RU2725655C1

RU2725655C1 - Physical and chemical reactor with vortex layer and ferromagnetic particle for such reactor

Info

Publication number: RU2725655C1
Application number: RU2019129787A
Authority: RU
Inventors: Аркадий Владимирович Владимирцев; Анатолий Николаевич Снежин; Андрей Евгеньевич Терентьев
Original assignee: Аркадий Владимирович Владимирцев; Анатолий Николаевич Снежин
Priority date: 2019-09-23
Filing date: 2019-09-23
Publication date: 2020-07-03

Abstract

FIELD: physics; chemistry.SUBSTANCE: group of inventions relates to apparatus for activating processes of processing materials and fluids in a vortex layer of an electromagnetic field using ferromagnetics in power engineering, oil and gas, metallurgical, chemical industry, agriculture and municipal economy, environmental protection and other industries, as well as can be used for treatment of various liquid media, in particular for cleaning industrial and domestic wastes. Ferromagnetic particle (4) for use as an element of a discrete working medium placed in reaction chamber (3) of a physical-chemical reactor (PCR) with a vortex layer is made in the form of a rod, at least one end of which has a taper in the form of a bulb. Invention also discloses PCR with vortex layer, reaction chamber (3) of which contains discrete working medium consisting of multiple particles (4) according to present invention.EFFECT: proposed group of inventions makes it possible to increase efficiency and quality of treatment of fluid medium in PCR.4 cl, 3 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Изобретение относится к устройствам для обработки материалов, в частности к физико-химическому реактору (далее ФХР) с вихревым слоем, который может использоваться в областях энергетики, нефтегазодобывающей, металлургической, химической промышленности, сельского и городского хозяйства, экологической защиты окружающей среды и в других областях промышленности для активации процессов обработки материалов, а также для обработки различных жидких сред и, в частности, для очистки промышленных и бытовых стоков. Изобретение относится также к ферромагнитной частице для использования в качестве элемента дискретного рабочего тела в таком реакторе.The invention relates to devices for processing materials, in particular to a physicochemical reactor (hereinafter FHR) with a vortex layer, which can be used in the fields of energy, oil and gas, metallurgical, chemical industry, agriculture and urban economy, environmental protection and in other fields industry for the activation of material processing processes, as well as for the treatment of various liquid media and, in particular, for the treatment of industrial and domestic wastewater. The invention also relates to a ferromagnetic particle for use as an element of a discrete working fluid in such a reactor.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

Практически все известные аппараты с вихревым слоем и их модификации состоят из внешнего кольцевого индуктора, генерирующего вращающееся электромагнитное поле (далее ЭМП), в полость которого помещена труба из немагнитного материала, во внутренней полости которой, представляющей собой рабочую зону с повышенными значениями индукции ЭМП, находится дискретное рабочее тело в виде множества ферромагнитных частиц, являющееся аналогом сплошного рабочего тела, такого как, например, ротор асинхронного двигателя или сплошной сердечник. Воздействие вращающегося ЭМП на ферромагнитные частицы вызывает интенсивное вращательное и поступательное движение указанных частиц, образующих так называемый «вихревой слой», взаимодействие с которым существенно влияет на обрабатываемую среду, пропускаемую через трубу. Под воздействием ЭМП и вихревого слоя в ФХР проявляется множество физико-химических процессов, при этом все известные процессы ускоряются во много раз. В частности, в обрабатываемой среде проявляются явления магнитострикции ферромагнитных частиц, кавитации, появляются акустические волны, возникает электролиз, интенсифицируются процессы смешивания, перемешивания и размола, и как следствие, ускоряются химические реакции, и т.п.Almost all known devices with a vortex layer and their modifications consist of an external ring inductor generating a rotating electromagnetic field (hereinafter EMF), in the cavity of which a pipe of non-magnetic material is placed, in the inner cavity of which is a working zone with increased values of EMF induction a discrete working fluid in the form of a plurality of ferromagnetic particles, which is an analog of a continuous working fluid, such as, for example, a rotor of an induction motor or a solid core. The effect of a rotating EMF on ferromagnetic particles causes intense rotational and translational motion of these particles, forming the so-called "vortex layer", the interaction with which significantly affects the medium being processed through the pipe. Under the influence of the electromagnetic field and the vortex layer, many physical and chemical processes are manifested in PCR, while all known processes are accelerated many times. In particular, magnetostriction phenomena of ferromagnetic particles, cavitation appear in the medium being treated, acoustic waves appear, electrolysis occurs, mixing, mixing and grinding processes are intensified, and as a result, chemical reactions are accelerated, etc.

