RU219563U1 - Гибкий магнитный элемент для обработки углеводородного топлива - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к магнитным элементам для обработки углеводородного топлива и может быть использована в области машиностроения. Сущность полезной модели заключается в гибком магнитном элементе, который имеет участки, образованные чередующимися рядами магнитного порошка с отличной друг от друга полярностью магнитного поля, при этом упомянутые участки имеют рядное расположение в гибком магнитном элементе, при котором внутри одного ряда участков обеспечивается чередование участков с отличной друг от друга ориентацией рядов магнитного порошка, а в соседних рядах участков упомянутые участки с отличной друг от друга ориентацией рядов магнитного порошка выполнены друг напротив друга. Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в повышении качества обработки углеводородного топлива магнитным полем гибкого магнитного элемента. 8 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

Полезная модель относится к магнитным элементам для обработки углеводородного топлива и может быть использована в области машиностроения.

В качестве прототипа выбран гибкий магнитный элемент для обработки углеводородного топлива, состоящий из смеси магнитного порошка и маслобензостойкой резины, при этом частицы магнитного порошка расположены в гибком магнитном элементе таким образом, чтобы в нем обеспечивалось магнитное поле, при этом в документе не раскрыто то, какую полярность имеют частицы магнитного порошка в указанном магнитном элементе [CN 105132008 A, дата публикации: 09.12.2015 г., МПК: C10G 32/02].

Недостатком прототипа является невозможность повышения качества обработки топлива магнитным полем, обусловленная тем, что полярность частиц магнитного порошка в гибком магнитном элементе неизвестна и, предположительно, частицы магнитного порошка с отличной друг от друга полярностью могут быть неравномерно распределены по рабочей площади магнитного элемента и могут образовывать хаотично расположенные области с отличной друг от друга полярностью. В таком случае повышение качества обработки топлива не может быть обеспечено, поскольку неупорядоченное расположение внутри гибкого магнитного элемента областей с отличной друг от друга полярностью, существенным образом затрудняет выбор оптимальной рабочей площади магнитного элемента, необходимой для достижения высокого качества обработки топлива, что существенным образом ухудшает эксплуатационные характеристики гибкого магнитного элемента для обработки углеводородного топлива.

Техническая проблема, на решение которой направлена полезная модель, заключается в необходимости улучшения эксплуатационных характеристик гибкого магнитного элемента для обработки углеводородного топлива.

Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в повышении качества обработки углеводородного топлива магнитным полем гибкого магнитного элемента.

Сущность полезной модели заключается в следующем.

Гибкий магнитный элемент для обработки углеводородного топлива состоит из смеси магнитного порошка и устойчивого к воздействию агрессивной среды материала, при этом частицы магнитного порошка расположены в гибком магнитном элементе таким образом, чтобы в нем обеспечивалось магнитное поле. В отличие от прототипа гибкий магнитный элемент имеет участки, образованные чередующимися рядами магнитного порошка с отличной друг от друга полярностью магнитного поля, при этом упомянутые участки имеют рядное расположение в гибком магнитном элементе, при котором внутри одного ряда участков обеспечивается чередование участков с отличной друг от друга ориентацией рядов магнитного порошка, а в соседних рядах участков упомянутые участки с отличной друг от друга ориентацией рядов магнитного порошка выполнены друг напротив друга.

Гибкий магнитный элемент предназначен для обработки углеводородного топлива и может быть установлен внутри трубопровода, по которому перемещается углеводородное топливо, и может быть закреплен при помощи бензостойкого клея или иных химических и механических соединений, обеспечивающих высокую адгезию с поверхностью. Гибкий магнитный элемент состоит из смеси магнитного порошка и устойчивого к воздействию агрессивной среды материала и может быть выполнен в виде пластин любой известной геометрической формы в зависимости от места установки. Гибкий магнитный элемент может быть изготовлен путем добавления магнитного порошка в процессе изготовления устойчивого к воздействию агрессивной среды материала.

