ПРОТОЧНАЯ МАГНИТНАЯ ЯЧЕЙКА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ ТЕКУЧИХ СРЕД НА ЕЁ ОСНОВЕ

Область техники
Полезная модель относится к конструкции проточной магнитной ячейки и устройств для магнитной обработки текучих сред на ее основе.
Здесь и далее применительно к полезной модели обозначены:
(а) термином «текучая среда»:
во-первых, газообразные и легкотекучие жидкие преимущественно углеводородные чистые или композиционные вещества (в частности, природный или коксовый газ, пропан, бутан и их смеси, синтез-газ, бензин, бензоспирт, дизельное топливо, авиационный керосин и т.п.), которые используют как топливо для ДВС и теплоэнергетических агрегатов или как сырье для химического синтеза,
во-вторых, вода из произвольных природных и искусственных источников, особенно жесткая и/или загрязненная патогенной микрофлорой,
в-третьих, ньютоновские жидкости в виде произвольных истинных растворов и,
в-четвертых, легкотекучие аэрозоли и жидкие суспензии или эмульсии, которые могут содержать естественные и/или искусственные тонкодисперсные механические примеси;
(б) термином «магнитная обработка» - прокачка выбранной текучей среды сквозь по меньшей мере один зазор между постоянными магнитами, закрепленными в любом из предложенных далее устройств, с целью изменения физико-химических свойств этой среды;
(в) термином «омагниченная» - произвольная текучая среда после магнитной обработки;
(г) термином «источник текучей среды» - произвольный сосуд с запасом текучей среды (например: газгольдер или газовый баллон, топливный бак транспортного средства, бак для воды и т.п.), или трубопровод с ответвлениями и запорно-регулирующей арматурой; и
(д) термином «потребитель текучей среды» - газовая плита, произвольный двигатель внутреннего сгорания, водогрейный котел, паровой котел, иной нагреватель и т.д.
Следует также иметь в виду, что употребленные далее определения «верхний» и «нижний», «левый» и «правый» и им подобные относятся только к взаиморасположению изображений соответствующих деталей на цитируемых и приложенных чертежах.
Предшествующий уровень техники
Влияние магнитного поля на физико-химические свойства вещества выявил в начале XX века Ван дер Ваальс. Позже были предприняты первые попытки подвести теоретическую базу под такое влияние (см., например: L.I. Schiff and H. Snyder, Physical Review, 55, 59, 1939) и установить, как именно магнитные поля возбуждают молекулы химических соединений (см., например: Dong Lai, Edwin E. Salpeter Hydrogen molecules in a superstrong magnetic field: Excitation levels // Physical Review A, v.53, No. 1, 1996, с. 152-167).
Ныне общеизвестно, что магнитная обработка изменяет структуру воды и повышает ее химическую и биологическую активность. Так, в омагниченной воде возрастает скорость химических реакций, интенсифицируется абсорбция газов (в частности, кислорода), облегчаются кристаллизация растворенных веществ и коагуляция иных примесей и их выпадение в тонкодисперсный осадок, что особенно важно для предупреждения образования накипи. Мало того, омагниченная вода повышает проницаемость клеточных мембран растений и животных. Это активирует обмен веществ, снижает количество холестерина в крови и способствует нормализации артериального давления, выделению мелких камней из почек, излечению заболеваний кожи, легких, суставов и т.д.
Аналогично, магнитная обработка углеводородов интенсифицирует их горение, повышает к.п.д. теплоэнергетических агрегатов, снижает количество оксида углерода, сажи и недогоревших углеводородных звеньев в массе продуктов сгорания и, тем самым, способствует снижению удельного расхода топлива.
В принципе магнитная обработка примитивно проста. Текучую среду выдерживают некоторое время в зазоре или прокачивают через достаточно протяженный зазор между полюсами мощных магнитов и далее используют по назначению.
Однако издержки на изготовление и монтаж, масса, габаритные размеры, удобство обслуживания и ремонтопригодность устройств для магнитной обработки и их эффективность существенно зависят от типа, геометрической формы и химического состава магнитов и их взаиморасположения в пространстве.
