Спосіб магнітної обробки рідин

Спосіб магнітної обробки рідин, що включає вплив на рідину поперечного магнітного поля, створюваного магнітною системою, що складається з магнітопрозорого корпуса з кришкою, приводу і групи постійних магнітів по два у групі, що переміщаються в напрямку, перпендикулярному напрямку потоку рідини, який відрізняється тим, що обробка рідини здійснюється магнітним полем, що має поперечну, подовжню і тангенціальну ком поненти, створюваним магнітною системою, у якій ПОСТІЙНІ магніти, що переміщаються, розташовані на магнітопрозорому опорному диску, підключеному до приводу, з дискретним їх розміщенням уздовж діаметрів і симетрично відносно центра диска так, що центри магнітів розподілені уздовж діаметрів еквідистантно, а додатково введений нерухомий магніт розміщений у центрі кришки магнітопрозорого корпуса, при цьому торцеві грані магнітів, що переміщаються, звернені до оброблюваної рідини, скошені в напрямку кільцевих ЛІНІЙ так, що ділянки цих магнітів максимальної висоти лежать в одній площині з поверхнею нерухомого постійного магніту, зверненою до оброблюваної рідини, причому полярність і форма магнітів, що переміщаються, змінюються від радіуса до радіуса, а привід виконаний з можливістю зміни швидкості і напрямку обертання Винахід відноситься до області обробки рідких систем і може бути використаний для інтенсифікації різних технологічних процесів, наприклад, в акумуляторному виробництві Відомий спосіб магнітної обробки рідини, ВІДПОВІДНО до якого подачу рідини в опромінюваний постійним магнітним полем робочий простір здійснюють спірально-гвинтовим потоком, при цьому ВІДВІД рідини з робочого простору здійснюють аксіально через площу з перетином, меншим, чим площа перетину спірального потоку (а с СРСР № 313778, опубл у 1969 р) Спосіб простий у реалізації, однак оптимальні параметри обробки досягаються тільки при визначеній фіксованій витраті оброблюваної рідини, так що зміни витрати приводять до зміни відносної швидкості обертання рідини, що порушує оптимальні параметри обробки і знижує и ефективність нітною системою, що складається з магнітопрозорового корпуса з кришкою, привода і групи постійних магнітів по два у групі, що переміщаються в напрямку/перпендикулярному напрямку рідини (а с СРСР №1537647, опубл у 1 9 9 0 р ) Зазначений спосіб дозволяє ефективно обробляти рідини, що рухаються з низькими швидкостями Тим часом, велика частина технологічних процесів, особливо зв'язаних з дозуванням чи змішанням реагентів, розчинів чи пульп, вимагає регулювання швидкості руху рідин, у зв'язку з чим оптимальність режиму магнітної обробки реалізуватися не може Крім того, спосіб не може бути застосований для обробки нерухомих середовищ і припускає двостороннє введення магнітного поля в оброблюване середовище, що обмежує його функціональні можливості Спосіб-прототип не може вважатися високоефективним і по тій причині, що магнітне поле є односпрямованим, що знижує ефективність магнітної обробки, в спосіб може бути застосований лише для обробки обмеженого числа рідких середовищ Найбільш близьким по суті і технічному результату, що досягається, до винаходу, що заявлений (прототипом), є спосіб магнітної обробки рідин, ВІДПОВІДНО до якого на поток рідини впливають поперечним магнітним полем, утвореним маг СО 00 47831 В основу винаходу поставлена задача удосконалення способу магнітної обробки рідин, у якому за рахунок ускладнення поляризаційної і частотної структури перемінних магнітних полів, що забезпечує взаємодію полів зі структурними мікроутвореннями і мікровключеннями різних розмірів і орієнтацій в оброблюваній рідині, забезпечується підвищення ефективності магнітної обробки і розширення функціональних можливостей - збільшення діапазону швидкостей руху рідин і числа рідин, для яких магнітна обробка є доцільною Поставлена задача вирішується тим, що в способі магнітної обробки рідин, що включає вплив на рідину поперечного магнітного поля, створюваного магнітною системою, що складається з магнітопрозорового корпуса з кришкою, приводу і групи постійних магнітів по два у групі, що переміщаються в напрямку, перпендикулярному напрямку потока рідини, ВІДПОВІДНО ДО винаходу, обробка рідини здійснюється магнітним полем, що має поперечну, подовжню і тангенціальну компоненти, створюваним магнітною системою, у якій ПОСТІЙНІ магніти, що переміщаються, розташовані на магнітопрозороваму опорному