RU2242433C1 - Apparatus for magnetic processing of liquid - Google Patents
Apparatus for magnetic processing of liquid Download PDFInfo
- Publication number
- RU2242433C1 RU2242433C1 RU2003112893/15A RU2003112893A RU2242433C1 RU 2242433 C1 RU2242433 C1 RU 2242433C1 RU 2003112893/15 A RU2003112893/15 A RU 2003112893/15A RU 2003112893 A RU2003112893 A RU 2003112893A RU 2242433 C1 RU2242433 C1 RU 2242433C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic
- pipe
- ring
- magnets
- permanent magnets
- Prior art date
Links
Landscapes
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к магнитной обработке жидкостей и может использоваться для интенсификации различных технологических процессов во многих отраслях промышленности: химической, электротехнической, нефтяной, в теплоэнергетике, водоснабжении и т. п., например, для предотвращения накипи на поверхности нагрева теплообменных аппаратов, для магнитного обессоливания воды и ее активации, а также для очистки и осветления технологической и бытовой воды.The invention relates to the magnetic processing of liquids and can be used to intensify various technological processes in many industries: chemical, electrical, oil, heat, water, etc., for example, to prevent scale on the heating surface of heat exchangers, for magnetic desalination of water and its activation, as well as for the purification and clarification of process and domestic water.
В природных условиях вода не может сохранить химическую чистоту. Вода с которой мы сталкиваемся ежедневно, не является чистой, а содержит целый ряд разнообразных примесей как органического, так и неорганического состава.Under natural conditions, water cannot maintain chemical purity. The water we encounter daily is not clean, but contains a wide variety of impurities, both organic and inorganic.
Жесткая вода содержит минералы, которые откладываются на внутренней стороне поверхности труб, посудомоечных машин, стиральных машин, водонагревателей и другого подобного оборудования. Получающиеся в результате наросты препятствуют потоку воды, засоряют отверстия и клапаны. Наросты внутри водонагревателей, бойлеров, котлов, теплообменников и т.п. ухудшают теплопередачу, что приводит к перерасходу энергии (от 10 до 60%) и вызывает преждевременный выход оборудования из строя.Hard water contains minerals that are deposited on the inside of the surface of pipes, dishwashers, washing machines, water heaters, and other similar equipment. The resulting growths impede the flow of water, clog holes and valves. Growths inside water heaters, boilers, boilers, heat exchangers, etc. deteriorate heat transfer, which leads to energy overruns (from 10 to 60%) and causes premature equipment failure.
Стирка белья в жесткой воде грозит появлением серого оттенка, размягчением волокон, в результате чего срок службы белья сокращается, кроме того, требуется больше мыла и моющих средств, человеку же такая вода пересушивает кожу и волосы.Washing clothes in hard water threatens with the appearance of a gray tint, softening of the fibers, as a result of which the service life of the clothes is reduced, in addition, more soap and detergents are required, but such water dries out the skin and hair.
Накипь приводит к возникновению очаговой коррозии, в результате которой трубы начинают подтекать и их приходится заменять. Сильные отложения могут полностью закупорить систему и ускорить коррозию.Scale leads to focal corrosion, as a result of which pipes begin to leak and have to be replaced. Heavy deposits can completely clog the system and accelerate corrosion.
Проблема удаления отложений решается с использованием физических и химических методов. Химводоподготовка, т.е. предварительная обработка воды химическими реагентами, связывающими растворенные соли в нерастворимый осадок, является традиционной и широко используется в борьбе с отложениями этих солей в трубах, однако, высокие затраты, сложность технологического процесса и практически не решаемые в этом случае экологические проблемы однозначно вызывают необходимость поиска альтернативных методов.The problem of sediment removal is solved using physical and chemical methods. Chemical water treatment, i.e. pretreatment of water with chemicals that bind dissolved salts into an insoluble precipitate is traditional and is widely used in the fight against deposits of these salts in pipes, however, the high costs, the complexity of the process and practically unsolvable environmental problems in this case clearly necessitate the search for alternative methods .
Из физических наиболее известным является магнитный метод, т.е. обработка воды в магнитном поле определенной величины и пространственного распределения. Метод магнитной обработки воды известен давно, но только разработка постоянных магнитов нового поколения с высокими техническими характеристиками вызвала настоящий бум в развитых странах. Предприятия Европы отказываются от химических методов умягчения воды, делая выбор в пользу более дешевого и экологически чистого метода.Of the physical, the most famous is the magnetic method, i.e. water treatment in a magnetic field of a certain size and spatial distribution. The method of magnetic treatment of water has long been known, but only the development of permanent magnets of a new generation with high technical characteristics caused a real boom in developed countries. European companies are abandoning chemical methods of water softening, opting for a cheaper and environmentally friendly method.
