Аппарат вихревого слоя (магнитная мельница)

магнитная мельница

В данный момент явление вихревого слоя находит достаточно широкое применение, что не позволяет рассмотреть универсальную конструкцию такого аппарата, как магнитная мельница. Тем не менее, можно выделить основные конструктивные элементы, которые позволяют реализовать в полной мере все возможности вихревого слоя. К ним стоит отнести:

  • электромагнитную систему (индуктор вращающегося электромагнитного поля);
  • ферромагнитные частицы;
  • рабочую камеру.

Наличие или отсутствие других элементов обусловлено особенностями конкретного технологического процесса, под который проектируется аппарат вихревого слоя (АВС), он же магнитная мельница.

Магнитная мельница – принципиальная схема

Рассмотрим принципиальную схему АВС (см. рис. 1).

АВС

Рис. 1. Принципиальна схема АВС

Корпус 1 изготавливается из немагнитного материала и представляет собой полый цилиндр. Он помещается в индуктор 2, который создает вращающееся электромагнитное поле. Для предохранения обслуживающего персонала от воздействия электромагнитного поля индуктор помещается в металлическую рубашку 3. Одновременно она также выполняет функцию емкости для охлаждения жидкости. Цилиндрическая втулка 4 располагается внутри корпуса и является рабочей камерой аппарата. В свою очередь внутри втулки находятся ферромагнитные частицы 5.

В АВС возможно протекание как циклических, так и непрерывных процессов. При этом с одной стороны рабочей камеры добавляются необходимые реагенты, а с другой – отводятся продукты реакции. Ферромагнитные частицы остаются в зоне реакции за счет воздействия вихревого слоя (см. рис. 2). Вихревой слой

Рис. 2. Фотография вихревого слоя (частота кадров 1000 кадров/с)

К преимуществам АВС стоит отнести отсутствие динамических уплотнений, а также полную герметичность реакционной зоны.

Под действием сил и моментов, возникающих во вращающемся электромагнитном поле, ферромагнитные частицы совершают сложное движение (поступательное с частым и резким изменением скорости, а также вращательное с переменной угловой скоростью). Конкретный характер движения определяется многими факторами, среди которых стоит отметить скорость вращения и напряженность магнитного поля, массу, форму, размеры и магнитные свойства частиц, вязкость среды.

Именно создание вихревого слоя делает возможным использование АВС для интенсификации физических и химических процессов, что достигается за счет ускоренного перемешивания и диспергирования обрабатываемых компонентов, а также акустической и электромагнитной обработки, высокого локального давления, электролиза и т.п.

AVS-100

Рис. 3. Аппарат вихревого слоя АВС-100 производcтва компании GlobeCore прошел испытания и готов к практическому использованию

Последние исследования свидетельствуют о том, что АВС могут эффективно использоваться при:

  • получении многокомпонентных суспензий и эмульсий;
  • удалении белковых веществ из дрожжевых клеток;
  • повышении микробиологической стабильности пищевых продуктов;
  • повышении качества полуфабрикатов и готовой продукции из рыбы и мяса;
  • интенсификации процессов экстракции;
  • улучшении физико-химических свойств резины с одновременным сокращением времени вулканизации;
  • улучшении качества бумаги и т.д.

Магнитная мельница отличаются надежностью в работе и удобством применения (могут устанавливаться без специальных фундаментов). При определенном размещении (последовательном, параллельном и т.п.) можно получить практически любую производительность технологической линии.