Пристрій для магнітної обробки рідини

Реферат: Винахід належить до пристрою для магнітної активації полярних і неполярних рідин і може бути застосований у сільському господарстві, медицині, побуті (при пранні тканинних виробів), а також в різних технологічних процесах, в яких використовується вода, молоко та інші рідкі фази. Пристрій містить корпус, виконаний з двох половинок з немагнітного матеріалу, всередині якого розташовані металеві пластини. На металевих пластинах закріплені біполярні постійні магніти, розташовані попарно. Відношення мас кожної пари магнітів, розташованих в поздовжньому напрямку становить 1: (0,65-1,0). Співвідношення мас кожної пари магнітів, розташованих у поперечному напрямку становить 1:1. Пристрій забезпечує підвищення ефективності магнітної обробки за рахунок зміни просторової конфігурації молекул і збільшення магнітної індукції. UA 99216 C2 (12) UA 99216 C2 UA 99216 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до пристрою для магнітної активації полярних і неполярних рідин і може бути застосований у сільському господарстві, медицині, побуті (при пранні тканинних виробів), а також в різних технологічних процесах, в яких використовується вода, молоко та інші рідкі фази. Особливий інтерес заявлюваний пристрій являє для обробки палива, що подається в двигуни внутрішнього згоряння (ДВЗ). Бензин згорає в ДВЗ до 45 %, дизпаливо до 55 %, пропан-бутан до 75 %, що дає низький ККД с палива, що згорає. Задачею нового винаходу є підвищення ККД палива, що згорає в камерах згоряння ДВЗ, а також зміни структуризації рідин. Відомо пристрій для магнітної обробки рідкого палива, що містить корпус, виконаний з немагнітного матеріалу, поздовжній проточний паливний канал, виконаний у корпусі, трубку з немагнітного матеріалу, установлену в поздовжньому проточному паливному каналі, і магнітну систему. Трубка з немагнітного матеріалу виконана зі змінним поперечним перерізом, при цьому перша, по ходу руху палива, ділянка має форму кола, друга - прямокутника горизонтальної орієнтації з округленими бічними сторонами, третя - квадрата, четверта прямокутника вертикальної орієнтації з округленими бічними сторонами й п'ята - форму кола, а магнітна система виконана у вигляді послідовно розташованих на трубці з немагнітного матеріалу пари вертикально установлених і пари горизонтально установлених постійних магнітів (див. патент України на винахід № 91563). Але відомий пристрій має такі недоліки: 1) висока собівартість; 2) порушення цілісності трубопроводу, а з паливом, це додаткова небезпека; 3) економія палива до 17 %. Найбільш близьким, з відомих заявнику, є пристрій для магнітної обробки рідкого палива, що містить виконаний з немагнітного матеріалу корпус із поздовжнім проточним паливним каналом і поперечно, щодо останнього, установленими співвісними парами стрижневих постійних магнітів. У поздовжньому каналі установлена трубка з немагнітного матеріалу, а осі кожних сусідніх пар магнітів розташовані взаємно перпендикулярно. Відношення зовнішніх діаметрів трубки Д1 і магнітів Д2 становить Д1/Д2=1,2-1,7, а відстань між сусідніми парами магнітів Л/Д2=2,1-3 (див. заявку Російської Федерації № 2005 134706, МПК F02M27/04). Дане рішення вибране як прототип за технічною суттю. Прототип і винахід, що заявляється, мають наступні спільні ознаки: - корпус виконаний з немагнітного матеріалу; - усередині корпусу розташовані магніти. Вказаний пристрій має низьку ефективність обробки палива. Це можна пояснити наступним. Паливо, проходячи по поздовжньому проточному паливному каналу з поперечно, щодо останнього, установленими співвісними парами стрижневих постійних магнітів, має постійну швидкість руху. У розглянутому пристрої відсутній ефект об'ємного переміщення палива, яке переміщається в паливному каналі. В основу винаходу поставлено задачу - розробити удосконалений пристрій для магнітної обробки рідини, в якому шляхом установлення біполярних постійних магнітів на металевих пластинах у збірному корпусі, а також підбору співвідношення мас магнітів, довжини пластин і сумарної довжини магнітів, установлених на пластинах, забезпечити підвищення ефективності магнітної обробки за рахунок зміни просторової конфігурації молекул і збільшення магнітної індукції, а також розширення функціональних можливостей пристрою, що дозволяє обробляти не тільки паливо, а й молоко, соки та інші рідкі системи. Поставлена задача вирішена в пристрої для магнітної обробки рідини, що містить корпус, виконаний з немагнітного матеріалу, всередині якого установлені парами постійні магніти, тим, що корпус виконаний з двох половинок, а біполярні постійні магніти закріплені на металевих пластинах, розташованих усередині корпусу, при цьому відношення мас кожної пари магнітів, розташованих в поздовжньому напрямку, становить 1:(0,65-1,0), а співвідношення мас кожної пари магнітів, розташованих у поперечному напрямку, становить 1:1. Довжина пластини менше, більше або дорівнює сумарній довжині магнітів, закріплених на пластині. Ширина пластини менше, більше або дорівнює максимальній ширині магніту. Постійні магніти установлені таким чином, що в поздовжньому і поперечному напрямках мають протилежну полярність. В кожній половинці корпуса установлені 3-5 постійних магнітів. Новим у винаході, що заявляється є розташування біполярних постійних магнітів на сталевих пластинах. При цьому магніти установлені таким чином, що як у поздовжньому, так і в поперечному напрямках вони мають протилежну полярність. 