Устойчивый к воздействию агрессивной среды материал выступает в качестве носителя частиц магнитного порошка и обеспечивает возможность эксплуатации гибкого магнитного элемента в среде жидкого или газообразного углеводородного топлива и иных агрессивных сред и снижает риск ухудшения качества обработки топлива магнитным полем гибкого магнитного элемента из-за его возможного разрушения под влиянием агрессивной среды. Устойчивый к воздействию агрессивной среды материал может быть представлен маслобензостойкой резиной, герметиком на основе тиокола, каучуком, полимерными связующими и др.

Магнитный порошок представляет собой частицы из ферромагнитного и иных материалов, обладающих способностью к намагничиванию, например таких как феррит бария или неодим. Частицы магнитного порошка расположены в гибком магнитном элементе таким образом, что в нем обеспечивается магнитное поле. Магнитный порошок обеспечивает возможность обработки углеводородного топлива за счет воздействия создаваемого им магнитного поля на молекулярные связи гомологического ряда составляющих углеводородного топлива. Магнитное поле в гибком магнитного элементе может быть образовано путем намагничивания смеси магнитным элементом определенной полярности, в результате которого частицы из ферромагнитного материала изменяют свою намагниченность и образуют участки с магнитным порошком определенной полярности внутри гибкого магнитного элемента.

Гибкий магнитный элемент имеет участки, образованные чередующимися рядами магнитного порошка с отличной друг от друга полярностью магнитного поля. При этом участки, образованные чередующимися рядами магнитного порошка с отличной друг от друга полярностью магнитного поля, имеют рядное расположение в гибком магнитном элементе, при котором внутри одного ряда участков обеспечивается чередование участков с отличной друг от друга ориентацией рядов магнитного порошка, а в соседних рядах участков упомянутые участки с отличной друг от друга ориентацией рядов магнитного порошка выполнены друг напротив друга, что обеспечивает чередование полярности и ориентации магнитного поля. Чередующееся знакопеременное магнитное поле, имеющее при этом переменную ориентацию от участка к участку, позволяет увеличить интенсивность окисления молекул углерода за счет непрерывной инверсии намагниченности ядер, в результате чего обеспечивается возможность повышения качества обработки топлива магнитным полем гибкого магнитного элемента.

В наиболее предпочтительном варианте исполнения под отличной друг от друга ориентацией рядов магнитного порошка, образующих участки, подразумевается перпендикулярная их ориентация друг относительно друга, что позволяет усилить вышеупомянутый эффект и увеличить интенсивность окисления молекул углерода за счет непрерывной инверсии намагниченности ядер.

Участки, образованные чередующимися рядами магнитного порошка с отличной друг от друга полярностью магнитного поля, в поперечном сечении могут иметь любую форму, однако в наиболее предпочтительном варианте исполнения они имеют квадратную форму, при которой ширина и длина участка равны между собой, что позволяет наиболее эффективно задействовать рабочую площадь магнитного элемента и увеличить напряженность магнитного поля, воздействующего на топливо, повышая тем самым качество обработки топлива магнитным полем гибкого магнитного элемента. Участки, образованные чередующимися рядами магнитного порошка с отличной друг от друга полярностью магнитного поля, в поперечном сечении могут иметь одинаковый размер.

Участок, образованный чередующимися рядами магнитного порошка с отличной друг от друга полярностью магнитного поля, может включать в себя по меньшей мере 4 ряда магнитного порошка, что является минимально необходимым для обеспечения эффективной обработки топлива, при этом максимальное количество рядов магнитного порошка, приходящееся на один участок, ограничивается габаритными размерами участков и гибкого магнитного элемента в целом.

