Пристрій для активації розчинів реагентів

Реферат: Відомі пристрої для магнітної обробки рідини мають окремі недоліки, які полягають в тому, що конструкції таких апаратів не забезпечують потрібної ефективності обробки рідини, мають порівняно низьку продуктивність, труднощі в обслуговуванні та потребують використання дефіцитних матеріалів. При застосуванні запропонованого пристрою для активації розчинів реагентів за рахунок впливу магнітного поля на оброблювану рідину досягається підвищення продуктивності та створення більш сприятливих умов для утворення додаткових центрів коагуляції. Активні центри колоїдної стадії дисперсності, що утворюються в розчині коагулянта сульфату алюмінію під дією магнітного поля, виконують роль додаткових центрів коагуляції та надають інтенсифікуючий вплив на процеси очистки води, дозволяють підвищити продуктивність очисних споруд. Використання активованих розчинів реагентів дозволяє знизити їх розрахункову дозу в середньому на 25-32 %. UA 103698 C2 (12) UA 103698 C2 UA 103698 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Винахід належить до пристроїв для приготування розчинів реагентів і може бути використаний у системах водоочисних споруд комунального та промислового водовідведення. Відомий пристрій для магнітної обробки рідини, що містить електромагнітну систему у вигляді магнітопроводу з намагнічувальними котушками, розташованими ззовні діамагнітного циліндричного корпусу, та осердя, розташованого всередині корпусу [1]. Проте конструкція такого апарата не забезпечує потрібної ефективності обробки рідини. Найбільш близьким за технічною суттю до запропонованого є пристрій, який має циліндричний корпус, виготовлений з немагнітного матеріалу, встановлену частково поза ним магнітну систему, яка включає полюсні наконечники та намагнічуючі котушки з осердям [2]. Недоліком такого пристрою є порівняно низька продуктивність, труднощі в обслуговуванні та використання дефіцитного діамагнітного матеріалу. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення пристрою для активації розчинів реагентів, в якому шляхом введення нових елементів, їх розташування забезпечується вплив магнітного поля на рідину, що обробляється, і за рахунок цього досягається підвищення продуктивності та створення більш сприятливих умов для утворення додаткових центрів коагуляції. Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої для активації розчинів реагентів, що містить циліндричний корпус, встановлену частково поза ним магнітну систему з намагнічуючими котушками, осердям і полюсними наконечниками, згідно з винаходом, один з полюсних наконечників обладнаний діамагнітною плитою з гідроізолюючими прокладками і поєднаний з торцем осердя, а інший полюсний наконечник поєднаний з протилежним торцем осердя, при цьому корпус виконаний з магнітопровідного матеріалу. Між суттєвими ознаками винаходу, що заявляється, існує причинно-наслідковий зв'язок: магнітний потік, проходячи через осердя 4, полюсний наконечник 2, корпус 1 і протилежний наконечник 3, утворює замкнений магнітний ланцюг, що дає можливість піддавати рідину, яка оброблюється, дії магнітного поля, за рахунок якого в розчині реагенту, що обробляється, з'являються іони-асоціати і виконують роль додаткових центрів коагуляції. Виконання корпусу з магнітопровідного матеріалу забезпечує використання його як протилежного полюсу, а наявність діамагнітної плити ізолює намагнічуючу котушку від робочого середовища. На фіг. 1 зображений пристрій, що описаний, загальний вигляд, на фіг. 2 - те ж, вид з боку. Пристрій складається із циліндричного магнітопровідного корпусу 1 та встановленої на ньому магнітної системи, що включає полюсні наконечники 2 і 3, осердя 4, намагнічуючу котушку 5 та діамагнітну плиту 6 з гідроізолюючими прокладками 7. Полюсний наконечник 2 з'єднаний з корпусом 1 і торцем осердя 4. Інший полюсний наконечник 3 з'єднаний з корпусом 1 через діамагнітну плиту 6, яка має гідроізолюючі прокладки 7, і з протилежним торцем осердя 4. Пристрій працює наступним чином: при подачі напруги на намагнічуючу котушку 5 по її обмотці тече електричний струм, що викликає виникнення магнітного потоку в осерді 4 та в полюсних наконечниках 2 і 3. Магнітний потік, проходячи через осердя 4, полюсний наконечник 2, корпус 1 і протилежний наконечник 3, утворює замкнений магнітний ланцюг, що дає можливість піддавати рідину, яка оброблюється, дії магнітного поля. Таким чином, виконання корпусу з магнітопровідного матеріалу забезпечує використання його як протилежного полюса, а наявність діамагнітної плити ізолює намагнічуючу котушку від робочого середовища. Запропонований пристрій дозволяє підвищити ефективність активації розчинів реагентів, що підтверджено дослідженнями, виконаними методом ядерно-магнітного резонансу (ЯМР). Проведені з допомогою методу ЯМР релаксаційні вимірювання дозволяють аналізувати структурні зміни в розчинах реагентів, досліджувати процеси гідратації та інші явища, які мають місце в водно-дисперсних системах. В таблиці наведені результати вимірювань часу релаксації Т 1 звичайного і активованого розчину коагулянта сульфату алюмінію, які показують, що проміжок часу, протягом якого нерівноважна замкнена макроскопічна система переходить в стан рівноваги. 1 UA 103698 C2 Таблиця Зміна часу релаксації Т1 при активації розчину коагулянта сульфату алюмінію Вид реагенту звичайний активований 5 10 15 20 Пристрій для активації відомий запропонований відомий запропонований відомий запропонований відомий запропонований Напруженість Час релаксації Т1, магнітного поля, мс кА/м 1035 1033 185 1108 185 1179 320 1161 320 1328 575 1145 575 1254 Зміна Т1, % 7,2 14,1 12,3 28,5 10,8 21,3 Аналіз дослідних даних свідчить, що активування розчину коагулянта призводить до більш суттєвого порушення динамічної рівноваги водно-дисперсної системи і, відповідно, створює більш сприятливі умови для утворення іонних асоціатів - зародків нової фази субмікроскопічної та колоїдної стадії дисперсності, які виконують роль додаткових центрів коагуляції при очистці води. Дані таблиці показують, що при використанні запропонованого пристрою час релаксації Т 1 в середньому збільшується на 14,1-28,5 % у порівнянні з використанням відомого пристрою. Дослідні дані свідчать про те, що активні центри колоїдної стадії дисперсності, що утворюються в розчині коагулянта сульфату алюмінію при використанні запропонованого пристрою під дією магнітного поля, виконуючи роль додаткових центрів коагуляції, надають інтенсифікуючий вплив на процеси очистки води і дозволяють підвищити продуктивність очисних споруд. Використання активованих розчинів реагентів дозволяє знизити їх розрахункову дозу в середньому на 25-32 %, при цьому якість прояснення води залишається такою ж у порівнянні з використанням відомого пристрою для активації розчинів коагулянтів. Джерела інформації: 1. Авторське свідоцтво СРСР № 313899, С02В 9/00, 1968. 2. Миненко В.И. Магнитная обработка водно-дисперсных систем - К.: Техника, 1970. - С. 7273. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 25 Пристрій для активації розчинів реагентів, що містить циліндричний корпус, встановлену частково поза ним магнітну систему з намагнічуючими котушками, осердям і полюсними наконечниками, який відрізняється тим, що один з полюсних наконечників обладнаний діамагнітною плитою з гідроізолюючими прокладками і поєднаний з торцем осердя, а інший полюсний наконечник поєднаний з протилежним торцем осердя, при цьому корпус виконаний з магнітопровідного матеріалу. 2 UA 103698 C2 3 UA 103698 C2 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4