Соответственно, количество вариантов конструкции устройств для магнитной обработки (особенно после «нефтяного кризиса» в семидесятых годах XX века) растет столь стремительно, что полный обзор научных статей и патентных документов по этой тематике в рамках любой патентной заявки в принципе невозможен. Поэтому далее рассмотрены лишь основные направления в разработке магнитных систем для обработки текучих сред.
Некоторые изобретатели полагают, что основным фактором, обуславливающим эффективность магнитной обработки текучих сред, является напряженность магнитного поля. Естественно, что обеспечивать ее на высоком уровне и легко регулировать в широком диапазоне в зависимости от вязкости и напора текучих сред можно с помощью электромагнитов (см., например: патентную заявку US 2009/0325109 A1).
Такие устройства неэкономичны, ибо энергетический выигрыш от повышения полноты сгорания омагниченного (в частности, газового) топлива будет тем меньше, чем выше затраты электроэнергии на питание электромагнитов. Кроме того, они громоздки и потому практически непригодны для оснащения трактов питания ДВС транспортных средств.
Следует также иметь в виду, что эффект магнитной обработки примерно через полтора часа заметно ослабевает, а затем постепенно исчезает. Поэтому магнитную обработку текучих сред обычно проводят непосредственно перед их потреблением.
Для этого используют такие компактные проточные системы на основе постоянных магнитов, которые можно встраивать в тракты питания различных потребителей омагниченных текучих сред (см., например: 1. Устройство для магнитной обработки воды и жидких и газовых топлив согласно U.S. 4,357,237; 2. Магнитный активатор природного или иного топливного газа, предлагаемый для установки перед горелками промышленных паровых котлов украинской корпорацией «СКИФ» на сайте www.skifcorp.com.ua; 3. Устройство для магнитной обработки газа, текущего через полимерный питающий трубопровод, согласно UA 44934 U; 4. Топливный фильтр ДВС, оснащенный набором постоянных магнитов согласно RU 2196918 C1, и мн. др.).
В большинстве таких устройств постоянные магниты располагают вдоль потока обрабатываемой текучей среды внутри и/или снаружи соответствующего (обычно неферромагнитного) трубопровода с целью минимизации радиальных размеров.
В UA 59679 A раскрыт экзотический способ магнитной обработки жидкости или газа, который предусматривает якобы резонансное анизотропное воздействие магнитного поля на обрабатываемое вещество.
Для реализации этого способа предложено использовать несколько (обычно не менее трех) пластинчатых ориентированных по потоку текучей среды последовательно закрепленных постоянных магнитов. Они должны быть расположены внутри круглого в поперечном сечении корпуса под углами, которые равны углам между соседними межатомными ковалентными связями внутри молекулы обрабатываемого вещества (например: 104°27′ для воды, 109°28′ для метана, 119°54′ для этилена, 120° для бензола, 106°47′ для аммиака и т.д.).
По мнению изобретателей, скрещивание под такими углами нескольких магнитных потоков обеспечивает наиболее эффективную обработку газообразных или жидких веществ. Очевидно, что такие устройства эффективны лишь при условии магнитной обработки определенного практически чистого химического соединения, тогда как большинство текучих сред являются смесями по меньшей мере двух химических соединений.
Действительно, вода из природных поверхностных или подземных источников, содержащая разнообразные растворенные и механические примеси, попутный газ нефтяных месторождений, сланцевый газ, продукты подземной газификации угля, синтез-газ, такие нефтепродукты, как бензины и дизельные топлива, бензоспирт и т.д. - многокомпонентные смеси.
Соответственно, существует потребность в устройствах, пригодных для эффективной магнитной обработки газообразных и жидких текучих сред произвольного состава.
Такие устройства должны обеспечивать в зазорах между постоянными магнитами как можно большую величину магнитной индукции.
