RU2234462C1

RU2234462C1 - Apparatus for magnetic processing of liquid media

Info

Publication number: RU2234462C1
Application number: RU2002131919/15A
Authority: RU
Inventors: А.В. Ежков (RU); А.В. Ежков; А.А. Ежков (RU); А.А. Ежков; Дмитрий Викторович Арсеньев (BY); Дмитрий Викторович Арсеньев; А.Ф. Цыцаркин (RU); А.Ф. Цыцаркин; А.В. Кузмичев (RU); А.В. Кузмичев
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Научно-производственная компания "Экология"
Priority date: 2002-11-27
Filing date: 2002-11-27
Publication date: 2004-08-20

Abstract

FIELD: equipment for physical processing of substances, in particular, devices for magnetic processing of liquid or fluid media in food-processing and construction industries and power engineering systems.

SUBSTANCE: apparatus has ferromagnetic casing, magnetic system made in the form of coil, and magnetic circuit mounted in casing in spaced relation with respect to casing wall, said space being annular, for axial displacement therein. Annular space is separated by coil into two parallel channels. Magnetic circuit ends are fitted with cones having base oriented toward inlet branch pipe. Annular space is made in the form of converging tube.

EFFECT: provision for variable induction of magnetic field and regulation thereof during operation of apparatus.

3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для физической обработки веществ, в частности к аппаратам магнитной обработки жидких или текучих сред и может быть использовано в пищевой, строительной промышленности и в тепловых системах.The invention relates to devices for the physical processing of substances, in particular to apparatuses for magnetic processing of liquid or fluid media and can be used in the food, construction industry and in thermal systems.

Известно устройство для магнитной обработки жидких сред, содержащее ферромагнитный корпус с входным и выходным патрубками и магнитную систему в виде намагничивающей катушки [1].A device for magnetic processing of liquid media containing a ferromagnetic housing with inlet and outlet nozzles and a magnetic system in the form of a magnetizing coil [1].

Недостатком указанного устройства является однородность магнитного поля по всему тракту протекающей среды, что приводит к низкой степени омагничивания жидких сред.The disadvantage of this device is the uniformity of the magnetic field throughout the path of the flowing medium, which leads to a low degree of magnetization of liquid media.

Ближайшим техническим решением является устройство для магнитной обработки жидких сред, содержащее ферромагнитный корпус с входным и выходным патрубками и магнитную систему в виде намагничивающей катушки и осевого магнитопровода, установленного в корпусе с кольцевым зазором и образующего, по крайней мере, одну зону с переменным значением индукции магнитного поля по ее длине [2].The closest technical solution is a device for magnetic processing of liquid media containing a ferromagnetic housing with inlet and outlet nozzles and a magnetic system in the form of a magnetizing coil and an axial magnetic circuit mounted in a housing with an annular gap and forming at least one zone with a variable magnetic induction value fields along its length [2].

В указанном техническом решении часть жидкостного тракта находится в поле переменного значения индукции магнитного поля по его длине, однако, узкий диапазон регулировки величины магнитной индукции не гарантирует требуемую степень омагничивания жидких сред с учетом конкретного содержания в них примесей в виде солей, железа и т.д.In the indicated technical solution, a part of the liquid path is in a field of variable magnetic field induction along its length, however, a narrow adjustment range of the magnetic induction does not guarantee the required degree of magnetization of liquid media, taking into account the specific content of impurities in them in the form of salts, iron, etc. .

Целью изобретения является создание требуемой интенсивности магнитного поля и обеспечение возможности регулировки неоднородности магнитного поля, величины его магнитной индукции и степени омагничивания протекающих жидких сред.The aim of the invention is to create the required intensity of the magnetic field and provide the ability to adjust the heterogeneity of the magnetic field, the magnitude of its magnetic induction and the degree of magnetization of flowing liquid media.

Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве для магнитной обработки жидких сред, содержащем ферромагнитный корпус с входным и выходным патрубками и магнитную систему в виде намагничивающей катушки и осевого магнитопровода, установленного в корпусе с кольцевым зазором и образующего, по крайней мере, одну зону с переменным значением индукции магнитного поля по ее длине, намагничивающая катушка размещена в кольцевом зазоре с разделением последнего на два параллельных кольцевых канала, а зона с переменным значением индукции выполнена в виде конусного торцевого участка магнитопровода, основание которого ориентировано в сторону входного патрубка, причем кольцевой зазор в зоне упомянутого конуса выполнен в виде конфузора, угол схождения которого меньше угла схождения конуса, а магнитопровод на части своей длины образует участок с постоянным значением индукции магнитного поля по его длине. Кроме того, магнитопровод, по крайней мере на части своей длины, может быть выполнен в виде ферромагнитных блоков с диамагнитными втулками между ними и установлен с возможностью осевого перемещения, а толщины втулок могут уменьшаться в сторону выходного патрубка.This goal is achieved by the fact that in the known device for magnetic processing of liquid media containing a ferromagnetic housing with inlet and outlet nozzles and a magnetic system in the form of a magnetizing coil and an axial magnetic circuit installed in the housing with an annular gap and forming at least one zone with with a variable value of the magnetic field induction along its length, the magnetizing coil is placed in an annular gap with the latter being divided into two parallel annular channels, and a zone with a variable induction value made in the form of a conical end section of the magnetic circuit, the base of which is oriented towards the inlet pipe, moreover, the annular gap in the zone of said cone is made in the form of a confuser, the convergence angle of which is less than the convergence angle of the cone, and the magnetic circuit forms part of its length with a constant magnetic field induction value along its length. In addition, the magnetic circuit, at least part of its length, can be made in the form of ferromagnetic blocks with diamagnetic bushings between them and mounted with the possibility of axial movement, and the thickness of the bushings can decrease towards the outlet pipe.

На чертеже схематично изображено описываемое устройство. Устройство для магнитной обработки жидких сред содержит ферромагнитный корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками и магнитную систему в виде намагничивающей катушки 4 и осевого магнитопровода 5, установленного в корпусе 1 с кольцевым зазором 6 и образующего, по крайней мере, одну зону 7 с переменным значением индукции магнитного поля. На части своей длины магнитопровод 5 образует участок 8 с постоянным значением индукции магнитного поля, а намагничивающая катушка 4 размещена в кольцевом зазоре 6 с разделением последнего на два параллельных кольцевых канала 9 и 10. По крайней мере один из торцевых участков магнитопровода 5 снабжен конусом 11, основание которого ориентировано в сторону входного патрубка 2, а кольцевой зазор 6 в зоне конуса 11 выполнен в виде конфузора 12, угол схождения которого меньше угла схождения конуса 11. Магнитопровод 5, по крайней мере на части своей длины, выполнен в виде ферромагнитных блоков 13 с диамагнитными втулками 14 между ними и установлен с возможностью осевого перемещения. Толщины втулок 14 могут уменьшаться в сторону выходного патрубка 3.The drawing schematically shows the described device. A device for magnetic processing of liquid media contains a ferromagnetic housing 1 with input 2 and output 3 nozzles and a magnetic system in the form of a magnetizing coil 4 and an axial magnetic core 5 installed in the housing 1 with an annular gap 6 and forming at least one zone 7 with a variable magnetic field induction value. In part of its length, the magnetic circuit 5 forms a portion 8 with a constant value of the magnetic field induction, and the magnetizing coil 4 is placed in the annular gap 6 with the latter being divided into two parallel annular channels 9 and 10. At least one of the end sections of the magnetic circuit 5 is provided with a cone 11, the base of which is oriented towards the inlet pipe 2, and the annular gap 6 in the zone of the cone 11 is made in the form of a confuser 12, the convergence angle of which is less than the angle of convergence of the cone 11. Magnetic circuit 5, at least for part of its length, made in the form of ferromagnetic blocks 13 with diamagnetic bushings 14 between them and mounted with the possibility of axial movement. The thickness of the bushings 14 may decrease towards the outlet pipe 3.

