PL220710B1 - Urządzenie do magnetycznej obróbki cieczy, zwłaszcza wody - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do magnetycznej obróbki cieczy, zwłaszcza wody i jej roztworów a szczególnie do magnetycznej eliminacji zanieczyszczeń występujących w strumieniu cieczy cyrkulacyjnej, głównie w systemach grzewczych i chłodniczych oraz do magnetycznej modyfikacji jej własności fizykochemicznych. Znane są i stosowane różne konstrukcje urządzeń do filtracji magnetycznej lub modyfikacji własności magnetycznych cieczy w tym wody i jej roztworów z zastosowaniem stałych magnesów pierścieniowych i/lub walcowych lokalizowanych bezpośrednio w strumieniu cieczy cyrkulacyjnej. Generalnie w konstrukcji tych urządzeń obowiązuje zasada, że strumień przepływającej cieczy orientowany jest zwykle na powierzchnię walcową magnesów, natomiast powierzchnia podstawy zwykle jest przystosowywana do celów montażu w odpowiednie sekcje/pakiety.

Z polskiego opisu patentowego nr 114283 znana jest konstrukcja urządzenia do uzdatniania cieczy przy wykorzystaniu pola magnetycznego, które wyposażone jest w zespół magnesów pierścieniowych, przedzielonych nabiegunnikami w postaci pierścieni ferromagnetycznych. Magnesy te są zawieszone w obudowie w postaci cylindrycznego korpusu ferromagnetycznego wokół osiowo usytuowanego walca ferromagnetycznego.

W polskim opisie patentowym nr 165816 ujawniono budowę urządzenia do oczyszczania wody w postaci zamkniętego, cylindrycznego zbiornika, w którym, pod paramagnetycznym filtrem usytuowany jest pionowy wkład magnetyczny zbudowany z magnesów pierścieniowych, zamocowany na paramagnetycznej konstrukcji wsporczej. Przed króćcem wlotowym urządzenia usytuowana jest pionowa przegroda paramagnetyczna, sięgająca przynajmniej do połowy wysokości wkładu magnetycznego.

Polski opis prawa ochronnego nr 63527 przedstawia konstrukcję osadnika magnetycznego, obejmującego korpus przykryty pokrywą, który w górnej części posiada króciec wlotowy i wylotowy. Króćce te są rozmieszczone promieniowo-naprzeciwlegle. W środkowej części korpusu znajduje się wkładka, wyposażona w przegródki, do których zamocowane są magnesy stałe.

Konstrukcja powyższych urządzeń związana jest ze sposobem tworzenia konstrukcji labiryntów oraz ich kształtem dla przepływającego strumienia cieczy w osiowo-symetrycznym polu magnetycznym celem uzyskania optymalnych warunków zmiany własności magnetycznych cieczy, lub z miejscem lokalizacji pakietu/pakietów magnetycznych wewnątrz urządzenia oraz ewentualne ich wzajemnej orientacji między sobą dla podniesienia skuteczności działania procesu filtracji magnetycznej.

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do magnetycznej obróbki cieczy, zwłaszcza wody, wyposażone w korpus przykryty rozłączną pokrywą, króciec dolotowy i wylotowy oraz pakiet pierścieniowych magnesów stałych.

Istota wynalazku polega na tym, że w środkowej części korpusu zewnętrznego zamocowany jest otwarty od góry korpus wewnętrzny a między nimi znajduje się wstępna, pierścieniowa komora przepływowa. Do tej komory, w dolnej części przyłączony jest króciec dopływowy i odpływowy, przy czym stosunek średnic króćca dopływowego i korpusu zewnętrznego wynosi od 0,25 do 0,35. Na powierzchni zewnętrznej korpusu wewnętrznego zamocowana jest konstrukcja szkieletowa, wraz z zespołem magnesów, stanowiąca pakiet magnetyczny, zbudowany ze stałych magnesów pierścieniowych, tworzących przynajmniej dwie pary przeciwnie spolaryzowanych nabiegunników N i S, przy czym każda z tych par jest obrócona w stosunku do poprzedniej o 90°.

Korzystnie, króciec wylotowy stanowi przedłużenie korpusu wewnętrznego a jego średnica jest równa średnicy tego korpusu.

W urządzeniu według wynalazku, do pokrywy urządzenia, za pomocą kołnierza przymocowana jest rozłącznie komora zewnętrzna, w której usytuowany jest filtr, korzystnie szczelinowy.