Также гибкий магнитный элемент может иметь зазоры между рядами магнитного порошка, а также между участками, расположенными как внутри одного ряда участков, так и в соседних рядах участков, что позволяет снизить неоднородность магнитного поля между ними, вследствие чего увеличивается напряженность магнитного поля, воздействующего на топливо, и повышается качество обработки топлива магнитным полем гибкого магнитного элемента. Зазор представляет собой область гибкого магнитного элемента, заполненную устойчивым к воздействию агрессивной среды материалом и не содержащую при этом частицы магнитного порошка. Наиболее предпочтительная ширина зазоров между рядами магнитного порошка может составлять от 3 до 90% от ширины ряда магнитного порошка, а в случае с шириной зазоров между участками, расположенными внутри одного ряда участков и в соседних рядах участков, в наиболее предпочтительном варианте она может составлять от 3 до 90% от ширины или длины участка, в поперечном сечении имеющего квадратную форму. В случае выхода за нижнюю границу указанных интервалов магнитное поле будет неоднородным, в результате чего снизится качество обработки топлива гибким магнитным элементом. В случае выхода за верхнюю границу указанных интервалов низкая частота колебаний частиц топлива, обусловленная широкими зазорами между участками, не позволяет интенсифицировать процесс разрыва связей между частицами топлива, в результате чего снижается качество обработки топлива гибким магнитным элементом. Ширина зазоров между участками, расположенными внутри одного ряда участков, и ширина зазоров между участками, расположенными в соседних рядах участков, могут быть равны между собой.

Гибкий магнитный элемент может быть выполнен в виде двух одинаковых пластин, соединенных между собой таким образом, чтобы полярность рядов магнитного порошка и их ориентация внутри участков на одной пластине совпадала с полярностью рядов магнитного порошка и их ориентацией внутри участков на другой пластине. За счет отталкивания одноименных полюсов происходит перенаправление линий магнитной индукции в направлении движения углеводородного топлива, вследствие чего увеличивается магнитный поток, проходящий через углеводородное топливо, и повышается качество его обработки магнитным полем гибкого магнитного элемента. Пластины могут быть соединены друг с другом при помощи бензостойкого клея или иных химических и механических соединений, обеспечивающих высокую адгезию пластин друг с другом.

При соединении пластин между собой при помощи клея и иных химических соединений, между ними образуется зазор, обеспечивающий возможность разделения друг от друга одноименных полюсов гибких магнитных элементов во избежание смены этих полюсов из-за их воздействия друг на друга.

Для снижения риска ухудшения качества обработки топлива гибкий магнитный элемент может содержать защитный полимерный слой, исключающий контакт гибкого магнитного элемента с углеводородным топливом. Защитный полимерный слой может быть выполнен из любого материала с высокой магнитной проницаемостью и закреплен на поверхности гибкого магнитного элемента при помощи склеивания или другими известными способами.

Полезная модель характеризуется ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, отличающейся тем, что гибкий магнитный элемент имеет участки, образованные чередующимися рядами магнитного порошка с отличной друг от друга полярностью магнитного поля, при этом упомянутые участки имеют рядное расположение в гибком магнитном элементе, при котором внутри одного ряда участков обеспечивается чередование участков с отличной друг от друга ориентацией рядов магнитного порошка, а в соседних рядах участков упомянутые участки с отличной друг от друга ориентацией рядов магнитного порошка выполнены друг напротив друга, что обеспечивает чередование полярности и ориентации магнитного поля, при котором на топливо, перемещающееся в устройстве обработки углеводородного топлива в зоне гибкого магнитного элемента, действует знакопеременное постоянное магнитное поле, создаваемое участками с отличной друг от друга полярностью, имеющее при этом переменную ориентацию от участка к участку, в результате чего осуществляется непрерывная инверсия намагниченности ядер топлива, что приводит к более активному окислению молекул углеводорода и повышению таким образом качества обработки топлива магнитным полем гибкого магнитного элемента.

Благодаря этому обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в повышении качества обработки топлива магнитным полем гибким магнитным элементом для обработки углеродосодержащего топлива, тем самым улучшаются его эксплуатационные характеристики.

Полезная модель характеризуется ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «новизна».

