ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ СЕПАРАТОР Российский патент 2005 года по МПК B03C1/24 B03C1/08 

Электромагнитный сепаратор.

Устройство может применяться для разделения механических смесей на составляющие их магнитные фракции. Уровень техники заявляемого изобретения известен из магнитной сепарации формовочных смесей, а также магнитного обогащения минерального сырья. Известные устройства для извлечения тонкой магнитной фракции (В.Ф.Сумцов Электромагнитные железоотделители. М.: Машиностроение, 1978; В.И.Кармазин и др. Процессы и машины для обогащения полезных ископаемых. М.: Недра, 1974) содержат вращающиеся элементы в стадии разделения и предопределяют образование флокул, что влечет увеличение эксплуатационных расходов и снижает качество процесса разделения. Причиной, препятствующей получению в известных решениях требуемого результата (снижение эксплуатационных расходов и повышение качества и процента выхода выделяемой компоненты), является наличие вращающейся механической системы и большой уровень потенциальной магнитной энергии - U, необходимый для обеспечения пондеромоторной магнитной силы, извлекающей и удерживающей магнитную частицу и влекущей схлопывание флокул.

Наиболее близким к заявляемому устройству является электромагнитный сепаратор (патент на изобретение №2217237), содержащий устройство подачи исходного сырья в виде воронки с изменяющимся диаметром и разделитель, состоящий из двух вертикально расположенных пластин. Пластины собраны из листов электротехнической стали. В пазах уложена трехфазная обмотка, создающая бегущее магнитное поле. При разделении механической смеси в указанном сепараторе она разряжается, планируя под действием сил тяжести, за счет увеличения площади поперечного сечения струи. Магнитные частицы, отклоняясь к остриям зубцов, накладывают ограничения на поперечное планирование немагнитных частиц и вместе с ними опускаются по зубцам в сборник концентрата, снижая качество.

Причиной, препятствующей получению в прототипе требуемого результата (повышения качества разделения), является устойчивое увеличение поперечного сечения струи при свободном падении между вертикальными пластинами сепаратора.

Сущность изобретения.

Изобретение направлено на повышение качества процесса разделения мелкодисперсных механических смесей, содержащих магнитную фракцию. При осуществлении рабочего процесса (выделении магнитной фракции из механической смеси) исходный продукт из дозатора поступает в желоб, составляющий с горизонтальной плоскостью угол α. Смесь, перемещаясь вниз по желобу с регламентируемой геометрией желоба конфигурацией, подвержена действию пондеромоторных сил магнитного поля и встряхиванию, за счет чего всплывает. Бегущее магнитное поле увлекает магнитные частицы по наклонной грани желоба поперек движения смеси под действием сил тяжести вдоль желоба вниз.

Технический результат, получаемый при решении поставленной задачи, заключается в разделении механической смеси на только магнитную и только немагнитную фракции, то есть улучшение качества процесса разделения. Требуемый технический результат, а именно улучшение качества процесса разделения, достигается за счет стесненного течения механической смеси под действием сил тяжести по дну наклоненного желоба, всплывания магнитных частиц под действием пондеромоторных сил (F=μVHqradH) за полупериод и колебания упруго подвешенного желоба за счет переменного магнитного поля с последующим перемещением их по наклонной грани желоба в продуктопровод благодаря энергии бегущего магнитного поля.

Существенные признаки, характеризующие заявляемый электромагнитный сепаратор.

Ограничительные: содержит устройство для подачи сырья, разделитель сырья, трехфазную обмотку, создающую бегущее магнитное поле.

Отличительные: разделитель сырья выполнен в виде пластины, расположенной под углом α к горизонтальной плоскости, и при этом трехфазная обмотка расположена на пластине, а желоб установлен на упругих элементах, днище желоба снабжено ферромагнитной прослойкой, при этом наклон желоба и жесткость упругих элементов регулируются.

На чертеже изображен вид сбоку сепаратора и разрез А-А.

Заявляемый электромагнитный сепаратор состоит из устройства для подачи сырья 1, разделителя сырья 2 с трехфазной обмоткой 3 и желобом 4, упругих элементов 5, 6 и 7 - магнитных частиц в желобе и продуктопроводе и работает следующим образом. Из устройства для подачи сырья, дозирующего объем сепарации, механическая смесь поступает в желоб, угол наклона α которого регулируется. Дно желоба содержит в себе магнитную прослойку (может быть изготовлено из ферромагнетика). Под действием переменного магнитного поля желоб на упругих элементах колеблется. Кинематические параметры колебательного процесса регулируются магнитной индукцией B и жесткостью упругих элементов, что в совокупности с углом наклона желоба позволяет регулировать скорость течения смеси. Пондеромоторная магнитная сила F_пм=μVHgradH, зависящая от магнитной проницаемости среды μ, объема магнитной частицы V, напряженности магнитного поля Н и ее производной, уменьшает действие силы тяжести G≤F_пм. Магнитная частица под действием вибрации желоба всплывает на поверхность слоя, движущегося вниз. За счет изменения магнитной энергии U бегущего магнитного поля магнитная частица движется навстречу скорости поля V_ф и попадает в продуктопровод.

Использование: может использоваться при разделении мелкодисперсных механических смесей, содержащих магнитные фракции. Технический результат - улучшение качества процесса разделения. Включает в себя устройство для подачи сырья, разделитель сырья в виде пластины с трехфазной обмоткой, желоб с ферромагнитной прослойкой в дне, установленный на упругих элементах. При выполнении рабочего процесса дозированная устройством для подачи сырья механическая смесь поступает на колеблющийся за счет изменения магнитной индукции желоб. Под действием пондеромоторных сил магнитные частицы всплывают на поверхность движущегося вниз слоя и перемещаются навстречу бегущему магнитному полю, попадая в продуктопровод. Разделитель сырья и желоб установлены под углом α к горизонтальной плоскости. Наклон желоба и жесткость упругих элементов регулируется. 1 ил.

Электромагнитный сепаратор, содержащий устройство для подачи сырья, разделитель сырья, трехфазную обмотку, создающую бегущее магнитное поле, отличающийся тем, что разделитель сырья выполнен в виде пластины, расположенной под углом α к горизонтальной плоскости, и желоба, при этом трехфазная обмотка расположена на пластине, а желоб установлен на упругих элементах, днище желоба снабжено ферромагнитной прослойкой, при этом наклон желоба и жесткость упругих элементов регулируются.