ВЕРТИКАЛЬНЫЙ КОЛЬЦЕВОЙ ВЫСОКОГРАДИЕНТНЫЙ МАГНИТНЫЙ СЕПАРАТОР Российский патент 2014 года по МПК B03C1/25 

Область техники

Настоящее изобретение относится к области оборудования для сепарации полезных ископаемых и, в частности, к вертикальному кольцевому высокоградиентному магнитному сепаратору.

Уровень техники

Одним из традиционных основных способов мокрой сепарации слабомагнитных полезных ископаемых является сепарация материалов посредством использования вертикального кольцевого высокоградиентного магнитного сепаратора.

Вертикальный кольцевой высокоградиентный магнитный сепаратор представляет собой тип устройства для мокрой сепарации слабомагнитных полезных ископаемых с использованием более сильного магнитного поля, генерируемого охлажденной катушкой обмотки, имеющей пониженную температуру. Принцип сепарации вертикального кольцевого высокоградиентного магнитного сепаратора является следующим: магнитное поле, генерируемое катушкой обмотки, проходит через верхнее и нижнее ярма магнита, образуя магнитную цепь; в пространстве между верхним и нижним ярмами магнита и катушкой обмотки предусмотрено вращающееся кольцо, установленное с магнитной средой. Нижняя часть вращающегося кольца погружена в рудный шлам, и с вращением вращающегося кольца намагниченная среда абсорбирует магнитные частицы полезных ископаемых на поверхность магнитной среды.

После того как вращающееся кольцо заставляет магнитную среду, погруженную в рудный шлам, покинуть рудный шлам и поворачивается на определенный угол, напорная вода, подаваемая поверх вращающегося кольца, выплескивает магнитные частицы полезных ископаемых в устройство для сбора концентрата, чтобы достичь сепарации материалов.

Для воплощения сепарации слабомагнитных полезных ископаемых требуется более сильное магнитное поле, и это магнитное поле генерируется главным образом катушкой обмотки. Из технической перспективы следует, что когда катушка обмотки имеет неизменные параметры, такие как количество витков, диаметр провода, материал, ток, напряжение, чем выше рост температуры катушки, тем больше сопротивление провода, и тем больше тепловой спад магнитного поля, а кроме того, изоляция катушки постепенно ухудшается.

В настоящее время способ охлаждения вертикальной кольцевой высокоградиентной катушки включает в себя главным образом способ внутреннего охлаждения и способ внешнего охлаждения.

Способ внутреннего охлаждения предусматривает использование медного полого соединительного провода, и для отбора тепла в этот электрический провод вводят охлаждающую воду. Поскольку вода содержит некоторые загрязнения, во время процесса долгосрочного использования охлаждающая вода легко образует известковый налет, блокируя отверстие катушки и тем самым вызывая высокую частоту отказов. Кроме того, охлаждающая вода после использования сливается непосредственно, что вызывает серьезное расточение водных ресурсов, а также имеются другие недостатки, такие как большой расход меди, высокая стоимость и сложный процесс.

При внешнем охлаждении катушку погружают в охлаждающее масло, и это охлаждающее масло циркулирует снаружи катушки обмотки, рассеивая тепло посредством охлаждающего устройства в контуре циркуляции. Эффект охлаждения при этом способе охлаждения зависит главным образом от двух аспектов: способности охлаждающего масла своевременно отбирать тепло у катушки обмотки и способности охлаждающего устройства рассеивать тепло охлаждающего масла. Что касается первого аспекта, то существующая профилированная катушка обмотки обычно образует компактный объект, и только внешняя поверхность катушки обмотки может непосредственно контактировать с охлаждающим маслом, поэтому охлаждающее масло может своевременно отбирать тепло лишь на внешней поверхности катушки обмотки, а тепло, генерируемое внутри катушки обмотки, можно лишь сначала передавать к внешней поверхности катушки обмотки, а уже потом передавать охлаждающему маслу. Из-за ограничения эффективности теплопередачи много тепла может аккумулироваться внутри катушки обмотки и не может рассеиваться, тем самым вызывая рост температуры всей катушки обмотки в целом и снижение напряженности магнитного поля.