Полезная модель поясняется следующими фигурами.

Фиг. 1 - гибкий магнитный элемент для обработки углеродосодержащего топлива, содержащий по 4 ряда внутри участка, вид сверху.

Фиг.2 - гибкий магнитный элемент для обработки углеродосодержащего топлива содержащий по 5 рядов внутри участка, вид сверху.

Фиг.3 - гибкий магнитный элемент для обработки углеродосодержащего топлива по Фиг.2, поперечный разрез (фрагмент).

Фиг.4 - гибкий магнитный элемент для обработки углеродосодержащего топлива по Фиг.2 с защитным слоем из ПВХ, поперечный разрез (фрагмент).

Фиг.5 - гибкий магнитный элемент для обработки углеродосодержащего топлива по Фиг.2, состоящий из двух пластин, одна из которых содержит защитный слой из ПВХ, поперечный разрез (фрагмент).

Фиг.6 - гибкий магнитный элемент для обработки углеродосодержащего топлива по Фиг.2, в котором между рядами магнитного порошка с отличной друг от друга полярностью выполнены зазоры, вид сверху (фрагмент).

Фиг.7 - гибкий магнитный элемент для обработки углеродосодержащего топлива по Фиг.6, поперечный разрез (фрагмент).

Для иллюстрации возможности реализации и более полного понимания сути полезной модели ниже представлен вариант ее осуществления, который может быть любым образом изменен или дополнен, при этом настоящая полезная модель ни в коем случае не ограничивается представленным вариантом.

Гибкий магнитный элемент для обработки углеводородного топлива представляет собой гибкую пластину и состоит из смеси магнитного порошка и устойчивого к воздействию агрессивной среды материала. Частицы магнитного порошка расположены в гибком магнитном элементе таким образом, что в нем обеспечивается магнитное поле по рядам 1 и 2 магнитного порошка. Ряды 1 и 2 магнитного порошка, имеют отличную друг от друга полярность (ряды 1 имеют N-полярность, ряды 2 имеют S-полярность) и образуют участки, внутри которых они чередуются между собой, при этом между участками имеются зазоры 3, заполненные устойчивым к воздействию агрессивной среды материалом, и не содержащие частиц магнитного порошка. В поперечном сечении участки, образованные чередующимися рядами 1 и 2 магнитного порошка, имеют квадратную форму и выполнены одинакового размера.

Также участки, образованные чередующимися рядами 1 и 2 магнитного порошка, имеют рядное расположение в гибком магнитном элементе, при котором внутри одного ряда участков обеспечивается чередование участков с перпендикулярной друг другу ориентацией рядов 1 и 2 магнитного порошка, а в соседних рядах участков упомянутые участки с перпендикулярной друг другу ориентацией рядов 1 и 2 магнитного порошка выполнены друг напротив друга.

В одном из вариантов исполнения гибкий магнитный элемент выполнен таким образом, что внутри участка между рядами 1 и 2 магнитного порошка также имеются зазоры 3, заполненные устойчивым к воздействию агрессивной среды материалом и не содержащие частиц магнитного порошка.

Еще в одном из вариантов исполнения гибкий магнитный элемент выполнен из двух соединенных между собой гибких пластин, при этом пластины соединены таким образом, что полярность рядов 1 и 2 магнитного порошка и их ориентация внутри участков на одной пластине совпадает с полярностью рядов 1 и 2 магнитного порошка и их ориентацией внутри участков на другой пластине. Также между пластинами имеется клеевой слой 4.

Еще в одном из вариантов исполнения гибкий магнитный элемент дополнительно содержит защитный полимерный слой 5 из поливинилхлорида, исключающий контакт гибкого магнитного элемента с углеводородным топливом.

Полезная модель работает следующим образом.

Гибкий магнитный элемент изготавливают путем добавления магнитного порошка в устойчивый к воздействию агрессивной среды материал в процессе его изготовления. После этого смесь в вязкотекучем состоянии намагничивают путем осевого перемещения неодимового магнита с диаметральной намагниченностью по поверхности смеси.