Известно устройство для обработки материалов (Логвиненко Д.Д., Шеляков О.П. Интенсификация технологических процессов в аппаратах вихревого слоя. Изд. "Техника", 1976 – [1]), представляющее собой корпус в виде полого цилиндра из немагнитного материала, помещённый внутрь индуктора. Индуктор создает вращающееся ЭМП. Внутрь корпуса полого цилиндра плотно вставлена цилиндрическая втулка из немагнитного материала, являющаяся реакционной камерой устройства, внутри которой находятся ферромагнитные частицы. Под действием вращающегося ЭМП ферромагнитные частицы, выполненные в виде тонких цилиндрических стержней, в качестве которых часто используется рубленая проволока, гвозди и т.п., вращаются в реакционной камере аппарата, следуя за вращением силовых линий создаваемого индуктором ЭМП, в плоскости, нормальной к оси реакционной камеры, и поступательно перемещаются по круговым траекториям вокруг продольной оси реакционной камеры, образуя, тем самым, облако или рой интенсивно движущихся в пространстве реакционной камеры ферромагнитных частиц, называемые вихревым слоем.A device for processing materials (Logvinenko DD, Shelyakov OP Intensification of technological processes in the devices of the vortex layer. Publishing house "Technique", 1976 - [1]), which is a housing in the form of a hollow cylinder of non-magnetic material, is known inside the inductor. The inductor creates a rotating EMF. Inside the body of the hollow cylinder, a cylindrical sleeve of non-magnetic material is tightly inserted, which is the reaction chamber of the device, inside of which there are ferromagnetic particles. Under the action of a rotating EMF, ferromagnetic particles made in the form of thin cylindrical rods, which are often used as chopped wire, nails, etc., rotate in the reaction chamber of the apparatus, following the rotation of the lines of force created by the EMF inductor, in a plane normal to the axis reaction chamber, and translationally move along circular paths around the longitudinal axis of the reaction chamber, thereby forming a cloud or swarm of ferromagnetic particles intensively moving in the space of the reaction chamber, called the vortex layer.

Недостаток устройства, известного из [1], состоит в том, что вращение ферромагнитных частиц, следующих с некоторым запаздыванием за вращением ЭМП, приводит к перераспределению в них электрических зарядов. При этом на обоих концах каждой из ферромагнитных частиц, выполненных в виде стержней, одновременно возникают положительные и отрицательные заряды, которые при вращении ЭМП уже относительно частицы попеременно меняют знак. Если обрабатываемая жидкость является электролитической, то в ней происходит электролиз. При этом с концов каждого стержня в электролитическую среду стекают электрические заряды, образовавшиеся на концах стержней в данный момент. Однако конфигурация концов стержня, которая очень важна для эффективного стока электрических зарядов, используемая в известном из [1] устройстве, не позволяет обеспечить эффективное протекание электролитических реакций в обрабатываемой среде.A disadvantage of the device known from [1] is that the rotation of ferromagnetic particles following, with some delay after the rotation of the EMF, leads to a redistribution of electric charges in them. At the same time, at both ends of each of the ferromagnetic particles made in the form of rods, positive and negative charges arise simultaneously, which, when the EMF rotates, already alternate with respect to the particle, change sign. If the liquid being treated is electrolytic, then electrolysis occurs in it. Moreover, from the ends of each rod into the electrolytic medium flows electric charges that are formed at the ends of the rods at the moment. However, the configuration of the ends of the rod, which is very important for the effective flow of electric charges, used in the device known from [1], does not allow for the efficient flow of electrolytic reactions in the medium being treated.

Таким образом, является актуальной проблема повышения эффективности и надёжности работы ФХР, в частности, при обработке электролитических сред. Выявленные недостатки устройства, известного из [1], предлагается устранить с использованием заявленного изобретения. Thus, the urgent problem of increasing the efficiency and reliability of PCR, in particular, in the processing of electrolytic media. Identified disadvantages of the device known from [1], it is proposed to eliminate using the claimed invention.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности и качества обработки обрабатываемых в ФХР электролитических сред. The technical result of the invention is to increase the efficiency and quality of processing of electrolytic media processed in PCR.

