijas dēļ magnētiskā lauka iedarbībā var rasties starpmolekulāro saišu pastiprināšanās un, kā sekas, molekulu grupu agregātu veidošanās, kas negatīvi ietekmē degvielas sadegšanas pilnīgumu.

Vienā degvielas apstrādes iekārtas variantā saskaņā ar eiropatentu EP 0791746 ir paredzēta vairāku magnētu pāru izvietošana gar degvielas pārvietošanas virzienu degvielas vadā. Pie tam ir aprakstīta monopolāri novietotu magnētu vienkārša mija ar bipolāri novietotiem magnētiem. Tādā veidā izvietotu magnētu polu virknes iedarbības rezultātā molekulu elektriskie lādiņi, kā arī pašas molekulas iegūst pēc kārtas orientāciju garenvirzienā un šķērsvirzienā. Šādas magnētisko polu mijas trūkums, pārvietojoties degvielai caur katru magnētu pāri, ir magnētiskā lauka vektora izmaiņa tikai par 90°, kas nosaka ierobežotu magnētiskā lauka iedarbību uz degvielu.

Šī izgudrojuma mērķis ir paaugstināt apstrādājamo šķidrumu reaģēšanas spēju. Šis mērķis tiek sasniegts tādējādi, ka šķidrumu magnētiskās apstrādes ierīces, kas satur no nemagnētiska materiāla izveidotu korpusu un garenvirzienā caurteces kanālu, kā arī šķērsvirzienā attiecībā pret minēto kanālu uzstādītus monopolārus un bipolārus magnētu pārus, novitāte ir tā, ka vismaz starp diviem monopolāriem N-N vai S-S magnētu pāriem ir izvietoti vismaz divi bipolāri N-S magnētu pāri, pie kam magnētisko lauku virzieni katros saskarīgos bipolāro magnētu pāros ir pretēji.

Daži iespējamie ierīces realizācijas varianti ir parādīti sekojošos rasējumos:

- Fig.l ir parādīts ierīces šķērsgriezums ar diviem bipolāriem pastāvīgu magnētu pāriem, kuri izvietoti starp monopolāru magnētu pāriem;

Fig.2 ir parādīts magnētu izvietojums trīs bipolāru elektromagnētu esamības gadījumā, kuri uzstādīti starp monopolāro elektromagnētu pāriem.

Piedāvātā šķidrumu magnētiskās apstrādes ierīce (Fig.l) sastāv no korpusa 1, izveidota no nemagnētiska materiāla un sastāvoša no divām atvienojamām pusēm 2 un 3, kuru garenrievās pa pāriem viens otram pretī ar līmes slāņa 4 palīdzību nostiprināti pastāvīgie magnēti tā, ka to poli ir orientēti radiālā virzienā attiecībā pret korpusa garenasi. Daži no magnētiem 5 savā starpā veido monopolārus N-N vai S-S pārus, bet daži - bipolārus pārus N-S. Magnētu 5 polu mija garenvirzienā ir parādīta Fig.l un Fig.2. Pēc magnētu 5 nostiprināšanas katrā no korpusa pusēm 2 un 3 izveidojas puscilindriskas čaulas, kuras, korpusa 1 puses 2 un 3 savienojot, veido iekšējo cilindrisko dobumu.

Ierīce tiek nostiprināta uz caurteces kanāla caurulītes 6 veidā no nemagnētiska materiāla, pa kuru plūst apstrādei pakļaujamais šķidrums. Pēc caurulītes 6 izvietošanas korpusa pusēs 2 un 3 pēdējās tiek fiksētas uz caurulītes 6 ar aizturu (sprostelementu) palīdzību, kas rasējumos nav parādīti. Magnētisko lauku iedarbības pakāpi uz apstrādājamo šķidrumu var palielināt, secīgi uzstādot uz caurulītes 6 vairākas ierīces vai palielinot magnētu 5 pāru skaitu līdz 4-5 pāriem vienā ierīcē.

Gadījumā, kad nepieciešams apstrādāt lielu šķidruma patēriņu, piemēram, padodot kurināmo uz rūpnieciskiem degļiem, ir nepieciešams pastāvīgu magnētu vietā uzstādīt elektromagnētus 7 (Fig.2), kas nodrošina spēcīgākus magnētiskos laukus.