диску, підключеному до приводу, з дискретним їхнім розміщенням уздовж діаметрів і симетрично відносно центра диска так, що центри магнітів розподілені уздовж діаметрів еквідистантно, а додатково введений нерухомий магніт розміщений у центрі кришки магнітопрозороввго корпуса, при цьому торцеві грані магнітів, що переміщаються, звернені до оброблюваної рідини, скошені в напрямку кільцевих ЛІНІЙ та, що ділянки цих магнітів максимальної висоти лежать в одній площині з поверхнею нерухомого постійного магніту, зверненою до оброблюваної рідини, причому полярність і форма магнітів, що переміщаються, змінюються від радіуса до радіуса, а привід виконаний з можливістю зміни швидкості і напрямку обертання На фіг 1 представлений пристрій для реалізації способу, загальний вид, на фіг 2а, б, в - приклади виконання нерухомого магніта і магнітів, що переміщаються Пристрій містить магнітопрозорий корпус 1 із кришкою 2, привід, на валу 3 якого розміщений опорний диск 4, виконаний з магнітопрозорового матеріалу із симетрично відносно центра диска дискретно розташованими уздовж радіусів постійними магнітами 5 з полярністю і формою магнітів, які чергуються від радіуса, до радіуса, і нерухомий магніт 6, розміщений у центрі кришки Торцеві грані магнітів, що переміщаються, звернені до об'єкта впливу, скошені в напрямку кільцевих ЛІНІЙ так, що ділянки цих магнітів максимальної висоти лежать в одній площині з гранню нерухомого постійного магніту, зверненої до оброблюваної рідини Магніти, що переміщаються, мають призматичну і циліндричну форму з площею магнітних полюсів, що збільшується від центра диска до його периферії, при цьому центри магнітів кожної з геометричних форм розподілені уздовж діаметра еквідистантно, чим забезпечується рівномірність тиску на вісь привод Привід виконаний з можливістю зміни напрямку і швидкості обертання Суть способу полягає в наступному При обертанні диска з магнітами, взаємодіючими з нерухо мим магнітом, напруженість магнітного поля в просторі взаємодії і, ВІДПОВІДНО, в оброблюваній рідині змінюється як плавно при проходженні кожного з магнітів перемінної висоти, що переміщаються, (і, ВІДПОВІДНО, плавно змінюється відстань між оброблюваною рідиною і пристроєм), так і стрибкоподібна - при переході від магніту чи груп магнітів, розташованих на одній радіальній лінії, до магнітів, розташованих на сусідній радіальній лінії з одночасною зміною геометричної форми і полярності магнітів ВІДПОВІДНО ДО першого електромагнітного рівняння Максвелла зміни електромагнітної індукції В породжують у навколишнім середовищі вихрові електричні поля rot E = dB / dt так, що в оброблюваній рідині буде створений і достатнє широкий спектр частот електричних полів Математичне модулювання й експериментальна перевірка структури електричних і магнітних полів показує, що пристрій генерує магнітні поля, що містять поперечну, подовжню і тангенціальну компоненти індукції магнітного поля і напруженості електричного поля, тобто в оброблюваній рідині створюється об'ємний електромагнітний вихор При цьому, при використанні магнітів більш складних, у порівнянні з циліндричної, об'ємних форм (трьох- і чотиригранні призми, октаедри, пентаедри, гексаедри і т д) і різного об'єму в оброблюваному середовищі створюються широкополосні потоки високо ко ге ренти их електромагнітних полів з різноманітними поляризаційними характеристиками Причому за рахунок зміни швидкості обертання привода одержуємо можливість пересувати в ту чи іншу сторону спектр генеруємих електромагнітних полів і тим самим охопити широкий набір структурних мікронеоднорідностей оброблюваної рідини кластерів, пдродисперсних структур, клатратів, гідратних оболонок з різним числом гідратації, ротаторів і т д , що мають різну форму, розміри, орієнтацію Тому що швидкість зміни магнітної індукції dB / dt визначається швидкістю переміщення масиву магнітів і їхньою формою, то в просторі розташування об'єкта магнітної обробки створюються тримірні вихрові поля з різним співвідношенням по х, у, t-координатам їх співвідношення й абсолютні значення визначаються формою магнітів і заданими значеннями намагніченості максимальна швидкість зміни магнітної індукції забезпечується (при незмінній швидкості обертання привода) при проходженні місця розташування об'єкта омагнічування призматичним магнітоідом, потім, по убуваючій - круглим, еліптичним, гіперболічним, параболічним циліндрами Можливість