Спосіб реструктуризації та очищення рідини

Реферат: Спосіб реструктуризації та очищення рідини полягає в обробці середовища направленим ультразвуковим потоком в субрезонансних режимах і аксіально-симетричним постійним магнітним полем, яке створено магнітами, розміщеними в потоці рідини однойменними полюсами один до одного, для забезпечення керованої ларморівської прецесії, закручування домішок та направленого орієнтування їх в області виводу з системи, і доочистку рідинного середовища видаленням іонів домішок з потоку в іонообмінних фільтрах. UA 123178 U (12) UA 123178 U UA 123178 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до сфери водоочищення та водопостачання, харчової та будьякої іншої промисловості, де необхідна очистка рідинного середовища від домішок. Відомий спосіб активації рідини і пристрій для його реалізації [Заявка РФ № 2160716, кл. C02F1/48]. Спосіб активації рідини полягає в тому, що на рідину впливають силовими полями. Як силові поля використовують обертове магнітне поле і наведене в композитному наповнювачі, обробленому електромагнітним випромінюванням. Джерела силових полів виконані у вигляді генератора обертового магнітного поля, у корпусі з діелектричного матеріалу, в якому співвісно розташований стакан з якорем. На поверхні корпусу розташовані постійні магніти у вигляді спіралі, покриті шаром композитного наповнювача, обробленого електромагнітним випромінюванням. Змійовик, по якому проходить рідина, розміщений в середовищі композитного наповнювача, обробленого електромагнітним випромінюванням. Недоліком даного способу і пристрою є те, що, постійні магніти розташовані у вигляді спіралі на поверхні корпусу без можливості зміни відстані між ними, для того, щоб пік коливальної хвилі при зміні швидкості потоку приходився на визначений полюс магніту, що веде до недостатньої підготовки й очищення води, а також до неповного відділення уже наявних відкладень на трубі, по якій протікає рідина. Спосіб підготовки й очистки рідини (Заявка UA № 48863, кл. C02F1/36), який полягає в обробці середовища спільними потоками механічною, електромагнітною й ультразвуковою енергією зовнішніх джерел у резонансних режимах, текуче середовище піддають, наприклад, спочатку ультразвуковому впливу, що викликає кавітацію по всьому обсягу рідини, потім обробці знакозмінним магнітним полем і на завершальному етапі для збору механічних домішок текуче середовище проходить, наприклад, через систему гідроциклонів. Ультразвукове поле забезпечує умову резонансу між частотою зовнішнього кавітаційного джерела і міжмолекулярними зв'язками оброблюваного середовища так, що одержують вуглеводневі ланцюжки меншої довжини. Це призводить до розриву електромагнітних зв'язків між молекулами рідини, що очищається, і механічними домішками. При обробці знакозмінним магнітним полем змінюють структуру рідини, що приводить до перерозподілу щільності електронних хмар іонів. Знакозмінне магнітне поле викликає ларморову прецесію, за допомогою якої розділяють домішки рідини, що очищається, і орієнтують їх поблизу різнополярних полюсів магнітів. Це приводить до поділу домішок різних хімічних сполук і об'єднанню їх у більш великі гранули, що полегшує їхнє подальше виведення з рідини, що очищається. Система гідроциклонів під дією гравітаційних сил і сил ваги закручує у вихор великі гранули механічних домішок і виводить їх з рідини, що очищається. Недоліками даного способу є: відсутність широкочастотного навантаження середовища; відсутність використання внутрішніх джерел енергії середовища, яке оброблюється; відсутність підтримки автоколивального режиму схлопування кавітаційних пузирчиків і ларморівської прецесії коливань орбіти атомних електронів середовища навколо певного напрямку магнітного поля, сукупністю дії ультразвукового потоку і знакозмінного магнітного поля. Як прототип вибрано спосіб реструктуризації та очистки рідини (Заявка UA №60971 кл. С02F1/36), що полягає в обробці середовища спрямованими ультразвуковим потоком у субрезонансних режимах і додатково знакозмінним магнітним полем, який забезпечує широкочастотне навантаження середовища, для чого хвилеводи-випромінювачі генератора ультразвукового потоку і магнітні елементи блока знакозмінного магнітного поля настроюють на власну частоту коливань конкретної домішки у рідині, комбінацією зовнішніх різночастотних навантажень в середовищі створюють внутрішні енергетичні джерела, кавітаційні пузирі