Аппараты для омагничивания воды с постоянными магнитами
Аппараты, сконструированные во Всесоюзном теплотехническом институте, оснащены постоянными кольцевыми магнитами, изготовленными из сплава «магнико» (ВТИ-1) или из сплава «АЛИИ» (ВТИ-2). Внутри кольцевых магнитов помещены сердечники из железа «армко», их диаметр определяет величину зазора и, следовательно, напряженность поля (примерно 79,6 кА/м, или 1000 Э). В этом аппарате поток жидкости пересекает два поля (рис. 3.2.1.2-1).
Аппараты ПМУ-1, серийно выпускаемые только заводом им. Войкова, состоят из трех-пяти однотипных, последовательно соединенных чугунных секций. Кольцевой зазор между постоянными магнитами и корпусом составляет 2,5 мм. Напряженность магнитного поля (максимальная) в первой секции 87,6 кА/м (1100 Э), в остальных четырех по 143 кА/м (1800 Э). Скорость воды 1-2 м/с, производительность 2-7 м3/ч. В 1963 г. этот завод выпустил 30 аппаратов, в 1977 г. выпуск достиг 65 тыс. штук. Стоимость одного аппарата - 26 руб.
Бельгийская фирма «Эпюро» в течение нескольких десятилетий выпускает аппараты «Сері» (по патенту Т. Вермайрена), оснащенные постоянными магнитами, производительностью от 0,03 до 36 000 м3/ч. В США аналогичные аппараты производит фирма «Паккард», в Великобритании - фирма «Поляр». В литературе обычно приводится лишь внешний вид этих аппаратов и не дается описания их конструкции. Лишь в последние годы появились фотографии вскрытых крупных аппаратов «Cepi», на которых видно, что обрабатываемая вода протекает че-
1
Рис. 3.2.1.2-2 Схема движения воды в высокопроизводительном аппарате «Cepi» типа Т-56. |
Рез узкие зазоры между цилиндрическими и кольцевыми постоянными магнитами (в данном обзоре фотография заменена на схему - см. рис. 3.2.1.2-2).
Корпуса аппаратов изготавливают из металла, а также из синтетических материалов. Конструкцию аппаратов «Cepi» следует рассмотреть подробнее, поскольку принцип их работы может стать основой для суждения о механизме магнитной обработки и способах оптимизации процесса.
Единственным устройством, запатентованным 12.10.66 г. Т. Вермайреном в Советском Союзе (патент № 288683), является «...устройство для обработка жидкости с помощью магнитного поля, представляющее собой канал, стенки которого образованы магнитами, создающими поперечное магнитное поле, отличающееся тем, что с целью повышения эффективности обработки жидкости рабочий участок канала выполнен из продольных постоянных магнитов, каждый из которых имеет в центре выступ, представляющий собой полюс противоположного знака полюсу концов, а полюса расположенных один против другого выступов имеют различные знаки».
На рис. 3.2.1.2-3 приведен разрез аппарата «Cepi» невысокой производительности, реализующий указанный патент. Результаты измерения напряженности поля по длине этого аппарата (очень детальное, скрупулезное обследование аппаратов Вермайрена было осуществлено в СССР в начале 70-х), показали, что она изменяется: примерно на трети расстояния от концов аппарата знак полюсов меняется; в области сужения, образуемого кобальт-самариевыми магнитами, напряженность поля резко возрастает до 320 кА/м (4000 Э). Следовательно, в этом аппарате поток воды проходит поля переменной полярности, а также область
I- О 80- |
О; О- |
Рис. 3.2.1.2-3 Разрез небольшого аппарата «Cepi» типа АД 1/2 (минимальный расход воды - 0,12 м3/ч, максимальный - 0,48 м3/ч, масса 0,25 кг, геометрические размеры: длина 100 мм, диаметр 22 мм). |
С очень высоким градиентом напряженности. Кроме того, в этом узком канале, в соответствии с законами гидродинамики, возникает резкий перепад давления.
В настоящий момент выпускается около 100 различных модификаций аппаратов сходной конструкции. Их применяют как для омагничивания воды, так и для обработки более агрессивных и концентрированных растворов - аммиачных растворов, щелочей, кислотных и бисульфитных щелоков, растворов сахара, вин, коньяка и др.