Под воздействием магнитного поля изменяются физические свойства воды, т.е. содержащиеся в ней вещества, например силикаты и карбонаты магния и кальция, теряют способность выпадать в осадок в виде плотного камня и выносятся током воды за пределы системы, не осаждаясь на стенках трубопроводов. При контакте омагниченной воды с уже выделившимися солями происходит их частичное растворение, а также разрушение до состояния мелкодисперсного легкоудаляемого шлама, улавливаемого стандартными фильтрами очистки от механических примесей.Under the influence of a magnetic field, the physical properties of water change, i.e. the substances contained in it, for example, silicates and carbonates of magnesium and calcium, lose the ability to precipitate in the form of a dense stone and are carried out by the current of water outside the system, not precipitating on the walls of pipelines. When magnetized water comes into contact with salts that have already liberated, their partial dissolution occurs, as well as their destruction to a state of finely dispersed easily removable sludge, captured by standard filters for cleaning of mechanical impurities.
Магнитная обработка воды осуществляется с помощью аппаратов, состоящих из нескольких пар постоянных магнитов, между полюсами которых протекают водные системы. Эффективность магнитной обработки зависит главным образом от напряженности и градиента напряженности магнитного поля, скорости течения и состава жидкой фазы водной системы. Все это предопределило множество конструкций устройств для магнитной обработки воды (В.И. Классен. Вопросы теории и практики магнитной обработки воды и водных систем. - М.: Химия, 1971 г.).Magnetic treatment of water is carried out using apparatuses consisting of several pairs of permanent magnets, between the poles of which water systems flow. The effectiveness of magnetic processing mainly depends on the intensity and gradient of the magnetic field strength, flow velocity and composition of the liquid phase of the aqueous system. All this predetermined many designs of devices for magnetic treatment of water (V. I. Klassen. Questions of the theory and practice of magnetic treatment of water and water systems. - M .: Chemistry, 1971).
Известно устройство для магнитной обработки жидких сред, содержащее цилиндрический корпус и расположенные вдоль его оси поочередно кольцевые постоянные магниты и кольцевые полюсные наконечники, выполненные из магнитомягкого материала и примыкающие к одноименным полюсам смежных магнитов, причем на торцевых поверхностях полюсных наконечников выполнены кольцевые выступы с внутренним диаметром, равным внутреннему диаметру кольцевых магнитов, которые намагничены в радиальном направлении, а высота и толщина кольцевых выступов удовлетворяет заданному соотношению. Корпус выполнен герметичным из немагнитного материала с внутренним диаметром, равным внешним диаметрам кольцевых магнитов. Корпус снабжен центрирующими элементами, т.к. это устройство устанавливается в основную трубу, по которой протекает жидкая среда (Патент РФ №2098604, опубл. 10.12.1997 г.).A device for magnetic processing of liquid media is known, comprising a cylindrical body and alternating annular permanent magnets and annular pole lugs arranged along its axis made of soft magnetic material and adjacent to the same poles of adjacent magnets, and ring protrusions with an inner diameter made on the end surfaces of the pole lugs equal to the inner diameter of the ring magnets, which are magnetized in the radial direction, and the height and thickness of the ring protrusions are satisfactory yields the given ratio. The housing is sealed from a non-magnetic material with an inner diameter equal to the outer diameters of the ring magnets. The housing is equipped with centering elements, as this device is installed in the main pipe through which the fluid flows (RF Patent No. 2098604, publ. 10.12.1997).
Это устройство имеет ряд существенных недостатков, а именно:This device has a number of significant disadvantages, namely:
- расстояние между кольцевыми магнитами исходя из геометрических размеров полюсных наконечников составляет 3,5-6,0 высоты постоянных магнитов, а т.к. они намагничены в радиальном направлении, то магнитное поле по движению жидкой среды ослабляется и является неравномерным, поэтому эффективность обработки относительно низка;- the distance between the ring magnets based on the geometrical dimensions of the pole pieces is 3.5-6.0 of the height of the permanent magnets, and since they are magnetized in the radial direction, then the magnetic field is weakened by the motion of the liquid medium and is uneven, therefore, the processing efficiency is relatively low;
- устройство находится в жидкой среде, подвергаясь с ее стороны химико-физическому воздействию, приводящему к снижению ресурса его работы и, кроме того, учитывая наличие центрирующих элементов, препятствует движению жидкости.- the device is in a liquid medium, subjected to chemical-physical effects on its part, leading to a decrease in the resource of its work and, in addition, given the presence of centering elements, prevents the movement of liquid.
