RU2560379C1

RU2560379C1 - Device for magnetic fluid conditioning

Info

Publication number: RU2560379C1
Application number: RU2014129114/05A
Authority: RU
Inventors: Андрей Николаевич Баланев; Алена Александровна Вьюгинова; Андрей Александрович Лбов; Александр Алексеевич Новик; Александр Александрович Новик; Алексей Александрович Новик
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ИНЛАБ-УЛЬТРАЗВУК"
Priority date: 2014-07-15
Filing date: 2014-07-15
Publication date: 2015-08-20

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: device for magnetic fluid conditioning comprises a flow-through capacity 1 of a non-magnetic material with inlet and outlet tubes 6 and 7 and an electrical coil 9. The flow-through capacity 1 of the device is formed by an annular space of two coaxial pipes 2 and 3 of a dielectric material and closed with plugs 8 complete with tubes 6 and 7 from both sides. At the outer pipe there is the coil 9. At the outer side of the inner pipe there is a spiral-shaped depression 4 along its whole length; the inlet tube is coupled to a pump 5. The tubes 6 and 7 are mounted in cylindrical walls of the plugs 8 and directed towards the chord of coaxial circumferences that does not match the diameter.

EFFECT: invention allows the development of the device intended for magnetic fluid conditioning with the disassembled flow-through capacity.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области обработки жидкостей магнитным полем, например для омагничивания воды для нужд сельского хозяйства, для изучения влияния воздействия электромагнитных полей на свойства различных жидкостей.The invention relates to the field of processing liquids by a magnetic field, for example for magnetizing water for agricultural needs, to study the effect of electromagnetic fields on the properties of various liquids.

Известно устройство для магнитной обработки жидкости (KR WO 2007024054), которое содержит немагнитную трубу, на которую намотана возбуждающая катушка. Направление тока в намотке катушки выбирается таким образом, чтобы на конце, где жидкость втекает в трубу, формировался северный полюс, а где жидкость вытекает из трубы - южный. Направление протекания жидкости параллельно направлению силовых линий внешнего поля, то есть протекающая жидкость обрабатывается продольным магнитным полем. Но известно, что эффект магнитного воздействия максимален при угле между векторами скорости и вектором магнитной индукции около 90 градусов, то есть данное устройство является малоэффективным.A device for magnetic fluid processing (KR WO 2007024054) is known, which comprises a non-magnetic pipe on which an exciting coil is wound. The direction of the current in the winding of the coil is selected so that at the end, where the fluid flows into the pipe, the north pole is formed, and where the fluid flows from the pipe, the south pole is formed. The direction of fluid flow is parallel to the direction of the lines of force of the external field, that is, the flowing fluid is processed by a longitudinal magnetic field. But it is known that the effect of magnetic action is maximum at an angle between the velocity vectors and the magnetic induction vector of about 90 degrees, that is, this device is ineffective.

Известные устройства, в которых магнитное воздействие на жидкости осуществляется поперченным полем (в котором угол между векторами скорости и вектором магнитной индукции около 90 градусов) и которые в силу этого являются более эффективными, приведены ниже.Known devices in which the magnetic effect on the liquid is carried out by a transverse field (in which the angle between the velocity vectors and the magnetic induction vector is about 90 degrees) and which are therefore more effective, are given below.

Известен аппарат для магнитной обработки жидкостей и газов (А.С. РФ №344879), содержащий корпус, возбуждающую обмотку, помещенную внутрь корпуса и подключенную к источнику тока, и трубчатый змеевик, надетый на корпус. Недостатком конструкции является малая эффективность намагничивания жидкости, так как она протекает по змеевику, который расположен вне корпуса, а как известно, интенсивность магнитного поля катушки снаружи меньше, чем внутри из-за уменьшения плотности силовых линий.A known apparatus for the magnetic treatment of liquids and gases (AS RF No. 344879), comprising a housing exciting the winding, placed inside the housing and connected to a current source, and a tubular coil worn on the housing. The design disadvantage is the low efficiency of magnetization of the liquid, since it flows along the coil, which is located outside the housing, and, as you know, the magnetic field intensity of the coil is less outside than inside because of a decrease in the density of field lines.