Rozwiązanie konstrukcyjne według wynalazku, poprzez odpowiednio dobrane i zorientowane pole magnetyczne w korelacji z odpowiednio dobraną szybkością i kierunkiem przepływu strumienia cieczy w polu magnetycznym posiada wiele zalet, mianowicie pozwala na magnetyczne uzdatnianie cieczy do poziomu, który pozwala na jej przepływ przez powierzchnie wymiany ciepła bez pozostawiania na nich zbędnych osadów. Wzajemne zorientowanie magnesów zapewnia wielokrotność zwrotu linii sił pola magnetycznego działającego na strumień cieczy, proporcjonalnie do ilości par magnesów pierścieniowych oraz wielokrotność przemagnesowań w ilości dwa razy większej od ilości zastosowanych par magnesów pierścieniowych.

PL 220 710 B1

W rozwiązaniu według wynalazku następuje filtrowanie strumienia cieczy z cząsteczek ferromagnetycznych i tworzących się na ich powierzchni innych zanieczyszczeń paramagnetycznych lub diamagnetycznych w postaci aglomeratów, głównie węglanów wapnia.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój wzdłużny urządzenia według pierwszego przykładu wykonania wynalazku, poprowadzony w osi króćców przyłączeniowych, fig. 2 - przekrój urządzenia jak na fig. 1, według drugiego przykładu wykonania wynalazku, fig. 3 - przekrój wzdłużny urządzenia według drugiego przykładu wykonania wynalazku, poprowadzony prostopadle do osi króćców przyłączeniowych i fig. 4 - przekrój poprzeczny urządzenia według wynalazku.

Jak to przedstawiono na fig. 1, urządzenie do magnetycznej obróbki cieczy, a zwłaszcza filtroaktywator magnetyczny według wynalazku, zbudowany jest z cylindrycznego korpusu zewnętrznego 1 zakończonego w górnej części kołnierzem 2, na którym szybkozłącznie mocowana jest pokrywa 3 wraz z króćcem odpowietrzającym 4. W środkowej części korpusu zewnętrznego 1, o średnicy Dn osadzony jest korpus wewnętrzny 7 o średnicy dn tworząc w urządzeniu pierścieniową komorę przepływową 1' dla obrabianej cieczy, widoczną również na fig. 4. Stosunek średnic dn/Dn zawiera się w granicach 0,25:0,35. W dolnej części korpus zewnętrzny 1 wyposażony jest w promieniowo usytuowany króciec dopływowy 5 i współosiowy z nim króciec odpływowy 6, stanowiący odpowiednie przedłużenie korpusu wewnętrznego 7, oraz króciec spustowy 8. Średnica króćca dopływowego 5 jest równa średnicy korpusu wewnętrznego 7. Konstrukcyjnie otwarta od strony korpusu zewnętrznego 1, podstawowa część korpusu wewnętrznego 7 posiada zamontowaną rozłącznie na swojej powierzchni zewnętrznej i współosiowo z korpusem zewnętrznym 1, szkieletową konstrukcję 9, która z odpowiednio na niej zorientowanymi i zamocowanymi w sposób trwały stałymi magnesami pierścieniowymi 10, stanowi szybkodemontowalny osiowy pakiet magnetyczny. Pakiet ten jest zbudowany ze stałych magnesów pierścieniowych 10, tworzących przynajmniej dwie pary przeciwnie spolaryzowanych nabiegunników N i S, a każda z nich jest obrócona w stosunku do poprzedniej o kąt 90°. Posiada on maksymalnie rozwiniętą powierzchnię do sorpcji osadów w tak zwanych „pułapkach magnetycznych” PM powstałych w wyniku zorientowanych między sobą w sposób opisany powyżej, pierścieniowych magnesów stałych 10, mocowanych na diamagnetycznej, szkieletowej konstrukcji nośnej 9 pakietu magnetycznego.

Na fig. 2 i 3 przedstawiono drugi przykład wykonania wynalazku, zgodnie z którym do kołnierza 3, za pomocą kołnierza 11 zamocowana jest szybkozłącznie komora zewnętrzna 13 wraz z króćcem odpowietrzającym 14. Komora zewnętrzna 13 występuje jako dodatkowe wyposażenie jedynie w sytuacji opcjonalnego zastosowania w filtroaktywatorze szczelinowego filtra 12, montowanego na wlocie cieczy do cylindrycznego korpusu wewnętrznego 7.

W wynalazku następuje skojarzenie dwóch procesów, to jest filtracji i aktywacji magnetycznej na drodze cyrkulacyjnego przepływu cieczy od króćca dopływowego 5 przez komorę 1' od jej spodu do góry w kierunku wlotu do korpusu 7 a następnie w przeciwnym kierunku, z góry na dół w korpusie wewnętrznym 7 w kierunku króćca odpływowego 6. Ciecz w komorze pierścieniowej 1' przechodzi proces filtracji magnetycznej, której produkty są zatrzymywane na pułapkach magnetycznych PM, dzięki odpowiednio dostosowanej prędkości przepływu cieczy Vd w obrębie zorientowanych zgodnie z wynalazkiem, pierścieniowych stałych elementów magnetycznych 10.

