PL226743B1 - Urzadzenie domagnetycznej obróbki cieczy, zwłaszcza wody - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do magnetycznej obróbki cieczy, zwłaszcza wody i jej roztworów a szczególnie do magnetycznej eliminacji zanieczyszczeń występujących w strumieniu cieczy cyrkulacyjnej, głównie w systemach grzewczych i chłodniczych oraz do magnetycznej modyfikacji jej własności fizykochemicznych.

Z patentu PL 220710 jest znane urządzenie do magnetycznej obróbki cieczy, zwłaszcza wody, wyposażone w korpus przykryty rozłączną pokrywą, który to korpus jest w postaci korpusu wewnętrznego i korpusu zewnętrznego, przy czym korpus wewnętrzny zamocowany jest w środkowej części korpusu zewnętrznego, a między nimi znajduje się pierścieniowa komora przepływowa, do której jest przyłączony króciec dopływowy i króciec odpływowy, zaś stosunek średnicy króćca dopływowego do średnicy korpusu zewnętrznego wynosi od 0,25 do 0,35, a na powierzchni zewnętrznej korpusu wewnętrznego umieszczony jest pakiet magnetyczny, utworzony przez przynajmniej dwie pary pierścieniowych magnesów stałych w postaci przeciwnie spolaryzowanych nabiegunników N i S, przy czym każda z tych par jest obrócona w stosunku do poprzedniej o kąt 90°.

Urządzenie do magnetycznej obróbki cieczy, zwłaszcza wody, wyposażone w korpus przykryty rozłączną pokrywą, który to korpus jest w postaci korpusu wewnętrznego i korpusu zewnętrznego, przy czym korpus wewnętrzny zamocowany jest w środkowej części korpusu zewnętrznego, a między nimi znajduje się pierścieniowa komora przepływowa, do której jest przyłączony króciec dopływowy i króciec odpływowy, a na powierzchni zewnętrznej korpusu wewnętrznego umieszczony jest pakiet magnetyczny, utworzony przez przynajmniej dwie pary pierścieniowych magnesów stałych w postaci przeciwnie spolaryzowanych nabiegunników N i S, przy czym każda z tych par jest obrócona w stosunku do poprzedniej o kąt 90°, według wynalazku charakteryzuje się tym, że pakiet magnetyczny tworzą przynajmniej cztery pary pierścieniowych magnesów stałych w postaci przeciwnie spolaryzowanych nabiegunników N i S, leżących naprzeciw siebie po przeciwnych stronach korpusu wewnętrznego, przy czym osie obrotu leżących naprzeciw siebie pierścieniowych magnesów stałych rozmieszczone są wzdłuż osi X, Y, które skierowane są do siebie pod kątem 90° i są prostopadłe do korpusu wewnętrznego, natomiast stosunek średnicy dn króćca dopływowego do średnicy Dn korpusu zewnętrznego wynosi od 0,25 do 0,50, a ponadto między pierścieniową komorą przepływową a korpusem wewnętrznym umieszczony jest filtr mechaniczny.

Króciec dopływowy i króciec odpływowy usytuowane są w dolnej części urządzenia pod pakietem magnetycznym, przy czym króciec odpływowy stanowi przedłużenie korpusu wewnętrznego a jego średnica jest równa średnicy tego korpusu.

Króciec dopływowy i króciec odpływowy usytuowane są w górnej części urządzenia pod pakietem magnetycznym, przy czym króciec odpływowy stanowi przedłużenie korpusu wewnętrznego a jego średnica jest równa średnicy tego korpusu.

Na dole pierścieniowej komory przepływowej korpusu zewnętrznego znajduje się króciec spustowy.

Osie X, Y, wzdłuż których rozmieszczone są osie par pierścieniowych magnesów stałych, leżą w jednej płaszczyźnie.

Osie X, Y, wzdłuż których rozmieszczone są osie par pierścieniowych magnesów stałych, leżą w różnych płaszczyznach.

Pakiet magnetyczny składa się z ośmiu par pierścieniowych magnesów stałych, których osie są rozmieszczone wzdłuż osi X, Y leżących w dwóch różnych płaszczyznach.

Osie X, Y, wzdłuż których rozmieszczone są osie par pierścieniowych magnesów stałych są w każdej płaszczyźnie obrócone o kąt 45° w stosunku do osi, wzdłuż których rozmieszczone są pary pierścieniowych magnesów stałych w płaszczyznach sąsiednich.