Šķidruma, piemēram, šķidras degvielas, aktivizēšana notiek sekojoši. Plūstot degvielai pa caurulīti 6, tā tiek pakļauta magnētisko lauku iedarbībai, kas nomaina viens pēc otra magnētisko lauku virzienu un, kā sekas, katra magnētiskā lauka virziena maiņa izraisa degvielas molekulu telpiskās orientācijas izmaiņu, kas savukārt noved pie ievērojamām svārstībām, kā arī pie molekulāro saišu pavājināšanās un saraušanas. Ja nosacīti pieņem, ka monopolārā N-N vai S-S magnētiskā laukā (Fig.l) atomu iekšējais magnētiskais lauks tieksies (kopā ar tā nesēju - atomu) ieņemt „horizontāli” orientētu stāvokli, tad, pārejot uz bipolāru magnētisko lauku, iekšējais atomu magnētiskais lauks pagriezīsies par 90° nosacīti «vertikālā” stāvoklī. Pretēja virziena magnētiskā laukā, t.i., pārejot no N-S virziena uz S-N ārējā magnētiskā lauka virzienu, atoma iekšējais magnētiskais lauks tieksies pagriezties par 180°, atšķirībā no varianta, kad notiek monopolāru un bipolāru magnētisko lauku mija (analogi kā zināmajās degvielas aktivizēšanas ierīcēs). Jāatzīmē, ka orientētu saskarigo magnētu N-S - S-N pāru, kas novietoti pretim viens otram starp monopolāriem magnētu pāriem N-N vai S-S, palielināšana virs pieciem nenoved pie tālākas apstrādes efektivitātes palielināšanās. Var pieņemt, ka tāda periodiska magnētiskā lauka virziena izmaiņu skaita palielināšana un molekulu saskaņota kustība noved pie otrējas molekulu apvienošanās agregātos.

Šķidrumu apstrādes process ar magnētisko lauku, izmantojot elektromagnētus 7, notiek tādā pašā veidā kā pielietojot pastāvīgos magnētus..

Piedāvāto parādību, kas notiek atomārā līmenī, var izskaidrot ar eksperimentāli apstiprinātu faktu, ka, atkarībā no degvielas veida un automobiļa markas, pēc degvielas apstrādes ar piedāvāto ierīci degvielas aktivizācijas pakāpe ir 15 - 20 %.

Tāda pat magnētiskā lauka iedarbība, kuram raksturīga virziena mija, uz polarizētiem šķidrumiem, piemēram, ūdeni, ko izmanto mazgāšanas mašīnās, noved pie apstrādājamā šķidruma īpašību uzlabošanās. Ūdens dipoli parastos apstākļos veido molekulu tuvās kārtības izkārtojumus (klasterus). Klasteru esamību nosaka starpmolekulārās mijiedarbības spēki. Klasteriem izejot caur dažādu virzienu magnētiskiem laukiem, ūdens dipoli veic straujas svārstību kustības ar dažādu svārstību amplitūdu: uz klastera virsmas amplitūda ir lielāka, iekšienē - mazāka. Tādas svārstības pavājina starpmolekulārās iedarbības spēkus un sagrauj klasterus. Ūdens dipoli, kas nav saistīti klasteros, tiecas veidot agregātus uz dabīgo sāļu, kas izšķīdināti ūdenī, katjoniem un anjoniem un kavē nešķīstošu savienojumu veidošanos, kas nosēžas uz mazgāšanas mašīnu agregātu metāliskām virsmām. Tas noved arī pie pH un ūdens cietības samazināšanās un rezultātā palielina mazgāšanas efektivitāti. Bez tam starpmolekulāro saišu pavājināšanās ūdenī noved pie virsmas spraiguma samazināšanās un slapināšanas spējas palielināšanās. Ūdens brīvie dipoli labāk adsorbējas vietās ar hidrofobiem piesārņojumiem un audumu šķiedrās. Pie tam tie samazina piesārņojošo daļiņu saķēri ar audumu šķiedrām, kas atvieglo to aizvākšanu prom ar mazgāšanas šķīdumu.

Tādējādi ūdens apstrāde ar magnētiskiem laukiem, kuriem raksturīga virzienu mija, un ūdens dipolu aktivācija ļauj intensificēt mazgāšanas procesu.

Claims (2)

1. Ierīce šķidrumu magnētiskai apstrādei, kura satur no nemagnētiska materiāla izgatavotu korpusu un garenvirziena caurteces kanālu, kā arī šķērsām attiecībā pret minēto kanālu uzstādītus vienpolārus un bipolārus magnātu pārus, atšķirīga ar to, ka vismaz starp diviem vienpolāriem N-N vai S-S magnētu pāriem ir izvietoti vismaz divi bipolāri N-S magnētu pāri, pie tam katros saskarīgos bipolāros magnētu pāros magnētisko lauku virzieni ir pretēji.

2. Ierīce saskaņā ar 1. punktu, kas atšķirīga ar to, ka pastāvīgo magnētu vietā uzstādīti elektromagnēti.