Гибкий магнитный элемент закрепляют в устройстве обработки углеводородного топлива при помощи клея и после его застывания начинают эксплуатацию устройства.

На топливо, перемещающееся в устройстве обработки углеводородного топлива в зоне гибкого магнитного элемента, действует знакопеременное постоянное магнитное поле, создаваемое чередующимися внутри одного участка рядами 1 и 2 магнитного порошка, обладающими отличной друг от друга полярностью и чередующейся от участка к участку ориентацией. По мере движения молекул топлива от ряда 1 к ряду 2, обладающих отличной друг от друга полярностью и чередующейся от участка к участку ориентацией, осуществляется непрерывная инверсия намагниченности ядер топлива, что приводит к более активному окислению молекул углеводорода, в результате чего повышается качество обработки топлива магнитным полем гибкого магнитного элемента.

Совпадение полярности рядов 1 и 2 магнитного порошка и их ориентации внутри участков на двух соединенных между собой гибких пластинах магнитного элемента позволяет дополнительно повысить качество обработки топлива за счет увеличения магнитного потока, проходящего через топливо.

Зазоры 3 между рядами 1 и 2 магнитного порошка и между участками, образованными этими рядами, обеспечивают снижение неоднородности магнитного поля и позволяют интенсифицировать процесс разрыва связей между частицами топлива за счет увеличения частоты колебаний частиц топлива.

Слой 5 позволяет снизить вероятность возникновения дефектов на поверхности пластин под воздействием топлива, которые могут снизить содержание магнитного порошка в гибком магнитном элементе, что также положительно влияет на качество обработки топлива.

Повышение качества обработки топлива гибким магнитным элементом позволяет повысить эффективность последующего сжигания топлива в камере сгорания или горелочном устройстве, что означает снижение содержания несгоревших углеводородов, а следовательно, снижение общего расхода топлива и увеличение времени работы теплового двигателя.

Для демонстрации достижения полезной моделью технического результата была проведена серия из трех испытаний, в которых измерялось время работы дизельного генератора с установленным внутрь топливопровода между топливным баком и двигателем внутреннего сгорания гибким магнитным элементом. Испытания проводились при одинаковом первоначальном объеме топлива с подключенным к дизельному генератору потребителем мощностью 1 кВт.

Прототип.

Гибкий магнитный элемент по прототипу.

Пример 1.

Гибкий магнитный элемент размером 103 × 30 мм был вырезан из листа: толщиной 2 мм, изготовленного из смеси магнитного порошка и устойчивого к воздействию агрессивной среды материала, при этом частицы магнитного порошка образовывают в гибком магнитном элементе участки с рядами магнитного порошка, обладающими чередующейся полярностью и чередующейся от участка к участку ориентацией. Ширина рядов магнитного порошка составляет 1 мм, ширина зазора между рядами магнитного порошка составляет 0,1 мм, размер участков составляет 5,3 × 5,3 мм, а ширина зазоров между участками составляет 0,5 мм.

Пример 2.

Гибкий магнитный элемент по Примеру 1 содержит защитный ферромагнитный слой из поливинилхлорида и состоит из двух соединенных между собой пластин, полярности участков которых совпадают, при этом между пластинами имеется клеевой слой.

Результаты испытаний представлены в Таблице 1

Таблица 1
Испытание	Время работы дизельного генератора, мин
	Прототип	Пример 1	Пример 2
Испытание 1	93	111	123
Испытание 2	92	110	124
Испытание 3	93	110	122

Проведенные испытания показали, что время работы дизельного генератора, в который был установлен гибкий магнитный элемент, по Примерам 1 и 2 превышает время работы дизельного генератора с установленным гибким магнитным элементом по прототипу. Это происходит за счет более эффективной обработки углеводородного топлива гибким магнитным элементом перед сжиганием в двигателе внутреннего сгорания, в результате чего процесс сжигания оказывается более эффективным и увеличивается время работы дизельного генератора.