1 UA 99216 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Оригінальним також є і експериментально підібране співвідношення мас пар магнітів. Таке рішення дозволило збільшити магнітну індукцію в 1,5-2,0 рази, через те, що сталеві пластини виконують функцію екрана (компас реагує на пристрій з боку сталевих пластин з відстані близько 10 см, що дозволяє використовувати його поблизу магнітно-чутливих приладів). Будь-яке паливо складається з ряду молекул вуглеводнів. Вуглеводні мають структуру "закритої клітини", що погіршує умови повного згоряння палива, тому що внутрішні атоми молекул недоступні для окислення. Крім цього, будь-яке паливо піддається впливу мінливих температур, що призводить до його розширення і стиснення. У підсумку, молекули вуглеводню об'єднуються в молекулярні групи "згустки молекул", що являють собою ланцюги молекул. Потрапляння кисню усередину ланцюгів, що утворилися, обмежене, що теж призводить до неповного згоряння палива - кисень не може досягти групи атомів, що знаходяться усередині ланцюга. Для того, щоб паливо згоріло повністю треба розділити ланцюг на окремі один від одного молекули. Кожна молекула в складі палива містить безліч атомів, які складаються з ядра та електронів, що рухаються навколо нього. Обертові електрони створюють магнітне поле в межах атома, тобто позитивний і негативний електричні заряди існують у молекулах палива. При впливі на паливо магнітного поля дані ланцюги вуглеводнів змінюють свою конфігурацію, і відбувається руйнування молекулярних груп, що утворилися. Пристрій для магнітної обробки рідини представлено на кресленні, де: фіг. 1 - вигляд пристрою, що містить три пари біполярних магнітів, в зібраному вигляді; фіг. 2 - вигляд пристрою, що містить три пари біполярних магнітів, установленого на трубопроводі, що подає оброблювану рідину; фіг. 3 - вигляд пристрою, що містить п'ять пар біполярних магнітів, установленого на трубопроводі, що подає оброблювану рідину; фіг. 4 - вид спрямованості магнітних потоків у заявлених пристроях; фіг. 5 - вигляд трьох пристроїв, що містять по три пари біполярних неодимових постійних магнітів, установлених на трубопроводі, що подає оброблювану рідину; фіг. 6 - вигляд двох пристроїв, що містять по п'ять пар біполярних феритових магнітів, установлених на паливопроводі, що подає оброблювану рідину. Пристрій для магнітної обробки рідини містить корпус 1, виконаний з умовно верхньої частини 2 і умовно нижньої частини 3. Кожна частина 2, 3 корпусу 1 виконана з немагнітного ударно-температурного і паливно-мастильного стійкого матеріалу. Усередині умовно верхньої частини 2 корпусу 1 розташовані біполярні постійні магніти 4. Усередині умовно нижньої частини 3 корпусу 1 розташовані біполярні постійні магніти 5. Біполярні постійні магніти 4 установлені на сталевій пластині 6, розташованій в умовно верхній частині 2 корпусу 1. Біполярні постійні магніти 5 установлені на сталевій пластині 7, розташованій в умовно нижній частині 3 корпусу 1. Біполярні постійні магніти 4 і 5 установлені так, що між ними є невеликий зазор 8. Пристрій містить три або п'ять пар біполярних постійних магнітів 4, 5. Таке рішення дозволяє мати в кожній частині 2, 3 корпусу 1 крайні магніти однакової полярності. Також може бути установлено І чотири пари біполярних магнітів. Установлювати в одному пристрої більше п'яти пар біполярних постійних магнітів 4, 5 недоцільно. Довжина кожної пластини 6, 7 менше, більше або дорівнює сумарній довжині постійних магнітів 4, 5, установлених на пластинах 6, 7. Ширина пластин 6, 7 менше, більше або дорівнює максимальній ширині постійних магнітів 4 або 5. Постійні магніти 4, 5 мають різні маси. Співвідношення мас кожної пари магнітів, розташованих в поздовжньому напрямку становить 1:(0,65-1,0). Співвідношення мас кожної пари постійних магнітів, розташованих у поперечному напрямку становить 1:1. Постійні магніти 4, 5 установлені в корпусі 1 таким чином, що як у поздовжньому, так і в поперечному напрямах мають протилежну полярність. Для ілюстрації роботи пристрою на кресленні показаний трубопровід 9, на який установлюється пристрій і по якому протікає оброблювана рідина. Робота пристрою ілюструється такими прикладами. Приклад 1. Магнітна обробка рідкого палива - бензину. На паливопровід автомобіля були установлені два пристрої, кожен з яких містить по п'ять пар біполярних феритових