Из патентной заявки US 2007/0138077 A1 известны проточная магнитная ячейка и несколько устройств для магнитной обработки текучих сред на ее основе. Они наиболее близки к предлагаемым далее магнитной ячейке и устройству того же назначения.
Известная проточная магнитная ячейка (см. фигуры 21 и 22, позиции 10, 11, 12, 13 и 22) имеет размещенные с равномерным зазором не более 90 мм (а предпочтительно 60 мм или менее) внешний и внутренний сменные магнитные блоки (10) и (11). Каждый такой блок, именуемый в оригинале «картридж», вмещает состыкованные по плоским боковым граням протяженные пластинчатые постоянные магниты. Пространство между блоками (10) и (11) разделено дугообразной перегородкой (12) на воздушную полость и канал (13) для прохода текучей среды. Эта перегородка (12) обычно является частью стенки неферромагнитного перепускного трубопровода (22), который врезан в основной тракт подачи текучей среды из ее источника к потребителю. В рабочем положении плоскости стыка магнитов в указанных блоках ориентированы поперек потока текучей среды.
На фиг. 23 показаны составные пластинчатые постоянные магниты (28), (29) и (30), зафиксированные с помощью немагнитных направляющих (32) внутри блоков (10) и (11). Магниты могут быть выбраны из группы, состоящей из спеченных ферритов, магнитов на основе редкоземельных элементов (в частности, спеченных композитов типа Nd-Fe-B) и магнитов на основе никеля (в частности, Al-Ni-Co).
По мнению изобретателей, количество магнитов внутри указанных блоков может изменяться в зависимости от отношения диаметра перепускного трубопровода к длине той его части, где размещены магниты. К сожалению, изобретатели не дали ясные и точные указания на пространственное взаиморасположение полюсов магнитов внутри известной магнитной ячейки. Описание изобретения содержит лишь туманные намеки на возможность изменения такого взаиморасположения в зависимости от типа и качества топлива, его температуры и давления во время магнитной обработки, промежутка времени между магнитной обработкой и сжиганием топлива и упомянутого соотношения диаметра и длины. Также невнятно сказано, что магнитные поля, создаваемые постоянными магнитами, должны быть ориентированы относительно потока топлива под соответствующими углами.
Простейшее известное устройство для магнитной обработки текучих сред согласно фиг.22 имеет две вышеописанные проточные магнитные ячейки и общий корпус в виде перепускного трубопровода (22). Магнитные блоки (10) установлены сверху и снизу этого трубопровода, а магнитные блоки (11) зафиксированы на разделительной пластине (27) из ферритной или электротехнической стали. Эта пластина (27) жестко закреплена в диаметральной плоскости трубопровода (22) между каналами (13) для прохода текучей среды.
Любое сложное устройство для магнитной обработки текучих сред содержит входной фланец, диффузор, распределитель, по меньшей мере два концентрично расположенных вышеописанных простейших устройства, коллектор обработанной текучей среды, конфузор и выходной фланец. Фланцы служат для врезки сложного устройства в тракт питания потребителя.
Согласно приведенным в US 2007/0138077 A1 данным, магнитная индукция в зазоре каждой известной магнитной ячейки находится в диапазоне от 0,02 до 1,0 Тл.
Известная магнитная ячейка громоздка вследствие монтажа на перепускном трубопроводе. Соответственно, известные устройства для магнитной обработки текучих сред на основе таких магнитных ячеек имеют значительные радиальные габариты. Однако главный недостаток состоит в том, что часть перепускного трубопровода, которая расположена между парой магнитных блоков (10) и (11), препятствует сокращению зазора между противолежащими магнитами и, тем самым, снижает вероятность доведения магнитной индукции в зазоре до практически возможного предела. Это снижает эффективность магнитной обработки текучих сред.
Сущность полезной модели
В основу полезной модели положена задача путем изменения взаиморасположения постоянных магнитов и согласования генерируемых ими магнитных полей создать более компактную проточную магнитную ячейку, позволяющую существенно увеличить магнитную индукцию в зазоре, и устройства на ее основе для интенсивной магнитной обработки текучих сред.
