RU223318U1 - 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, выполненном в виде гибкой пластины состоящей из смеси магнитного порошка и устойчивого к воздействию агрессивной среды материала. Гибкий магнитный элемент имеет участки 1 и 2 с отличной друг от друга полярностью магнитного поля. Упомянутые участки в плоскости, параллельной основаниям гибкой пластины, имеют рядное расположение, при котором внутри одного ряда выполнены чередующиеся между собой участки с отличной друг от друга полярностью, а участки с отличной друг от друга полярностью, расположенные в соседних рядах, выполнены напротив друг друга. Технический результат - повышение качества обработки углеводородного топлива магнитным полем гибкого магнитного элемента в плоскости, параллельной основаниям гибкой пластины, из которой выполнен гибкий магнитный элемент для обработки углеводородного топлива. 4 з.п. ф-лы, 5 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, выполненный в виде гибкой пластины, состоящей из смеси магнитного порошка и масло бензостойкой 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.]

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 участки с отличной друг от друга полярностью. В таком случае повышение качества обработки топлива не может быть обеспечено, поскольку неупорядоченное расположение внутри гибкого магнитного элемента участков 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 в плоскости параллельной основаниям гибкой пластины, из которой выполнен гибкий магнитный элемент для обработки углеводородного топлива.

Сущность полезной модели заключается в следующем.

Гибкий магнитный элемент для обработки углеводородного топлива выполнен в виде гибкой пластины, состоящей 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 с отличной друг от друга полярностью магнитного поля, при этом упомянутые участки в плоскости параллельной основаниям гибкой пластины имеют рядное расположение, при котором внутри одного ряда выполнены чередующиеся между собой участки с отличной друг от друга полярностью, а участки с отличной друг от друга полярностью, расположенные в соседних рядах, выполнены напротив друг 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 выполнен в виде гибкой пластины, состоящей из смеси магнитного порошка и устойчивого к воздействию агрессивной среды материала. Под основаниями гибкой пластины в рамках настоящей полезной модели понимаются поверхности, ограничивающие габариты пластины по ее толщине. Основания гибкой пластины параллельны друг другу, за счет чего обеспечивается ее постоянная толщина. В зависимости от места установки гибкого магнитного элемента, гибкая пластина в плоскости параллельной ее основаниям может иметь любую геометрическую форму. Гибкий магнитный элемент может быть изготовлен путем добавления магнитного порошка в устойчивый к воздействию агрессивной среды материал в процессе его изготовления.

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.

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 магнитном 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 с отличной друг от друга полярностью магнитного поля. При этом участки с отличной друг от друга полярностью в плоскости параллельной основаниям гибкой пластины имеют рядное расположение, при котором внутри одного ряда выполнены чередующиеся между собой участки с отличной друг от друга полярностью, а участки с отличной друг от друга полярностью, расположенные в соседних рядах, выполнены напротив друг друга, что обеспечивает чередование полярности магнитного поля. Чередующееся знакопеременное магнитное поле 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.

Такое положение участков может быть получено ранее упомянутым способом при помощи намагничивания смеси магнитным элементом определенной полярности, а также может быть получено путем наложения друг на друга гибких пластин, в которых обеспечивается чередование рядов с отличной друг от друга полярностью, таким образом, что ориентации рядов накладываемых друг на друга пластин перпендикулярны друг другу.

Участки с отличной друг от друга полярностью в плоскости параллельной основаниям гибкой пластины 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 с отличной друг от друга полярностью в плоскости параллельной основаниям гибкой пластины могут иметь одинаковый размер.

Также гибкий магнитный элемент в плоскости параллельной основаниям гибкой пластины может иметь зазоры между участками, расположенными как внутри одного ряда, так и в соседних рядах, 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 упомянутых зазоров в плоскости параллельной основаниям гибкой пластины может составлять от 3 до 90% от ширины или длины участка, имеющего в плоскости параллельной основаниям гибкой пластины квадратную форму. В случае выхода за нижнюю границу интервала магнитное поле будет неоднородным, в результате чего снизится качество обработки топлива гибким магнитным элементом. В случае выхода за верхнюю границу интервала 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, и ширина зазоров между участками, расположенными в соседних рядах, могут быть равны между собой.

Гибкий магнитный элемент может быть также выполнен в виде двух одинаковых гибких пластин, соединенных между собой таким образом, чтобы полярность участков на одной пластине совпадала с полярностью 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. Гибкие 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 гибких 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 основания гибкой пластины гибкого магнитного элемента при помощи склеивания или другими известными способами.