і магнітну ларморівську прецесію коливань орбіти атомних електронів середовища навколо певного напрямку магнітного поля та забезпечують фізичну трансформацію низькочастотних коливань зовнішніх енергетичних джерел до високочастотних коливань внутрішніх енергетичних джерел середовища. Недоліками даного способу є: вплив магнітного поля на іони домішок в рідинному середовищі без можливості видалення їх з потоку; активізація рідинного середовища під дією спрямованого ультразвукового потоку і знакозмінного магнітного поля без можливості подальшого видалення іонів домішок з потоку рідини. В основу корисної моделі поставлено задачу: реструктуризація та очистка рідини шляхом активізації рідинного середовища спрямованими ультразвуковим потоком від багаточастотного генератора акустичних коливань і знакозмінним магнітним полем з видаленням іонів домішок з потоку, та доочистка рідинного середовища від іонів домішок. Поставлена задача вирішується тим, що реструктуризація і очищення рідких середовищ досягається обробкою середовища направленим ультразвуковим потоком в субрезонансних режимах і аксіально-симетричним постійним магнітним полем, наприклад повздовжнім або поперечним, яке створено магнітами, наприклад постійним або електромагнітами, розміщеними 1 UA 123178 U 5 10 15 20 25 в потоці рідини однойменними полюсами один до одного, для забезпечення керованої ларморівської прецесії, закручування домішок та направленого орієнтування їх в області виводу з системи, доочистка рідинного середовища досягається видаленням іонів домішок з потоку в іонообмінних фільтрах. Обробка середовища направленим ультразвуковим потоком в субрезонансних режимах забезпечує широкочастотне навантаження середовища. Забезпечують фізичну трансформацію низькочастотних коливань зовнішніх енергетичних джерел до високочастотних коливань внутрішніх енергетичних джерел середовища. Створенням і підтримкою автоколивального режиму у середовищі забезпечують умову резонансу між трансформованими зовнішніми коливаннями і коливаннями міжмолекулярних зв'язків оброблюваного середовища. Це призводить до розриву зв'язків між молекулами рідини, що очищається, і механічними домішками. Кожний з хвилеводів-випромінювачів генератора ультразвукового потоку настроюють на власну частоту коливань конкретної домішки, які забруднюють рідину. Конкретна робоча частота хвилеводу-випромінювача визначається товщиною п'єзокерамічних пластин, її регулювання і підстроювання виконують автоматично завдяки блоку електроніки. Під дією аксіально-симетричного постійного магнітного поля лінійно зменшується енергія стану електрона атома за рахунок додаткової енергії, яка надається магнітним полем ефекту Зеємана або Пашена-Бака. Це призводить до іонізації атомів домішок, що підвищує ефективність дії магнітної системи. За рахунок різниці концентрацій катіонів та аніонів у рідинному середовищі виникають електричні поля, викликані електричним зарядом поверхні розділу фаз та сумарним об'ємним зарядом іонів. Взаємодія постійного аксіально-симетричного магнітного поля та електричного поля за рахунок різниці аніонів та катіонів забезпечує ларморівську прецесію, і впливає на траєкторію руху зарядженої частки. Частка виконує затухаючий коливальних рух на межі магнітного поля і під дією сили потоку водного середовища зміщується до області виводу з системи. Доочистку рідинного середовища від іонів домішок виконують шляхом використання іонного обміну. Іонний обмін ґрунтується на вибірковому поглинанні одного або кількох компонентів з рідинних середовищ за допомогою іонітів, що дозволяє проведення очищення рідини в конкретних умовах шляхом підбору багатокомпонентної комбінації іонітів. 30 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 Спосіб реструктуризації та очищення рідини, що полягає в обробці середовища направленим ультразвуковим потоком в субрезонансних режимах і знакозмінним магнітним полем, який відрізняється тим, що включає послідовну обробку рідкого середовища аксіальносиметричним постійним магнітним полем, яке створено магнітами, розміщеними в потоці рідини однойменними полюсами один до одного, для забезпечення керованої ларморівської прецесії, закручування домішок та направленого орієнтування їх в області виводу з системи, і доочистку рідинного середовища видаленням іонів домішок з потоку в іонообмінних фільтрах. 40 Комп'ютерна верстка Л. Ціхановська Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2