Электромагнитный аппарат для коагуляции взвесей

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ АППАРАТ ДЛЯ КОАГУЛЯЦИИ ВЗВЕСЕЙ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(72) Авторы Капцевич Вячеслав Михайлович Федорович Элла Николаевна Лисай Николай Константинович Корнеева Валерия Константиновна Михайловский Василий Евгеньевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(57) Электромагнитный аппарат для коагуляции взвесей, включающий трубу, несущую на наружной поверхности соленоид, а также установленные внутри трубы стакан и подводящий патрубок, отличающийся тем, что ферромагнитная труба установлена в кольцевых пазах диамагнитных фланцев и сжата ими в поперечном направлении посредством диамагнитных стяжных болтов, длина соленоида в четыре раза и более превышает диаметр трубы, а на подводящем патрубке установлен ферромагнитный стакан в форме усеченного конуса с углом при вершине не более 14, закрепленный посредством двух и более диамагнитных шайб с отверстиями, при этом в каждой шайбе общая площадь отверстий равна площади отверстия в подводящем патрубке, а длина ферромагнитного стакана равна или больше длины соленоида. Полезная модель относится к устройствам для электромагнитной обработки жидких сред и коагуляции взвесей. Известен электромагнитный аппарат, содержащий трубу, на наружной поверхности которой установлены электромагниты с сердечниками, а также дополнительный сердечник,установленный внутри трубы, при этом величина и градиент магнитного поля, а также продолжительность воздействия на обрабатываемую жидкую среду недостаточно, чтобы коагуляция взвесей была полной 1. Наиболее близким предлагаемой полезной модели является электромагнитный аппарат,включающий соленоид на диамагнитной трубе с закрепленной на ее боковой поверхности коаксиальной ферромагнитной вставкой, диамагнитный цилиндрический стакан, установленный на ферромагнитном подводящем патрубке, а также ферромагнитные боковые стенки и штанги соединительные, при этом поставленная цель по повышению эффективности электромагнитной обработки не достижима, потому что очень велики потери при замыкании магнитного потока на ферромагнитные боковые стенки и штанги, которые удалены от пути протекания ламинарного потока обрабатываемой жидкости, кроме этого величина и градиент магнитного поля в рабочем зазоре незначительны из-за диамагнитных свойств стакана 2. Задачей полезной модели является получение полной коагуляции взвесей за меньший промежуток времени путем достижения максимальных величины и градиента магнитного поля, а также увеличения длины рабочих зазоров и создание турбулентного потока жидкой среды, подвергаемой электромагнитной обработке в аппарате. Поставленная техническая задача решается тем, что в электромагнитном аппарате для коагуляции взвесей, включающем трубу, несущую на наружной поверхности соленоид, а также установленные внутри трубы стакан и подводящий патрубок, ферромагнитная труба установлена в кольцевых пазах диамагнитных фланцев и сжата ими в поперечном направлении посредством диамагнитных стяжных болтов, длина соленоида в четыре и более раз превышает диаметр трубы, кроме этого на подводящем патрубке установлен ферромагнитный стакан в форме усеченного конуса с углом при вершине 14 и меньше,закрепленный посредством двух и более диамагнитных шайб с отверстиями, при этом в каждой шайбе общая площадь отверстий равна площади отверстия в подводящем патрубке, а длина ферромагнитного стакана равна или больше длины соленоида. Техническим результатом выполнения стакана с крышкой и трубы, несущей на наружной поверхности соленоид, ферромагнитными является уменьшение ширины диамагнитных рабочих зазоров и достижение большей величины магнитного поля, а выполнение фланцев и стяжных болтов диамагнитными предотвращает замыкание на них магнитного потока, создаваемого соленоидом, и тем самым уменьшает потоки рассеяния, что также способствует достижению большей величины магнитного поля в рабочих зазорах. Изготовление на внутренней поверхности фланцев кольцевого паза позволяет установить трубу в обоих фланцах без смещения, кроме этого сжатие ферромагнитной трубы в поперечном направлении с усилием, составляющим, например, (58)102 Н, приводит к достижению максимальной намагниченности трубы, которая вызывает в рабочих зазорах аппарата магнитное поле максимально возможной величины. Выполнение длины соленоида, в четыре и более раз превышающей диаметр ферромагнитной трубы, его несущей, приводит к уменьшению размагничивающего поля до незначительной величины. 