Zespół pierścieniowych magnesów stałych, stanowiący pakiet magnetyczny jest zamocowany rozłącznie do powierzchni zewnętrznej korpusu wewnętrznego.

Urządzenie według wynalazku, poprzez odpowiednio dobrane i zorientowane pole magnetyczne w korelacji z odpowiednio dobraną szybkością i kierunkiem przepływu strumienia cieczy w polu magnetycznym posiada wiele zalet, mianowicie pozwala na wysoce wydajne magnetyczne uzdatnianie cieczy do poziomu, który pozwala na jej przepływ przez powierzchnie wymiany ciepła bez pozostawiania na nich zbędnych osadów. Wzajemne zorientowanie magnesów zapewnia wielokrotność zwrotu linii sił pola magnetycznego działającego na strumień cieczy, proporcjonalnie do ilości par pierPL 226 743 B1 ścieniowych magnesów stałych oraz wielokrotność przemagnesowań w ilości dwa razy większej w stosunku do ilości zastosowanych par pierścieniowych magnesów.

W urządzeniu według wynalazku następuje filtrowanie strumienia cieczy z cząsteczek ferromagnetycznych, a także innych zanieczyszczeń paramagnetycznych lub diamagnetycznych w postaci aglomeratów, głównie węglanów wapnia.

W urządzeniu według wynalazku rozbudowano pakiet magnetyczny poprzez dołożenie dodatkowej warstwy magnesów w postaci dodatkowych par pierścieniowych magnesów stałych. Jednocześnie zwiększono zakres stosunku średnicy króćca dopływowego, równej średnicy korpusu wewnętrznego, do średnicy korpusu zewnętrznego, dzięki czemu komora pośrednia może być węższa w stosunku do korpusu wewnętrznego, co sprzyja zwiększeniu prędkości przepływu cieczy. Szybszy przepływ cieczy jest korzystny przy obecności dodatkowych warstw magnesów, gdyż zwiększa efektywność działania powstałych w tym rozwiązaniu dodatkowych tzw. „pułapek magnetycznych”. Dzięki opisanemu rozmieszczeniu pakiet magnetyczny urządzenia według wynalazku posiada powiększoną powierzchnię do sorpcji osadów w tak zwanych „pułapkach magnetycznych” PM powstałych w wyniku zorientowanych między sobą w sposób opisany powyżej pierścieniowych magnesów stałych.

Wariant wynalazku, w którym osie, na których leżą pary pierścieniowych magnesów są w każdej płaszczyźnie obrócone o kąt 45° w stosunku do osi, na których leżą pary pierścieniowych magnesów w płaszczyznach sąsiednich, umożliwia dalsze usprawnienie filtracji.

Kolejną zaletą urządzenia jest możliwość uproszczenia konstrukcji urządzenia poprzez mocowanie magnesów bezpośrednio do korpusu wewnętrznego, bez potrzeby stosowania konstrukcji szkieletowej.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój wzdłużny i poprzeczny urządzenia według pierwszego przykładu wykonania wynalazku, fig. 1a - przekroje urządzenia jak na fig. 1, lecz z króćcami dopływowym i odpływowym usytuowanymi na górze urządzenia; fig. 2 - przekrój wzdłużny i poprzeczny drugiego przykładu wykonania urządzenia; fig. 2a - przekroje urządzenia jak na fig. 2 lecz z króćcami dopływowym i odpływowym usytuowanymi na górze urządzenia; fig. 3 - przekrój wzdłużny i poprzeczny trzeciego przykładu wykonania urządzenia; a fig. 3a - przekroje urządzenia jak na fig. 3 lecz z króćcami dopływowym i odpływowym usytuowanymi na górze urządzenia.

