ПЛАСТИНЧАТЫЙ МАГНИТНЫЙ СЕПАРАТОР (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2003 года по МПК B03C1/08 

Изобретение относится к технологии магнитной сепарации продуктов и материалов и может быть использовано для извлечения ферромагнитных тел в пищевой и перерабатывающей промышленностях, а также в других отраслях.

Наиболее близким по технической сути к заявляемому техническому решению является пластинчатый магнитный сепаратор (1), устанавливаемый под или над потоком сепарируемого продукта для осаждения из потока ферромагнитных тел и их удержания на поверхности осаждения. Этот сепаратор содержит магнитную систему, состоящую из постоянных магнитов, закрытых кожухом, на поверхности которого установлено устройство удержания осажденных ферромагнитных тел в виде ферромагнитных пластин с выступами (концентраторами магнитного потока).

При движении сепарируемого продукта вдоль рабочей поверхности сепаратора ферромагнитные тела, находящиеся в потоке сепарируемого продукта, осаждаются преимущественно на ферромагнитные выступы под действием магнитных сил поля постоянных магнитов магнитной системы. Движущийся поток продукта оказывает силовое воздействие на осажденные ферромагнитные тела, стараясь сдвинуть и оторвать эти тела с места их осаждения на ферромагнитных выступах. При этом, однако, сдвинутые тела могут задержаться на поверхности выступов со стороны, противоположной направлению движения продукта. Таким образом, пространство непосредственно за выступом может рассматриваться как своеобразный технологический "карман" для удержания осажденных ферромагнитных тел от силового воздействия потока движущегося продукта.

Недостатком такого устройства удержания является зависимость высоты выступа над магнитной системой от размеров осажденных ферромагнитных тел: чем больше размеры осажденного тела, тем больше должна быть высота выступа. Увеличение высоты выступа неизбежно сопряжено с удалением потока сепарируемого продукта от магнитной системы, что, в свою очередь, резко уменьшает величину магнитных сил поля по высоте продукта и, следовательно, уменьшает эффективность самого процесса сепарации.

Так, например, при сепарации сахарной свеклы, движущейся на порезку, корни свеклы, имея большие размеры и большую кинетическую энергию, особенно за счет своей массы, "сбивают" и уносят с потоком именно крупные осажденные на поверхность магнитной плиты ферромагнитные тела.

И в этом случае рассмотренный пластинчатый магнитный сепаратор неэффективен по способности удерживания осажденных крупных ферромагнитных тел.

Задачей данного изобретения является повышение эффективности сепарации пластинчатого магнитного сепаратора путем увеличения способности удерживания осажденных ферромагнитных тел.

Поставленная задача достигается в пластинчатом магнитном сепараторе, включающем расположенную под потоком сепарируемого продукта осаждающую магнитную систему, состоящую из блоков постоянных магнитов, установленных на ферромагнитной пластине, и устройство удержания осажденных ферромагнитных тел, выполненное в виде блоков постоянных магнитов чередующейся по направлению движения продукта полярности, закрепленных на ферромагнитной пластине, расположенной в плоскости, отклоненной от плоскости, проходящей по рабочей поверхности осаждающей магнитной системы, на угол Q до 90^o.

Поставленная задача может быть достигнута в пластинчатом магнитном сепараторе, в котором постоянные магниты осаждающей магнитной системы и устройства удержания осажденных ферромагнитных тел отличаются по величине удельной магнитной энергии.

Поставленная задача может быть достигнута в пластинчатом магнитном сепараторе, в котором устройство удержания осажденных ферромагнитных тел присоединено к осаждающей магнитной системе с помощью шарнирного соединения, позволяющего изменять угол наклона плоскости, в которой расположена ферромагнитная пластина устройства удержания осажденных ферромагнитных тел к плоскости, проходящей по рабочей поверхности осаждающей магнитной системы.

Поставленная задача достигается в пластинчатом магнитном сепараторе, включающем осаждающую магнитную систему, состоящую из блоков постоянных магнитов, установленных на ферромагнитной пластине, и устройство удержания осажденных ферромагнитных тел, выполненное в виде ферромагнитной пластины, выступающей за пределы крайнего по направлению движения сепарируемого продукта блока постоянных магнитов.

Поставленная задача может быть достигнута в пластинчатом магнитном сепараторе, в котором на ферромагнитной пластине, выступающей за пределы крайнего по направлению движения сепарируемого продукта блока постоянных магнитов, выполнен выступ из ферромагнитного материала.

Поставленная задача может быть достигнута в вышеперечисленных пластинчатых магнитных сепараторах, оснащенных устройством для очистки от осажденных ферромагнитных тел.

Для всех конструктивных выполнений устройства удержания в предложенных пластинчатых магнитных сепараторах самым важным и определяющим их функциональную эффективность является создание глубоких "карманов-убежищ" для размещения и удержания ферромагнитных тел, оторванных движущимся потоком сепарируемого продукта с поверхности осаждающей системы магнитов. При этом глубина "кармана" предлагаемого устройства, которая задается преимущественно размерами удерживаемых в "кармане" ферромагнитных тел, не влияет на поток сепарируемого продукта. Этим и устраняется основной недостаток сепаратора-прототипа, в котором выступ на поверхности плиты влияет на формирование потока сепарируемого продукта относительно поверхности осаждения.