Известно устройство для магнитной обработки жидкости (Патент РФ №2192390, опубл. 10.11.2002 г.), содержащее магнитную систему с основными постоянными магнитами, размещенными по обе стороны зазора для протекания жидкости, обращенными полюсными поверхностями к этому зазору, перпендикулярными к направлению движения жидкости направлениями намагниченности, и замкнутым общим магнитопроводом, между ними размещены дополнительные постоянные магниты с чередующимися параллельными направлению движения жидкости направлениями намагниченности. Полярности обращенных к зазору полюсов основных магнитов совпадают с полярностью примыкающим к ним полюсов дополнительных магнитов, а между основными и дополнительными магнитами установлены прокладки из немагнитного материала, причем прокладки из немагнитного материала установлены и между дополнительными постоянными магнитам, и общим магнитопроводом. Дополнительные магниты выполнены составными из двух отдельных магнитов, между которыми установлены вставки из магнитомягкого материала, а отдельные магниты имеют одинаковое направление намагниченности.A device for magnetic fluid processing (RF Patent No. 2192390, publ. 10.11.2002), containing a magnetic system with the main permanent magnets located on both sides of the gap for fluid flow, facing the pole surfaces to this gap, perpendicular to the direction of fluid movement directions of magnetization, and a closed common magnetic circuit, between them are placed additional permanent magnets with alternating directions of magnetization parallel to the direction of fluid motion. The polarities of the main magnet poles facing the gap coincide with the polarity of the adjoining poles of the additional magnets, and gaskets of non-magnetic material are installed between the main and additional magnets, and gaskets of non-magnetic material are installed between the additional permanent magnets and the common magnetic circuit. The additional magnets are made up of two separate magnets, between which inserts are made of soft magnetic material, and the individual magnets have the same direction of magnetization.
Так как основные и дополнительные постоянные магниты имеют различное направление намагниченности - радиальное и аксиальное, жидкость, проходящая по трубопроводу, обрабатывается знакопеременным магнитным полем. Это должно улучшить процесс магнитной обработки ее.Since the main and additional permanent magnets have different directions of magnetization - radial and axial, the fluid passing through the pipeline is processed by an alternating magnetic field. This should improve the process of magnetic processing it.
Однако к недостаткам устройства следует отнести сложность конструкции и недостаточную эффективность для жидкостей со скоростью течения более оптимальной, а при скорости течения ниже оптимальной - из-за отсутствия перемешивания жидкости.However, the disadvantages of the device include the design complexity and lack of efficiency for liquids with a flow rate that is more optimal, and with a flow rate below the optimal one due to the lack of mixing of the liquid.
Известен аппарат для магнитной обработки воды, содержащий корпус с центральным обтекаемым телом, магнитную систему. Между корпусом и центральным телом имеется кольцевой канал, разделенный на ряд винтовых каналов с помощью винтовых перегородок, установленных попарно. В пазах перегородок установлены постоянные магниты, имеющие обтекаемую форму. Возможно, что в теле или на корпусе может быть размещен дополнительно электромагнит (Патент РФ №2053202, опубл. 27.01.1996 г).A known apparatus for magnetic treatment of water, comprising a housing with a central streamlined body, a magnetic system. Between the body and the central body there is an annular channel, divided into a series of screw channels using screw partitions installed in pairs. Permanent magnets with a streamlined shape are installed in the grooves of the partitions. It is possible that an electromagnet can be placed in the body or on the housing (RF Patent No. 2053202, publ. 01.27.1996 g).
Такая конструкция обеспечивает возможность изменения эффективности воздействия на воду магнитным полем за счет обработки ее только постоянными магнитами, только электромагнитом и одновременно постоянными магнитами и электромагнитом.Such an arrangement provides the ability to change the efficiency for water exposure for magnetic field MF t e processing it only permanent magnets, the electromagnet and simultaneously only the permanent magnets and the electromagnet.
Движение струи между винтовыми перегородками по винтовой линии увеличивает время обработки жидкости, но усложняет конструкцию устройства.The movement of the jet between the helical partitions along the helix increases the processing time of the liquid, but complicates the design of the device.
Основным недостаткам аппарата являются:The main disadvantages of the device are:
- непосредственный контакт постоянных магнитов с жидкостью, т.к. они размещены в винтовых каналах, при этом их поверхности загрязняются и они теряют свои магнитные свойства;- direct contact of permanent magnets with liquid, as they are placed in screw channels, while their surfaces are contaminated and they lose their magnetic properties;
- наличие центрального тела и винтовых перегородок увеличивает гидравлическое сопротивление трубопровода и усложняет конструкцию аппарата;- the presence of a central body and screw partitions increases the hydraulic resistance of the pipeline and complicates the design of the apparatus;
- использование электромагнита требует источника электропитания, применение только одного электромагнита не обеспечит требуемого качества воды;- the use of an electromagnet requires a power source, the use of only one electromagnet will not provide the required water quality;
- периодически необходимо отключать аппарат для проведения чистки или замены перегородок и постоянных магнитов.- periodically it is necessary to turn off the device for cleaning or replacing partitions and permanent magnets.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является устройство для магнитной обработки жидкости, содержащее ферромагнитную трубу и установленные на ее внешней поверхности постоянные кольцевые магниты, охваченные герметично ферромагнитным экраном и установленные так, что их главные поверхности с одноименными полюсами обращены к оси трубы, а с одного торца каждого кольцевого магнита установлены без зазора ферромагнитные кольца, внешние полюса всех кольцевых магнитов зашунтированы установленными вдоль продольной оси ферромагнитной трубы без зазора к полюсам равномерно по внешней поверхности кольцевых магнитов ферромагнитными пластинами, при этом расстояние между торцами соседних колец выполнено не менее ширины кольцевого магнита (Патента РФ №2127708, опубл. 20.03.1999 г.).The closest technical solution to the claimed is a device for magnetic fluid treatment, containing a ferromagnetic pipe and mounted on its outer surface permanent ring magnets, sealed by a ferromagnetic screen and installed so that their main surfaces with the same poles face the pipe axis, and from one end ferromagnetic rings are installed without a gap of each ring magnet, the outer poles of all ring magnets are shunted by ferrom installed along the longitudinal axis gnitnoy tube without clearance to the poles uniformly on the outer surface of the ring magnets ferromagnetic plates, while the distance between faces of adjacent rings is satisfied not less than the width of the annular magnet (RF Patent №2127708, publ. 20.03.1999 g).