Согласно первому аспекту заявленного изобретения предложена ферромагнитная частица для использования в качестве элемента дискретного рабочего тела, размещаемого в реакционной камере ФХР с вихревым слоем, выполненная в виде ферромагнитного стержня, по меньшей мере один из концов которого выполнен в форме заостренной луковицы, в частности в форме луковицы с коротким заострением.According to a first aspect of the claimed invention, there is provided a ferromagnetic particle for use as an element of a discrete working fluid placed in a vortex-layer PCR reaction chamber made in the form of a ferromagnetic rod, at least one of the ends of which is made in the form of a pointed bulb, in particular in the form of a bulb with a short sharpening.

В одном из вариантов реализации изобретения величина порогового угла между продольной осью ферромагнитных частиц и нормалью к поверхности соприкосновения, при превышении которого острия частиц не касаются поверхности соприкосновения, составляет от 10° до 25°, предпочтительно от 10° до 20°, и наиболее предпочтительно от 10° до 15°.In one embodiment of the invention, the threshold angle between the longitudinal axis of the ferromagnetic particles and the normal to the contact surface, above which the tips of the particles do not touch the contact surface, is from 10 ° to 25 °, preferably from 10 ° to 20 °, and most preferably from 10 ° to 15 °.

Согласно второму аспекту заявленного изобретения предложен ФХР, содержащий реакционную камеру, охватываемую снаружи индуктором вращающегося электромагнитного поля, причем реакционная камера содержит множество ферромагнитных частиц, выполненных в виде стержней, по меньшей мере один из концов которых выполнен в форме заостренной луковицы.According to a second aspect of the claimed invention, an FHR is provided comprising a reaction chamber that is enveloped externally by a rotating electromagnetic field inductor, the reaction chamber comprising a plurality of ferromagnetic particles made in the form of rods, at least one of the ends of which is made in the form of a pointed bulb.

Под формой «заостренной луковицы» или «заострением в форме луковицы» в рамках настоящего изобретения понимается форма, которая образуется при закруглении поверхности оконечности ферромагнитной частицы, выполненной в виде по существу цилиндрического стержня, по отношению к его продольной оси сначала выпукло, т.е. с положительной кривизной, а затем, – вблизи его продольной оси, – вогнуто, т.е. с отрицательной кривизной, образуя тем самым в центре оконечности стержня, т.е. по существу вблизи его продольной оси, заострение, напоминающее форму заостренной луковицы или форму части сферы с заострением. In the framework of the present invention, the shape of a “pointed bulb” or “bulb-shaped peeling” is understood to mean a shape that is formed when the tip surface of a ferromagnetic particle is rounded, made in the form of a substantially cylindrical rod, in relation to its longitudinal axis, is first convex, i.e. with positive curvature, and then, - near its longitudinal axis - concave, i.e. with negative curvature, thereby forming in the center of the extremity of the rod, i.e. essentially near its longitudinal axis, a sharpening resembling the shape of a pointed bulb or the shape of a part of a sphere with a sharpening.

Как известно из области электротехники, такая форма заострения стержня ферромагнитной частицы, выполняющей в электролитической среде роль электрода, близкая к поверхности шара, является оптимальной для равномерного распределения на его головке поверхностной плотности электрического заряда. Наличие же острия на шаровидной поверхности стержня приводит к резкому пиковому повышению концентрации заряда в этом месте и, соответственно, повышению напряжённости электрического поля в среде около его кончика, способствующему дальнейшему стоку заряда (электрическому разряду) с острия стержня через окружающую токопроводящую среду в направлении зарядов противоположного знака, находящихся в обрабатываемой электролитической среде. As is known from the field of electrical engineering, this form of sharpening the rod of a ferromagnetic particle, which plays the role of an electrode in an electrolytic medium that is close to the surface of the ball, is optimal for uniform distribution of the surface density of electric charge on its head. The presence of a tip on the spherical surface of the rod leads to a sharp peak increase in the charge concentration in this place and, accordingly, an increase in the electric field strength in the medium near its tip, which contributes to a further drain of the charge (electric discharge) from the tip of the rod through the surrounding conductive medium in the direction of charges of the opposite sign located in the processed electrolytic medium.