Ближайшим аналогом по совокупности существенных признаков является устройство для магнитной обработки жидкости (патент РФ №2181699). Устройство состоит из цилиндрического конусного корпуса из немагнитного материала, возбуждающей электромагнитной обмотки на корпусе и трубчатого конусного змеевика из немагнитного материала с патрубками для пропускания жидкости, помещенного внутрь корпуса.The closest analogue in terms of essential features is a device for magnetic fluid processing (RF patent No. 2181699). The device consists of a cylindrical conical body made of non-magnetic material, an exciting electromagnetic winding on the body and a tubular conical coil made of non-magnetic material with pipes for the passage of fluid placed inside the body.

Недостатками известного устройства являются невозможность очистки проточного объема, поэтому при попадании инородного тела или при образовании отложений на стенках в конусном трубчатом змеевике, который и является проточным объемом, его нужно заменять на новый.The disadvantages of the known device are the inability to clean the flow volume, therefore, if a foreign body enters or deposits form on the walls in a conical tubular coil, which is the flow volume, it must be replaced with a new one.

Технической задачей, решаемой изобретением, является создание устройства для магнитной обработки жидкости с разборным проточным объемом.The technical problem solved by the invention is the creation of a device for magnetic processing of liquid with a collapsible flow volume.

Задача решается за счет того, что устройство для магнитной обработки жидкости также, как и известное, содержит проточный объем из немагнитного материала с входным и выходным патрубками и электрическую обмотку. Но в отличие от известного проточный объем выполнен в виде межтрубного промежутка двух коаксиально установленных труб из диэлектрического материала, закрытого с обеих сторон заглушками, на внешней трубе размещена обмотка, а по внешней стороне внутренней трубы по всей ее длине выполнено углубление в виде спирали, входной патрубок подсоединен к насосу, а патрубки установлены в цилиндрических стенках заглушек и направлены по хорде коаксиальных окружностей, не совпадающей с диаметром.The problem is solved due to the fact that the device for magnetic processing of liquid, as well as the known one, contains a flowing volume of non-magnetic material with inlet and outlet nozzles and an electric winding. But unlike the known flow volume, it is made in the form of an annulus between two coaxially installed pipes of dielectric material, closed with plugs on both sides, a winding is placed on the outer pipe, and a recess in the form of a spiral is made along the entire length of the inner pipe, the inlet pipe connected to the pump, and the nozzles are installed in the cylindrical walls of the plugs and are directed along the chord of coaxial circles that does not coincide with the diameter.

Достигаемым техническим результатом является увеличение срока службы устройства, за счет увеличения срока службы проточного объема, так как его выполнение в виде разборной конструкции позволяет производить очистку его поверхности, а в случае необходимости удалять засор. Преимуществом диэлектрических труб для данного устройства является невысокий удельный вес материала, его стоимость по сравнению с металлами и простота изготовления.Achievable technical result is an increase in the service life of the device by increasing the service life of the flow volume, since its implementation in the form of a collapsible design allows you to clean its surface, and if necessary, remove blockage. The advantage of dielectric pipes for this device is the low specific gravity of the material, its cost compared to metals and ease of manufacture.

Совокупность существенных признаков по п. 2, включающая все признаки пункта 1 формулы изобретения, характеризует устройство для магнитной обработки жидкости, в котором электрическая обмотка состоит из нескольких частей с возможностью подключения каждой из них к источникам питания.The set of essential features according to claim 2, including all the features of paragraph 1 of the claims, characterizes a device for magnetic fluid treatment, in which the electrical winding consists of several parts with the possibility of connecting each of them to power sources.

