Магнітогідродинамічний резонатор

Магнітогідродинамічний резонатор, що містить корпус, проточна частина якого утворена трубопроводом з немагнітного матеріалу і двома аксіально розташованими конусами з немагнітного матеріалу, жорстко зв'язаними в центрі корпусу основами з утворенням конфузорно-дифузорного каналу, всередині якого по подовжній осі розміщене осердя з магнітного матеріалу, на якому жорстко встановлений внутрішній полюсний диск так, що Корисна модель відноситься до області енергетичної, харчової, вугільної, хімічної і інших областей промисловості для інтенсифікації процесів водопідготовки, очищення води від зважених часток і інших шкідливих домішок, а також процесів, де використовується нагрів, охолоджування, кристалізація, освітлення, випаровування рідин або сумішей Відомий пристрій для магнітної обробки рідини [Патент України №1123, кл C02F 1/48, опуб Бюл №11, 2001 р ] , що містить корпус з встановленим всередині магнітопроводом і зовнішню магнітну систему, у якого проточна частина корпусу утворена трубопроводом з немагнітного матеріалу і двома аксіально розташованими конусами з немагнітного матеріалу, жорстко пов'язаними в центрі корпусу основами з утворенням конфузорнодиффузорного каналу, всередині якого по подовжній осі розміщене осердя з магнітного матеріалу, на якому жорстко встановлений внутрішній полюсний диск так, що перший по ходу руху рідини, торець якого співпадає з площиною основ конусів, а зовнішня магнітна система містить ЗОВНІШНІЙ ПОЛЮСНИЙ диск встановлений на трубопроводі коак перший за напрямком руху рідини, торець якого співпадає з площиною основ конусів, та зовнішню магнітну систему, яка містить ЗОВНІШНІЙ ПОЛЮСНИЙ диск, встановлений на трубопроводі коаксіально з внутрішнім полюсним диском, при цьому торці внутрішнього і зовнішнього полюсних дисків з боку подачі рідини розміщені в одній площині, та розташовані радіально-рухомо ПОСТІЙНІ магніти таким чином, що вектори їх намагнічування орієнтовані радіально до геометричного центра зовнішнього полюсного диска, який відрізняється тим, що ПОСТІЙНІ магніти розміщені між ЗОВНІШНІМ ПОЛЮСНИМ диском та трубопроводом з немагнітного матеріалу, при цьому в торці зовнішнього полюсного диска на одному радіусі та на ЗОВНІШНІЙ поверхні трубопроводу з немагнітного матеріалу виконані сферичні виїмки під ПОСТІЙНІ магніти сиально з внутрішнім полюсним диском, з обох сторін якого розміщені ПОСТІЙНІ магніти однойменними полюсами один до одного, кожний з яких закріплений за допомогою шайб і кільцевих магнітопроводов, при цьому торці внутрішнього і зовнішнього полюсних дисків з боку подачі рідини розміщені В ОДНІЙ ПЛОЩИНІ Відоме рішення володіє недоліком, що полягає в тому, що воно забезпечує ефективну обробку рідини тільки при відсутності ЗОВНІШНІХ факторів, впливаючих на змінення заданих величин резонансних параметрів До таких факторів належать коливання температур обробляємої рідини і зовнішнього середовища, присутність у рідині феромагнітних часток, які можуть накопичуватися у магнітному зазорі і змінювати задані параметри магнітної індукції і т д Відхилення від резонансних необхідно встановлених значень робочих параметрів значно знижують ефективність магнітної обробки рідини Відомий також магнітогідродинамічний резонатор [патент України №2210, клас МПК 6 C02F1/48, опублікований Бюлетень №12 від 15 12 2003 р ], що містить корпус, проточна части со ю о О) 6051 на якого утворена трубопроводом з немагнітного матеріалу і двома аксіально розташованими конусами з немагнітного матеріалу, жорстко пов'язаними в центрі корпусу основами з утворенням конфузорно-диффузорного каналу, всередині якого по подовжній осі розміщене осердя з магнітного матеріалу, на якому жорстко встановлений внутрішній полюсний диск так, що перший по ходу руху рідини, торець якого співпадає з площиною основ конусів, та зовнішню магнітну систему, яка містить зовнішній полюсний диск, встановлений на трубопроводі коаксиально з внутрішнім полюсним диском, при цьому торці внутрішнього і зовнішнього полюсних дисків з боку подачі рідини розміщені в одній площині, зовнішній полюсний диск утворений двома коаксіально