Предложенная форма ферромагнитной частицы, с одной стороны, препятствует заклиниванию или застреванию указанной частицы в торцевых удерживающих решетках реакционной камеры, а с другой стороны, препятствует истиранию или затуплению острия частицы при ее соударении со стенками реакционной камеры, благодаря наличию выпуклых участков на концах частицы, защищающих ее остриё от контактов со стенкам реакционной камеры. Это достигается благодаря тому, что величина максимального угла между продольной осью частицы и нормалью к поверхности реакционной камеры, при котором еще возможно ее касание остриём частицы, значительно уменьшается по сравнению с конически заточенными частицами уровня техники, что снижает возможное количество прямых контактов острия стержней частиц со стенками реакционной камеры и предотвращает быстрое затупление их острия, и, таким образом, существенно продлевает срок их эффективной службы. The proposed form of a ferromagnetic particle, on the one hand, prevents jamming or jamming of the specified particle in the end holding grids of the reaction chamber, and on the other hand, prevents abrasion or blunting of the tip of the particle when it collides with the walls of the reaction chamber, due to the presence of convex portions at the ends of the particles that protect its tip from contacts with the walls of the reaction chamber. This is achieved due to the fact that the maximum angle between the longitudinal axis of the particle and the normal to the surface of the reaction chamber, at which it is still possible to touch the tip of the particle, is significantly reduced compared to conically sharpened particles of the prior art, which reduces the possible number of direct contacts of the tip of the particle rods with the walls of the reaction chamber and prevents the rapid blunting of their tip, and, thus, significantly prolongs the period of their effective service.

Загрязнённая жидкость стоков, обрабатываемая ФХР, обычно является электролитической, кроме того, при её обработке в ФХР в ней происходят процессы солеобразования, что дополнительно способствует возникновению в ней условий для электролиза. При поляризации зарядов на концах ферромагнитных частиц с концов каждой ферромагнитной частицы в электролитическую среду стекают электрические заряды, образовавшиеся на её концах в данный момент, в направлении противоположных зарядов, находящихся на концах других ферромагнитных частиц, наиболее близких к данной. Таким образом, в среде возникает и происходит электролиз. Заостренная конфигурация концов частиц по настоящему изобретению обеспечивает резкое пиковое повышение поверхностной плотности (концентрации) электрических зарядов на концах острия частиц и их более эффективный сток и движение через обрабатываемую текучую среду к зарядам противоположного знака, что приводит к интенсификации протекания электролитических реакций в ФХР и, соответственно, к повышению эффективности и качества обработки текучей среды.The contaminated effluent liquid treated with PCF is usually electrolytic, in addition, when it is processed in PCF, salt formation processes occur in it, which additionally contributes to the emergence of conditions for electrolysis in it. When the polarization of the charges at the ends of the ferromagnetic particles from the ends of each ferromagnetic particle into the electrolytic medium flows electric charges that are formed at its ends at the moment, in the direction of opposite charges located at the ends of other ferromagnetic particles closest to this one. Thus, electrolysis occurs and occurs in the medium. The pointed configuration of the ends of the particles of the present invention provides a sharp peak increase in the surface density (concentration) of electric charges at the ends of the tip of the particles and their more efficient flow and movement through the processed fluid to charges of the opposite sign, which leads to an intensification of the course of electrolytic reactions in PCR and, accordingly , to increase the efficiency and quality of fluid processing.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

На фиг.1 представлена общая схема в продольном разрезе предлагаемого ФХР с вихревым слоем, Figure 1 presents a General diagram in longitudinal section of the proposed FHR with a vortex layer,

где 1 – индуктор, 2 – корпус индуктора, 3 – немагнитная реакционная камера индуктора, 4 – ферромагнитные частицы, 5 – удерживающая решетка.where 1 is the inductor, 2 is the body of the inductor, 3 is the non-magnetic reaction chamber of the inductor, 4 is the ferromagnetic particles, 5 is the holding lattice.

На фиг. 2 показана удерживающая решетка реакционной камеры.In FIG. 2 shows the retention lattice of the reaction chamber.