Такое выполнение обмотки позволяет формировать разные магнитные поля для воздействия ими на жидкость поочередно или одновременно.This embodiment of the winding allows the formation of different magnetic fields for exposure to the fluid alternately or simultaneously.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых схематически показан пример выполнения устройства для магнитной обработки жидкости: на фиг. 1 - вид спереди, а на фиг. 2 показано направление насоса по отношению к трубам.The invention is illustrated by drawings, which schematically shows an example embodiment of a device for magnetic fluid treatment: in FIG. 1 is a front view, and in FIG. 2 shows the direction of the pump with respect to the pipes.

Проточный объем 1 сформирован коаксиально установленными внутренней трубой 2 и внешней трубой 3. Формирование проточного объема с помощью труб позволяет использовать для его изготовления не только немагнитные металлы, но и твердые немагнитные диэлектрические материалы, например стеклотекстолит, фторопласт либо другие известные, легко поддающиеся обработке материалы, которые химически нейтральны к обрабатываемой жидкости. На внешней поверхности внутренней трубы 2 по всей ее длине выполнено направляющее углубление 4, имеющее форму спирали, предназначенное для перемещения по нему обрабатываемой жидкости, которая поступает в проточный объем под давлением, создаваемым насосом 5, через входной патрубок 6 и выходит через выходной патрубок 7. На концах трубы установлены металлические заглушки 8, достаточно массивные для того, чтобы в них можно было закрепить патрубки 6 и 7. В приведенном на чертеже примере выполнения устройства показана установка заглушек с помощью выполнения в каждой из них прорезей, в крайних из которых размещены зауженные концы внешней трубы, а в средних прорезях размещены зауженные концы внутренней трубы.The flow volume 1 is formed by coaxially installed inner pipe 2 and outer pipe 3. The formation of the flow volume using pipes allows using not only non-magnetic metals, but also solid non-magnetic dielectric materials, for example fiberglass, fluoroplastic or other known materials that are easy to process, which are chemically neutral to the liquid being treated. On the outer surface of the inner pipe 2 along its entire length, a guide recess 4 is made in the form of a spiral, designed to move the processed fluid along it, which enters the flowing volume under the pressure created by the pump 5 through the inlet pipe 6 and exits through the outlet pipe 7. At the ends of the pipe, metal plugs 8 are installed, massive enough so that the pipes 6 and 7 can be fixed in them. The example of the device shown in the drawing shows the installation of plugs using performing in each of them slots, in the extremes of which the tapered ends of the outer pipe are placed, and in the middle slots are the tapered ends of the inner pipe.

Для создания тангенциальной составляющей направления потока и формирования перемещения по спиральному желобу 4 необходимо наличие двух факторов: первоначальное направление потока не должно быть перпендикулярно оси симметрии коаксиальных труб, в идеальном случае оно должно совпадать с направлением касательной к поверхности внутренней трубы (фиг. 2), а также создание насосом избыточного давления. Чем больше давление, тем надежнее обеспечение движения потока по спиральному углублению. При этом величина его ограничена такими факторами, как прочность стенок труб, которая определяется выбором материала, из которого они изготовлены, их толщиной, свойствами обрабатываемой жидкости.To create the tangential component of the direction of flow and the formation of movement along the spiral groove 4, two factors are necessary: the initial direction of flow should not be perpendicular to the axis of symmetry of the coaxial pipes, ideally, it should coincide with the direction of the tangent to the surface of the inner pipe (Fig. 2), and also the creation of a pump overpressure. The greater the pressure, the more reliable is the flow movement along the spiral recess. Moreover, its value is limited by such factors as the strength of the pipe walls, which is determined by the choice of the material from which they are made, their thickness, and the properties of the processed fluid.