Магнитопровод 5 может быть выполнен в виде ферромагнитных блоков 13 как по всей длине, так и в любой своей части, в том числе и на участке с постоянным значением индукции магнитного поля по его длине.The magnetic circuit 5 can be made in the form of ferromagnetic blocks 13 both along the entire length and in any part thereof, including in the area with a constant value of the magnetic field induction along its length.

В общем случае намагничивающая катушка 4 может быть выполнена в виде электромагнита или же набрана из постоянных магнитов, а магнитопровод 5 может быть снабжен конусами 11 на обоих своих торцах, и образованные конуса 11 в общем случае могут быть ориентированы своими основаниями в любую сторону, однако, более эффективное воздействие на обрабатываемую жидкость оказывается в случае, когда оба конуса 11 ориентированы своими основаниями в сторону входного патрубка 2, при этом кольцевой зазор 6 в зоне конусов 11 выполнен в виде конфузоров 12, угол схождения при вершине которых меньше угла схождения соответствующих конусов 11.In the general case, the magnetizing coil 4 can be made in the form of an electromagnet or composed of permanent magnets, and the magnetic circuit 5 can be provided with cones 11 at both of its ends, and the formed cones 11 can generally be oriented with their bases in any direction, however, a more effective effect on the liquid being treated occurs when both cones 11 are oriented with their bases towards the inlet pipe 2, while the annular gap 6 in the zone of the cones 11 is made in the form of confusers 12, the angle of Denia at the vertex less than the angle of convergence of the respective cones 11.

Работа описываемого технического решения осуществляется следующим образом.The operation of the described technical solution is as follows.

При необходимости магнитной обработки какой-либо из жидких или текучих сред, например воды, на катушку 4 подается необходимое напряжение, и в магнитной системе между катушкой 4, магнитопроводом 5, его ферромагнитными блоками 13 и корпусом 1 возникает магнитное поле, ориентированное поперек жидкостного потока, протекающего по кольцевым каналам 9 и 10 зазора 6. Магнитное поле по длине магнитопровода 5 подразделяется на зоны с переменным значением индукции магнитного поля по длине, чередующиеся с участками постоянного значения индукции магнитного поля по их длине.If it is necessary to magnetically process any of the liquid or fluid media, for example water, the necessary voltage is supplied to the coil 4, and a magnetic field oriented across the liquid flow arises between the coil 4, the magnetic core 5, its ferromagnetic blocks 13 and the housing 1 in the magnetic system The gap 6 flowing through the annular channels 9 and 10. The magnetic field along the length of the magnetic circuit 5 is divided into zones with a variable magnetic field induction along the length, alternating with sections of a constant magnetic induction value th field along their length.

В случае выполнения магнитопровода 5, частично или полностью, из ферромагнитных блоков 13 с диамагнитными втулками 14 образованное магнитное поле приобретает дополнительную неоднородность в виде дискретных пучков силовых линий, расположенных вдоль упомянутых блоков 13, т.е. в зонах с переменным или постоянным значением индукции магнитного поля по длине, при наличии в них блоков 13, на имеющееся магнитное поле накладывается дополнительная неоднородность.When the magnetic circuit 5 is made, partially or completely, from ferromagnetic blocks 13 with diamagnetic bushings 14, the formed magnetic field acquires an additional heterogeneity in the form of discrete bundles of field lines located along the said blocks 13, i.e. in zones with a variable or constant value of the magnetic field induction along the length, if there are blocks 13 in them, an additional inhomogeneity is superimposed on the existing magnetic field.