Поэтому техническая задача, которую надо решить специалистам в данной области техники, состоит в том, чтобы улучшить способность катушки обмотки вертикального кольцевого высокоградиентного магнитного сепаратора рассеивать тепло в охлаждающем веществе, чтобы гарантировать поддержание более низкой температуры катушкой обмотки во время работы и тем самым получение повышенной напряженности магнитного поля.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задача данной заявки состоит в том, чтобы разработать вертикальный кольцевой высокоградиентный магнитный сепаратор. Катушка обмотки вертикального кольцевого высокоградиентного магнитного сепаратора обладает способностью быстро рассеивать тепло в охлаждающем веществе, что гарантирует поддержание более низкой температуры катушкой обмотки во время работы и тем самым получение повышенной напряженности магнитного поля.

Для решения вышеуказанной задачи согласно данной заявке предложен вертикальный кольцевой высокоградиентный магнитный сепаратор, включающий в себя катушку обмотки возбуждения и кожух катушки, причем катушка обмотки погружена в охлаждающее вещество в кожухе катушки и имеет многослойную структуру, и между каждым слоем или множеством слоев катушки обмотки предусмотрен изолирующий элемент для образования зазоров, через которые проходит охлаждающее вещество.

Изолирующий элемент предпочтительно включает в себя первые изолирующие прокладочные полоски, находящиеся между каждым слоем или множеством слоев катушки обмотки, расположенные с наклоном относительно направления потока охлаждающего вещества и отстоящие друг от друга.

Для соединения первых изолирующих прокладочных полосок предпочтительно предусмотрены вторые изолирующие прокладочные полоски, которые расположены, пересекая первые изолирующие прокладочные полоски, и внедрены в вырезах первых изолирующих прокладочных полосок.

Вторые изолирующие прокладочные полоски предпочтительно расположены вдоль направления течения охлаждающего вещества, а каждая из них имеет толщину, меньшую, чем глубина каждого из вырезов первых изолирующих прокладочных полосок, или равную ей.

Первые изолирующие прокладочные полоски предпочтительно имеют двухслойную структуру или многослойную структуру, причем слой каждой из первых изолирующих прокладочных полосок, пересекающий вторые изолирующие прокладочные полоски, имеет многосегментную структуру, а пространство между соседними сегментами слоя образует каждый из вырезов,

Предпочтительно между внутренней стороной катушки обмотки и кольцевой внутренней стенкой кожуха катушки вертикально предусмотрены третьи изолирующие прокладочные полоски, отстоящие друг от друга, а на стороне, близкой к кольцевой внутренней стенке, каждой из третьих изолирующих прокладочных полосок предусмотрены вырезы, направляющие жидкость, отстоящие друг от друга.

Третьи изолирующие прокладочные полоски предпочтительно прикреплены к кольцевой внутренней стенке.

Предпочтительно на двух концах кожуха катушки соответственно расположены впускное отверстие для жидкости и выпускное отверстие для жидкости кожуха катушки.

Впускное отверстие для жидкости и выпускное отверстие для жидкости кожуха катушки предпочтительно расположены на одном и том же конце кожуха катушки, а внутри кожуха катушки предусмотрена перегородка для отделения впускного отверстия для жидкости от выпускного отверстия для жидкости.

Предпочтительно в верхней части кожуха катушки установлен компенсационный бак с жидкостью, сообщающийся с кожухом катушки, а во впускном отверстии для воздуха компенсационного бака с жидкостью установлен влагонепроницаемый дыхательный клапан.

Вертикальный кольцевой высокоградиентный магнитный сепаратор согласно изобретению обеспечивает дальнейшие усовершенствования на основе известного уровня техники. Катушка обмотки вертикального кольцевого высокоградиентного магнитного сепаратора имеет многослойную структуру, и между каждым слоем или множеством слоев предусмотрен изолирующий элемент для образования зазоров, через которые может проходить охлаждающее вещество. Таким образом, попав в кожух катушки через впускное отверстие для жидкости во время работы, охлаждающее вещество может течь между каждым слоем или множеством слоев катушки обмотки, так что область контакта между охлаждающим веществом и катушкой обмотки приумножается, а охлаждающее вещество может находиться в контакте с катушкой обмотки в разных положениях, что достаточно для теплообмена, и затем охлаждающее вещество, переносящее тепло, течет к выпускному отверстию для жидкости по зазорам, отводя тепло, генерируемое катушкой обмотки, и эта способность быстро рассеивать тепло может гарантировать поддержание более низкой температуры катушкой обмотки во время работы и тем самым получение повышенной напряженности магнитного поля.