Недостатком этого устройства является то, что обработка жидкости осуществляется неравномерно, т.к. кольцевые постоянные магниты намагничены в радиальном направлении, а между отдельными магнитами существуют зазоры, то градиент напряженности магнитного поля резко меняется после полюсного наконечника (ферромагнитное кольцо).The disadvantage of this device is that the processing of the liquid is uneven, because Since permanent permanent magnets are magnetized in the radial direction, and there are gaps between the individual magnets, the gradient of the magnetic field changes sharply after the pole tip (ferromagnetic ring).
Ферромагнитная труба, по которой протекает обрабатываемая жидкость, является дополнительным экраном и снижает воздействие магнитного поля на жидкость.The ferromagnetic pipe through which the processed fluid flows is an additional screen and reduces the effect of the magnetic field on the liquid.
Кроме того, конструкция магнитной системы не позволит достигнуть высокой эффективности магнитной обработки жидкостей с различными физико-химическими свойствами и различными скоростями движения этих жидкостей внутри ферромагнитной трубы. При высоких скоростях эффективность обработки падает.In addition, the design of the magnetic system will not allow to achieve high efficiency of magnetic treatment of liquids with different physicochemical properties and different speeds of these liquids inside the ferromagnetic pipe. At high speeds, processing efficiency drops.
Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности магнитной обработки потока жидкости с любыми скоростями движения и любыми физико-химическими свойствами за счет усиления магнитного поля в рабочем зазоре, при этом конструкция устройства не должна являться сложной и технологичной в изготовлении.The technical task of the invention is to increase the efficiency of magnetic processing of a fluid stream with any speed and any physico-chemical properties due to the strengthening of the magnetic field in the working gap, while the design of the device should not be complicated and technologically advanced to manufacture.
Технический результат достигается тем, что в известное устройство для магнитной обработки жидкости, содержащее ферромагнитную трубу, установленные на ее внешней поверхности кольцевые постоянные магниты, охваченные герметично экраном, причем с торца каждого кольцевого постоянного магнита установлены без зазора ферромагнитные кольца, внесены изменения и дополнения, а именно:The technical result is achieved by the fact that in the known device for magnetic processing of a liquid containing a ferromagnetic pipe, ring permanent magnets mounted on its outer surface, sealed by a screen, moreover, ferromagnetic rings are installed without a gap from the end face of each ring permanent magnet, changes and additions are made, and exactly:
- кольцевые постоянные магниты установлены попарно одноименными полюсами друг к другу:- ring permanent magnets are installed in pairs with the same poles to each other:
- ферромагнитные кольца установлены с обеих сторон кольцевых магнитов, образуя полюсные наконечники;- ferromagnetic rings are mounted on both sides of the ring magnets, forming pole pieces;
- труба, внутри которой движется поток жидкости, выполнена из немагнитного материала;- the pipe inside which the fluid flow is moving is made of non-magnetic material;
- по оси трубы установлено спиралевидное тело, причем форма спирали выбрана такой, чтобы поток жидкости, закручиваясь, стал турбулентным, а длина его превышает протяженность магнитной системы;- a spiral-shaped body is installed along the pipe axis, and the shape of the spiral is chosen so that the fluid flow, swirling, becomes turbulent, and its length exceeds the length of the magnetic system;
- геометрические размеры кольцевых постоянных магнитов и полюсных наконечников выбраны в зависимости от диаметра проходного сечения ферромагнитной трубы исходя из следующих отношений:- the geometric dimensions of the ring permanent magnets and pole pieces are selected depending on the diameter of the passage section of the ferromagnetic pipe based on the following relations:
bпн=(0,25-0,35)Dпт (1);bpn = (0.25-0.35) Dpt (1);
bпм=(0,9-1,1)bпн (2);bpm = (0.9-1.1) bpm (2);
stm=Dпт (60-80)/Br (3);stm = Dpt (60-80) / Br (3);
Dпн=0,95 Dпм (4),Dpn = 0.95 Dpm (4),
где Dпт - внутренний диаметр ферромагнитной трубы, мм,where Dpt - the inner diameter of the ferromagnetic pipe, mm,
bпн, bпм - толщина полюсного наконечника и постоянного магнита соответственно, мм,bpn, bpm - the thickness of the pole piece and the permanent magnet, respectively, mm,
Dпн, Dпм - внешний диаметр полюсного наконечника и постоянного магнита, мм,Dпн, Dпм - the outer diameter of the pole piece and the permanent magnet, mm,
stm - площадь торцевой поверхности постоянного магнита, мм2,stm is the area of the end surface of the permanent magnet, mm 2 ,
Br - остаточная индукция материала, из которого изготовлен постоянный магнит, Тл.Br is the residual induction of the material of which the permanent magnet is made, T.
