УСТАНОВКА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ

Полезная модель относится к аппаратам, использующим для обработки материалов энергию вращающегося электромагнитного поля, воздействующего на ферромагнитные частицы, вращающиеся под его воздействием. Установка может быть использована в нефтяной, сельскохозяйственной и пищевой отрасли промышленности.
Известны аппараты, основанные на указанном принципе, содержащие реакционную камеру в виде трубы из немагнитного материала со сменной вставкой и одним индуктором вращающегося электромагнитного поля, заключенную в стальной корпус и охлаждаемую маслом, подаваемым снаружи.
Известен аппарат вихревого слоя, состоящий из корпуса, представляющего цилиндр из немагнитного материала, индуктора, создающего вращающееся электромагнитное поле, металлической рубашки, служащей емкостью для охлаждения и сменной цилиндрической вставки, являющейся рабочей камерой аппарата, внутри которой находятся ферромагнитные частицы (Д.Д.Логвиненко, О.П.Шеляков Интенсификация технологических процессов в аппаратах вихревого слоя. Техника 1976 г.).
Недостатком вышеуказанного аппарата вихревого слоя является быстрый износ сменной вставки, а также неудобство в работе из-за высыпания ферромагнитных частиц из рабочей зоны при отключении аппарата.
Известен также аппарат вихревого слоя, выбранный в качестве прототипа, и содержащий реакционную камеру в виде трубы из немагнитного материала, в рабочей зоне которой расположена сменная вставка с ферромагнитными частицами. Труба размещена в осевом канале индуктора. Индуктор снаружи имеет обечайку. Труба и сменная вставка неподвижно фиксируются при помощи установочных винтов. Индуктор с трубой заключен в кожух, соединенный с крышками через уплотнения. На крышке есть патрубок подвода охлаждающей среды. Крышка снабжена патрубком для подвода охлаждающей среды, сообщенным с коллектором. Между обечайкой и кожухом образован кольцевой зазор. Стенка коллектора, обращенная к индуктору, имеет кольцевую проточку, в которой плотно установлен торец обечайки. По обе стороны проточки выполнены отверстия для подвода среды. Питание индуктора производится через токоввод, энергия к которому поступает от блока управления (патент РФ №2072257, опубликован 27.01.1997, МПК B01F 13/08).
Недостаток прототипа - недолговечный срок службы сменной вставки, в которой находятся ферромагнитные частицы, а также неудобство в работе из-за высыпания ферромагнитных частиц из рабочей зоны при отключении аппарата. Интенсивное движение ферромагнитных частиц в вихревом поле, акустические колебания среды, кавитация, быстропеременные по величине и направлению электромагнитные поля, а также возникающая на поверхности металла разность потенциалов и механохимические явления приводят зачастую к разрушению вставки через 150-200 часов работы.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение долговечности работы сменной вставки и повышение удобства в работе установки.
Задача достигается тем, что установка электромагнитного поля содержит основную трубу из немагнитного материала (реакционную камеру), крышки с патрубками подвода и отвода охлаждающей среды, подключенными к внешней системе подачи и охлаждения, а также размещенный между крышками индуктор вращающегося электромагнитного поля. В основной трубе установлено сменное устройство в виде цилиндрической трубы из немагнитного материала с ферромагнитными частицами (сменное устройство). Сменное устройство установлена на подшипниках, которые закреплены в основной трубе с возможностью его вращения в процессе работы установки, а нижняя часть сменного устройства снабжена постоянным кольцевым магнитом, улавливающим ферромагнитные частицы при выключении установки.
Разрушение сменной вставки в общем случае идет за счет нормальной и тангенциальной составляющих силы в момент удара. Исключая действие тангенциальной составляющей силы вращением цилиндрической сменной вставки можно резко уменьшить ее износ. Это достигается вращением сменной вставки за счет действия момента, вызванного тангенциальными силами. В этом случае осуществляется саморегулирование скорости вращения в зависимости от режимов работы вихревого слоя, например, массы, размеров и формы ферромагнитных частиц.
На фиг.1 изображен общий вид установки электромагнитного поля в разрезе.
Установка электромагнитного поля содержит основную трубу из немагнитного материала 1, внутри которой расположена цилиндрическая сменная вставка 2 с ферромагнитными частицами (иголками) 3. Труба 1 размещена в осевом канале индуктора 4 с зазором 5. Индуктор 4 снаружи имеет обечайку 6, а труба 1 фиксируется в его осевом канале при помощи установочных винтов 7. Индуктор 4 с трубой 1 заключен в кожух 8, соединенный с крышками 9, 10 через уплотнение 11, 12. На крышке 10 расположен патрубок 13 подвода среды. Крышка 10 снабжена патрубком 14 для подвода охлаждающей среды, сообщенным с коллектором 15. Между обечайкой 6 и кожухом 8 образован кольцевой зазор 16. Стенка коллектора 15, обращенная к индуктору 4, имеет кольцевую проточку 17, в которой плотно установлен торец обечайки 6. По обе стороны проточки 17 выполнены отверстия 18 и 19 для прохода охлаждающей среды в зазоры 5 и 16. Сменная вставка 2 закреплена в трубе 1 двумя подшипниками 21, при помощи которых происходит вращение сменной вставки 2. В нижней части сменной вставки 2 расположено кольцо 22, выполненное из постоянных магнитов. Величина магнитного поля постоянных магнитов значительно меньше величины электромагнитного поля рабочей зоны установки. Постоянные магниты кольца 22 служат для улавливания ферромагнитных частиц (иголок) 3, которые при выключении установки перемещаются в нижнюю часть сменной вставки 2.
Установка электромагнитного поля работает следующим образом. Включают систему охлаждения. При этом охлаждающая среда через патрубок 14 поступает в коллектор 15 и далее в зазоры 6 и 16, равномерно омывая индуктор 4 и основную трубу (реакционную камеру) 1, и выводится из установки через патрубок 13. Затем подают питание в индуктор 4 и устанавливают заданную нагрузку, при этом ферромагнитные частицы (иголки) 3 из нижней части сменной вставки 2 возвращаются в рабочую зону, где происходит их хаотичное вращение, в результате которого начинает вращаться на подшипниках 22 сменная вставка 2. Затем в реакционную камеру 1 подают продукт, который после обработки ферромагнитными частицами 3 направляется к потребителю. Заявляемая установка электромагнитного поля имеет преимущество по сравнению с прототипом:
- увеличен срок службы сменной вставки с 200 часов до 2000 часов работы за счет вращения сменного устройства в процессе работы, достигаемого благодаря закреплению его на подшипниках,
- повышено удобство в работе установки за счет невыпадания ферромагнитных частиц из нижней части сменной вставки.