На фиг. 3а изображена ферромагнитная частица согласно настоящему изобретению при её взаимодействии с внутренней поверхностью реакционной камеры без контакта ее острия с указанной поверхностью.In FIG. 3a shows a ferromagnetic particle according to the present invention when it interacts with the inner surface of the reaction chamber without the contact of its tip with said surface.

На фиг. 3б показан максимальный угол отклонения ферромагнитной частицы от нормали к поверхности реакционной камеры при контакте ее острия с указанной поверхностью. In FIG. 3b shows the maximum angle of deviation of the ferromagnetic particle from the normal to the surface of the reaction chamber upon contact of its tip with the specified surface.

На фиг. 3в показано взаимодействие ферромагнитной частицы известной формы с поверхностью реакционной камеры.In FIG. 3c shows the interaction of a ferromagnetic particle of known shape with the surface of the reaction chamber.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Физико-химический реактор с вихревым слоем (фиг. 1) содержит трубчатую реакционную камеру 3 из немагнитного материала с охватывающим ее снаружи индуктором 1 вращающегося ЭМП с корпусом 2 и обмотками. Внутри реакционной камеры 3 ФХР расположено дискретное рабочее тело в виде множества ферромагнитных частиц 4, выполненных в виде удлиненных по существу цилиндрических стержней и удерживаемых в рабочей зоне реакционной камеры 3 торцевыми удерживающими решётками 5 (см. также. фиг. 2). Дискретное рабочее тело в виде множества ферромагнитных частиц 4 по существу выполняет в ФХР функцию рабочей среды или рабочего органа, в частности перемешивающего или измельчающего/размалывающего элемента, и является неотъемлемой частью ФХР. Концы ферромагнитных частиц имеют заострение (6, 7, 8) в форме луковицы (см. фиг. 3 а, б).The physicochemical vortex-layer reactor (Fig. 1) comprises a tubular reaction chamber 3 of non-magnetic material with a rotating EMF inductor 1 enclosing it from the outside with a housing 2 and windings. A discrete working fluid in the form of a plurality of ferromagnetic particles 4 arranged in the form of elongated essentially cylindrical rods and held in the working zone of the reaction chamber 3 by end retaining grids 5 is located inside the reaction chamber 3 of the PCF (see also Fig. 2). A discrete working fluid in the form of a plurality of ferromagnetic particles 4 essentially performs in PCF the function of a working medium or a working body, in particular a mixing or grinding / grinding element, and is an integral part of PCF. The ends of the ferromagnetic particles are pointed (6, 7, 8) in the shape of a bulb (see Fig. 3 a, b).

На фиг. 3а изображена ферромагнитная частица по настоящему изобретению, которая на своем конце имеет заострение в форме луковицы, при её взаимодействии с внутренней поверхностью реакционной камеры 3 или поверхностью удерживающих решеток 5, при котором острие 6 частицы не касается внутренней поверхности стенки реакционной камеры 3 или поверхности решеток 5.In FIG. 3a shows a ferromagnetic particle of the present invention, which has a bulb-shaped tip at its end when interacting with the inner surface of the reaction chamber 3 or the surface of the retaining lattices 5, in which the tip 6 of the particle does not touch the inner surface of the wall of the reaction chamber 3 or the surface of the lattices 5 .

Заострение в форме луковицы образовано оконечностью ферромагнитной частицы, при которой ее поверхность, начиная от боковой поверхности 9 по существу цилиндрического тела частицы 4 или от боковой поверхности локального сужения или расширения тела частицы 4 в области ее оконечности, имеет выпуклый участок 7, переходящий в вогнутый участок 8, который, в свою очередь, переходит в сужающееся острие 6 частицы (см. фиг. 3а).An onion in the form of a bulb is formed by the tip of a ferromagnetic particle, in which its surface, starting from the side surface 9 of the substantially cylindrical body of the particle 4 or from the side surface of local narrowing or expansion of the body of the particle 4 in the region of its tip, has a convex section 7 turning into a concave section 8, which, in turn, passes into the tapering tip 6 of the particle (see Fig. 3a).