Jak przedstawiono na fig. 1, urządzenie do magnetycznej obróbki cieczy według wynalazku, tzw. filtroaktywator magnetyczny, zbudowane jest z cylindrycznego korpusu zewnętrznego 1 zakończonego w górnej części kołnierzem 2, na którym np. szybkozłącznie mocowana jest pokrywa 3 wraz z króćcem odpowietrzającym 4. W środkowej części korpusu zewnętrznego 1, o średnicy Dn osadzony jest korpus wewnętrzny 7 o średnicy dn tworząc w urządzeniu pierścieniową komorę przepływową 1' dla obrabianej cieczy. Stosunek średnic d_n/D_n zawiera się w granicach 0,25:0,50. W dolnej części korpus zewnętrzny 1 wyposażony jest w promieniowo usytuowany króciec dopływowy 5 i króciec odpływowy 6, oraz króciec spustowy 8. Średnica króćca dopływowego 5 jest równa średnicy korpusu wewnętrznego 7. Konstrukcyjnie otwarta od strony korpusu zewnętrznego 1, podstawowa część korpusu wewnętrznego 7 posiada zamontowaną rozłącznie na swojej powierzchni zewnętrznej i współosiowo z korpusem zewnętrznym 1, szkieletową konstrukcję nośną 9, która z odpowiednio na niej zorientowanymi i zamocowanymi w sposób trwały pierścieniowymi magnesami stałymi 10, stanowi szybkodemontowalny osiowy pakiet magnetyczny. Pakiet ten jest zbudowany z pierścieniowych magnesów stałych 10, tworzących cztery pary przeciwnie spolaryzowanych nabiegunników N i S. Każda para składa się z dwóch pierścieniowych magnesów stałych 10 w postaci przeciwnie spolaryzowanych nabiegunników N i S, leżących naprzeciw siebie po przeciwnych stronach korpusu wewnętrznego 7, przy czym leżące naprzeciw siebie magnesy mają osie obrotu rozmieszczone wzdłuż osi, które skierowane są do siebie pod kątem 90° i są prostopadłe do osi korpusu wewnętrznego 7. Dzięki takiemu rozmieszczeniu, pakiet posiada powiększoną powierzchnię do sorpcji osadów w tzw. „pułapkach magnetycznych” PM powstałych w wyniku zorientowanych między sobą w sposób opisany powyżej, pierścieniowych magnesów stałych 10, w tym przykładzie mocowanych na diamagnetycznej, szkieletowej konstrukcji nośnej 9 pakietu magnetycznego. Na drodze przepływu cieczy, między pierścieniową komorą przepływową 1' a korpusem wewnętrznym 7, w tym przypadku nad pakietem magnetycznym, umieszczony jest filtr mechaniczny 12, który może np. być filtrem siatkowym lub filtrem szczelinowym. W tym przykładzie króciec spustowy 8, znajdujący się na dole urządzenia, jest usytuowany obok króćca odpływowego 6.

PL 226 743 B1

Na fig. 1a przedstawiono wariant podobny do tego z fig. 1, z tą różnicą, że krócice 5 i 6 są umieszczone na górze urządzenia. W tym przykładzie króciec spustowy 8 znajdujący się na dole urządzenia, jest usytuowany po stronie przeciwnej w stosunku do króćca odpływowego 6.

Na fig. 2 przedstawiono przekrój wzdłużny i poprzeczny drugiego przykładu wykonania urządzenia, podobnego do pierwszego przykładu, w którym jednak zastosowano osiem par magnesów. Podobnie jak w przykładzie pierwszym, każda para składa się z dwóch pierścieniowych magnesów stałych 10 w postaci przeciwnie spolaryzowanych nabiegunników N i S, leżących naprzeciw siebie po przeciwnych stronach korpusu wewnętrznego 7, przy czym leżące naprzeciw siebie magnesy mają osie obrotu X, Y rozmieszczone w osiach, które skierowane są do siebie pod kątem 90° i są prostopadłe do osi korpusu wewnętrznego 7. W przykładzie na fig. 2 zastosowano po cztery pary magnesów, rozmieszczone na dwóch wysokościach względem korpusu wewnętrznego 7, tzn. magnesy 10 rozmieszczone są w osiach X, Y, a odpowiednie pary osi X, Y leżą w dwóch różnych płaszczyznach prostopadłych do osi korpusu wewnętrznego 7. Króciec spustowy 8, znajdujący się na dole urządzenia, jest usytuowany obok króćca odpływowego 6.

Na fig. 2a przedstawiono wariant podobny do tego z fig. 2, lecz z krócicami 5 i 6 umieszczonymi na górze urządzenia. W tym przykładzie, króciec spustowy 8 znajdujący się na dole urządzenia, jest usytuowany po stronie przeciwnej w stosunku do króćca odpływowego 6.