Эта задача в первой части решена тем, что в проточной магнитной ячейке, имеющей два расположенных с равномерным зазором магнитных блока, каждый из которых содержит по меньшей мере два состыкованных плоскими боковыми гранями одинаковых пластинчатых постоянных магнита, и фиксатор этих блоков в рабочем положении, согласно изобретательскому замыслу магниты в каждом магнитном блоке чередуются по полярности и связаны с противоположной зазору стороны магнитопроводом, плоскости стыка между магнитами внутри магнитных блоков ориентированы в рабочем положении по потоку текучей среды, противолежащие магниты разных блоков обращены один к другому одинаковыми магнитными полюсами, а фиксатор магнитных блоков расположен вне указанного зазора.
В такой проточной магнитной ячейке зазор между противоположными блоками постоянных магнитов свободен от препятствий. Поэтому указанные блоки могут быть расположены настолько близко, насколько это допустимо с учетом вязкости и напора обрабатываемой текучей среды. Магнитопроводы снижают потери магнитных потоков в пространстве, а перекрестное взаимодействие этих потоков обеспечивает сгущение силовых линий магнитных полей в центральной части зазора между одинаковыми магнитными блоками.
Вследствие этого магнитная индукция в зазоре существенно возрастает (до 1,4 Тл и более) и, соответственно, интенсифицируется магнитная обработка текучих сред.
Первое дополнительное отличие состоит в том, что каждый магнитный блок содержит два пластинчатых постоянных магнита, а зазор между магнитными блоками не превышает 30% толщины пластины магнита. Это обеспечивает эффективную магнитную обработку любых газообразных и жидких текучих сред.
Второе дополнительное отличие состоит в том, что каждый магнитный блок содержит три пластинчатых постоянных магнита, а зазор между магнитными блоками не превышает 20% толщины пластины магнита. Это целесообразно при обработке преимущественно газообразных текучих сред.
Третье дополнительное отличие состоит в том, что фиксатор имеет вид проточного корпуса, который по меньшей мере в зоне крепления магнитных блоков изготовлен из ферромагнитного материала, и прилегающие к магнитам части этого корпуса служат магнитопроводами. Это существенно упрощает изготовление и монтаж магнитных ячеек в простых серийных устройствах для магнитной обработки текучих сред.
Во второй части поставленная задача решена тем, что в устройстве для магнитной обработки текучих сред, имеющем проточный корпус, который оснащен средствами для включения в тракт подачи текучей среды от ее источника к потребителю и служит фиксатором по меньшей мере одной проточной магнитной ячейки, включающей два расположенных с равномерным зазором магнитных блока, каждый из которых содержит по меньшей мере два состыкованных плоскими боковыми гранями одинаковых пластинчатых постоянных магнита, согласно изобретательскому замыслу в каждой такой ячейке магниты в каждом магнитном блоке чередуются по полярности и связаны с противоположной зазору стороны магнитопроводом, плоскости стыка между этими магнитами ориентированы в рабочем положении по потоку текучей среды, а про тиволежащие
магниты разных блоков обращены один к другому одинаковыми магнитными полюсами.
Простейшее устройство такого типа с одной магнитной ячейкой предпочтительно применять для магнитной обработки текучих сред типа водопроводной воды, например, перед заливкой ее в стиральную машину, и природного газа или смеси пропана и бутана перед подачей в горелки газовых плит.
Более сложные устройства с двумя и более магнитными ячейками пригодны для обработки произвольных текучих сред в широком диапазоне расходов.
Первое дополнительное отличие состоит в том, что проточный корпус оснащен во входной части подходящим турбулизатором потока обрабатываемой текучей среды, который изготовлен из неферромагнитного материала. Это обеспечивает практически одинаковую магнитную обработку всей массы пропускаемой через устройство текучей среды.