В варианте осуществления изолирующий элемент включает в себя первые изолирующие прокладочные полоски, а первые изолирующие прокладочные полоски между каждым слоем или множеством слоев катушки обмотки расположены с наклоном относительно направления течения охлаждающего вещества и отстоят друг от друга. Поскольку первые изолирующие прокладочные полоски расположены с наклоном относительно направления течения охлаждающего вещества и отстоят друг от друга между каждым слоем или множеством слоев катушки обмотки, можно сформировать множество относительно независимых каналов охлаждающего вещества, так что охлаждающее вещество сможет течь через катушку обмотки по этим каналам, не создавая турбулентное течение. Кроме того, наклонное расположение может уменьшить сопротивление охлаждающему веществу, с одной стороны, так что охлаждающее вещество сможет течь через катушку обмотки плавно, и появится возможность получить увеличенную длину канала, а с другой стороны, так что охлаждающее вещество и катушка обмотки смогут контактировать друг с другом в достаточной для теплообмена мере.

В еще одном варианте осуществления, между внутренней стороной катушки обмотки и кольцевой внутренней стенкой кожуха катушки вертикально предусмотрены третьи изолирующие прокладочные полоски, отстоящие друг от друга, а на стороне, близкой к кольцевой внутренней стенке, каждой из третьих изолирующих прокладочных полосок предусмотрены вырезы, направляющие жидкость, отстоящие друг от друга. Таким образом, охлаждающее вещество попадает в камеру впуска жидкости кожуха катушки через впускное отверстие для жидкости, затем течет с наклоном по зазорам катушки обмотки, а потом может плавно течь в камеру возврата масла через вырезы, направляющие жидкость, третьих изолирующих прокладочных полосок.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 - частичный вид в сечении вертикального кольцевого высокоградиентного магнитного сепаратора в соответствии с вариантом осуществления данной заявки, при этом стрелки на чертеже указывают направление течения охлаждающего масла и направление течения воды, выплескивающей руду, соответственно;

фиг. 2 - вид слева вертикального кольцевого высокоградиентного магнитного сепаратора, показанного на фиг. 1, при этом в сечении показана часть катушки обмотки;

фиг. 3 - полное схематическое сечение катушки обмотки и кожуха катушки, показанных на фиг. 1;

фиг. 4 - частичный схематический вид в увеличенном масштабе части I, показанной на фиг. 3;

фиг. 5 - схематический вид по линии A-A с фиг. 3;

фиг. 6 - частичный схематический вид в увеличенном масштабе части II, показанной на фиг. 5;

фиг. 7 - частичный схематический вид, иллюстрирующий соединение между первыми изолирующими прокладочными полосками и вторыми изолирующими прокладочными полосками;

фиг. 8 - схематический вид по линии A-A с фиг. 7;

фиг. 9 - вид в сечении, иллюстрирующий еще одно соединение между первыми изолирующими прокладочными полосками и вторыми изолирующими прокладочными полосками;

фиг. 10 - вид сверху еще одной катушки обмотки и еще одного кожуха катушки; и

фиг. 11 - частичный схематический вид в увеличенном масштабе части III, показанной на фиг. 10.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИИ НА ФИГ. 1-11:

1 - Каркас машины;

2 - Верхнее ярмо магнита;

3 - Нижнее ярмо магнита;

4 - Вращающееся кольцо;

5 - Бадья для раздачи руды;

6 - Бадья для расплескивания воды;

7 - Устройство для сбора концентрата;

8 - Бункер среды;

9 - Бункер хвостов;

10 - Пульсирующий бункер;

11 - Катушка обмотки;

12 - Кожух катушки;

12-1 - Впускное отверстие для масла;

12-2 - Выпускное отверстие для масла;

13-1 - Первая изолирующая прокладочная полоска;

13-2 - Вторая изолирующая прокладочная полоска;

13-3 - Третья изолирующая прокладочная полоска;

13-3-1 - Вырезы, направляющие жидкость;

14 - Перегородка;

15 - Компенсационный бак масла;

16 - Дыхательный клапан.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей настоящего изобретения является создание вертикального кольцевого высокоградиентного магнитного сепаратора. Катушка обмотки вертикального кольцевого высокоградиентного магнитного сепаратора обладает способностью быстро рассеивать тепло в охлаждающем веществе, что гарантирует поддержание более низкой температуры катушкой обмотки во время работы и тем самым получение повышенной напряженности магнитного поля.