Полезная модель может быть выполнена из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «промышленная применимость».

Полезная модель характеризуется ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, отличающейся тем, что гибкий магнитный элемент имеет участки с отличной друг от друга полярностью магнитного поля, при этом упомянутые участки в плоскости параллельной основаниям гибкой пластины имеют рядное расположение, при котором внутри одного ряда выполнены чередующиеся между собой участки с отличной друг от друга полярностью, а участки с отличной друг от друга полярностью, расположенные в соседних рядах, выполнены напротив друг друга, что обеспечивает чередование полярности 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, 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 в плоскости параллельной основаниям гибкой пластины, из которой выполнен гибкий магнитный элемент для обработки углеводородного 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, вид сверху.

Фиг. 2 - Гибкий магнитный элемент для обработки углеродосодержащего топлива, поперечный разрез.

Фиг. 3 - Гибкий магнитный элемент для обработки углеродосодержащего топлива с защитным слоем из ПВХ, поперечный разрез.

Фиг.4 - Гибкий магнитный элемент для обработки углеродосодержащего топлива, состоящий из двух пластин, одна из которых содержит защитный слой из ПВХ, поперечный разрез.

Фиг. 5 - Гибкий магнитный элемент для обработки углеродосодержащего топлива полученный путем наложения друг на друга гибких пластин, в которых обеспечивается чередование рядов с отличной друг от друга полярностью, таким образом, что ориентации рядов накладываемых друг на друга пластин перпендикулярны друг другу, при этом между рядами накладываемых друг на друга пластин выполнены зазоры, вид сверху (черным обозначена пластина с горизонтальным чередованием рядов с отличной друг от друга полярностью, серым обозначена пластина с вертикальным чередованием рядов с отличной друг от друга полярностью).

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 выполнен в виде гибкой пластины, состоящей 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 участкам 1 и 2. Участки 1 и 2 в плоскости параллельной основаниям гибкой пластины имеют квадратную форму и выполнены одного размера, при этом между участками в плоскости параллельной основаниям гибкой пластины имеются зазоры 3, заполненные устойчивым к воздействию агрессивной среды материалом, и не содержащие частиц магнитного порошка. Ширина зазоров 3 составляет 20% от ширины/длины участка в плоскости параллельной основаниям гибкой пластины. Также участки 1 и 2 имеют отличную друг от друга полярность (участок 1 имеет N-полярность, участок 2 имеет S-полярность) и имеют в плоскости параллельной основаниям гибкой пластины рядное расположение, при котором внутри одного ряда выполнены чередующиеся между собой участки 1 и 2, а участки 1 и 2, расположенные в соседних рядах, выполнены напротив друг друга.

В одном из вариантов исполнения гибкий магнитный элемент выполнен из двух соединенных между собой гибких пластин, при этом пластины соединены таким образом, что полярность участков 1 и 2 на одной пластине совпадает с полярностью участков 1 и 2 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 вязкотекущем 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 участками 1 и 2. По мере движения молекул топлива от участка 1 к участку 2, обладающих отличной друг от друга полярностью, 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 участков 1 и 2 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 участками 1 и 2 обеспечивают снижение неоднородности магнитного поля между участками 1 и 2 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 чередующейся полярностью, обеспечивающие магнитное поле, размер участков составляет 3×3 мм, а ширина зазора между участками составляет 0,3 мм.

Пример 2.

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

Результаты испытаний представлены в Таблице 1

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.

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 в плоскости параллельной основаниям гибкой пластины, из которой выполнен гибкий магнитный элемент для обработки углеводородного топлива, тем самым улучшаются его эксплуатационные характеристики.

Claims (5)

1. Гибкий магнитный элемент для обработки углеводородного топлива, выполненный в виде гибкой пластины, состоящей 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 с отличной друг от друга полярностью магнитного поля, при этом упомянутые участки в плоскости, параллельной основаниям гибкой пластины, имеют рядное расположение, при котором внутри одного ряда выполнены чередующиеся между собой участки с отличной друг от друга полярностью, а участки с отличной друг от друга полярностью, расположенные в соседних рядах, выполнены напротив друг друга.

2. Гибкий магнитный элемент по п.1, отличающийся тем, что участки с отличной друг от друга полярностью в плоскости, параллельной основаниям гибкой пластины, имеют квадратную форму.

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

4. Гибкий магнитный элемент по п.2 или 3, отличающийся тем, что ширина зазоров составляет от 3% до 90% от ширины или длины участка.

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