- полюсные наконечники выполнены по ширине составными из отдельных ферромагнитных колец.- pole lugs are made across the width of the composite of individual ferromagnetic rings.
Вышеуказанная совокупность существенных признаков устройства для магнитной обработки жидкостей из обзора уровня техники не была выявлена.The above set of essential features of a device for magnetic processing of liquids from a review of the prior art has not been identified.
Известно, что высокая эффективность магнитной обработки жидкости обеспечивается при выполнении следующих условий, предъявляемых к конфигурации магнитного поля в рабочем зазоре:It is known that the high efficiency of magnetic processing of the liquid is ensured when the following conditions are met for the configuration of the magnetic field in the working gap:
- высокая напряженность магнитного поля в каждой пучности;- high magnetic field strength in each antinode;
- высокий градиент напряженности в каждой пучности;- high gradient of tension in each antinode;
- возможность вариации базы магнитной системы с сохранением величины и формы пучностей магнитного поля.- the possibility of varying the base of the magnetic system while maintaining the magnitude and shape of the antinodes of the magnetic field.
На основе экспериментов было установлено, что выполнение этих условий зависит от взаимного расположения постоянных кольцевых магнитов вдоль ферромагнитной трубы и от эффективности дополнительных элементов, обеспечивающих проникновение магнитных полей во внутреннюю полость немагнитной трубы, их локальную концентрацию и однородность в сечении трубы.Based on experiments, it was found that the fulfillment of these conditions depends on the relative position of the permanent ring magnets along the ferromagnetic pipe and on the effectiveness of additional elements that ensure the penetration of magnetic fields into the internal cavity of the non-magnetic pipe, their local concentration and uniformity in the cross section of the pipe.
Эти свойства устройства для магнитной обработки потока жидкости обеспечиваются предложенными конструктивными признаками, в первую очередь, за счет того, что использовано аксиальное намагничивание попарно установленных одноименными полюсами кольцевых постоянных магнитов, снабженных с обеих сторон полюсными наконечниками. Это позволяет проводить магнитную обработку жидкости знакопеременным магнитным полем в зоне кольцевых магнитов вдоль оси 1 магнитной трубы (по ходу течения жидкости), а в зоне полюсных наконечников перпендикулярно движению жидкости, причем полюсные наконечники играют роль концентраторов магнитного потока.These properties of the device for magnetic processing of the fluid flow are ensured by the proposed design features, primarily due to the fact that axial magnetization of ring permanent magnets paired with the same poles of the same name and equipped with pole tips on both sides is used. This allows magnetic treatment of the liquid with an alternating magnetic field in the zone of ring magnets along the axis 1 of the magnetic pipe (along the liquid flow), and in the zone of pole tips perpendicular to the movement of the liquid, and the pole pieces play the role of magnetic flux concentrators.
Учитывая то, что магнитная система представляет единое целое, т.к. в ней отсутствуют зазоры между отдельными кольцевыми постоянными магнитами и она симметрична, то пучности по ходу движения жидкости распределены равномерно.Given that the magnetic system is a single whole, because there are no gaps between the individual annular permanent magnets and it is symmetrical, then the antinodes are uniformly distributed along the course of the fluid.
Использование выполненного из немагнитного материала экрана, заполненного герметиком, позволяет исключить помехи на магнитную систему, т.е. стабилизировать магнитное поле, используемое для обработки жидкости.The use of a screen filled with non-magnetic material filled with sealant eliminates interference to the magnetic system, i.e. stabilize the magnetic field used to process the liquid.
Известно, что скорость течения жидкости внутри проходной трубы может быть различной, а от нее зависит эффективность магнитной обработки жидкости. Помещение внутри трубы спиралевидного тела позволяет резко снизить влияние скорости на эффективность магнитной обработки. Это объясняется тем, что форма спирали выбрана такой, чтобы получить закручивание потока жидкости на входе в зону расположения магнитной системы при относительно низких скоростях течения потока на входе, чтобы он стал турбулентным. Это позволяет перемешать весь объем жидкости, причем при более высокой скорости потока жидкости перемешивание происходит более интенсивно, поэтому несмотря на меньшее время обработки потока магнитным полем достигается эффективность обработки.It is known that the speed of the fluid flow inside the passage pipe can be different, and the effectiveness of the magnetic processing of the fluid depends on it. The placement of a spiral-shaped body inside the pipe can drastically reduce the effect of speed on the efficiency of magnetic processing. This is because the shape of the spiral is chosen so as to obtain a twisting of the fluid flow at the inlet to the zone of the magnetic system at relatively low velocities of the flow at the inlet, so that it becomes turbulent. This allows you to mix the entire volume of the liquid, and at a higher liquid flow rate, the mixing occurs more intensively, therefore, despite the shorter processing time of the stream with a magnetic field, the processing efficiency is achieved.