розташованими дисками, в торці яких на одному радіусі виконані циліндричні порожнини, в яких розташовані рухомо постійні магніти таким чином, що вектор їх намагнічування зорієнтований радіально до геометричного центру зовнішнього полюсного диску. Відоме рішення у порівнянні з попереднім аналогом значно підвищило ефективність обробки рідини за рахунок автоматичного видалення феромагнітних частинок з проточної частини пристрою, а також автоматичної підтримки заданих значень резонансних робочих параметрів, що забезпечило максимально ефективну роботу апарату. Але при цьому з'явився недолік, обумовлений конструкцією зовнішнього полюсного диску, тобто, той факт, що він створений двома коаксіальними дисками. В цьому випадку зовнішній диск "замикає" магнітні силові лінії постійних магнітів на себе і в робочому зазорі проточної частини пристрою відбувається послаблення параметрів поля (індукція та градієнт), що веде до зниження ефективності роботи пристрою. Рішення, що заявляється, вирішує задачу по створенню конструкції пристрою, в якій більш ефективно використовується внутрішня енергія постійних магнітів. Для цього в магнітогідродинамічному резонаторі, що містить корпус, проточна частина якого утворена трубопроводом з немагнітного матеріалу і двома аксіально розташованими конусами з немагнітного матеріалу, жорстко пов'язаними в центрі корпусу основами з утворенням конфузорно-диффузорного каналу, всередині якого по подовжній осі розміщене осердя з магнітного матеріалу, на якому жорстко встановлений внутрішній полюсний диск так, що перший по ходу руху рідини, торець якого співпадає з площиною основ конусів, та зовнішню магнітну систему, яка містить зовнішній полюсний диск, встановлений на трубопроводі коаксиально з внутрішнім полюсним диском, при цьому торці внутрішнього і зовнішнього полюсних дисків з боку подачі рідини розміщені в одній площині, та розташовані радіально-рухомо постійні магніти таким чином, що вектори їх намагнічування орієнтовані радіально до геометричного центру зовнішнього полюсного диску, при цьому постійні магніти розміщені між зовнішнім полюсним диском та трубопроводом з немагнітного матеріалу, при цьому в торці зовнішнього полюсного диску на одному радіусі та на зовнішній поверхні трубо проводу з немагнітного матеріалу виконані сферичні вибірки під постійні магніти. Таке виконання пристрою забезпечує йому нову якість: більш ефективно використовується внутрішня енергія постійних магнітів. Вказана перевага відрізняється від переваг приведених аналогів. При цьому авторам не відомі технічні рішення, які характеризуються подібною сукупністю ознак. На приведених кресленнях зображено пристрій, що пропонується. Фіг.1 - Повздовжній розріз пристрою. Фіг.2 - Перетин А-А фігури 1. Фіг.З - Графічне пояснення роботи циліндричних магнітів поз. 9. Пристрій містить корпус, що складається з трубопроводу 1 з немагнітного матеріалу, першого 2 і другого 3 конусів з немагнітного матеріалу, жорстко сполученого між собою в центрі корпусу основами з утворенням конфузорно-диффузорного каналу і аксіального зазору 4. Співвісно вподовж осі трубопроводу 1 всередині конусів 2, 3 розміщене осердя 5 з магнітного матеріалу, на якому встановлений внутрішній полюсний диск 6. Перший по ходу руху рідини торець 7 диска 6 співпадає з площиною, лежачою в основі конусів 2, 3. Коаксіально з трубопроводом 1 розміщений зовнішній полюсний диск 8. Між полюсним диском 8 та трубопроводом 1 встановлені циліндричні постійні магніти 9, для цього в торці полюсного диску 8 на одному радіусі виконані сферичні вибірки 10 і на зовнішній поверхні трубопроводу 1 також зроблені сферичні вибірки 11. Вибірки 10 та 11 є посадочними місцями під магніти 9, які встановлені таким чином, що вектори їх намагнічування направлені радіально. Зовнішній полюсний диск 8 та кільцевий магнітопровід-кожух 12, що закріплений на фланцях-магнітопровідах 13, створюють зовнішню магнітну систему. При цьому осердя 5 закріплене із зовнішньою магнітною системою за допомогою трубимагнітопроводу 14 і перемички-магнітопроводу 15. Пристрій встановлюється в рідинопровід за допомогою вхідного 16 і вихідного 17 