аппарат для обработки жидких реагентов

Формула изобретения

Аппарат для обработки жидких реагентов, содержащий корпус, в котором размещен рабочий орган, выполненный в виде параллельных пластин, установленных на стержне, соединенном с вибратором, при этом стержень размещен перпендикулярно продольной оси корпуса, пластины установлены на стержне с возможностью перемещения и регулирования расстояния между ними, отличающийся тем, что корпус выполнен из металлического диамагнитного материала, с внешней стороны которого размещена обмотка, подключенная к регулируемому источнику импульсного тока.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для обработки жидких реагентов и может быть использовано в химической, нефтехимической промышленности и в сельском хозяйстве.

Известен аппарат для растворения металлической меди в сернокислотных растворах - см. патент РФ №2166985, 05.10.1999, отличающийся от известных конструкций тем, что он снабжен в нижней части корпуса камерой смешивания циркулирующего раствора с жатым воздухом, отделенной от реакционной зоны перфорированной перегородкой, реакционной зонной, соединенной через коническую царгу с пеноносителем, который имеет отстойную зону, образованную цилиндрическим защитным экраном и корпусом аппарата, газоотводящие трубки и диаметрально расположенные для отвода осветленного раствора сливные патрубки, входящие через сливной коллектор в циркуляционную трубу.

Известное изобретение наряду с рядом несомненных достоинств имеет и серьезные недостатки, заключающиеся прежде всего в сложности самой конструкции, невысокой надежности в работе и для практической реализации требует значительных финансовых затрат.

В качестве прототипа нами выбрано авт. свид. СССР №1346223, бюл. №39 - «Аппарат для обработки жидких реагентов», содержащий корпус, в котором размещен рабочий орган, выполненный в виде параллельных пластин, установленных на стержне с возможностью регулирования расстояния между ними, при этом стержень соединен с вибратором и размещен перпендикулярно продольной оси корпуса.

Аппарат (разработка сотрудников Кубанского государственного аграрного университета), как показал опыт его практической эксплуатации, имеет высокую эффективность в работе, однако выяснились и некоторые недостатки. Прежде всего, достаточно сложно подобрать оптимальную частоту и амплитуду возбуждаемых колебаний в проходящем потоке жидкости с целью обеспечения минимального расхода электроэнергии двигателей создающих давление в трубопроводе. Это также сдерживает практическое применение аппарата в различных технологических процессах промышленного и сельскохозяйственного назначения.

Техническим решением задачи является повышение эффективности работы аппарата, расширение его технологических возможностей, повышение коэффициента полезного действия и снижение затрат электроэнергии потребляемой двигателями, создающими необходимое давление в трубопроводе, по которому прокачивается жидкая среда.

Задача достигается тем, что корпус выполнен из металлического диамагнитного материала, с внешней стороны которого размещена обмотка, подключенная к регулируемому источнику импульсного тока. Это позволяет получить механические колебания более широкого спектра частот и амплитуд, чем в известных конструкциях, и использовать безинерционные (магнитострикционные) преобразования энергии электромагнитных колебаний в энергию упругих механических колебаний. - См. Ястребов П.П., Смирнов И.П. Электрооборудование. Электротехнология. М., Высшая школа. 1987 г., С.71-74. Раздел: «Магнитоимпульсные установки». См. Попилов Л.Я. Справочник по электрическим и ультразвуковым методам обработки материалов. Л., Машиностроение. 1971 г., С.462. Раздел «Магнитоимпульсная обработка». Второе важное обстоятельство заключается в том, что в предложенном изобретении корпус предлагается выполнять из металлического диамагнитного материала, например из нержавеющей стали, алюминия, меди и т.д., что позволяет, во-первых усилить магнитоимпульсный эффект за счет существенного расширения спектра частот и амплитуд возбуждаемых колебаний, а во-вторых - мощное электромагнитное поле воздействует непосредственно на жидкие реагенты, проходящие по трубопроводу (вода или водные системы, нефтепродукты и т.д.) таким образом, что существенно изменяются их физико-химические свойства, в частности уменьшается поверхностное натяжение, что в свою очередь позволяет снизить затраты на прокачку жидких реагентов, а это обстоятельство особенно важно, учитывая тенденции последних лет к непрерывному росту цен на энергоносители не только в России, но и на мировом рынке. - См. Классен В.И. Омагничивение водных систем. - М.: Химия. 1982 г. Использование регулируемого источника тока позволяет оперативно устанавливать оптимальные режимы обработки жидких реагентов.

По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружено аналогичного предложения, что позволяет судить об изобретательском уровне заявляемой совокупности признаков.

На чертеже изображен предлагаемый аппарат в разрезе.

Аппарат для обработки жидких реагентов содержит корпус 1, выполненный из металлического диэлектрического материала (нержавеющая сталь, алюминий, медь и др.), с внешней стороны которого расположена обмотка-индуктор 2, подключенная к регулируемому источнику импульсного тока 3. Внутри корпуса 1 размещен рабочий орган, выполненный в виде параллельных ферромагнитных пластин 4, установленных на металлическом стержне 5. Пластины имеют форму квадрата и при помощи стержня 5 могут перемещаться друг относительно друга, и тем самым регулируется общая площадь пластин, контактирующая (соприкасающаяся) с жидким реагентом. На конце стержня 5 установлен электромотор 6, включение которого осуществляется диспетчером, что создает возможность для автоматизации процесса выбора оптимального режима работы за счет изменения площади обработки и обеспечения однократности обработки реагента. В качестве вибратора предложено использовать магнитоимпульсную установку, включающую обмотку-индуктор 2 и регулируемый источник импульсного тока 3. Такая вибрационная система имеет существенные преимущества перед всеми известными на настоящее время, т.к. позволяет получить давление в несколько десятков тонн на квадратный сантиметр поверхности при сильных магнитных полях. - См. Ястребов П.П., Смирнов И.П. Электрооборудование. Электротехнология. М., Высшая школа. 1987 г., С.71-74. Раздел: «Магнитоимпульсные установки». Частота импульсов также регулируется в широчайших пределах, и одновременно с этим жидкие реагенты обрабатываются внутри корпуса 1 импульсными электромагнитными полями, что в свою очередь, как уже было отмечено, имеет несомненное достоинство - см. В.И.Классен.

Аппарат работает следующим образом. Перед подачей реагента в корпус 1, включается регулируемый источник импульсного тока 3, который создает в обмотке 2 мощные электромагнитные поля. Реагенты поступают в корпус 1, где проходят между пластинами 4, подвергаясь обработке за счет силы Лоренца, создаваемой обмоткой 2 в корпусе 1. Кроме того, на те или иные реагенты, подлежащие обработке, воздействует мощное электромагнитное поле (за счет того, что корпус 1 выполнен из диамагнитного материала), что во многих случаях уменьшает поверхностное натяжение и существенно снижает затраты на прокачку реагентов в общем трубопроводе. Обработанная среда (реагент) выходит из корпуса 1 и поступает на дальнейшую обработку.

Регулируя расстояние между пластинами 4 электромотором 6 и частоту следования, импульсной установкой 3 устанавливают оптимальные режимы обработки жидких реагентов.

Предложенное комплексное воздействие на жидкие реагенты, а именно колебания широкого спектра частот и амплитуд и электромагнитные поля, воздействующие непосредственно на физико-химическую структуру реагентов, позволяет получить оптимальные режимы обработки по сравнению с ранее известными способами и методами.

Аппарат не требует серьезных экономических затрат и может быть реализован силами инженерных служб заинтересованных предприятий.