Чтобы специалисты в данной области техники смогли лучше понять технические решения согласно изобретению, ниже приводится также подробное описание этого изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи и варианты осуществления.

Термины, указывающие направления и положения, такие как «вверх (верхнее), вниз (нижнее), влево (левое) и вправо (правое)», основаны на позиционной взаимосвязи чертежей, и их не следует интерпретировать как абсолютное ограничение, накладываемое на объем защиты данной заявки. Аналогично, термины «первый» и «второй» здесь употребляются лишь для облегчения описания, различения разных компонентов, имеющих одно и то же название, а не предназначены для указания порядка либо основной или вспомогательной зависимости.

Обратимся к фиг. 1 и 2. На фиг. 1 представлено частичное сечение вертикального кольцевого высокоградиентного магнитного сепаратора в соответствии с вариантом осуществления изобретения, при этом стрелки на чертеже указывают направление течения охлаждающего масла и направление течения воды, выплескивающей руду, соответственно, а на фиг. 2 представлен вид слева вертикального кольцевого высокоградиентного магнитного сепаратора, показанного на фиг. 1, при этом в сечении показана часть катушки обмотки.

В варианте осуществления в вертикальном кольцевом высокоградиентном магнитном сепараторе предусмотрен каркас 1 машины. На верней части каркаса 1 машины установлены верхнее ярмо 2 магнита и нижнее ярмо 3 магнита. На верхнем ярме 2 магнита установлены две подшипниковых опоры вращающегося кольца 4, и тело кольца, принадлежащее вращающемуся кольцу 4, находится между верхним ярмом 2 магнита и нижним ярмом 3 магнита. Во внутреннем пространстве между двумя сторонами тела кольца предусмотрены бадья 5 для подачи руды, бадья 6 для расплескивания воды и устройство 7 для сбора концентрата, а на периферии вращающегося кольца предусмотрен бункер 8 среды. Во время непрерывного вращения вращающегося кольца 4 бункер 8 среды непрерывно вводится в рудный шлам между верхним ярмом 2 магнита и нижним ярмом 3 магнита для адсорбции магнитных частиц.

После того как вращающееся кольцо 4 заставляет магнитную среду, погруженную в рудный шлам, покинуть рудный шлам и поворачивается на определенный угол, напорная вода, подаваемая поверх вращающегося кольца, выплескивает магнитные частицы полезных ископаемых в устройство 7 для сбора концентрата, чтобы достичь сепарации материалов.

В нижней части каркаса 1 машины предусмотрен бункер 9 хвостов, причем уровень рудного шлама в бункере 9 хвостов (пустой породы, шлама) непрерывно флуктуирует вверх и вниз под воздействием пульсирующего бункера 10, что приводит к достижению выплескивания частиц, абсорбированных в бункере 8 среды, и тем самым к обогащению концентрата.

Обратимся к фиг. 3-6. На фиг. 3 представлено полное схематическое сечение катушки обмотки и кожуха катушки, показанных на фиг. 1; на фиг. 4 представлен в увеличенном масштабе частичный схематический вид части I, показанной на фиг. 3; на фиг. 5 представлен схематический вид вдоль линии A-A согласно фиг. 3; а на фиг. 6 представлен в увеличенном масштабе частичный схематический вид части II, показанной на фиг. 5.