При малых скоростях потока такой же эффект достигается за счет перемешивания и более длительного пребывания жидкости в зоне магнитной системы.At low flow rates, the same effect is achieved by mixing and a longer stay of the liquid in the zone of the magnetic system.
Длина спиралевидного тела выбирается таким образом, чтобы уже на входе в зону нахождения постоянных магнитов поток жидкости имел турбулентный характер.The length of the spiral body is chosen so that already at the entrance to the zone of permanent magnets the fluid flow has a turbulent character.
Выполнение спиралевидного тела из немагнитного материала необходимо для того, чтобы не искажать форму магнитного поля и не ослаблять его воздействие на жидкость.The implementation of a spiral body of non-magnetic material is necessary in order not to distort the shape of the magnetic field and not weaken its effect on the liquid.
Диаметр проходного сечения немагнитной трубы влияет на эффективность магнитной обработки, т.к. чем больше диаметр ее, тем больший должен быть градиент напряженности магнитного поля. Исходя из этого геометрические размеры элементов магнитной системы (постоянные кольцевые магниты, полюсные наконечники и т.п.) должны быть выбраны таким образом, чтобы обеспечить достаточную эффективность магнитной обработки жидкости для наиболее часто применяемых проходных диаметров труб. На основании исследований, проведенных с трубами различных диаметров, и был выбран диапазон геометрических размеров кольцевых постоянных магнитов и полюсных наконечников.The bore diameter of a non-magnetic pipe affects the efficiency of magnetic processing, because the larger its diameter, the greater should be the gradient of the magnetic field. Based on this, the geometrical dimensions of the elements of the magnetic system (permanent ring magnets, pole pieces, etc.) should be chosen in such a way as to ensure sufficient efficiency of the magnetic processing of the liquid for the most commonly used pipe diameters. Based on studies carried out with pipes of various diameters, a range of geometric dimensions of ring permanent magnets and pole pieces was selected.
При толщине полюсного наконечника (расстояние между кольцевыми постоянными магнитами, меньшей 0,25 проходного диаметра немагнитной трубы, магнитное поле не проникает с достаточной равномерностью на все сечение трубы, а при большем - 0,35 проходного диаметра трубы - величина магнитного поля не обеспечивает эффективную обработку жидкости.With the thickness of the pole piece (the distance between the ring permanent magnets is less than 0.25 of the passage diameter of a non-magnetic pipe, the magnetic field does not penetrate with sufficient uniformity over the entire pipe section, and with a larger - 0.35 passage diameter of the pipe, the magnitude of the magnetic field does not provide effective processing liquids.
Ширина кольцевого постоянного магнита выбрана исходя из того, что при отношении ее к ширине полюсного наконечника меньшим 0,9 протяженность зоны магнитного поля вдоль аксиального направления оси оказывается недостаточной для эффективной обработки жидкости, а при соотношении тех же величин больше 1,1 возрастание зоны магнитного поля вдоль аксиального направления оси уже не сказывается на эффективности магнитной обработки жидкости, но увеличивает массу и габариты постоянных магнитов.The width of the annular permanent magnet is chosen based on the fact that when its ratio to the width of the pole tip is less than 0.9, the length of the magnetic field along the axial direction of the axis is insufficient for effective processing of the liquid, and if the ratio of the same values is more than 1.1, the increase in the magnetic field along the axial direction of the axis, it no longer affects the efficiency of magnetic processing of the liquid, but increases the mass and dimensions of the permanent magnets.
На основании экспериментальных исследований было установлено, что только при выборе площади торцевой поверхности кольцевого постоянного магнита из выражения (3) удается добиться оптимальной пропорции между объемом постоянного магнита и эффективностью магнитной обработки жидкости. При меньших площадях торцевой поверхности постоянного магнита величина магнитного поля уменьшается, качество обработки падает.Based on experimental studies, it was found that only by choosing the area of the end surface of the annular permanent magnet from expression (3), it is possible to achieve the optimal proportion between the volume of the permanent magnet and the efficiency of magnetic processing of the liquid. With smaller areas of the end surface of the permanent magnet, the magnetic field decreases, the quality of processing decreases.
При площади торцевой поверхности постоянного магнита большей, чем из выражения (3), эффективность магнитной обработки не возрастает, а даже наблюдается некоторое снижение эффекта. Возможно, это вызвано перераспределением магнитного поля между внутренними и внешними областями.When the area of the end surface of the permanent magnet is larger than from expression (3), the efficiency of magnetic processing does not increase, and even a slight decrease in the effect is observed. Perhaps this is due to the redistribution of the magnetic field between the internal and external regions.
