В МАГНИТНОМ ПОЛЕ

Область применения

Изобретение относится к медицинской и бытовой технике, в частности к индивидуальным приборам для омагничивания пищевых продуктов в постоянном магнитном поле, в частности жидкостей, с целью их очистки и повышения биологической активности при употреблении. К таким жидкостям относится питьевая вода, чай, кофе, соки, настои и отвары лекарственных трав и т.д.

Известный уровень техники

Известно позитивное влияние магнитного поля малой интенсивности на биологическую активность жидкостей, однако их биологическая активность существенно уменьшается с течением времени, даже при краткосрочном периоде между магнитной обработкой (например, на предприятии пищевой промышленности) и потреблением омагниченной жидкости потребителем, поэтому целесообразным является омагничивание пищевой жидкости непосредственно перед ее употреблением. Известно, что эффект омагничивания воды наблюдается обычно в течение одного часа, и сохраняется неизменным при условии сохранения постоянной температуры воды. Вода, обработанная в магнитном поле, а также водные растворы и другие жидкости обретают более мелкую и однородную структуру, что значительно увеличивает их биологическую активность, текучесть и растворяющую способность.

Также известно, что жидкость, в частности питьевая и минеральная вода, обработанная в магнитном поле, определенной напряженности и формы, созданного посредством постоянных магнитов, имеет устойчивый терапевтический эффект, который способствует улучшению обмена веществ в организме человека, снижает количество холестерина в крови и печени, благоприятствует стабилизации артериального давления и нормализации сна, а также уменьшает количество вредных ферромагнитных включений, находящихся в омагниченной жидкости.

Известно устройство для обработки воды, содержащее емкость для воды, по меньшей мере, один постоянный магнит для создания магнитного поля, воздействующего непосредственно на воду в емкости, и размещенную в полости емкости мешалку для ручного перемешивания воды в емкости (см. патент Украины на полезную модель N° 32849, М. кп. A61N 2/06, опубл. 15.02.2001г.). Постоянный магнит, имеющий кольцеобразную форму, вмонтирован в дно емкости и создает магнитное поле с магнитной индукцией, локализованное в этой области.

Недостатком известного устройства для обработки воды является его низкая эффективность. Это обусловлено тем, что оно не обеспечивает необходимую равномерную обработку в магнитном поле всего объема жидкости, находящегося в емкости. Размещение постоянного магнита в дне емкости приводит к образованию локального магнитного поля, которое лишь частично охватывает объем жидкости, заполняющей сосуд.

Известно устройство для обработки воды в магнитном поле, содержащее емкость для воды, по меньшей мере, один постоянный магнит для создания магнитного поля, воздействующего непосредственно на воду в емкости, и размещенную в полости емкости лопастную мешалку, снабженную цилиндрическим корпусом и электродвигателем, на рабочем валу которого установлена, по меньшей мере, одна центробежная крыльчатка для создания вращательного движения потока воды в емкости (см. патент на полезную модель RU 159931, М. кп. C02F 1/48, опубл. 20.02.2016г.). Емкость для воды выполнена в виде сферического сосуда, помещенного в корпус, имеющий форму усеченного икосаэдра. Центробежная крыльчатка жестко закреплена на валу электродвигателя, на котором также установлена с возможностью свободного вращения кольцевая перегородка, к которой при помощи штанг подвешен полый цилиндр, установленный соосно валу электродвигателя, при этом постоянные магниты размещены на внешней (цилиндрической) боковой поверхности полого цилиндра.

Недостатком известного устройства для обработки воды является его низкая эффективность. Это обусловлено тем, что в известном устройстве не обеспечивается необходимая равномерная обработка в магнитном поле всего объема воды, заполняющей емкость, ввиду того, что кольцевая перегородка и установленный на ней полый цилиндр не имеют жесткой связи с рабочим валом электродвигателя, что не позволяет обеспечить интенсивное перемешивания воды в емкости, а лопастная мешалка, установленная в верхней части емкости, непосредственно воздействует только на верхний слой воды, заполняющей емкость, и не обеспечивает необходимую степень ее турбулизации во всем объеме жидкости, заполняющей емкость.

Задача изобретения

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности обработки воды в магнитном поле, путем ее омагничивания, за счет перемешивания воды в емкости, обеспечивающего ее активную турбулизацию во всем объеме воды, заполняющей емкость.