На внешнюю трубу 3 намотана электрическая обмотка 9. Обмотка может состоять из нескольких частей, каждая из которых может быть подключена к источнику питания. Ток в обмотке создает магнитное поле, вектор которого перпендикулярен плоскости витков обмотки. Жидкость при своем движении по спирали пересекает магнитные силовые линии и подвергается магнитному воздействию, оно тем больше, чем плотнее расположены витки спирали, поскольку при этом угол между векторами скорости и магнитного поля приближается к 90°, т.е. к значению, при котором магнитное поле оказывает на жидкость максимальное воздействие. В зависимости от цели, для которой используется магнитная обработка, устройство может работать в разных режимах. Например, при его использовании для активации оросительной воды или для очистки и осветления технической воды, т.е. при использовании слабых магнитных полей и, соответственно, малых значений тока, можно использовать одну обмотку, намотанную на всю поверхность внешней трубы 3. При осуществлении технологических процессов, при которых обработка ведется с использованием больших значений токов порядка десятков ампер, может произойти перегрев обмотки, так как ее сопротивление увеличивается пропорционально ее длине. Чтобы этого не происходило, обмотку выполняют в виде нескольких частей, которые последовательно намотаны на трубу по ее длине, но каждая часть подключена к источнику питания. Для проведения исследовательских работ по изучению воздействия магнитного поля на свойства разных жидкостей конструкция устройства позволяет менять не только величину тока, но и создание чередующихся по знаку магнитных полей по длине проточной камеры. Для этого разные части обмотки подключают к источникам питания с разными знаками.An electric winding 9 is wound on the outer pipe 3. The winding can consist of several parts, each of which can be connected to a power source. The current in the winding creates a magnetic field whose vector is perpendicular to the plane of the turns of the winding. When moving in a spiral, the fluid crosses the magnetic lines of force and is subjected to magnetic action, the greater the denser the spiral coils are located, since the angle between the velocity and magnetic field vectors approaches 90 °, i.e. to the value at which the magnetic field has a maximum effect on the liquid. Depending on the purpose for which magnetic processing is used, the device can operate in different modes. For example, when it is used to activate irrigation water or to purify and clarify industrial water, i.e. when using weak magnetic fields and, accordingly, low current values, one winding can be used, wound on the entire surface of the outer pipe 3. When carrying out technological processes in which processing is carried out using high currents of the order of tens of amperes, the winding may overheat, so how her resistance increases in proportion to her length. To prevent this from happening, the winding is made in the form of several parts that are sequentially wound on the pipe along its length, but each part is connected to a power source. To conduct research on the effects of a magnetic field on the properties of different liquids, the device’s design allows you to change not only the magnitude of the current, but also the creation of alternating in sign magnetic fields along the length of the flow chamber. To do this, different parts of the winding are connected to power supplies with different signs.

В процессе магнитной обработки при прохождении жидкости через проточный объем попадание в него непредусмотренных посторонних включений достаточно частое явление. В этом случае заглушки 8 снимаются, одна труба вынимается из другой, очищаются стенки проточного объема и удаляются чужеродные объекты. Затем снова производится сборка устройства. Процедура может повторяться не один раз. Это является преимуществом перед аналогом, близким по назначению к данному устройству, но в котором проточный объем не поддается восстановлению и срок службы определяется сроком его засора.In the process of magnetic treatment when a fluid passes through a flowing volume, unintended extraneous impurities getting into it are a fairly common occurrence. In this case, the plugs 8 are removed, one pipe is removed from the other, the walls of the flow volume are cleaned and foreign objects are removed. Then the device is reassembled. The procedure can be repeated more than once. This is an advantage over an analog that is close in purpose to this device, but in which the flow volume is not recoverable and the service life is determined by the period of its clogging.

Claims

1. A device for magnetic fluid processing, containing a flowing volume of non-magnetic material with inlet and outlet nozzles and an electric winding, characterized in that the flowing volume is made in the form of an annular gap of two coaxially installed pipes of dielectric material, closed on both sides with plugs, on the outside the winding is placed on the pipe, and a recess in the form of a spiral is made along the outer side of the inner pipe along its entire length, the inlet pipe is connected to the pump, and the pipes are installed in a cylindrical Sgiach wall plugs and directed by chord coaxial circles with a diameter not coincident.

2. The device according to p. 1, characterized in that the electrical winding consists of several parts made with the possibility of connecting each of them to a power source.