Отношение внешнего диаметра полюсного наконечника к внешнему диаметру постоянного магнита, равное 0,95 (4), выбрано исходя из того, что при этом соотношении достигается наилучшее использование массы магнитного материала. При величине отношения больше или меньше заявляемого начинает наблюдаться уменьшение величины магнитного поля в зоне обработки жидкости.The ratio of the outer diameter of the pole piece to the outer diameter of the permanent magnet, equal to 0.95 (4), was chosen on the basis that the best use of the mass of magnetic material is achieved with this ratio. When the ratio is greater or less than the claimed, a decrease in the magnitude of the magnetic field in the liquid treatment zone begins to be observed.
Полюсные наконечники выполнены составными, из отдельных ферромагнитных колец, т.к. это позволяет регулировать расстояние между кольцевыми постоянными магнитами в пределах заявляемого диапазона.Pole lugs are made integral of individual ferromagnetic rings, because this allows you to adjust the distance between the ring permanent magnets within the claimed range.
Таким образом, технический результат является наиболее оптимальным в диапазоне выбранной геометрии магнитной системы и немагнитного спиралевидного тела, а также за счет конструкции устройства в целом.Thus, the technical result is most optimal in the range of the selected geometry of the magnetic system and non-magnetic spiral body, as well as due to the design of the device as a whole.
Сущность изобретения поясняется следующими чертежами, где на фиг.1 представлена конструкция заявляемого устройства, на фиг.2 - характер напряженности аксиального магнитного поля и т.д.The invention is illustrated by the following drawings, where figure 1 shows the design of the inventive device, figure 2 - the nature of the strength of the axial magnetic field, etc.
Устройство для магнитной обработки жидкости (на фиг.1) содержит немагнитную трубу 1, предназначенную для транспортировки потока обрабатываемой жидкости, спиралевидное тело 2, изготовленное из немагнитного материала и размещенное внутри трубы навстречу направлению движения потока жидкости, кольцевые постоянные магниты 3, установленные на внешней поверхности немагнитной трубы, кольцевые полюсные наконечники 4, установленные с обоих торцов кольцевых постоянных магнитов 3, экран 5, охватывающий магнитную систему, крышки 6, обеспечивающие крепление магнитной системы гайками 7, одновременно образуя с экраном полость 8, которая заполняется пено-герметиком через отверстия в крышках 6. Для подсоединения к трубопроводу устройство снабжено штуцером 9, а спиралевидное тело фиксируется в немагнитной трубе гайками 10.The device for magnetic processing of liquid (Fig. 1) contains a non-magnetic pipe 1, designed to transport the flow of the processed fluid, a spiral-shaped body 2 made of non-magnetic material and placed inside the pipe towards the direction of flow of the liquid, annular permanent magnets 3 mounted on the outer surface non-magnetic pipe, annular pole pieces 4 mounted on both ends of the ring permanent magnets 3, the screen 5, covering the magnetic system, covers 6, providing nuts captive magnet system 7, with the screen at the same time forming a cavity 8 which is filled with foam sealant through holes in the caps 6 for connection to the conduit is provided with a fitting device 9, and a helical body fixed at the non-magnetic pipe nuts 10.
Полюсные наконечники 4 выполняются составными из нескольких ферромагнитных колец разной толщины.Pole lugs 4 are made of multiple ferromagnetic rings of different thicknesses.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Для магнитной обработки жидкости устройство врезается в трубопровод с помощью штуцеров 9. При прохождении жидкости по рабочему зазору немагнитной трубы 1 поток движется вдоль спиралевидного тела 2, закручиваясь и перемешиваясь по объему. Одновременно он обрабатывается аксиальными магнитными полями, образованными попарно установленными одноименными полюсами кольцевыми постоянными магнитами 3 в направлении движения жидкости, а в поперечном сечении перпендикулярными магнитными полями, образованными полюсными наконечниками 4, изготовленными из магни-томягкого материала, поэтому они играют роль концентраторов и амплитуда напряженности поля выше, чем у аксиального магнитного поля, а следовательно, и градиент проникновения его в жидкость выше. В результате по всему проходному сечению жидкость обрабатывается магнитным полем.For magnetic treatment of liquid, the device cuts into the pipeline using fittings 9. When the liquid passes through the working gap of the non-magnetic pipe 1, the flow moves along the spiral body 2, twisting and mixing throughout the volume. At the same time, it is processed by axial magnetic fields formed by annular permanent magnets 3 mounted in pairs by the same poles in the direction of fluid movement, and in the cross section by perpendicular magnetic fields formed by pole tips 4 made of soft magnetic material, therefore they play the role of concentrators and the amplitude of the field strength higher than that of the axial magnetic field, and therefore the gradient of its penetration into the liquid is higher. As a result, the fluid is treated with a magnetic field over the entire flow area.
Эффективность магнитной обработки различных жидкостей достигается также за счет того, что модулей попарно установленных кольцевых постоянных магнитов не менее 5, поэтому время для качественной обработке воды достаточно для жидкостей, имеющих различный состав и физико-химические свойства.The effectiveness of magnetic treatment of various liquids is also achieved due to the fact that the modules of pairwise mounted ring permanent magnets are at least 5, so the time for high-quality water treatment is sufficient for liquids having different compositions and physico-chemical properties.