патрубків. Крім цього, торець 7 диску 6 і торець 18 полюсного диску 8 розміщені в одній площині. Магніти 9 встановлені з можливістю їх повороту на кут від 0° до 90°. Для цього в приладі розміщений механізм, який містить тримачі 19 магнітів 9, які кінематично зв'язані з приводом 20 (електричний або механічний) через кривошип 21 та привідний диск 22. Пристрій працює таким чином. Рідина потрапляє через вхідний патрубок 16 і попадає в проточну конфузорно-дифузорну частину корпусу, утворену трубопроводом 1 і першим конусом 2. Далі рідина проходить аксіальний зазор 4, що має змінний перетин за рахунок диффузорної частини корпусу, утвореної трубопроводом 1 і другим конусом 3. В аксіальному зазорі 4 підтримується задане постійне магнітне поле, силові лінії якого перпендикулярні напрямку руху рідини, остання зазнає структурної перебудови, як результат впливу магнітної індукції на гідродинамічний потік, і по патрубку 17 виводиться з пристрою. Магнітне поле створюється постійними магнітами 6051 9 циліндричної форми. Магнітний потік проходить від магнітів 9 (наприклад, від полюсу "N"), скрізь диск 8, зовнішній кільцевий магнітопровід-кожух 12, фланець-магнітопровід 13, трубимагнітопроводу 14, перемички-магнітопроводу 15, осердя 5, внутрішній полюсний диск 6, через аксіальний зазор 4 на зовнішню сторону магнітів 9 (наприклад, до полюсу "S"), зовнішній полюсний диск 8. Таким чином відбувається тороїдальне замикання магнітного поля. У пристрої використані постійні магніти з великою коерцитивною силою, які виготовлені з сплавів ніодим-залізо-бор або самарій-кобальт. Циліндричні магніти 9 монтуються таким чином, що при збіганні вектора намагнічування, кожного окремо взятого магніту, та нормалі, проведеної через геометричні центри полюсного диску 8 та циліндричного магніту 9, ініціюють максимальну магнітну індукцію у робочому зазорі. Однойменні полюси усіх магнітів, будь то полюс S або N направлені радіально по нормалі до геометричного центру полюсного диску (Фіг.З). Використано так зване нормальне розташування магнітів. Поздовжні осі симетрії постійних магнітів та самого в цілому пристрою розташовані паралельно у просторі. Повертання разом усіх магнітів від нормального розміщення, так звана нульова позиція - 0 градусів на кут 90 градусів, відносно їх осей дозволяє "виключити" магнітне поле у робочому зазорі і переорієнтувати магнітний потік по кільцю зовнішнього полюсного диску (Фіг.З) Таким чином повертання разом усіх магнітів на кут від 0 до 90 градусів, від нормального розмі 14 15 5 І 16 2/ ІЗ 1 12 щення, дає можливість змінювати магнітну індукцію від максимальної до нуля. Поворот постійних магнітів на кут від 0° до 90° здійснюється за допомогою приводу 20. Приводний диск 22, що обертається відносно корпусу приладу, повертає всі магніти 9 через кривошипний механізм 21 одночасно та змінює напрямок руху магнітного потоку від магнітів. Таким чином включається та виключається магнітне поле в робочому зазорі, що забезпечує очищення робочого магнітного зазору від можливих забруднень феромагнітними частинами, яких досить багато у технічних рідинах. Розміщення постійних магнітів 9 в безпосередньому контакті з однієї сторони з трубопроводом 1, а з іншої - з полюсним диском 8 забезпечило збільшення коефіцієнта корисної дії використання внутрішньої енергії магнітів 9. Таке рішення дозволило утворити в проточній частині апарату нерівномірне магнітне поле з великим градієнтом, що забезпечує більш ефективну обробку рідини за рахунок взаємодії векторів магнітного поля та векторів руху оброблюваної рідини. Використання заявленої корисної моделі в промисловості забезпечує ефективну обробку рідини магнітним полем при різних можливих феромагнітних забрудненнях рідин та об'ємних витратах. При цьому магнітна система настроюється без відключення потоку рідини, оскільки вона встановлена на зовнішній стороні пристрою. 9 8 10 11 6 ВХІД, 7_/ 4/ /18 1 19/ fil_UL /22 LU іг. 1 15 6051 Магнітна шдукшя -мінімальна, близько м і зазорі Цндіидрн'ший шш гат Фіг, З Комп'ютерна верстка А. Крулевський Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Глазунова, 1, м. Київ - 42, 01601