Сущность изобретения

Достижение поставленной задачи обеспечивается за счет того, что в известном устройстве для обработки воды в магнитном поле, содержащем емкость для воды, по меньшей мере, один постоянный магнит для создания магнитного поля, воздействующего непосредственно на воду в емкости, и размещенную в полости емкости лопастную мешалку, снабженную цилиндрическим корпусом и электродвигателем, на рабочем валу которого установлена, по меньшей мере, одна центробежная крыльчатка для создания вращательного движения потока воды в емкости, согласно изобретению, емкость для воды выполнена в виде чаши с крышкой, при этом на рабочем валу электродвигателя дополнительно установлена осевая крыльчатка для создания осевого потока воды в упомянутой чаше, направленного в сторону центробежной крыльчатки, при этом, по меньшей мере, один постоянный магнит и/или группа постоянных магнитов образуют С-образный индуктор, аксиально установленный относительно лопастной мешалки в зоне размещения центробежной крыльчатки и охватывающий ее по окружности на радиальный угол (а), величина которого выбрана в пределах от 90° до 270°, преимущественно от 120° до 240°.

Размещение в емкости для воды, по меньшей мере, одного постоянного магнита и/или группы постоянных магнитов, совместно образующих С- образный индуктор, позволяет сформировать в емкости, выполненной в виде чаши с крышкой, магнитное поле необходимой конфигурации и ориентации. Указанный С-образный индуктор, генерирующий магнитное поле, аксиально установлен относительно лопастной мешалки в зоне размещения центробежной крыльчатки и охватывает последнюю по окружности на радиальный угол (а), величина которого выбрана в пределах от 90° до 270°, преимущественно от 120° до 240°. Это позволяет сформировать в зоне размещения центробежной крыльчатки магнитное поле диаметральной ориентации. При работе электродвигателя осевая крыльчатка создает поток воды, направленный вдоль оси рабочего вала электродвигателя вниз в направлении центробежной крыльчатки. В свою очередь, центробежная крыльчатка создает в полости чаши вихревое движение воды, которое вызывает турбулизацию воды во всей полости чаши. Так как центробежная крыльчатка размещена в магнитном поле диаметральной ориентации, генерируемом, по меньшей мере, одним постоянным магнитом и/или группой постоянных магнитов, входящими в состав С-образного индуктора, то это позволяет создать наибольшую напряженность магнитного поля в зоне размещения центробежной крыльчатки и достичь максимального эффекта омагничивания в первую очередь в указанной зоне, а затем, в результате интенсивного перемешивания, во всем объеме воды, содержащемся в чаше. Таким образом, совместное взаимодействие осевой и центробежной крыльчаток на жидкость, в частности воду, заполняющую полость чаши, позволяет обеспечить активное перемешивание и турбулизацию всего объема воды, содержащегося в чаше. Это обеспечивает эффективную обработку в магнитном поле воды, заполняющей чашу.

В частном варианте выполнения устройства для обработки воды в магнитном поле, по меньшей мере, один постоянный магнит и/или группа постоянных магнитов, образующих С-образный индуктор, установлены в полости кольцеобразного элемента, выступающего внутрь чаши со стороны дна чаши. Выступающий внутрь чаши кольцеобразный элемент предназначен для размещения в нем С-образного индуктора, создающего магнитное поле диаметральной ориентации. В другом частном варианте выполнения устройства для обработки воды осевая крыльчатка установлена на рабочем валу электродвигателя на расстоянии (Н) от центробежной крыльчатки, выбранном в соответствии со следующей зависимостью:

0,25R<H<1,15R, (1) где:

Н - расстояние между осевой и центробежной крыльчатками, мм;

R - радиус выступающего внутрь чаши кольцеобразного элемента, охватывающего центробежную крыльчатку, мм.

Указанная зависимость (1) определяет расстояние между осевой и центробежной крыльчатками, размещенными на рабочем валу электродвигателя, выбранное в соответствии с оптимальными геометрическими размерами выступающего внутрь чаши кольцеобразного элемента, охватывающего центробежную крыльчатку.

В ином частном варианте выполнения устройства для обработки воды величина радиуса (R) выступающего внутрь чаши кольцеобразного элемента выбрана в соответствии со следующей зависимостью:

1 ,02L<R<1 ,75L, (2) где

L - длина лопасти центробежной крыльчатки, мм.

Указанная зависимость (2) определяет величину радиуса (R) кольцеобразного элемента в соответствии с длиной лопастей центробежной крыльчатки.

В ином частном варианте выполнения устройства для обработки воды в магнитном поле, по меньшей мере, один постоянный магнит выполнен в форме С-образного элемента, например, полукольца, образующего С-образный индуктор.