Ciecz po przejściu przez całą wysokość pakietu magnetycznego wpływa do diamagnetycznego korpusu wewnętrznego 7. W rozwiązaniu przedstawionym na fig. 2, ciecz przepływa poprzez filtr szczelinowy 12, zmieniając w nim swój kierunek przepływu na przeciwny i po zmianie prędkości przepływu do wartości Vn przechodzi proces właściwej, wielokrotnej aktywacji magnetycznej w polu o liniach sił prostopadłych do kierunku jej przepływu, wytwarzanych przez pakiet magnetyczny wcześniej realizowanego procesu filtracji, ale już bez możliwości gromadzenia się na jej wewnętrznej powierzchni jakichkolwiek osadów.

Gromadzący się bezpośrednio na magnesach 10 oraz pułapkach magnetycznych PM osad musi być okresowo usuwany. Operacja czyszczenia pakietu magnetycznego związana jest z czasowym rozhermetyzowaniem urządzenia. Po zdjęciu pokrywy 3 pakiet magnetyczny jest swobodnie wyjmowany celem jego przepłukania, na przykład strumieniem wody wodociągowej. Po oczyszczeniu, pakiet magnetyczny jest ponownie mocowany na korpusie wewnętrznym 7, gdzie po hermetycznym zamknięciu urządzenia, za pomocą pokrywy 3 można przystąpić do dalszej jego eksploatacji.

Podobnie postępuje się w sytuacji, gdy urządzenie wyposażone jest dodatkowo w filtr szczelinowy z tą różnicą, że zamiast pokrywy 3, zdejmowana jest komora 13. Następnie z korpusu we4

PL 220 710 B1 wnętrznego 7 demontowany jest filtr szczelinowy 12 i pakiet magnetyczny i po ich oczyszczeniu z osadów ponownie montowany, zachowując odwrotną kolejność.

W konstrukcji urządzenia według wynalazku, zlokalizowany osiowo na korpusie wewnętrznym 7, pakiet magnetyczny pełni jednocześnie funkcję filtra magnetycznego dla strumienia cieczy przepływającej wewnątrz komory 1', przy czym strumień cieczy dostarczany króćcem dopływowym 5 do komory 1' i wyprowadzany z komory 1' króćcem odpływowym 6 jest w całości poddany procesowi filtracji magnetycznej polegającym na swobodnym osadzaniu się w pierwszej kolejności cząstek ferrytycznych a dalej krystalizujących na nich cząstkach na przykład węglanu wapnia, dzięki optymalnemu wykorzystaniu dopuszczalnej maksymalnej szybkości przepływu strumienia cieczy V_d = (0,3-0,6)V_gr w polu magnetycznym. Vgr jest to graniczna szybkość przepływu cieczy w polu magnetycznym, po przekroczeniu której nie następuje zjawisko osiadania ferromagnetycznych cząstek stałych separowanych z cieczy na nabiegunnikach określonego pola magnetycznego.

Claims (3)

1. Urządzenie do magnetycznej obróbki cieczy, zwłaszcza wody, wyposażone w korpus przykryty rozłączną pokrywą, króciec dolotowy i wylotowy oraz pakiet pierścieniowych magnesów stałych, znamienne tym, że w środkowej części korpusu zewnętrznego (1) zamocowany jest otwarty od góry korpus wewnętrzny (7), a między nimi znajduje się wstępna, pierścieniowa komora przepływowa (1'), do której w dolnej części przyłączony jest króciec dopływowy (5) i odpływowy (6), przy czym stosunek średnicy dn króćca dopływowego (5) i średnicy Dn korpusu zewnętrznego (1) wynosi od 0,25 do 0,35, a na powierzchni zewnętrznej korpusu wewnętrznego (7) zamocowana jest konstrukcja szkieletowa (9) wraz z zespołem magnesów, stanowiąca pakiet magnetyczny, zbudowany ze stałych magnesów pierścieniowych (10), tworzących przynajmniej dwie pary przeciwnie spolaryzowanych nabiegunników N i S, przy czym każda z tych par jest obrócona w stosunku do poprzedniej o 90°.

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że króciec odpływowy (6) stanowi przedłużenie korpusu wewnętrznego (7) a jego średnica jest równa średnicy tego korpusu.

3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że do pokrywy (3) urządzenia, za pomocą kołnierza (11) przymocowana jest rozłącznie komora zewnętrzna (13), w której usytuowany jest filtr, korzystnie szczelinowy.