Результат интеллектуальной деятельности: Индуктор с замкнутым перемещением рабочих тел

Изобретения относится к аппаратам физико-химического воздействия на жидкие среды и может быть использована в сельском, коммунальном хозяйстве, химической промышленности и других областях.

Известен аппарат вихревого слоя, содержащий крышки с патрубками подвода и отвода охлаждающей среды, коллектор, сообщенный с патрубком подвода охлаждающей среды, размещенный между крышками индуктор вращающегося электромагнитного поля, имеющий осевой канал, в котором с зазором к стенкам канала установлена реакционная камера в виде трубы, имеющей сменную вставку с ферромагнитными частицами, индуктор также имеет обечайку из немагнитного материала и кожух, соединенный с крышками, при этом кожух и обечайка индуктора выполнены цилиндрическими, с ферромагнитными частицами сменной вставки выполненными в виде стержней разных размеров (см. патент RU 2342987, B01F13/08, опубл. 10.01.2009).

Известен ферровихревой аппарат, состоящий из корпуса с патрубками для подвода и отвода охлаждающей среды, индуктора вращающегося электромагнитного поля, реакционной камеры из немагнитного материала с ферромагнитными частицами, отличающийся тем, что реакционная камера образована крышками и цилиндрическим корпусом, причем крышки дополнительно снабжены подводящим и отводящим патрубками реакционной камеры, при этом магнитопровод индуктора выполнен в виде шихтованного кольца прямоугольного сечения с выполненными на одной из двух его торцевых поверхностей пазами и заложенной в них трехфазной обмоткой с числом пар полюсов не менее одного, причем аппарат дополнительно снабжен аксиальным магнитопроводом, который помещен внутрь реакционной камеры и выполнен без пазов и обмотки в виде шихтованного кольца прямоугольного сечения, при этом аксиальный магнитопровод защищен кожухом из немагнитного материала, причем площадь кольцевого зазора между внутренним диаметром цилиндрического корпуса реакционной камеры и наружным диаметром кожуха аксиального магнитопровода не меньше площади сечения подводящего патрубка реакционной камеры, при этом рабочая зона реакционной камеры образована внутренней стороной крышки реакционной камеры, внутренней стороной цилиндрического корпуса реакционной камеры и торцевой поверхностью кожуха аксиального магнитопровода(см. патент RU 2323040, B01F13/08, опубл.  27.04.2008).

Электромагнитный аппарат вихревого слоя, содержащий реакционную камеру из немагнитного материала, набор ферромагнитных частиц, размещенных в полости реакционной камеры, и индуктор, имеющий, по меньшей мере, один С-образный магнитопровод с размещенным на нем набором катушек, соединенных с источником электропитания и блоком управления работой аппарата, магнитопроводом выполненным в виде тороида из ленты рулонной электротехнической стали, намотанной по "спирали Архимеда", с витками ленты скрепленными между собой с помощью фиксирующего отвердителя – эпоксидного клея, катушки либо последовательно соединенных между собой и источником электропитания с синусоидальным напряжением частотой 50 Гц, либо подключеным к индивидуальным источникам электропитания в виде инверторных преобразователей через индивидуальные блоки управления (см. патент RU 2461416 B01F13/08, опубл. 20.09.2012).

Недостатками приведённых устройств является отсутствие возможности предотвращения выхода ферромагнитных частиц за пределы рабочей зоны индуктора при непрерывной работе аппарата, пассивным устройством без дополнительного источника энергии.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для удержания ферромагнитных частиц в рабочей зоне индуктора при работе с жидкими средами состоящее из корпуса, внутри которого расположен цилиндрический сердечник из ферромагнитного материала с электрообмотками, установленной в расточке втулкой из парамагнитного материала, пространство внутри которой, представляет собой рабочую зону, в которой вращаются ферромагнитные частицы и осуществляется технологический процесс, отличающийся тем, что на выходе из рабочей зоны на границе действия электромагнитного поля установлена матрица состоящая из металлической обечайки отражающей ферромагнитные частицы с установленными в ней сетками переходного сечения (см. патент RU 171681, B01F13/08, B03C 1/00, опубл. 09.06.2017).