В результате размещения магнитной катушки 4 в жидкостном тракте 6, наличия чередующихся зон с постоянным и переменным магнитным полем и дополнительной дискретной неоднородности в указанных зонах, общий вид магнитного поля вдоль тракта жидкой среды приобретает сложный характер как по длине самого тракта, так и в его поперечном сечении. Благодаря достигнутому распределению магнитного поля появляется возможность автономной регулировки той или иной его составной части в имеющемся тракте и добиваться требуемой степени омагничивания рабочей среды с учетом конкретного содержания в ней тех или иных примесей.As a result of placing the magnetic coil 4 in the liquid path 6, the presence of alternating zones with a constant and alternating magnetic field and additional discrete heterogeneity in these zones, the general form of the magnetic field along the path of the liquid medium becomes complex both along the length of the path and in its transverse section. Due to the achieved distribution of the magnetic field, it becomes possible to independently adjust one or another of its constituent parts in the existing path and achieve the required degree of magnetization of the working medium, taking into account the specific content of certain impurities in it.

Сама обрабатываемая среда через входной патрубок 2 подается в кольцевой жидкостной тракт 6, пересекает в процессе своего движения дискретные пучки магнитных силовых линий в зоне конуса 11 входного торца магнитопровода 5, затем распределяется по кольцевым каналам 9 и 10, в каждом из которых омагничивается своим магнитным полем, собирается в единый поток и пересекает дискретные пучки магнитных силовых линий в зоне конуса 11 выходного торца магнитопровода, после чего выводится через выходной патрубок 3 по своему технологическому назначению. Часть воды, протекающая по внутреннему кольцевому каналу 9, омагничивается в магнитном поле, образованном между магнитопроводом 5 и катушкой 4, а часть воды, протекающая по кольцевому каналу 10, омагничивается в магнитном поле, образованном между катушкой 4 и корпусом 1, и одновременно охлаждает саму катушку 4.The medium being processed through the inlet pipe 2 is fed into the annular liquid path 6, intersects during its movement discrete beams of magnetic field lines in the zone of the cone 11 of the input end of the magnetic circuit 5, then it is distributed along the annular channels 9 and 10, in each of which it is magnetized by its own magnetic field , is collected in a single stream and crosses discrete beams of magnetic field lines in the zone of the cone 11 of the output end of the magnetic circuit, and then is output through the output pipe 3 for its technological purpose. Part of the water flowing through the inner annular channel 9 is magnetized in a magnetic field formed between the magnetic circuit 5 and the coil 4, and part of the water flowing through the annular channel 10 is magnetized in a magnetic field formed between the coil 4 and the housing 1 and at the same time cools itself coil 4.

Неоднородность магнитного поля в общем случае оказывает дополнительное влияние на эффект обработки (омагничивания) протекаемой рабочей среды.Inhomogeneity of the magnetic field in the general case has an additional effect on the effect of processing (magnetization) of the flowing working medium.

Требуемая степень омагничивания протекающей жидкой среды с учетом конкретного содержания в ней примесей достигается как предварительным подбором геометрических параметром устройства, например выбором величины кольцевых каналов 9 и 10, размера конусов 11, толщин ферромагнитных блоков 13 и диамагнитных втулок 14 и закономерностью их расположения, так и регулировкой уровня магнитной индукции всего магнитного поля (регулировкой питания) или же его отдельных составляющих непосредственно в процессе работы.The required degree of magnetization of the flowing liquid medium, taking into account the specific content of impurities in it, is achieved both by preliminary selection of the device’s geometric parameters, for example, by choosing the size of the annular channels 9 and 10, the size of the cones 11, the thickness of the ferromagnetic blocks 13 and the diamagnetic bushings 14 and the regularity of their location, and adjusting the level of magnetic induction of the entire magnetic field (by adjusting the power supply) or its individual components directly during operation.