В ином частном варианте выполнения устройства для обработки воды в магнитном поле группа постоянных магнитов, образующих С-образный индуктор, состоит из, по меньшей мере, двух магнитов, каждый из которых выполнен в виде части кольца. В ином частном варианте выполнения устройства для обработки воды в магнитном поле, группа постоянных магнитов, совместно образующих С- образный индуктор, набрана из постоянных магнитов, каждый из которых выполнен с двумя параллельными основаниями, являющимися его магнитными полюсами N и S, и имеет форму, например, цилиндра, или призмы, или куба, или параллелепипеда, что позволяет расширить арсенал комплектующих элементов при изготовлении устройства.

В отдельном варианте выполнения устройства для обработки воды в магнитном поле, по меньшей мере, один постоянный магнит выполнен из неодимового сплава, что обеспечивает получение магнитного поля повышенной напряженности.

В отдельном варианте выполнения устройства для обработки воды в магнитном поле, крышка чаши снабжена посадочным конусным отверстием для размещения в нем посадочной конусной поверхности корпуса лопастной мешалки.

В ином частном варианте выполнения устройства для обработки воды в магнитном поле, полость выступающего внутрь чаши кольцеобразного элемента, закрыта заглушкой, выполненной в виде кольцевого сектора, установленного со стороны дна чаши.

В отдельном варианте выполнения устройства для обработки воды, чаша с крышкой и заглушка выполнены из немагнитного материала.

В отдельном варианте выполнения устройства для обработки воды, чаша с крышкой и заглушка выполнены из диэлектрического материала, например, керамики, или стекла, или пищевой пластмассы.

Технический результат, обеспечиваемый заявляемым изобретением, состоит в повышении эффективности омагничивания воды, за счет активизации ее перемешивания и турбулизации, во всем объеме жидкости, содержащейся в чаше устройства. Фигуры

Заявляемое изобретение поясняется чертежами, где: на Фиг. 1 изображен общий вид устройства; на Фиг. 2 - сечение А-А Фиг. 1 ; на Фиг. 3 - вид спереди чаши с С-образным индуктором; на Фиг. 4 - сечение В-В Фиг. 3 (вариант I, в соответствии с которым С-образный индуктор выполнен в виде полукольца); на Фиг. 5 - сечение В-В Фиг. 3 (вариант II, в соответствии с которым С-образный индуктор выполнен в виде двух частей полукольца); на Фиг. 6 - сечение В-В Фиг. 3 (вариант III, в соответствии с которым С-образный индуктор состоит из группы постоянных магнитов, каждый из которых выполнен в виде части кольца); на Фиг. 7 показан С-образный индуктор, где каждый постоянный магнит выполнен с двумя параллельными основаниями, являющимися его магнитными полюсами N и S; на Фиг. 8 - изометрическое изображение устройства.

Пример реализации изобретения

Устройство для обработки воды в магнитном поле содержит емкость для воды, выполненную в виде чаши 1, в которой установлен, по меньшей мере, один постоянный магнит 2 или группа постоянных магнитов 2i, 2г, 2з, для создания магнитного поля, воздействующего непосредственно на воду в чаше 1. Также в полости чаши 1 размещена лопастная мешалка, снабженная цилиндрическим корпусом 3 и электродвигателем 4, на рабочем валу 5 которого установлена центробежная крыльчатка 6 для создания вращательного движения потока воды в полости чаши 1. На рабочем валу 5 электродвигателя 4 также установлена осевая крыльчатка 7 для создания осевого потока воды в упомянутой чаше 1 , направленного в сторону центробежной крыльчатки 6, при этом, по меньшей мере, один постоянный магнит 2 или группа постоянных магнитов 2i, 2г, 2з, образуют С-образный индуктор 8, аксиально установленный относительно лопастной мешалки в зоне размещения центробежной крыльчатки 6 и охватывающий ее по окружности на радиальный угол (а), величина которого выбрана в пределах от 90° до 270°, преимущественно от 120° до 240°. В дне чаши 1 выполнен выступающий внутрь чаши 1 кольцеобразный элемент 9, служащий для размещения в нем, по меньшей мере, одного постоянного магнита 2 или группы постоянных магнитов 2i, 2г, 2з, образующих С-образный индуктор 8 для создания магнитного поля диаметральной ориентации. Таким образом, С-образный индуктор 8, расположенный в полости кольцеобразного элемента 9, является изолированным от воздействия воды, обрабатываемой в магнитном поле. Это позволяет исключить прямой контакт поверхности постоянных магнитов 2 или группы постоянных магнитов 2i, 2г, 2з, входящих в состав С-образного индуктора 8, с обрабатываемой водой, что предохраняет магниты 2 и магниты 2i, 2г, 2з от коррозии и других повреждений.