Данное устройство имеет ряд выявленных недостатков:

- не обеспечивает возврат вышедших за пределы рабочей зоны индуктора ферромагнитных частиц, не обеспечивая тем самым их замкнутого перемещения в индукторе;

- установка подобных устройств на выходе рабочей зоны, оказывает существенное сопротивление на движение материала внутри, поскольку ферромагнитные частицы, вынесенные из рабочей зоны, будут концентрироваться у нижней обечайки матрицы, что снижает общую производительность устройства и не предусматривает их возврата в рабочую зону.

Задачей изобретения является повышение эффективности функционирования индуктора с перемещающимися внутри рабочими телами в виде ферромагнитных частиц.

Сущность изобретения заключается в том, что индуктор с замкнутым перемещением рабочих тел,состоящий из корпуса, внутри которого расположен ферромагнитный цилиндрический сердечник с электрообмотками, в расточке которого установлена втулка из парамагнитного материала, пространство внутри которой, представляет собой рабочую зону, в которой перемещаются рабочие тела и осуществляется технологический процесс, при этом на выходе из рабочей зоны на границе действия электромагнитного поля в парамагнитной втулке установлен заборник, состоящий из приёмного патрубка и центробежного транспортёра.

Указанный технический результат достигается за счёт того, что под действием центробежной силы рабочие тела относятся к периферии рабочей зоны, где создаётся избыточное давление, отправляющее тела, вышедшие за пределы действия вращающегося переменного электромагнитного поля, в заборник, транспортирующий их под действием созданного давления к входу в рабочую зону.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на

фиг. 1 – общий вид индуктора;

фиг.2 – индуктор, вид А-А

Индуктор с замкнутым перемещением рабочих тел состоит из корпуса 1, внутри которого расположен ферромагнитный цилиндрический сердечник с электрообмотками 2, в расточке которого установлена втулка 3 из парамагнитного материала, пространство внутри которой, представляет собой рабочую зону, в которой перемещаются рабочие тела 4, а на выходе из рабочей зоны на границе действия элеткромагнитного поля в парамагнитной втулке 3 установлен заборник 5 обеспечивающий замкнутое перемещение рабочих тел 4 в индукторе и состоящий из приёмного патрубка 6 и центробежного транспортёра 7. – надо показать эти детали на чертеже.

Индуктор внутри парамагнитной втулки 3, образующей рабочую зону создаёт вращающееся переменное электромагнитное поле, приводящее в движение расположенные внутри неё рабочие тела 4. Поскольку электромагнитное поле является однородным только на участке, на котором расположен ферромагнитный сердечник 2, то за его пределами возникают зоны малой напряжённости поля попадая в которые рабочие тела 4 перемещаются под действием центробежной и инерционной сил и собственного давления потока материала, в результате чего могут преодолеть удерживающую силу ослабленного поля и покинуть рабочую зону. Для исключения потери рабочих тел 4 на выходе из рабочей зоны необходимо установить заборник 5, состоящий из приемного патрубка 6 в который попадают рабочие тела под действием центробежной силы и центробежного транспортера 7 отправляющего попавшие в приёмный патрубок рабочие тела и транспортирующего их за счёт созданного избыточного давления обратно ко входу в рабочую зону.

Предлагаемое изобретение по сравнению с наиболее близким аналогом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:

- отсутствие дополнительных структурных элементов, направленных на удержание рабочих тел;

- простота конструкции;

- высокая надёжность;

- отсутствие дополнительных энергетических затрат;

- высокая эффективность, за счёт обеспечения замкнутого перемещения рабочих тел рабочей зоне индуктора и предотвращения их выхода за её пределы;

- отсутствие краевых эффектов и как следствие снижение производительности устройства за счёт концентрации рабочих тел в зоне устройств, установленных для их удержания.