УСТРОЙСТВО ПРИГОТОВЛЕНИЯ ВЫСОКОДИСПЕРСНЫХ ВОДОТОПЛИВНЫХ ЭМУЛЬСИЙ ВРАЩАЮЩИМСЯ В ПРОТИВОПОЛОЖНЫХ НАПРАВЛЕНИЯХ МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ В ДВУХ РАБОЧИХ ЗОНАХ С НАРУЖНЫМИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ ИНДУКТОРАМИ
DEVICE FOR PRODUCING SUPERFINE WATER-FUEL EMULSIONS BY MAGNETIC FIELD REVOLVING IN OPPOSITE DIRECTIONS IN TWO WORKING ZONES WITH EXTERNAL ELECTROMAGNETIC INDUCTORS

Изобретение относится к устройствам для получения водотопливных эмульсий и может использоваться в энергетической, нефтегазодобывающей, металлургической, химической, автомобильной и других областях промышленности, в частности, при сжигании топлива в котельных, котлах ТЭЦ, ТЭС, котлах цехов металлургических заводов.
Известен активатор жидкости, содержащий рабочую зону трубы с вставкой и рабочим телом внутри в виде иголок, и с наружным электромагнитным индуктором [1].
Недостатком его является малая эффективность работы и короткий ресурс работы из-за быстрого износа вставки трубы в рабочей зоне.
В качестве прототипа принимаем активатор жидкости, содержащий рабочую зону трубы, покрытой слоем износоустойчивой керамики, с рабочим телом в виде биметаллических иголок с наружной поверхностью из немагнитного металла, например, титана, с сердцевиной из ферромагнитного материала и наружным электромагнитным индуктором. Данный активатор работает от трехфазного тока и создает вращающееся магнитное поле [2].
Недостатком прототипа является недостаточная эффективность обработки.
Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности, снижение энергозатрат, например, при обработке водотопливных эмульсий в системе топливоподачи дизелей и котлов. Данная цель достигается тем, что предлагается двухиндукторная последовательность двух камер смешения с вращающимся магнитным полем в противоположных направлениях в каждой камере. На входе рабочих зон установлены дефлекторы тока жидкости, придающие поступающей жидкости вращение в направлении, противоположном направлению вращения магнитного поля. На выходе дефлекторы останавливают вращение жидкости и препятствуют выносу частиц из рабочих зон.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности работы. Указанный результат достигается тем, что устройство приготовления высокодисперсных водотопливных эмульсий содержит две последовательных рабочих зоны трубы с рабочими телами в виде ферромагнитных частиц (иголок) внутри и наружными электромагнитными индукторами, создающими вращающееся в противоположных направлениях магнитное поле, а также дефлекторами вращения жидкости, установленными на входе и выходе рабочей зоны, причем, с целью повышения эффективности, ферромагнитные частицы (иголки) и жидкость в каждой из зон вращаются в противоположных направлениях, а электромагнитные индукторы работают с разной напряженностью магнитного поля и регулируемой частотой вращения поля. Указанная совокупность нововведений позволяет повысить эффективность перемешивания и диспергации за счет использования более широкого спектра возбуждаемых движений частиц, большей стохастизации и возможности оптимизации режима работы смесителя при различных частотах и интенсивности поля. Возможность регулирования интенсивности и частоты обеспечивается за счет серийно выпускаемых регулируемых трехфазных источников питания.
На чертеже показана схема устройства приготовления высокодисперсных водотопливных эмульсий. Устройство приготовления водотопливных эмульсий состоит из трубы 1, снаружи трубы расположены электромагнитные индукторы 2, в рабочих зонах трубы помещены ферромагнитные частицы (иголки) 3, а на входе и выходе рабочих зон расположены дефлекторы 4.
Работает устройство приготовления высокодисперсных водотопливных эмульсий следующим образом. Магнитные индукторы 2 подключены к сети трехфазного переменного тока, они создают в рабочих зонах вращающееся магнитное поле регулируемой напряженности и частоты, направление вращения в двух рабочих зонах противоположно.
Жидкость (сырье), поступая в рабочую зону, получает начальное вращение с помощью дефлектора в противоположном вращению магнитного поля направлении. На выходе рабочей зоны жидкость, за счет выходного дефлектора, прекращает вращение. Дефлектор предотвращает вынос частиц из рабочей зоны. Далее при входе во вторую рабочую зону движение жидкости организуется аналогично, но в противоположном направлении.
Ферромагнитные частицы (иголки) 3 вращаются индивидуально вокруг своего центра инерции, ориентируясь вдоль направления вращающегося магнитного поля, а также принимают участие в коллективном движении в рабочей зоне вместе с результирующим потоком жидкости.
При указанной выше организации вращения жидкости и ферромагнитных частиц (иголок) в противоположных направлениях в каждой из рабочих зон ферромагнитные частицы вращаются и движутся хаотично относительно друг друга. Осуществляется эффективное перемешивание, активация жидкости и ускорение физико-химических процессов. Увеличение энергии горения за счет эффективного перемешивания многократно превышает энергию, затраченную на создание вращающегося магнитного поля.
Таким образом, по сравнению с прототипом, в предлагаемом устройстве приготовления высокодисперсных водотопливных эмульсий эффективность обработки жидкости повышается за счет вращения жидкости и ферромагнитных частиц (иголок) в противоположных направлениях. Эффективность обработки повышается также за счет возможности регулирования вращающегося магнитного поля по напряженности, частоте и направлению вращения с помощью серийных трехфазных источников питания, что позволяет подобрать наилучший режим обработки.
Использованные источники
1. Вершинин Н.П., Вершинин И.Н., Есаулов И.В., Патент №2049563 «Установка для активации процессов», приоритет от 23 июня 1992 года.
2. Романов В.А., Романов М.А., Шумилов А.А., Шумилова О.В., Карт М.А., Елецких Л.В., Патент №2224586 «Активатор жидкости», приоритет от 11.11.2002 года.