Осевая крыльчатка 7, входящая в состав лопастной мешалки, установлена на рабочем валу 5 электродвигателя 4 на расстоянии (Н) от центробежной крыльчатки 6, выбранном в соответствии со следующей зависимостью:

0,25R<H<1 ,15R, (1) где:

Н - расстояние между осевой крыльчаткой 7 и центробежной крыльчаткой

6, мм;

R - радиус, выступающего внутрь чаши кольцеобразного элемента 9, охватывающего центробежную крыльчатку 6, мм.

Зависимость (1 ) определяет расстояние (Н) между осевой крыльчаткой 7 и центробежной крыльчаткой 6. Указанное расстояние (Н) выбрано в соответствии с оптимальными геометрическими размерами выступающего внутрь чаши 1 кольцеобразного элемента 9, охватывающего центробежную крыльчатку 6.

Величина радиуса (R) кольцеобразного элемента 9 выбрана в соответствии со следующей зависимостью:

1 ,02L<R<1 ,75L, (2) где

L - длина лопасти 10 центробежной крыльчатки 6, мм.

Зависимость (2) определяет величину радиуса (R) кольцеобразного элемента 9 в соответствии с длиной лопастей 10 центробежной крыльчатки 6. Для обеспечения аксиальной установки лопастной мешалки относительно С-образного индуктора 8 крышка 11 чаши 1 снабжена посадочным конусным отверстием 12 для размещения в нем посадочной конусной поверхности 13 корпуса 3 лопастной мешалки.

Полость кольцеобразного элемента 9, выполненная в дне чаши 1 , предназначена для размещения С-образного индуктора 8 и закрыта заглушкой 14, выполненной в виде кольцевого сектора и установленной со стороны дна чаши 1 заподлицо относительно ее наружной поверхности.

В отдельном варианте выполнения устройства для обработки воды в магнитном поле, чаша 1 с крышкой 11 и заглушка 14 выполнены из немагнитного материала, в частности диэлектрического материала, а именно, керамики, или стекла, или пищевой пластмассы.

В ином варианте выполнения устройства (см. Фиг. 4), по меньшей мере, один постоянный магнит 2, выполненный в форме С-образного элемента, например, полукольца 2, образующего С-образный индуктор 8, установлен в полости кольцеобразного элемента 9.

В ином частном варианте выполнения устройства (см. Фиг. 5), группа постоянных магнитов, образующих С-образный индуктор 8, состоит из двух постоянных магнитов 2i, каждый из которых выполнен в виде части полукольца.

В ином варианте выполнения устройства (см. Фиг. 6), группа постоянных магнитов, образующих С-образный индуктор 8, состоит из постоянных магнитов 2г, каждый из которых выполнен в виде части кольца.

В ином варианте выполнения устройства для обработки воды в магнитном поле, группа постоянных магнитов, совместно образующих С- образный индуктор 8, набрана из постоянных магнитов 2з, каждый из которых выполнен с двумя параллельными основаниями, являющимися его магнитными полюсами N и S и имеет форму, например, цилиндра, или призмы, или куба, или параллелепипеда (см. Фиг. 7), что позволяет расширить арсенал комплектующих, пригодных для использования при изготовлении заявляемого устройства для обработки воды. В отдельном варианте выполнения устройства для обработки воды в магнитном поле, по меньшей мере, один из постоянных магнитов 2, 2i, 2г, 2з выполнен из неодимового сплава который обладает повышенной магнитной индукцией, что позволяет создать магнитное поле повышенной напряженности.

Магниты 2, 2i, 2г, 2з, используемые в чаше 1, являются мощными постоянными магнитами, выполненными из неодимового сплава, который представляет собой сплав редкоземельного элемента неодима, бора и железа и имеет химический состав, описываемый формулой NchFe-uB.

Устройство для обработки воды в магнитном поле работает следующим образом.

Перед началом процесса обработки воду, которую необходимо обработать в магнитном поле, заливают в полость чаши 1 с таким расчетом, чтобы в чаше 1 обеспечивался заданный уровень воды, при котором центробежная крыльчатка 6 и осевая крыльчатка 7 полностью покрыты водой. Затем лопастную мешалку размещают на крышке 11 чаши 1 таким образом, чтобы посадочная конусная поверхность 13 корпуса 3 лопастной мешалки вошла в посадочное конусное отверстие 12, выполненное в крышке 11. При этом центробежная крыльчатка 6 и осевая крыльчатка 7, размещенные на рабочем валу 5 электродвигателя 4, оказываются в зоне воздействия магнитного поля, которое индуцирует С-образный индуктор 8.