Второе дополнительное отличие состоит в том, что в проточном корпусе последовательно установлены по меньшей мере две указанные магнитные ячейки, при этом плоскость симметрии каждой очередной ячейки повернута относительно плоскости симметрии предшествующей ячейки на прямой угол. Габаритные размеры таких устройств обычно составляют 100…150 мм по оси и 30…50 мм по диаметру, что позволяет легко монтировать их в трактах питания ДВС. Экспериментально установлено, что даже две такие магнитные ячейки обеспечивают высокую эффективность магнитной обработки моторного топлива.
Третье дополнительное отличие состоит в том, что устройство имеет по меньшей мере одну матрицу, которая содержит в каждом из горизонтальных и вертикальных рядов не менее двух одинаковых магнитных ячеек, смонтированных в общем магнитопроводе, и которая перекрывает просвет проточного корпуса. Это позволяет обрабатывать интенсивные потоки текучих сред, например, при питании мощных газовых водогрейных или паровых котлов.
Четвертое дополнительное отличие состоит в том, что в проточном корпусе последовательно установлены одна за другой по меньшей мере две указанные матрицы, при этом плоскости симметрии магнитных ячеек в каждой очередной матрице повернуты относительно плоскости симметрии магнитных ячеек в предшествующей матрице на прямой угол. Это позволяет интенсивно турбулизировать поток обрабатываемой текучей среды и максимизировать эффективность ее магнитной обработки.
Краткое описание чертежей
Далее сущность полезной модели поясняется описанием конструкции и работы проточных магнитных ячеек и устройств для магнитной обработки текучих сред на основе таких ячеек со ссылками на чертежи, где изображены на:
фиг. 1 - простейшая проточная магнитная ячейка с двумя магнитами в каждом магнитном блоке (аксонометрическая проекция);
фиг. 2 - схема взаимодействия магнитных потоков в зазоре между магнитными блоками в магнитной ячейке с фиг.1;
фиг. 3 - более сложная проточная магнитная ячейка с тремя магнитами в каждом магнитном блоке (вид спереди);
фиг. 4 - пример предложенного устройства с двумя последовательно расположенными проточными магнитными ячейками (аксонометрическая проекция в продольном разрезе);
фиг. 5 - пример предложенного устройства с двумя последовательно расположенными матрицами (аксонометрическая проекция);
фиг. 6 - матрица, собранная из множества проточных магнитных ячеек (вид спереди). Наилучшие варианты воплощения полезной модели
Простейшая проточная магнитная ячейка (фиг. 1) имеет два расположенных с равномерным зазором не обозначенных особо магнитных блока, каждый из которых содержит два состыкованных плоскими боковыми гранями одинаковых пластинчатых постоянных магнита.
Магниты 1 и 2 в верхнем блоке и магниты 3 и 4 в нижнем блоке расположены с чередующейся N-S полярностью и связаны с противоположной зазору стороны магнитопроводами 5. Стыки между магнитами 1 и 2 в верхнем блоке и магнитами 3 и 4 в нижнем блоке находятся практически в одной плоскости, которая ориентирована в рабочем положении по потоку текучей среды. Противолежащие магниты 1 и 4 и 2 и 3 разных блоков обращены один к другому одинаковыми магнитными полюсами. Указанные блоки в рабочем положении связаны вне указанного зазора подходящим фиксатором 6, который условно показан штриховой линией.
Когда каждый магнитный блок содержит только два магнита, как показано на фиг. 1, зазор Z между этими блоками не превышает 30% толщины 5 пластины любого отдельного магнита.
На фиг. 3 показана проточная магнитная ячейка, в которой каждый магнитный блок содержит три не пронумерованных особо состыкованных плоскими боковыми гранями одинаковых пластинчатых постоянных магнита. В таких случаях зазор Z между магнитными блоками не превышает 20% толщины 5 пластины любого отдельно взятого магнита.
Устройства для магнитной обработки текучих сред могут иметь по меньшей мере одну проточную магнитную ячейку, но, как правило, две и более таких ячеек и разную конструкцию в зависимости от пропускной способности.