Устройства удержания пластинчатых магнитных сепараторов, выполненные в виде блоков постоянных магнитов с чередующейся по направлению движения сепарируемого продукта полярностью и закрепленные на ферромагнитной пластине, расположенной в плоскости, отклоненной от плоскости, проходящей по рабочей поверхности осаждающей магнитной системы на угол до 90^o, характерны наличием своей магнитной системы, взаимодействующей с осаждающей магнитной системой. Это позволяет выбором удельной энергии магнитов магнитной системы устройства удержания в широких пределах изменять интенсивность сил осаждения и удержания ферромагнитных тел.

Вариант выполнения платинчатого магнитного сепаратора с шарнирным присоединением устройства удержания позволяет за счет поворота магнитной системы изменять расстояние от поверхности магнитов к траектории потока сепарируемых продуктов и тем самым перенастраивать устройство удержания в зависимости от величины и формы тел, извлекаемых из потока продукта и затем удерживаемых в устройстве.

Устройства удержания ферромагнитных тел пластинчатых магнитных сепараторов, выполненные в виде ферромагнитной пластины, выступающей за пределы крайнего по направлению движения сепарируемого продукта блока постоянных магнитов, не имеют своей магнитной системы, и магнитное поле, удерживающее ферромагнитные тела в "кармане" устройства, создается осаждающей магнитной системой. Эти варианты отличаются простотой их выполнения и достижением наибольших глубин "карманов", в которых удерживаются ферромагнитные тела.

На фиг. 1 изображен пластинчатый магнитный сепаратор с устройством удержания в виде блоков постоянных магнитов; на фиг. 2 - пластинчатый магнитный сепаратор с шарнирным соединением осаждающей магнитной системы и устройства удержания; на фиг. 3 - пластинчатый магнитный сепаратор с устройством удержания в виде ферромагнитной пластины; на фиг. 4 - пластинчатый магнитный сепаратор, в котором на ферромагнитной пластине выполнен выступ из ферромагнитного материала; на фиг. 5,6,7 -пластинчатый магнитный сепаратор с устройством очистки от осажденных ферромагнитных тел; на фиг. 8,9,10 приведены картины магнитного поля предлагаемого магнитного сепаратора, соответствующие вариантам их конструктивного выполнения по фиг. 1, 3, 4.

На фиг. 1 изображен пластинчатый магнитный сепаратор с устройством удержания. Осаждающая магнитная система 1 состоит из блоков постоянных магнитов, установленных на ферромагнитной пластине 2. Устройство удержания 3 состоит из блоков постоянных магнитов чередующейся по направлению движения сепарируемого продукта полярности, закрепленных на ферромагнитной пластине 2, распложенной в плоскости, отклоненной от плоскости, проходящей по рабочей поверхности осаждающей магнитной системы, на угол Q до 90^o. Магнитные блоки осаждающей системы и системы удержания закрыты кожухом 4.

На фиг. 2 изображен пластинчатый магнитный сепаратор, в котором осаждающая магнитная система 1 и устройство удержания 3 выполнены в виде двух отдельных блоков, соединенных шарнирным соединением 5, позволяющим изменять угол наклона Q устройства удержания, которое может выполнять также функцию магнитопровода.

На фиг. 3 изображен пластинчатый магнитный сепаратор с устройством удержания 6 в виде ферромагнитной пластины, которая выступает за пределы крайнего по направлению движения сепарируемого продукта блока постоянных магнитов.

На фиг. 4 изображен пластинчатый магнитный сепаратор, в котором на ферромагнитной пластине, выступающей за пределы крайнего по направлению движения сепарируемого продукта блока постоянных магнитов, выполнен выступ 7 из ферромагнитного материала.

На фиг. 5 изображен пластинчатый магнитный сепаратор с устройством 8 для очистки от осажденных ферромагнитных тел.

Как видно из картины магнитного поля, изображенной на фиг. 6, установленная после основной магнитной системы (по направлению движения потока сепарируемого продукта) магнитная система удерживающего устройства создает свое магнитное поле, взаимодействующее с магнитным полем осаждающей системы. Совместное действие этих полей создает такую результирующую картину магнитного поля, которая обеспечивает нарастание величины магнитной индукции в направлении от траектории движения потока сепарируемого продукта к поверхности магнитной системы устройства удержания, а так как магнитная сила, действующая на ферромагнитные тела, направлена в сторону возрастания магнитной индукции, то это создает условия для извлечения этих тел из потока материала, их осаждение и последующее удержание на поверхности устройства удержания.

Устройство удержания по фиг. 2 позволяет приближать или удалять его магнитную систему и тем самым настраивать сепаратор на удержание ферромагнитных предметов разных размеров и формы.