2 86362012.10.30 Установка на подводящем патрубке ферромагнитного стакана в форме усеченного конуса приводит к созданию двух рабочих зазоров с изменяющимся поперечным сечением,в котором действует градиентное магнитное поле с изменяющимися значениями, что интенсифицирует процесс коагуляции взвесей. Угол при вершине усеченного конуса не более 14 необходим для получения ширины рабочих зазоров 1-3 см, что является одним из условий создания градиентного магнитного поля, достаточного для эффективной коагуляции взвесей. Выполнение шайб диамагнитными предотвращает налипание частиц взвесей на их кромки и поверхность, наличие в шайбах отверстий приводит к созданию турбулентного потока, а равенство общей площади отверстий площади отверстия в патрубке предотвращает изменение в аппарате давления и скорости протекания жидкой среды. Применение ферромагнитного стакана с длиной, равной или большей длины соленоида, приводит к наличию на кромках его концевых частей магнитного градиентного поля с максимальными значениями за счет воздействия в этих точках максимальных величин градиентного магнитного поля, создаваемого соленоидом. Протекание ламинарного потока жидкой среды по рабочим зазорам с изменяющимся поперечным сечением и через отверстия в шайбах приводит к созданию в нем турбулентности. Длину ферромагнитной трубы рассчитывают как сумму длины соленоида плюс две ширины рабочего зазора для каждого типа аппарата. На фиг. 1 схематично изображен общий вид электромагнитного аппарата для коагуляции взвесей, а на фиг. 2 изображена диамагнитная шайба с отверстиями (2 шт. или больше), при этом на фиг. 3 показана диамагнитная шайба в разрезе, где 1 - диамагнитный фланец (2 шт.), 2 - кольцевой паз, 3 - ферромагнитная труба, 4 - соленоид, 5 - диамагнитный стяжной болт (2 шт. или больше), 6 - подводящий патрубок, 7 - диамагнитная шайба с отверстиями (2 шт. или больше), 8 - ферромагнитный стакан в форме усеченного конуса,9 - ферромагнитная крышка стакана, 10 - рабочие зазоры, 11 - источник выпрямленного электрического тока. Электромагнитный аппарат для коагуляции взвесей собирают в следующей последовательности на патрубке (6), подводящем жидкую среду, закрепляют фланец (1), затем на патрубок устанавливают стакан (8) и закрепляют его шайбами (7), монтируют на стакане крышку (9), далее в кольцевом пазе (2) одного из фланцев (1) закрепляют трубу (3), несущую соленоид (4), который подсоединен к источнику выпрямленного тока (11), и устанавливают на трубу (3) второй фланец (1), сжимают трубу (3) посредством стяжных болтов (5) и фланцев (1), при этом создано три рабочих зазора (10), по которым протекает жидкая среда. Полезная модель работает следующим образом соленоид 4 подсоединяют к источнику выпрямленного тока 11, электрический ток, протекая по обмотке соленоида 4, создает магнитный поток, который намагничивает ферромагнитную трубу 3, закрепленную в кольцевых пазах 2 фланцев 1 и сжатую ими в поперечном направлении усилием(58)102 Н посредством диамагнитных стяжных болтов 5, при этом поле от намагниченности трубы 3 намагничивает ферромагнитные стакан в форме усеченного конуса 8 и крышку 9, которые создают в свою очередь градиентное магнитное поле в рабочих зазорах 10 и ламинарный поток жидкой среды, поданный снизу вверх в диамагнитный патрубок 6, протекая через отверстия диамагнитных шайб 7, перемещаясь по рабочим зазорам 10, поперечное сечение которых изменяется, становится турбулентным потоком и последовательно подвергается воздействию сил градиентного магнитного поля, которые достигают максимума на входе и выходе жидкой среды в каждый рабочий зазор, при этом происходит интенсивная и полная коагуляция взвесей за меньший промежуток времени. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4