Для дополнительной демонстрации достижения полезной моделью технического результата была проведена серия из трех испытаний по измерению времени нагрева газового котла от 20 до 90°С с установленным внутрь трубопровода для подачи газа гибким магнитным элементом.

Примеры реализации полезной модели аналогичны примерам предыдущего испытания, а результаты испытаний представлены в Таблице 2.

Таблица 2
Испытание	Время нагрева от 20 до 90°С, мин
	Прототип	Пример 1	Пример 2
Испытание 1	14,7	13,4	12,0
Испытание 2	15,2	13,0	12,2
Испытание 3	14,9	13,1	11,6

Проведенные испытания показали, что время нагрева газового котла по примерам 1 и 2 меньше времени нагрева газового котла по прототипу. Это происходит за счет более эффективной обработки углеводородного топлива гибким магнитным элементом перед сжиганием в камере сгорания газового котла, в результате чего обеспечивается более эффективное сгорание топлива, и снижается длительность нагрева от 20 до 90°С.

Таким образом, обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в повышении качества обработки топлива магнитным полем гибкого магнитного элемента для обработки углеродосодержащего топлива, тем самым улучшаются его эксплуатационные характеристики.

Claims (9)

1. Гибкий магнитный элемент для обработки углеводородного топлива, состоящий из смеси магнитного порошка и устойчивого к воздействию агрессивной среды материала, при этом частицы магнитного порошка расположены в гибком магнитном элементе таким образом, чтобы в нем обеспечивалось магнитное поле, отличающийся тем, что имеет участки, образованные чередующимися рядами магнитного порошка с отличной друг от друга полярностью магнитного поля, при этом упомянутые участки имеют рядное расположение в гибком магнитном элементе, при котором внутри одного ряда участков обеспечивается чередование участков с отличной друг от друга ориентацией рядов магнитного порошка, а в соседних рядах участков упомянутые участки с отличной друг от друга ориентацией рядов магнитного порошка выполнены друг напротив друга.

2. Гибкий магнитный элемент по п.1, отличающийся тем, что участки, образованные чередующимися рядами магнитного порошка с отличной друг от друга полярностью магнитного поля, имеют рядное расположение в гибком магнитном элементе, при котором внутри одного ряда участков обеспечивается чередование участков с перпендикулярной друг относительно друга ориентацией рядов магнитного порошка, а в соседних рядах участков упомянутые участки с перпендикулярной друг относительно друга ориентацией рядов магнитного порошка выполнены друг напротив друга.

3. Гибкий магнитный элемент по п.1, отличающийся тем, что участки, образованные чередующимися рядами магнитного порошка с отличной друг от друга полярностью магнитного поля, в поперечном сечении имеют квадратную форму.

4. Гибкий магнитный элемент по п.1, отличающийся тем, что имеет зазоры между участками, расположенными внутри одного ряда участков, и между участками, расположенными в соседних рядах участков.

5. Гибкий магнитный элемент по пп.3 и 4, отличающийся тем, что ширина зазоров между участками составляет от 3 до 90% от ширины или длины участка.

6. Гибкий магнитный элемент по п.1, отличающийся тем, что имеет зазоры между рядами магнитного порошка.

7. Гибкий магнитный элемент по п.6, отличающийся тем, что ширина зазоров между рядами магнитного порошка составляет от 3 до 90% от ширины ряда магнитного порошка.

8. Гибкий магнитный элемент по п.1, отличающийся тем, что выполнен в виде двух одинаковых пластин, соединенных между собой таким образом, чтобы полярность рядов магнитного порошка и их ориентация внутри участков на одной пластине совпадала с полярностью рядов магнитного порошка и их ориентацией внутри участков на другой пластине.

9. Гибкий магнитный элемент по п.1, отличающийся тем, что содержит защитный полимерный слой.