На фиг. 9 приведена картина магнитного поля, соответствующая варианту выполнения удерживающего устройства по фиг. 3. Как видно из фиг. 9, магнитная индукция нарастает в направлении выступающей за пределы крайнего блока постоянных магнитов ферромагнитной пластины, на которой установлены постоянные магниты, а значит, и магнитные силы поля будут действовать на ферромагнитные тела от потока сепарируемого продукта в направлении выступающей пластины. Такой вариант выполнения устройства осаждения рекомендуется для удержания ферромагнитных предметов наибольшей величины.

На фиг. 10 приведена картина магнитного поля, соответствующая удерживающему устройству, выполненному по фиг. 4. Как видно из картины поля, магнитная индукция возрастает в направлении ферромагнитного вертикального выступа, а следовательно, и ферромагнитные тела будут извлекаться из потока сепарируемого продукта и осаждаться на этом выступе.

Пластинчатый магнитный сепаратор работает следующим образом.

Сепарируемый продукт движется вдоль сепаратора так, что ферромагнитные тела, попадая в зону действия магнитного поля, извлекаются из потока продукта и осаждаются на рабочей поверхности осаждающей магнитной системы. При прохождении продукта возможен сдвиг и даже отрыв ферромагнитных тел от поверхности магнитных блоков вследствие прямого силового воздействия потока сепарируемого продукта. В этом случае осажденные ферромагнитные тела попадают на устройства удержания 3, 6, где нет прямого силового воздействия на них потока продукта или же это воздействие существенно ослаблено вследствие изменения положения осажденных ферромагнитных тел относительно этого потока.

Таким образом, применение предложенных устройств удержания в пластинчатых магнитных сепараторах позволяет существенно улучшать эффективность магнитной сепарации различных продуктов и материалов.

Используемая литература:
1. Рекламный проспект фирмы "Eriez".

Пластинчатый магнитный сепаратор предназначен для извлечения ферромагнитных тел из потока немагнитного материала в пищевой и перерабатывающей промышленностях, а также в других отраслях. Технический результат - повышение эффективности сепарации, особенно сепарации потоков материалов и продуктов, в которых могут находиться крупные ферромагнитные тела. Сепаратор состоит из осаждающей магнитной системы из блоков постоянных магнитов и устройства удержания осажденных ферромагнитных тел (УО), выполненного в нескольких вариантах в зависимости от размеров осаждаемых и удерживаемых ферромагнитных тел. По первому варианту устройство УО выполнено в виде блоков постоянных магнитов чередующейся по направлению движения сепарируемого продукта полярности, закрепленных на ферромагнитной пластине, расположенной в плоскости, отклоненной от плоскости, проходящей по рабочей поверхности осаждающей магнитной системы, на угол до 90^o. По второму варианту УО выполнено в виде ферромагнитной пластины, выступающей за пределы крайнего по направлению движения сепарируемого продукта блока постоянных магнитов. 2 с. и 4 з. п.ф-лы, 10 ил.

1. Пластинчатый магнитный сепаратор, включающий расположенную под потоком сепарируемого продукта осаждающую магнитную систему, состоящую из блоков постоянных магнитов, установленных на ферромагнитной пластине, и устройство удержания осажденных ферромагнитных тел, отличающийся тем, что устройство удержания осажденных ферромагнитных тел выполнено в виде блоков постоянных магнитов чередующейся по направлению движения сепарируемого продукта полярности, закрепленных на ферромагнитной пластине, расположенной в плоскости, отклоненной от плоскости, проходящей по рабочей поверхности осаждающей магнитной системы, на угол до 90^o. 2. Пластинчатый магнитный сепаратор по п.1, отличающийся тем, что постоянные магниты осаждающей магнитной системы и устройства удержания осажденных ферромагнитных тел отличаются по величине удельной магнитной энергии. 3. Пластинчатый магнитный сепаратор по п.1 или 2, отличающийся тем, что устройство удержания осажденных ферромагнитных тел присоединено к осаждающей магнитной системе с помощью шарнирного соединения, позволяющего изменять угол наклона плоскости, в которой расположена ферромагнитная пластина устройства удержания осажденных ферромагнитных тел, к плоскости, проходящей по рабочей поверхности осаждающей магнитной системы. 4. Пластинчатый магнитный сепаратор, включающий осаждающую магнитную систему, состоящую из блоков постоянных магнитов, установленных на ферромагнитной пластине, и устройство удержания осажденных ферромагнитных тел, отличающийся тем, что устройство удержания осажденных ферромагнитных тел выполнено в виде ферромагнитной пластины, выступающей за пределы крайнего по направлению движения сепарируемого продукта блока постоянных магнитов. 5. Пластинчатый магнитный сепаратор по п.4, отличающийся тем, что на ферромагнитной пластине, выступающей за пределы крайнего по направлению движения сепарируемого продукта блока постоянных магнитов, выполнен выступ из ферромагнитного материала. 6. Пластинчатый магнитный сепаратор по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что сепаратор оснащен устройством для очистки от осажденных ферромагнитных тел.