Na fig. 3 przedstawiono przekrój wzdłużny i poprzeczny trzeciego przykładu wykonania urządzenia, podobnego do drugiego przykładu, w którym również zastosowano osiem par magnesów. W tym przypadku również każda para składa się z dwóch pierścieniowych magnesów stałych 10 w postaci przeciwnie spolaryzowanych nabiegunników N i S, leżących naprzeciw siebie po przeciwnych stronach korpusu wewnętrznego 7, a leżące naprzeciw siebie magnesy mają osie obrotu, które skierowane są do siebie pod kątem 90° i są prostopadłe do osi korpusu wewnętrznego 7. Jednak w tym przykładzie, osie obrotu par magnesów leżące w jednej płaszczyźnie są obrócone o 45° względem osi par leżących w drugiej płaszczyźnie. Wzajemne położenie par magnesów widać najlepiej w przekroju poprzecznym na fig. 3 i 3a. Ponadto, w przykładzie pokazanym na fig. 3 i 3a pakiety magnesów zamocowane są bezpośrednio do korpusu wewnętrznego 7, bez stosowania konstrukcji nośnej 9. Króciec spustowy 8, znajdujący się na dole urządzenia, jest usytuowany obok króćca odpływowego 6.

Na fig. 3a przedstawiono wariant podobny do tego z fig. 3, lecz z krócicami 5 i 6 umieszczonymi na górze urządzenia. W tym przykładzie króciec spustowy 8 znajdujący się na dole urządzenia, jest usytuowany po stronie przeciwnej w stosunku do króćca odpływowego 6.

Znajdujący się na drodze przepływu cieczy, między pierścieniową komorą przepływową 1' a korpusem wewnętrznym 7 filtr mechaniczny 12, np. filtr szczelinowy lub filtr siatkowy, zamontowany jest rozłącznie. Stanowi to ułatwienie procesu samoczyszczenia filtra. Przy silnym zanieczyszczeniu powierzchni filtra siatkowego, gdy utrudniony jest przepływ do komory korpusu wewnętrznego 7, wygodnie jest przeprowadzić proces samoczyszczenia poprzez zmianę kierunku przepływu cieczy poprzez otwarcie zaworu spustowego, najkorzystniej usytuowanego w dolnej części tj. pod filtrem. Jest to możliwe, gdy korpus wewnętrzny 7 jest otwarty od dołu. Konfiguracja filtra (króćce odpływowy i dopływowy na górze lub na dole) jest zależna od usytuowania miejsca otwarcia komory korpusu wewnętrznego 7, które musi znajdować się zawsze po przeciwnej stronie zarówno króćca dopływowego jak i odpływowego, zapewniając przepływ cieczy w pierścieniowej komorze przepływowej 1' w niezbędnej kolejności tj. w pierwszej kolejności przez pakiety magnetyczne i dalej do komory korpusu wewnętrznego 7 przez filtr siatkowy.

W wynalazku następuje skojarzenie dwóch procesów, to jest filtracji i aktywacji magnetycznej na drodze cyrkulacyjnego przepływu cieczy od króćca dopływowego 5 przez pierścieniową komorę przepływową 1' do komory korpusu wewnętrznego 7 a następnie w kierunku przeciwnym, przez korpus wewnętrzny 7 w kierunku króćca odpływowego 6. Ciecz w pierścieniowej komorze przepływowej 1' przechodzi proces filtracji magnetycznej, której produkty są zatrzymywane na pułapkach magnetycznych PM, dzięki odpowiednio dostosowanej prędkości przepływu cieczy Vd w obrębie zorientowanych zgodnie z wynalazkiem, pierścieniowych magnesów stałych 10. Prędkość przepływu cieczy zależy między innymi od stosunku średnicy dn króćca dopływowego 5 do średnicy Dn korpusu zewnętrznego 1.

Ciecz po przejściu przez całą wysokość pakietu magnetycznego wpływa do diamagnetycznego korpusu wewnętrznego 7. Ciecz przepływa też poprzez szczelinowy filtr mechaniczny 12, zmieniając w nim swój kierunek przepływu na przeciwny i po zmianie prędkości przepływu do wartości Vn przechodzi proces właściwej, wielokrotnej aktywacji magnetycznej w polu o liniach sił prostopadłych do

PL 226 743 B1 kierunku jej przepływu, wytwarzanych przez pakiet magnetyczny wcześniej realizowanego procesu filtracji, ale już bez możliwości gromadzenia się na jej wewnętrznej powierzchni jakichkolwiek osadów.