В результате магнитной обработки жидкости с повышенным содержанием минеральных солей соли переходят в гелеобразное состояние и теряют способность при дальнейшем воздействии электрического поля осаждаться на внутренних поверхностях технологического оборудования.As a result of magnetic treatment of liquids with a high content of mineral salts, salts turn into a gel state and lose their ability to precipitate on the internal surfaces of technological equipment upon further exposure to an electric field.
Кроме того, при наличии в жидкости ферромагнитных частиц происходит очистка от них, т.к. они оседают на внутренних стенках немагнитной трубы устройства, а после отсоединения устройства от трубопровода их можно удалить.In addition, if there are ferromagnetic particles in the liquid, they are cleaned, because they settle on the inner walls of the non-magnetic pipe of the device, and after disconnecting the device from the pipeline, they can be removed.
Конструкция проста и не вызывает трудностей в изготовлении и промышленной реализации.The design is simple and does not cause difficulties in the manufacture and commercialization.
По сравнению с известными устройствами для магнитной обработки жидкостей заявляемое техническое решение имеет ряд преимуществ, а именно:Compared with the known devices for magnetic processing of liquids, the claimed technical solution has several advantages, namely:
- высокую эффективностью обработки жидкостей, имеющих различный состав и скорость течения, за счет обработки разнопеременным магнитным полем;- high efficiency in the treatment of liquids having different composition and flow rate due to processing with a variable magnetic field;
- простую конструкцию:- simple design:
- оптимальные геометрические размеры кольцевых постоянных магнитов.- the optimal geometric dimensions of the ring permanent magnets.
Внедрение заявляемого устройства запланировано в текущем году.The implementation of the inventive device is scheduled for the current year.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003112893/15A RU2242433C1 (en) | 2003-04-30 | 2003-04-30 | Apparatus for magnetic processing of liquid |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003112893/15A RU2242433C1 (en) | 2003-04-30 | 2003-04-30 | Apparatus for magnetic processing of liquid |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003112893A RU2003112893A (en) | 2004-12-10 |
| RU2242433C1 true RU2242433C1 (en) | 2004-12-20 |
Family
ID=34387983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003112893/15A RU2242433C1 (en) | 2003-04-30 | 2003-04-30 | Apparatus for magnetic processing of liquid |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2242433C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2602136C1 (en) * | 2015-07-30 | 2016-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") | Ground device for feeding liquid systems, primarily paraffin deposit inhibitor into oil producing well |
-
2003
- 2003-04-30 RU RU2003112893/15A patent/RU2242433C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2602136C1 (en) * | 2015-07-30 | 2016-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") | Ground device for feeding liquid systems, primarily paraffin deposit inhibitor into oil producing well |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7252752B2 (en) | Method and apparatus for removing contaminants from conduits and fluid columns | |
| US7018522B2 (en) | Method and apparatus for removing contaminants from conduits and fluid columns | |
| US8066886B2 (en) | Method and apparatus for preventing scale deposits and removing contaminants from fluid columns | |
| US8048313B2 (en) | Method and apparatus for preventing scale deposits and removing contaminants from fluid columns | |
| US6852235B2 (en) | Method and apparatus for preventing scale deposits and removing contaminants from fluid columns | |
| US20050161405A1 (en) | Method and apparatus for preventing scale deposits and removing contaminants from fluid columns | |
| US8562839B2 (en) | Desalination system and process | |
| CA1170621A (en) | Magnetic water conditioner apparatus | |
| EP1075453B1 (en) | Device and method for molecular polarization in water | |
| KR101232646B1 (en) | Scale buster | |
| CN108249684B (en) | Electromagnetic sewage filtering device | |
| KR910004446B1 (en) | Method of washing off magnetically separated particles | |
| RU2242433C1 (en) | Apparatus for magnetic processing of liquid | |
| MX2014004133A (en) | Water treatment device and method. | |
| RU66329U1 (en) | MAGNETIC LIQUID TREATMENT DEVICE IN A PIPELINE | |
| KR100760618B1 (en) | Magnetization cleanup apparatus for pipeline | |
| KR200422477Y1 (en) | Magnetization Cleanup Apparatus for Pipeline | |
| JP3577948B2 (en) | Magnetically treated water generator | |
| RU2223235C1 (en) | Device for magnetic treatment of water systems and plant for treatment of water systems | |
| RU69512U1 (en) | MAGNETIC LIQUID TREATMENT DEVICE | |
| RU2133710C1 (en) | Apparatus for magnetic treatment of liquids | |
| RU2226420C1 (en) | Magnetic filter for purification of liquids | |
| KR100767008B1 (en) | A exclusion and prevention equipment for pipe sticking | |
| RU20310U1 (en) | LIQUID TREATMENT DEVICE | |
| SU1579907A1 (en) | Method of protecting surfaces of pipes, heat exchangers and tanks from scale formation in aqueous media |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050501 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090501 |