Размещение в чаше 1, по меньшей мере, одного постоянного магнита 2 или группы постоянных магнитов 2i, 2г, 2з, совместно образующих С-образный индуктор 8, формирует в полости чаши 1 , магнитное поле необходимой напряженности и конфигурации. В результате того, что С-образный индуктор 8 охватывает центробежную крыльчатку 6 по окружности на радиальный угол (а), величина которого выбрана в пределах от 90° до 270° (преимущественно от 120° до 240°) обеспечивается формирование магнитного поля диаметральной ориентации в зоне размещения центробежной крыльчатки 6. При включении электродвигателя 4 приводится во вращение рабочий вал 5, на котором установлены осевая крыльчатка 7 и центробежная крыльчатка 6. При этом осевая крыльчатка 7 создает поток воды, направленный вдоль оси рабочего вала 5 вниз в направлении центробежной крыльчатки 6. В свою очередь, при своем вращении центробежная крыльчатка 6 обеспечивает в полости чаши 1 вихревое движение потока воды, которое вызывает турбулизацию воды во всем объеме, заполняющем чашу 1. Поскольку центробежная крыльчатка 6 размещена в магнитном поле, генерируемом постоянными магнитами 2 или магнитами 2i, 2г, 2з, входящими в состав С-образного индуктора 8, то при ее вращении обеспечивается такое направление движения воды в полости чаши 1, при котором поток воды пересекает линии магнитного поля в перпендикулярном направлении или направлении близком к перпендикулярному, что позволяет достичь максимального эффекта омагничивания воды в первую очередь в указанной зоне, а затем, в результате интенсивного ее перемешивания, во всем объеме воды, содержащемся в чаше 1. Таким образом, совместное взаимодействие осевой крыльчатки 7 и центробежной крыльчатки 6 на воду, заполняющую полость чаши 1 , позволяет достичь активного перемешивания и турбулизации всего объема воды, содержащегося в чаше 1 , и обеспечить максимальную эффективность процесса омагничивания воды в заявляемом устройстве.

В результате выполнения в дне чаши 1 кольцеобразного элемента 9, служащего для размещения в нем С-образного индуктора 8, исключается прямой контакт поверхности постоянного магнита 2 и/или постоянных магнитов 2i, 2г, 2з, входящих в состав С-образного индуктора 8, с обрабатываемой водой, что предохраняет воду от попадания загрязнений, связанных с коррозией поверхности указанных постоянных магнитов 2, 2i, 2г, 2з.

Благодаря установке осевой крыльчатки 7 на рабочем валу 5 электродвигателя 4 на указанном расстоянии (Н) от центробежной крыльчатки 6, выбранном в соответствии указанной зависимостью (1) определяется расстояние между осевой крыльчаткой 7 и центробежной крыльчаткой 6, что позволяет определить оптимальные геометрические размеры выступающего внутрь чаши кольцеобразного элемента 9, охватывающего центробежную крыльчатку 6.

При этом значение радиуса (R) кольцеобразного элемента 9 выбрано в соответствии с вышеупомянутой зависимостью (2), что позволяет установить необходимые пропорции между радиусом (R) и длиной лопастей 10 центробежной крыльчатки 6.

Выполнение, по меньшей мере, одного постоянного магнита 2 в форме полукольца, образующего С-образный индуктор 8, позволяет создать в полости чаши 1 магнитное поле диаметральной ориентации, что способствует равномерному омагничиванию воды, заполняющей полость чаши 1.

Использование в устройстве для обработки воды в магнитном поле группы постоянных магнитов, совместно образующих С-образный индуктор 8, набранный из постоянных магнитов 2i, 2г, 2з, имеющих вышеуказанную разнообразную форму, позволяет расширить ассортимент комплектующих при серийном производстве заявляемого устройства.

Выполнение указанных постоянных магнитов 2, 2i, 2г, 2з, из неодимового сплава позволяет получить повышенную магнитную индукцию в полости чаши 1 , что позволяет создать магнитное поле повышенной напряженности и соответственно увеличить эффективность омагничивания воды в заявляемом устройстве.

Технический результат

Технический результат изобретения состоит в создании устройства для обработки воды в магнитном поле, которое обеспечивает эффективное омагничивание воды непосредственно перед ее употреблением, за счет активизации перемешивания и турбулизации всего объема воды, содержащегося в чаше заявляемого устройства.