ВЫСОКОГРАДИЕНТНЫЙ МАГНИТНЫЙ ФИЛЬТР Российский патент 2002 года по МПК B01D35/06 

Изобретение относится к устройствам для очистки водных потоков от содержащихся в них частиц, обладающих ферро-, пара- и диамагнитными свойствами, и может быть использовано в энергетике, в том числе атомной, в металлургии, химической и нефтехимической отраслях промышленности.

Известен высокоградиентный магнитный фильтр, состоящий из проточной емкости с размещенной в ней матрицей из пакетов фильтрующих ферромагнитных сеток и внешней магнитной системой /1/.

В таком фильтре поток очищаемой воды организован в нем так, что энергия магнитного поля используется нерационально и не обеспечивает необходимой эффективности очистки.

Известен также высокоградиентный магнитный фильтр лабиринтного типа /2/, состоящий из проточной емкости-канистры с размещенной в ней матрицей из пакетов фильтрующих ферромагнитных материалов, внутренней магнитной системой, причем с целью увеличения эффективности очистки за счет повышения градиента магнитного поля в матрице, магнитная система содержит постоянные магниты, установленные в герметичных тонкостенных кассетах из коррозионно-стойкого немагнитного материала непосредственно в корпусе фильтра так, что чередующиеся слои матрицы сформированы в промежутках между кассетами. Этот фильтр обеспечивает высокую эффективность очистки от взвесей.

Конструкция этого фильтра наиболее близка к предлагаемому, однако, вследствие того, что магнитные элементы расположены непосредственно в корпусе фильтра, данная конструкция ВГМФ не позволяет проводить его регенерацию и затрудняет его обслуживание после очистки радиоактивно-загрязненных водных потоков из-за больших дозовых нагрузок на персонал.

Задачей изобретения является создание конструкции фильтра, обеспечивающей возможность его регенерации и позволяющей снизить дозовые нагрузки на персонал при обслуживании фильтра.

Для решения данной задачи высокоградиентный магнитный фильтр выполнен в виде гидравлического канала, состоящего из герметичных кассет из немагнитного материала с тонкостенными крышками, изготовленными из коррозионно-стойкого материала, содержащих матрицы из магнитомягкого ферромагнитного материала, и соединительных гидравлических элементов, выполненных из немагнитного материала и расположенных так, чтобы каждое из последующих гидравлических соединений было диаметрально противоположно предыдущему. Высота кассеты с матрицей определяется требуемой напряженностью магнитного поля в зазоре между постоянными магнитами. Расстояние между кассетами равняется высоте используемого постоянного магнита. Толщина выполненной из немагнитного коррозионно-стойкого материала крышки кассеты определяет потери магнитного поля в зазоре и соответственно снижает эффективность улавливания частиц. Применение магнитомягкого коррозионно-стойкого ферромагнитного материала позволяет избежать этого недостатка за счет того, что крышка становится полюсным наконечником магнита, сводя потери магнитного поля к минимуму. Количество элементов магнитной системы на единицу больше количества кассет с матрицей, причем все магнитные элементы связаны между собой жесткой связью.

Признаки, отличающие предлагаемый высокоградиентный магнитный фильтр от наиболее близкого к нему /2/, - наличие гидравлического канала, состоящего из герметичных кассет с металлическими крышками и соединительных гидравлических элементов, расположенных так, чтобы каждое из последующих гидравлических соединений было диаметрально противоположно предыдущему, а количество элементов магнитной системы на единицу больше количества кассет с матрицей, причем все магнитные элементы связаны между собой жестким образом.

На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого высокоградиентного магнитного фильтра.

Устройство состоит из матрицы 1, расположенной в герметичных кассетах 2 с крышками 3, выполненными из коррозионно-стойкого материала, связанных между собой соединительными гидравлическими элементами 4. Кассеты расположены между постоянными магнитами 5, связанными между собой жесткой немагнитной связью 6.

Устройство работает следующим образом.

Поток подается на вход фильтра, последовательно проходит через слои матрицы 1, расположенные в герметичных кассетах 2 с крышками 3 и связанными между собой соединительными гидравлическими элементами 4. Размещение соединительных гидравлических элементов в предлагаемом устройстве создает лабиринтное течение потока очищаемой среды, обеспечивающее максимальную суммарную поверхность взаимодействия среды с матрицей. Кассеты находятся между постоянными магнитами 5, что позволяет наиболее эффективно использовать энергию магнитного потока, при этом ферро-, пара- и диамагнитные частицы примесей удерживаются матрицей фильтра. При необходимости регенерации или удаления гидравлического канала, содержащего матрицу, магнитная система, объединенная жесткой немагнитной связью 6, выводится из зазоров кассет, и после отключения водного потока производится регенерация матрицы или удаляется гидравлический канал в целом.

В предлагаемом высокоградиентном магнитном фильтре гидравлический тракт разделен с магнитной системой при сохранении высокой напряженности магнитного поля в матрице, что позволяет, сохраняя эффективность очистки водных потоков от содержащихся в них частиц, обладающих ферро-, пара- и диамагнитными свойствами, легко проводить регенерацию фильтров и резко снизить дозовые нагрузки на персонал при его обслуживании.

Источники информации
1. Патент США 4209394, В О1 D 35/06, 1980 г.

2. Авторское свидетельство СССР 1785104, B 01 D 35/06, опубл. 10.06.1998 г., Бюл. 16, ч. 2.

Использование: в энергетике, в том числе атомной, в металлургии, химической и нефтехимической отраслях промышленности, в теплоэнергетике для очистки водных потоков от содержащихся в них частиц, обладающих ферро-, пара- и диамагнитными свойствами. Высокоградиентный магнитный фильтр состоит из матрицы, расположенной в герметичных кассетах с крышками, выполненными из коррозионно-стойкого материала, связанных между собой соединительными гидравлическими элементами. Кассеты расположены между постоянными магнитами, связанными между собой жесткой немагнитной связью. Технический результат - размещение соединительных гидравлических элементов в предлагаемом устройстве - создает лабиринтное течение потока очищаемой среды, обеспечивающее максимальную суммарную поверхность взаимодействия среды с матрицей и наиболее эффективное использование энергии магнитного потока. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Высокоградиентный магнитный фильтр, содержащий обращенные друг к другу противоположными полюсами постоянные магниты, между которыми расположены матрицы, выполненные из магнитомягкого ферромагнитного материала, и герметичные кассеты из немагнитного материала, отличающийся тем, что он содержит гидравлический канал и соединительные гидравлические элементы из немагнитного материала, при этом гидравлический канал включает герметичные кассеты с расположенными в них матрицами, снабженные металлическими крышками из коррозионно-стойкого материала, а соединительные гидравлические элементы расположены так, что каждое из последующих соединений гидравлического элемента с каждой из кассет диаметрально противоположно предыдущему, причем постоянные магниты, количество которых на единицу больше количества кассет с матрицами, расположены непосредственно в зазорах между кассетами и возле крайних кассет и объединены между собой жесткой немагнитной связью, при этом величина зазора между кассетами равна высоте постоянного магнита. 2. Фильтр по п. 1, отличающийся тем, что крышки кассет выполнены тонкостенными из немагнитного коррозионно-стойкого материала. 3. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что крышки кассет выполнены из магнитомягкого ферромагнитного коррозионно-стойкого материала.