постійних магнітів (фіг. 6). Співвідношення мас кожної пари магнітів в 2 UA 99216 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 поздовжньому і поперечному напрямках становило 1:1, залишкова індукція - 0,23 Тл, 3 енергетичний добуток 23 кДж/м . Обробка бензину дозволила збільшити його калорійність на 23 %. Активація бензину здійснюється наступним чином. При протіканні палива по трубопроводу воно піддається впливу магнітних полів з напрямком силових полів, що чергується і, внаслідок цього, знімається статична напруга палива, отримана ним при протіканні по трубопроводу і на кожну зміну напряму магнітного поля відбувається зміна просторової орієнтації молекул палива, що, в свою чергу, призводить до їх значних коливань, ослаблення і розриву міжмолекулярних зв'язків. При переході в біполярне поле відбудеться поворот внутрішньоатомного магнітного поля на 180 градусів. У магнітному полі протилежного напрямку, тобто при переході з NSнапрямку до напрямку SN зовнішнього магнітного поля, внутрішнє магнітне поле атома буде прагнути повернутися ще на 180 градусів, на відміну від варіанта, коли відбувається чергування монополярних і біполярних магнітних полів (як у відомих пристроях активації палива). Збільшення числа (більше п'яти) протилежно один одному орієнтованих суміжних пар магнітів NS-SN, не призводить до подальшого збільшення ефективності. Можна припустити, що таке збільшення періодичної зміни спрямованості магнітного поля і узгоджений рух молекул призводить до їх вторинного агрегатування. Приклад 2. Магнітна обробка метану. Три пристрої, кожен з яких містить по три пари біполярних неодимових постійних магнітів 3 (див. фіг. 5) з магнітною індукцією 1,25 Тл та енергетичним добутком 390 кД/м були змонтовані на газопровід, що подає газ з побутового балона до газової плити. Обробка газу дозволила збільшити його калорійність на 20 %. Проведені експерименти показали, що при обробці бензину відбувається його активація до 23 %. Використання обробленого таким чином бензину призводить до зниження викиду шкідливих речовин на 30-45 %, продовжується моторесурс ДВС, як мінімум, на 15 %. Позитивні результати отримані при обробці води, використовуваної в пральних машинах, душах у вживанні в їжу і при поливі рослин. Магнітна обробка води призводить до поліпшення її властивостей. Це можна пояснити наступним. Диполі води при звичайних умовах утворюють ближні порядки молекул (кластери). Наявність кластерів обумовлено силами міжмолекулярної взаємодії. При проходженні кластерів через магнітні поля різної спрямованості, диполі води роблять різкі коливальні рухи з різною амплітудою коливань: на поверхні кластера амплітуда більше, всередині - менше. Такі коливання послаблюють сили міжмолекулярної взаємодії і руйнують кластери. Диполі води, не пов'язані в кластери, прагнуть до агрегатування на катіонів та аніонів природних солей, розчинених у воді, і перешкоджають утворенню нерозчинних сполук, які осідають на металевих поверхнях агрегатів пральних машин. Це призводить також до зниження рН і "жорсткості" води, а отже, збільшує ефективність прання. Крім того, ослаблення міжмолекулярних зв'язків у воді призводить до зменшення поверхневого натягу та збільшенню її змочувальної здатності. Вільні диполі води краще абсорбуються на гідрофобних забрудненнях і волокнах тканини. При цьому вони знижують зчіплюваність частинок забруднень з волокнами тканин, що полегшує їх видалення з мийним розчином. Таким чином, обробка води чергується магнітними полями і активація диполів води дозволяє інтенсифікувати процес прання. Для побутових магістралей в будинках, достатньо одного активатора (5 пар магнітів). 45 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 50 55 1. Пристрій для магнітної обробки рідини, що містить корпус, виконаний з немагнітного матеріалу, всередині якого установлені парами постійні магніти, який відрізняється тим, що корпус виконаний з двох половинок, а біполярні постійні магніти закріплені на металевих пластинах, розташованих усередині корпусу, при цьому відношення мас кожної пари магнітів, розташованих в поздовжньому напрямку, становить 1: (0,65-1,0), а співвідношення мас кожної пари магнітів, розташованих у поперечному напрямку, становить 1:1. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що довжина пластини менше, більше або дорівнює сумарній довжині магнітів, закріплених на пластині. 3. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що ширина пластини менше, більше або дорівнює максимальній ширині магніту. 4. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що постійні магніти установлені таким чином, що в поздовжньому і поперечному напрямках мають протилежну полярність. 3 UA 99216 C2 5. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що в кожній половинці корпуса установлені 3-5 постійних магнітів. 4 UA 99216 C2 Комп’ютерна верстка М. Ломалова 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 5