регулювання тривалості магнітних імпульсів, частоти проходження, скважністі і крутості фронтів (dB / dt) магнітних імпульсів дозволяє однаково ефективно обробляти рідини як з ламінарним, так і з турбулентним характером плину рідини Забезпечувана пристроєм, висока суцільність спектра генеруємих електромагнітних полів дозволяє забезпечити відтворюваність результатів обробки рідин навіть у випадках МІНЛИВОСТІ ШВИДКОСТІ рідини в трубопроводі, тому що при використанні таким способом сформованих електромагнітних полів забезпечується можливість кількаразового впливу оптимальними значеннями полів, а 47831 циклічна зміна полярності магнітного поля робить обробку максимально ефективною, причому швидкість руху потоку рідини особливого значення не має Вплив зазначених полів на "розчини, як середовища гетерогенні, приводить до їх мікротурбулізацм Тобто, власне кажучи, реалізується магнітопдродинаміча активація рідини - вплив здійснюється не тільки електромагнітними полями, але й акустичними, що ВІДПОВІДНО ДО концепції про одночасний вплив магнітних і акустичних полів (В І Міненко Електромагнітна обробка води в теплоенергетиці Видавництво Харківського університету, 1981, с 96) сприяє прискоренню активації рідин, особливо водяних розчинів У сукупності заявлені ВІДМІТНІ ознаки в способі магнітної обробки, що заявляється, у порівнянні зі способом-прототипом дозволяють здійснити ефективну активацію великого класу рідких середовищ, що пересуваються, у великому діапазоні швидкостей, утому числі і нерухомих середовищ Приклади використання способу магнітної обробки Шляхом активації деюнізованої води, використовуваної для виготовлення активних мас електродів свинцево-кислотних акумуляторів, и фізикоХІМІЧНІ властивості були істотно змінені магнітна сприйнятливість змінилася більш ніж на 5%, діелектрична проникність на 8%, електропровідність на 24,8% Магнітна обробка електроліту водяного розчину сірчаної кислоти стандартної ЩІЛЬНОСТІ суттєво змінювала змочуваність Ці зміни позначилися на властивостях компонентів свинцево-кислотних акумуляторів Крім того, відбувалося запобігання або зниження скупчення крупнокристаліного сульфату свинцю уздовж поверхні жилок ґрати позитивного електрода в процесі саморозряду При розряді струмом навантаження знижується темп абсорбування інгібітору на кристалах сульфату свинцю, що знижує швидкість корозії позитивного струмовідводу Завдяки магнітній обробці розчину борної кислоти, використовуваної як інгібітор, останній ефективно утримується в складі позитивної активної маси, що різко знижує процес и деструкції при циклуванні акумулятора Магнітна обробка розчину сірчаної кислоти приводить до поліпшення структури активної маси у режимі бездіяльності акумуляторної батареї пори активної маси в жилках фат практично не закупорюються і вільно сполучуються з основним обсягом електроліту Це перешкоджає виникненню градієнта концентрації по товщині електродних пластин і, ВІДПОВІДНО, запобігає анодній поляризації жилок ґрати Підвищується коефіцієнт використання активної маси за рахунок збільшення її пористості, запобігається утворення пасивного сульфату свинцю на поверхні жилок струмовідводу, істотно сповільнюється швидкість корозії струмовідводів позитивних електродів Змінюється структуроутворення активних мас у цілому спостерігається інтенсивне утворення тонких голчастих кристалів сульфату свинцю, що, переплітаючись і зчіплюючись між собою, створюють усередині активної маси електрода подобу твердого скелету Це істотно для підвищення експлуатаційної надійності свинцево-кислотних акумуляторів Омагнічування молярних розчинів сульфатів кобальту, МІДІ, цинку, натрію, магнію приводило до зміни їх магнітної сприйнятливості, причому результат залежав від концентрації розчину Так, магнітна сприйнятливість розчину N1SO4 після омагнічування тим вище, чим більше його концентрація Розчини низької концентрації мають діамагнітні властивості, магнітна сприйнятливість менше нуля, і магнітна обробка підсилювала діамагнітний ефект, концентровані розчини мають парамагнітні властивості, що підсилюються в результаті магнітної обробки Висока ефективність магнітної обробки рідин поза залежністю від гідравлічного режиму руху рідини - вона може бути і нерухомої - дозволяє легко адаптувати пропонований спосіб до умов уже сформованих технологічних процесів 47831 47831 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71 10