Как видно из фиг. 3а, предлагаемая согласно изобретению форма ферромагнитных частиц при их столкновении со стенками реакционной камеры 3 снижает вероятность затупления их острия и уменьшает, таким образом, износ частицы за счет того, что частицы 4 взаимодействуют с поверхностью реакционной камеры в большинстве случаев только своими выпуклыми участками 7, в то время как их острие 6 остается защищенным от столкновения и тем самым от затупления.As can be seen from FIG. 3a, the shape of the ferromagnetic particles according to the invention when they collide with the walls of the reaction chamber 3 reduces the likelihood of blunting their tips and thus reduces particle wear due to the fact that particles 4 interact with the surface of the reaction chamber in most cases only with their convex portions 7, while their tip 6 remains protected from collision and thereby from dulling.

На фиг.3б показан пороговый угол ɑ отклонения оси А частицы по настоящему изобретению от нормали к поверхности соприкосновения, при превышении которого острие 6 частицы вообще не касается поверхности при соударении с ней, и, соответственно, не может ни истираться, ни затупляться. Величина порогового угла ɑ определяется соотношением геометрических размеров выпуклого и вогнутого участков 7, 8 оконечности частицы и предпочтительно находится в диапазоне от 10° до 25°, предпочтительно от 10° до 20°, и наиболее предпочтительно от 10° до 15°. При величинах угла ɑ, превышающих его пороговое значение, не происходит столкновения острия 6 частицы с поверхностью стенок реакционной камеры, что способствует сохранению заостренной конфигурации ферромагнитных частиц ФХР и повышению срока их службы. FIG. 3b shows the threshold angle ɑ of the deviation of the axis A of the particles of the present invention from the normal to the contact surface, above which the tip 6 of the particle does not touch the surface at all when it collides with it, and, accordingly, can neither wear nor dull. The threshold angle ɑ is determined by the ratio of the geometric dimensions of the convex and concave sections 7, 8 of the tip of the particle and is preferably in the range from 10 ° to 25 °, preferably from 10 ° to 20 °, and most preferably from 10 ° to 15 °. When the angle ɑ exceeds its threshold value, there is no collision of the tip 6 of the particle with the surface of the walls of the reaction chamber, which helps to maintain the pointed configuration of ferromagnetic particles of PCR and increase their service life.

На фиг. 3в показано взаимодействие с поверхностью реакционной камеры известных из уровня техники ферромагнитных частиц, заострение которых имеет форму, близкую к конической. При такой форме заострения, получаемого, например, при перекусывании проволоки, из которой изготавливаются ферромагнитные частицы в известных устройствах, удар частиц о поверхность реакционной камеры практически под любым углом приводит к их быстрому истиранию и затуплению их острия вследствие существенного превышения величиной порогового угла β известных частиц, часто превышающей 60°, величины порогового угла ɑ частиц по настоящему изобретению.In FIG. 3c shows the interaction with the surface of the reaction chamber of known from the prior art ferromagnetic particles, the sharpening of which has a shape close to conical. With this form of sharpening, obtained, for example, by biting the wire from which ferromagnetic particles are made in known devices, impact of particles on the surface of the reaction chamber at almost any angle leads to their rapid abrasion and blunting their tip due to a significant excess of the threshold angle β of known particles , often exceeding 60 °, the threshold angle ɑ of the particles of the present invention.

Благодаря выполнению оконечностей ферромагнитных частиц согласно настоящему изобретению в виде заостренных луковиц практически исключается затупление частиц при их соударенииях со стенками реакционной камеры при углах соударения, измеряемых между продольной осью А частицы и нормалью к поверхности стенки камеры, превышающих пороговый угол ɑ, определяемый геометрической формой оконечности частицы, с охранением высокой эффективности стока заряда с острия их оконечностей через окружающую токопроводящую, в частности электролитическую, среду. By making the ends of the ferromagnetic particles according to the present invention in the form of pointed bulbs, the blunting of the particles when they collide with the walls of the reaction chamber at the collision angles measured between the longitudinal axis A of the particle and the normal to the surface of the chamber wall exceeding the threshold angle ɑ, determined by the geometric shape of the particle tip , with the preservation of the high efficiency of charge drain from the tip of their extremities through the surrounding conductive, in particular electrolytic, environment.

Работает ФХР следующим образом. Магнитный индуктор 1, подключенный к сети переменного тока, создает в рабочей зоне вращающееся ЭМП. FHR works as follows. A magnetic inductor 1 connected to an AC network creates a rotating EMF in the working area.