Так, на фиг. 4 показано типичное малогабаритное устройство с двумя последовательно расположенными магнитными ячейками 7. Оно имеет составной (предпочтительно круглый в поперечном сечении) по меньшей мере частично ферромагнитный корпус, включающий, например, ферромагнитную трубку 8, которая одновременно служит вышеуказанными фиксатором «6» магнитных ячеек 7 и общим магнитопроводом «5» для всех прилегающих магнитных блоков. Ячейки 7 разделены неферромагнитными прокладками 9, которые изготовлены предпочтительно из металлических материалов, например, электротехнической меди или сплавов на ее основе типа латуни или бронзы.
Желательно, чтобы при последовательной установке двух и более магнитных ячеек 7 плоскость симметрии каждой очередной ячейки 7 была повернута относительно плоскости симметрии предшествующей ячейки 7 на прямой угол, как это видно на фиг. 4.
Трубка 8 оснащена входным и выходным торцевыми элементами, например, накидными гайками 10 со штуцерами 11 для подключения к не показанным здесь шлангам для подачи текучей среды на магнитную обработку и отвода омагниченной текучей среды. Понятно, что в зависимости
от конкретной конструкции тракта подачи вместо накидных гаек 9 могут быть использованы муфты, фланцы и иные подходящие соединительные элементы.
Не обозначенные здесь магниты отдельных магнитных ячеек 7 со стороны стенки трубки 8 могут иметь скругленные грани. Это облегчает монтаж ячеек 7 внутри нее и исключает потребность в кольцеобразных магнитопроводных прокладках.
Желательно, чтобы перед единственной (или первой по потоку) магнитной ячейкой 7 в корпусе был установлен неферромагнитный турбулизатор 12. На фиг.4 он имеет вид перфорированного донышка стакана 13, используемого для удержания магнитных ячеек 7 внутри трубки 8 (при необходимости в сочетании с упорными шайбами 14).
В устройствах для магнитной обработки с высокой пропускной способностью (начиная от нескольких десятков литров воды или жидкого топлива в час или от ста кубометров газа в час) целесообразно использовать литой проточный корпус 15 с фланцами 16 и по меньшей мере одну матрицу 17, содержащую в каждом из параллельных горизонтальных и вертикальных рядов не менее двух одинаковых магнитных ячеек 7 (фигуры 5 и 6).
Магнитные ячейки 7 закреплены в любой матрице 17 в ферромагнитной решетке 18, которая служит общим магнитопроводом для всех магнитных блоков. Каждая матрица 17 (сама по себе или вместе с не показанными особо уплотнительными обоймами) должна перекрывать просвет корпуса 15. Когда в корпусе 15 последовательно установлены по меньшей мере две матрицы 17, они должны быть разделены не обозначенной особо прокладкой из указанного выше неферромагнитного материала.
Магнитные ячейки 7 могут быть расположены в указанной решетке 18 таким образом, что плоскости их симметрии совпадают внутри рядов и параллельны для всех рядов. Однако в случае, когда в корпусе 15 установлена только одна матрица 17, желательно, чтобы плоскости симметрии смежных магнитных ячеек 7 скрещивались под углом, практически равным 90°, как показано на фиг.6. Аналогично, при использовании двух и более матриц 17 желательно, чтобы плоскости симметрии ячеек 7 в каждой очередной матрице 17 были повернуты относительно плоскостей симметрии ячеек 7 в предшествующей матрице 17 на прямой угол. Это повышает эффективность магнитной обработки и исключает потребность в средствах турбулизации текучей среды.
Специалисту понятно, что приведенные примеры не исчерпывают все возможные воплощения изобретательского замысла и что объем прав определяется только приложенной формулой полезной модели. В частности,
матрицы 17 могут иметь в плане крестообразную или округленную форму;
устройства в целом могут быть оснащены средствами защиты от несанкционированного доступа к магнитным ячейкам;
постоянные магниты могут иметь разный химический состав, включающий взятые в разных соотношениях по массе железо, никель, кобальт, неодим, бор, празеодим, самарий, гадолиний, тербий, диспрозий и другие ферромагнитные химические элементы;
поверхности магнитов, контактирующие с текучими средами, которые включают абразивные или корродирующие ингредиенты, могут иметь неферромагнитные износостойкие и/или антикоррозионные покрытия из подходящих полимеров (например, полипропилена, поликарбоната, тефлона), металлов (например, цинка, кадмия или хрома) и сплавов на их основе.
