Пристрій для очистки рідин в магнітному полі

Винахід відноситься до пристроїв, призначених для очистки рідин та водних розчинів за допомогою магнітного поля. Він може використовуватися як в промислових те хнологічних процесах так і в побуті. Відомий „Спосіб для очистки рідин і пристрій для його реалізації"", патент Російської Федерації №93043277, опублікований 27.03.1996р. Винахід представляє собою реактор, який оснащений магнітною системою, що утримує в рідині, яка очищується мілкодисперсний залізовмісний порошок. Рідина подається в реактор по першому трубопроводі, а видаляється - по другому. В центральній частині реактора розташований електрод, другий електрод розташований в нижній частині. Рідину перемішують з залізовмісним порошком за допомогою стисненого повітря, після чого створюють магнітне поле у всьому об'ємі реактора і підключають електроди до джерела постійного струму. При проходженні через реактор гальваностоків відбувається зміна їх хімічного складу, в результаті чого забруднення з рідкого стану переходять в осадок, який видаляється з реактора окремим потоком. Недоліком вказаного винаходу є те, що конструктивно він досить складний, потребує витратних матеріалів і крім того є пристроєм періодичної дії. Також відома „Гідродинамічна система для очистки води", патент Російської Федерації №2049076, опублікований 27.11.1995р. Суть даного винаходу полягає в тому, що в каналах, по яких протікає вода розміщують набір постійних магнітів і ступінчаті каскади, виконані з зміщенням по горизонталі і вертикалі і розміщені в каналі під кутом 30-70° до напрямку потоку. Набір магнітних елементів і ступінчатий каскад укріплені на опорі і складають разом з нею жорстку конструкцію, причому в каналі можна розміщувати кілька таких конструкцій. Недолік цієї системи в тому, що вона розрахована на використання в каналах з значним потоком води і крім того, через певний час експлуатації в ній накопичуються забруднення, які потрібно видаляти. З відомих пристроїв найбільш близьким за технічною сутністю є „Пристрій для обезсолювання розчинів", авторське свідоцтво СРСР №1081129, опублікований 11.01.1983р. Пристрій включає в себе концентричну магнітну систему і канал прямокутного перерізу, що розділений проникними перегородками, які розділяють канал на анолітну, католітну і центральну камери, кожна з яких має патрубки виводу. Недоліком розглянутого прототипу є те, що він є доволі громіздким, а тому для отримання якісних результатів очистки він потребує значних габаритів, а отже і значних економічних затрат. В основу винаходу поставлена задача створення пристрою, в якому за рахунок використання спеціальної конфігурації каналу по якому протікає рідина досягається максимальна ефективність очищення при мінімальних розмірах всього пристрою. Поставлена задача досягається тим, що в пристрої для очистки рідин в магнітному полі, що включає канал прямокутного перерізу, по якому переміщується рідина і концентричну магнітну систему, канал виконується у вигляді подвійної спіралі Архімеда, причому починаючи від входу канал закручується по спіралі, а після переходу через центр починає розкручуватися по спіралі до виходу, бокова стінка вхідного каналу одночасно є стінкою і вихідного каналу, а ви хід каналу розділений двома перегородками на три взаємно ізольованих виходи. На фігурі 1 - 2 представлений загальний вигляд пристрою в двох проекціях, його осьовий переріз фіг.3, напрямки руху рідини і позначені основні складові частини. На фігурі 4 показана схема дії сили Лоренца F на позитивно і негативно заряджені частинки, які рухаються в магнітному полі. Пристрій складається з двох однакових кругових магнітів 1, які утворюють концентричну магнітну систему і які входять в пази вставки 2 протилежними магнітними полюсами один до одного, як це показано на фігурі 1. Вставка 2 виконана з діамагнітного матеріалу, в її товщі симетрично до площини симетрії виконаний канал прямокутного перерізу, який має вхідний патрубок 3 і три окремих вихідних патрубка 4, причому перегородки, що розділяють канал на три ізольованих канали розпочинаються на границі, яка визначається контурами магнітів, як це показано на фігурі 2. Очистка рідин в даному пристрої здійснюється за рахунок дії сили Лоренца на позитивно і негативно заряджені частинки забруднень, які перебувають в рідині, що рухається з швидкістю и по каналу прямокутного перерізу, причому напрямок вектора швидкості перпендикулярний до напрямку вектора індукції магнітного поля В. Напрямок дії сили Лоренца визначається за правилом „лівої руки". Значення цієї сили можна розрахувати за формулою: F = Q × J × B × sin a , де Q - заряд частинок, J - швидкість частинок, В - індукція магнітного поля, a - кут між J і В. p a= 2 а рідина є однорідною для магнітного поля, тобто: Якщо B = m×m0×H, де Н - напруженість магнітного поля, m і m0 відносна і абсолютна магнітна проникність рідини. У відповідності з другим законом Ньютона частинки з масою m Q отримають прискорення: m × m0 × H× J × Q a= mQ Завдяки застосуванню спеціальної конфігурації каналу у вигляді подвійної спіралі Архімеда досягається максимально можлива довжина шляху протікання рідини в однорідному магнітному полі, це дозволяє отримати максимальну ефективність очищення при мінімальних розмірах всього пристрою. Пристрій працює таким чином: очищувана рідина через вхідний патрубок 3 надходить до каналу прямокутного перерізу, що закручується по спіралі, а після переходу через центр починає розкручуватися по спіралі до виходу, оскільки напрямок руху рідини в спіральній частині каналу весь час залишається перпендикулярним напрямку вектора індукції, то дисоційовані частинки забруднень, які мають заряди різного знаку під дією сили Лоренца отримують додаткові прискорення внаслідок чого відбувається збільшення концентрації позитивно і негативно заряджених частинок забруднень біля протилежних стінок каналу, а оскільки на границі контурів магнітної системи канал розділюється перегородками на три ізольованих вихідних патрубка 4, то через крайні патрубки будуть видалятися потоки рідин збагачені відповідно один позитивно зарядженими частинками забруднень, а другий - негативно зарядженими, через центральний патрубок буде видалятися очищена рідина.