При изменении содержания примесей в протекающей рабочей среде или же при необходимости изменения ее степени омагничивания в процессе ее обработки регулировка величины магнитной индукции обеспечивается перемещением магнитопровода 5 вдоль оси корпуса 1. При этом кольцевой зазор между каждым из конусов 11 и корпусом 1 изменяется и, соответственно, изменяется и величина магнитной индукции в зоне конусов 11. Выполнение жидкостного тракта 6 в зоне конусов 11 в виде конфузоров 12 с меньшим углом схождения при вершине, чем угол схождения соответствующего конуса, обеспечивает неизменность скоростного режима течения среды по всему тракту 6 в процессе перемещения магнитопровода вдоль оси корпуса 1. В общем случае значения углов схождения конусов 11 могут отличаться друг от друга, однако, в любом случае углы схождения при вершине каждого из конфузоров 12 должны быть меньше значения угла схождения соответствующего ему конуса 11.When changing the content of impurities in the flowing working medium or if it is necessary to change its degree of magnetization during processing, the magnetic induction is adjusted by moving the magnetic circuit 5 along the axis of the housing 1. In this case, the annular gap between each of the cones 11 and the housing 1 changes and, accordingly, the magnitude of the magnetic induction also changes in the zone of cones 11. The execution of the liquid path 6 in the zone of cones 11 in the form of confusers 12 with a smaller angle of convergence at the apex than the angle of convergence corresponds of the cone, ensures the constancy of the speed regime of the flow of the medium along the entire path 6 during the movement of the magnetic circuit along the axis of the housing 1. In general, the convergence angles of the cones 11 may differ from each other, however, in any case, the convergence angles at the apex of each of the confusers 12 should be smaller than the angle of convergence of the corresponding cone 11.

Требуемая неоднородность магнитного поля в первом приближении под конкретную обрабатываемую жидкую среду устанавливается предварительным выбором геометрических параметров устройства с последующей подстройкой неоднородности магнитного поля передвижением магнитопровода в процессе работы.The required inhomogeneity of the magnetic field as a first approximation for a particular fluid being processed is established by a preliminary selection of the geometric parameters of the device with subsequent adjustment of the inhomogeneity of the magnetic field by moving the magnetic circuit during operation.

Таким образом, описанное техническое решение обеспечивает требуемую неоднородность магнитного поля, регулировку и подстройку в процессе работы как неоднородности магнитного поля вдоль жидкостного тракта, так и величины его магнитной индукции под конкретные параметры обрабатываемых сред, что повышает эффективность их магнитной обработки.Thus, the described technical solution provides the required magnetic field inhomogeneity, adjustment and adjustment during operation of both the magnetic field inhomogeneity along the liquid path and its magnetic induction for specific parameters of the processed media, which increases the efficiency of their magnetic processing.

Источники информацииSources of information

1. Патент России №2063384, МПК С 02 F 1/48, опубл. 1996 г.1. Patent of Russia No. 2063384, IPC C 02 F 1/48, publ. 1996 year

2. Патент России №2054388, МПК С 02 F 1/48, опубл. 1996 г.2. Russian Patent No. 2054388, IPC C 02 F 1/48, publ. 1996 year

Claims

1. A device for magnetic processing of liquid media containing a ferromagnetic housing with inlet and outlet nozzles and a magnetic system in the form of a magnetizing coil and an axial magnetic circuit mounted in a housing with an annular gap and forming at least one zone with a variable magnetic field induction its length, characterized in that the magnetizing coil is placed in an annular gap with the separation of the latter into two parallel annular channels, and the zone with a variable induction value is made in the form of cones of the end portion of the magnetic circuit, the base of which is oriented towards the inlet pipe, and the annular gap in the zone of the mentioned cone is made in the form of a confuser, the convergence angle of which is less than the convergence angle of the cone, and the magnetic circuit forms part of its length with a constant value of the magnetic field induction along its length .

2. The device according to claim 1, characterized in that the magnetic circuit, at least part of its length, is made in the form of ferromagnetic blocks with diamagnetic bushings between them and mounted with the possibility of axial movement.

3. The device according to claim 2, characterized in that the thickness of the bushings is reduced in the direction of the outlet pipe.