Естественно, что такие покрытия должны быть нанесены при температуре ниже точки Кюри, например, напылением полимеров в струе технологически инертного газа (обычно азота и, реже, аргона) и низкотемпературным гальваническим осаждением металлов и сплавов.
Соотношения габаритных размеров отдельных магнитов целесообразно выбирать в следующих пределах: высота к длине - в интервале от 1 до (3÷5), высота к ширине - в интервале от 1 до (1,3÷2) и ширина к длине - в интервале от 1 до (1,5÷1,7). Зазор между магнитными блоками магнитных ячеек должен быть не менее 0,7 мм, а предпочтительно не менее 1,0 мм.
Как видно на фиг. 2, магнитные потоки в магнитных ячейках согласно фиг. 1 формируются следующим образом.
Во-первых, две пары противоположных магнитных полюсов, а именно: S и N магнитов 1 и 2 в верхнем блоке и N и S магнитов 3 и 4 в нижнем блоке - взаимодействуют через магнитопроводы 5. Соответственно, эти части магнитных потоков замкнуты, и выход соответствующих им силовых линий за пределы магнитной ячейки практически исключен.
Во-вторых, в зазоре между верхним и нижним магнитными блоками:
часть силовых линий между полюсами N-S смежных магнитов 1 и 2 в верхнем блоке и полюсами S-N смежных магнитов 3 и 4 в нижнем блоке стремится замкнуться внутри зазора;
другая часть силовых линий между разными магнитными полюсами N-S и S-N диагонально расположенных магнитов 1 и 3 и 2 и 4 порождает притяжение магнитных блоков, а
еще одна часть силовых линий между одинаковыми магнитными полюсами N-N и S-S противоположных магнитов 1 и 4 и 2 и 3 порождает отталкивание магнитных блоков
В итоге взаимодействия всех силовых линий между магнитными блоками в магнитной ячейке возникают: в средней части зазора - зона M, где магнитная индукция максимальна, две зоны O слева и справа от зоны M, где магнитная индукция практически равна нулю, и две зоны K по краям зазора, где магнитная индукция имеет промежуточные значения.
По результатам замеров магнитной индукции в экспериментальной магнитной ячейке, собранной из двух пар постоянных магнитов Nd-Fe-B с длиной 30 мм, шириной 20 мм и высотой 10 мм, магнитная индукция в зоне M в зазоре между магнитными блоками менее 3 мм превышает 1,4 Тл, а в зазоре менее 2 мм - 1,7 Тл.
Соответственно, градиент магнитной индукции между зонами M, O и K находится в интервале от 0 до 1700 мТл/м, что обеспечивает высокоэффективную магнитную обработку текучих сред при их прокачке сквозь любые устройства согласно изобретательскому замыслу.
Турбулизация потока текучей среды на входе в устройство согласно фиг. 4 и, тем более, турбулизация вследствие поворота потока при переходе сквозь последовательно расположенные магнитные ячейки с разной ориентацией плоскости симметрии в устройствах согласно фигурам 4 и 5 дополнительно повышает эффективность магнитной обработки.
Многочисленные испытания подтвердили этот факт. Ниже, как один из примеров, приведены результаты испытаний устройства согласно фиг. 5, оснащенного двумя матрицами, каждая из которых имела 64 магнитные ячейки, на газовом водогрейном котле (см. таблицу).
Промышленная применимость Устройства на основе полезной модели просты по конструкции, компактны, удобны в эксплуатации и пригодны для серийного изготовления на любом машиностроительном заводе с использованием доступных на рынке мощных постоянных магнитов.