Обрабатываемая текучая среда поступает в реакционную камеру 3 в направлении потока, показанного стрелкой на фиг. 1, и беспрепятственно проходит через удерживающие решетки 5, расположенные с торцов реакционной камеры. Воздействие вращающегося ЭМП на ферромагнитные частицы 4, размещенные в реакционной камере 3, приводит к их интенсивному вращению и круговому поступательному движению, что образует вихревой слой частиц, создающий турбулентность жидкости. Кроме того, в ферромагнитных частицах удлинённой формы возникает магнитострикция и электрическая поляризация, совместное действие которых вызывает в обрабатываемой среде кавитацию, распространение акустических волн и электролиз. Всё это, в свою очередь, приводит к размолу твёрдых частиц и примесей в обрабатываемой среде, ее интенсивному смешиванию и перемешиванию, интенсификации и катализу химических реакций, коагуляции, электрокоагуляции, флокуляции, что, в частности, способствует солеобразованию и агрегированию примесей и облегчает их последующее отделение от жидкости.The fluid to be treated enters the reaction chamber 3 in the direction of flow shown by the arrow in FIG. 1, and freely passes through the retaining lattices 5 located at the ends of the reaction chamber. The effect of a rotating EMF on ferromagnetic particles 4, placed in the reaction chamber 3, leads to their intensive rotation and circular translational motion, which forms a vortex layer of particles that creates fluid turbulence. In addition, magnetostriction and electric polarization arise in elongated ferromagnetic particles, the combined action of which causes cavitation, propagation of acoustic waves and electrolysis in the medium being treated. All this, in turn, leads to the grinding of solid particles and impurities in the treated medium, its intensive mixing and mixing, intensification and catalysis of chemical reactions, coagulation, electrocoagulation, flocculation, which, in particular, promotes salt formation and aggregation of impurities and facilitates their subsequent separation from the liquid.

Форма концов ферромагнитных частиц в виде заостренных луковиц, обеспечивающая эффективное стекание образующихся на них электрических зарядов при обработке в ФХР электролитических сред, а также предотвращение затупления и длительное сохранение тем самым заостренной конфигурации концов частиц согласно настоящему изобретению позволяет резко пиково повышать поверхностную плотность (концентрацию) электрических зарядов на концах острия ферромагнитных частиц и, соответственно, обеспечивать их более эффективный сток и движение через обрабатываемую среду к зарядам противоположного знака, что приводит к интенсификации протекания электролитических реакций в ФХР и, соответственно, к повышению эффективности и качества обработки текучих сред, в частности, сточных вод. The shape of the ends of the ferromagnetic particles in the form of pointed bulbs, which ensures the efficient drainage of the electric charges formed on them during processing in the PCR of electrolytic media, as well as the prevention of dulling and thus the long-term preservation of the pointed configuration of the particle ends according to the present invention, can sharply increase the surface density (concentration) of electric charges at the ends of the tip of the ferromagnetic particles and, accordingly, ensure their more efficient flow and movement through the medium to the charges of the opposite sign, which leads to the intensification of the course of electrolytic reactions in PCR and, accordingly, to increase the efficiency and quality of the processing of fluids, in particular Wastewater.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет повысить эффективность и качество обработки текучих, в особенности электролитических, сред за счёт интенсификации процесса электролиза в обрабатываемой текучей среде.Thus, the present invention allows to increase the efficiency and quality of processing fluid, in particular electrolytic, media due to the intensification of the electrolysis process in the processed fluid.

Claims

1. A ferromagnetic particle for use as an element of a discrete working fluid, placed in a vortex-layer FHR reaction chamber, made in the form of a rod, characterized in that at least one of the ends of the particle has a bulb-shaped edge.

2. A ferromagnetic particle according to claim 1, in which both ends have a bulb-shaped point.

3. The ferromagnetic particle according to claim 1, in which the threshold angle between the longitudinal axis of the particle from the normal to the contact surface, above which the tips of the particles do not touch the contact surface, is from 10 ° to 25 °, preferably from 10 ° to 20 ° and most preferably from 10 ° to 15 °.

4. A physicochemical vortex-layer reactor containing a tubular reaction chamber of non-magnetic material and an inductor of a rotating electromagnetic field enveloping it from the outside, the reaction chamber containing many ferromagnetic particles according to one of claims. 1-3.