Устройство для магнитной обработки жидкости

Полезная модель относится к области обработки различных жидкостей магнитным полем и может быть использована для обработки перекачиваемых по трубопроводам воды, водных растворов, нефти, водонефтяных эмульсий и нефтепродуктов.
Известно устройство для магнитной обработки жидкости (Классен В.И. Омагничивание водных систем. М.: Химия, 1978, с. 116). В известном устройстве обрабатываемая жидкость протекает через узкие щелевые зазоры между цилиндрическими и кольцевыми постоянными магнитами. Постоянный объем жидкости движется в устройстве с расчетной скоростью и пересекает магнитный поток расчетной напряженности. Эффективная обработка жидкости возможна только при неизменных, установившихся параметрах расхода жидкости. То есть при изменении расхода жидкости изменяется скорость течения жидкости через щелевые зазоры магнитов и эффективность обработки при этом резко снижается.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является устройство для магнитной обработки жидкости, включающее диамагнитный корпус и охватывающий его блок магнитов (патент KZ 8632, опубликован 15.11.2004). Корпус выполнен из трех последовательно расположенных секций с последовательно уменьшающимися проходными сечениями, соединенных друг с другом посредством сужающихся каналов.
Недостатком известного технического решения является низкая эффективность обработки жидкости со скоростями течения более 0,1 м/сек. Это обусловлено применением постоянных магнитов, величина напряженности магнитного поля которых ограничена физическими свойствами известных материалов.
Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в повышении эффективности магнитной обработки жидкости с различными скоростями течения, в том числе со скоростями более 0,1 м/сек.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для магнитной обработки жидкости, включающем корпус из немагнитного материала и охватывающий его блок магнитов, согласно полезной модели, корпус снабжен концевыми фланцами для соединения с фланцами трубопровода для перекачки жидкости, блок магнитов выполнен в виде многовиткового индукционного блока, подсоединенного к блоку управления и питания электрическим током.
Кроме того, многовитковый индукционный блок выполнен из нескольких самостоятельных элементов, электрически соединенных между собой.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная конструктивная схема предложенного устройства для магнитной обработки жидкости.
Устройство для магнитной обработки жидкости включает в себя корпус 1 из немагнитного материала, например, из металлических сплавов или органических полимеров. Корпус 1 снабжен концевыми фланцами 2 для соединения с фланцами 3 трубопровода перекачки какой-либо жидкости. Снаружи корпус 1 охватывается блоком магнитов, который выполнен в виде многовиткового индукционного блока 4 (электрической катушки). Причем индукционный блок 4 может быть выполнен из нескольких элементов 5, представляющих собой отдельные индукционные блоки (электрические катушки), электрически соединенные между собой посредством электрических проводов 6 и соответствующих контактов (условно не показаны). Индукционный блок 4 посредством электрических проводов 7 соединен с блоком 8 управления и питания электрическим током. Блок 8 может подавать на индукционный блок 4 напряжение постоянного или импульсного электрического тока, частота которого может регулироваться до 200000 импульсов в минуту с длительностью импульса 1-2 миллисекунды. Характеристики электрического тока выбираются эмпирическим путем, исходя из вида обрабатываемой жидкости и скорости ее перекачки по трубопроводу.
Устройство для магнитной обработки жидкости работает следующим образом.
При движении потока жидкости через внутреннее пространство корпуса 1 электромагнитное поле, формируемое индукционным блоком 4, воздействует на эту жидкость либо в постоянном, либо в импульсном режиме. Воздействие постоянного или импульсного электро-магнитного поля различной частоты (до 200 тысяч импульсов в минуту длительностью 1-2 миллисекунды) приводит к разрыву оболочек крупных кластеров в жидкостях (центров кристаллизации), их разрушению и образованию одиночных молекул, частиц и ионов, являющихся новыми многочисленными центрами кристаллизации, дальнейший рост которых переносится с поверхности раздела (стенок трубопровода) в поток жидкости, в связи с чем загрязнения не оседают на стенках и продолжают двигаться в потоке жидкости. Кроме того, исследованиями выявлено, что пульсирующий характер течения, обусловленный воздействием электромагнитного поля с переменным спектром частот, позволяет за счет изменения гидродинамических переменных (частота пульсации, амплитуда пульсации и скорость течения) измененять режимы течения, в частности, увеличение скорости течения в направлении стенки корпуса 1.
Закономерности протекания физических процессов и явлений при обработке жидкостей магнитным полем изложены в многочисленных работах, в частности, в статье - «Мартынова О.И., Гусев Б.Т., Леонтьев Е.А., К вопросу о механизме влияния магнитного поля на водные растворы солей // Успехи физических наук, 1969, №98, с. 25-31».
Во время опытной промышленной эксплуатации предложенного устройства были получены положительные результаты в части повышения эффективности обработки жидкостей электромагнитным (в том числе импульсным) полем по сравнению с традиционно применяемыми техническими решениями с использованием постоянных магнитов.