Osad gromadzący się bezpośrednio na magnesach stałych 10 oraz na pułapkach magnetycznych PM musi być okresowo usuwany. Operacja czyszczenia pakietu magnetycznego związana jest z czasowym rozhermetyzowaniem urządzenia. Po zdjęciu pokrywy 3 pakiet magnetyczny jest swobodnie wyjmowany celem jego przepłukania, na przykład strumieniem wody wodociągowej. Po oczyszczeniu, pakiet magnetyczny jest ponownie mocowany na korpusie wewnętrznym 7, gdzie po hermetycznym zamknięciu urządzenia, za pomocą pokryty 3 można przystąpić do dalszy jego eksploatacji.

Claims (9)

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie do magnetycznej obróbki cieczy, zwłaszcza wody, wyposażone w korpus przykryty rozłączną pokrywą, który to korpus jest w postaci korpusu wewnętrznego i korpusu zewnętrznego, przy czym korpus wewnętrzny zamocowany jest w środkowej części korpusu zewnętrznego, a między nimi znajduje się pierścieniowa komora przepływowa, do której jest przyłączony króciec dopływowy i króciec odpływowy, a na powierzchni zewnętrznej korpusu wewnętrznego umieszczony jest pakiet magnetyczny, utworzony przez przynajmniej dwie pary pierścieniowych magnesów stałych w postaci przeciwnie spolaryzowanych nabiegunników N i S, przy czym każda z tych par jest obrócona w stosunku do poprzedniej o kąt 90°, znamienne tym, że pakiet magnetyczny tworzą przynajmniej cztery pary pierścieniowych magnesów stałych (10) w postaci przeciwnie spolaryzowanych nabiegunników N i S, leżących naprzeciw siebie po przeciwnych stronach korpusu wewnętrznego (7), przy czym osie obrotu leżących naprzeciw siebie pierścieniowych magnesów stałych (10) rozmieszczone są wzdłuż osi (X, Y), które skierowane są do siebie pod kątem 90° i są prostopadłe do korpusu wewnętrznego (7), natomiast stosunek średnicy dn króćca dopływowego (5) do średnicy Dn korpusu zewnętrznego (1) wynosi od 0,25 do 0,50, a ponadto między pierścieniową komorą przepływową (1') a korpusem wewnętrznym (7) umieszczony jest filtr mechaniczny (12).

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że króciec dopływowy (5) i króciec odpływowy (6) usytuowane są w dolnej części urządzenia pod pakietem magnetycznym, przy czym króciec odpływowy (6) stanowi przedłużenie korpusu wewnętrznego (7) a jego średnica jest równa średnicy tego korpusu.

3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że króciec dopływowy (5) i króciec odpływowy (6) usytuowane są w górnej części urządzenia pod pakietem magnetycznym, przy czym króciec odpływowy (6) stanowi przedłużenie korpusu wewnętrznego (7) a jego średnica jest równa średnicy tego korpusu.

4. Urządzenie według zastrz. 1 znamienne tym, że na dole pierścieniowej komory przepływowej (1') korpusu zewnętrznego (1) znajduje się króciec spustowy (8).

5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że osie (X, Y), wzdłuż których rozmieszczone są osie par pierścieniowych magnesów stałych (10), leżą w jednej płaszczyźnie.

6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że osie (X, Y), wzdłuż których rozmieszczone są osie par pierścieniowych magnesów stałych (10), leżą w różnych płaszczyznach.

7. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że pakiet magnetyczny składa się z ośmiu par pierścieniowych magnesów stałych (10), których osie są rozmieszczone wzdłuż osi (X, Y) leżących w dwóch różnych płaszczyznach.

8. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że osie (X, Y), wzdłuż których rozmieszczone są osie par pierścieniowych magnesów stałych (10) są w każdej płaszczyźnie obrócone o kąt 45° w stosunku do osi, wzdłuż których rozmieszczone są pary pierścieniowych magnesów stałych (10) w płaszczyznach sąsiednich.

9. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zespół pierścieniowych magnesów stałych (10), stanowiący pakiet magnetyczny jest zamocowany rozłącznie do powierzchni zewnętrznego korpusu wewnętrznego (7).