Как показано на чертежах, катушка 11 обмотки возбуждения установлена на магнитном полюсе (вокруг него) нижнего ярма 3 магнита, имея внутреннюю дугу. Катушка 11 обмотки имеет прямоугольную кольцевую структуру и установлена в герметичном кожухе 12 катушки, причем кожух 12 катушки выполнен из немагнитного материала, а катушка 11 обмотки погружена в охлаждающее масло (или другое изолирующее вещество) в кожухе 12 катушки. В средних частях двух концов кожуха 12 катушки предусмотрены впускное отверстие 12-1 для масла и выпускное отверстие 12-2 для масла, а кожух 12 катушки соединен с внешним охлаждающим устройством посредством труб, так что это охлаждающее устройство может охлаждать охлаждающее масло.

Катушка 11 обмотки имеет многослойную структуру, и между каждым слоем или множеством слоев (то есть между всеми или любыми из слоев) катушки обмотки предусмотрен изолирующий элемент для образования зазоров, через которые может проходить охлаждающее масло. Изолирующий элемент включает в себя первые изолирующие прокладочные полоски 13-1, находящиеся между каждым слоем или множеством слоев катушки обмотки, расположенные с наклоном относительно направления течения охлаждающего масла и отстоящие друг от друга.

В частности (см. фиг. 5), первые изолирующие прокладочные полоски 13-1 симметрично распределены вдоль линии соединения между впускным отверстием 12-1 для масла и выпускным отверстием 12-2 для масла. Беря первые изолирующие прокладочные полоски 13-1, находящиеся на верхней стороне, в качестве примера, отмечаем, что, во-первых, первые изолирующие прокладочные полоски 13-1 расположены с наклоном кверху от впускного отверстия 12-1 для масла относительно направления течения охлаждающего масла и параллельны друг другу, а после поворота первые изолирующие прокладочные полоски 13-1 расположены с наклоном от внешней стороны катушки обмотки к внутренней стороне катушки обмотки относительно направления течения охлаждающего масла и параллельны друг другу, до тех пор, пока не достигают выпускного отверстия 12-2 для масла.

За исключением участка поворота катушки угол наклона между каждыми из первых изолирующих прокладочных полосок 13-1 и электрическими проводами катушки 11 обмотки в общем случае составляет от 35° до 70°, а его расчетная величина обычно может составлять 45°.

Поскольку первые изолирующие прокладочные полоски 13-1 расположены с наклоном относительно направления течения охлаждающего масла и отстоят друг от друга, можно сформировать множество относительно независимых каналов охлаждающего масла между двумя следующими друг за другом слоями катушки обмотки, так что охлаждающее масло сможет течь через катушку 11 обмотки по этим каналам, не создавая турбулентное течение. Кроме того, наклонное расположение может уменьшить сопротивление охлаждающему веществу, с одной стороны, так что охлаждающее вещество сможет течь через катушку 11 обмотки плавно, и появится возможность получить увеличенную длину канала, а с другой стороны, так что охлаждающее вещество и катушка 11 обмотки смогут контактировать друг с другом в достаточной для теплообмена мере.

Следует отметить, что первые изолирующие прокладочные полоски 13-1, расположенные с наклоном относительно направления течения охлаждающего масла и отстоящие друг от друга, представляют собой лишь один вариант осуществления. В соответствии с практическими нуждами первые изолирующие прокладочные полоски 13-1 также могут быть расположены вертикально относительно направления течения охлаждающего масла и отстоять друг от друга, т.е. направление прохождения первых изолирующих прокладочных полосок 13-1 при этом поддерживается перпендикулярным направлению прохождения электрических проводов катушки обмотки, а также можно сформировать зазоры, по которым может проходить охлаждающее масло между слоями катушки обмотки.

Обратимся к фиг. 7 и 8. На фиг. 7 представлен частичный схематический вид, иллюстрирующий соединение между первыми изолирующими прокладочными полосками и вторыми изолирующими прокладочными полосками, а на фиг. 8 представлен схематический вид по линии A-A с фиг. 7.

Для предотвращения движения первых изолирующих прокладочных полосок 13-1 при использовании, можно предусмотреть вторые изолирующие прокладочные полоски 13-2. Внизу каждой из первых изолирующих прокладочных полосок 13-1 предусматривается один или множество вырезов, согласованных с формой сечения вторых изолирующих прокладочных полосок 13-2. Вторые изолирующие прокладочные полоски 13-2 расположены, по существу, вдоль направления течения охлаждающего масла. Вторые изолирующие прокладочные полоски 13-2 расположены, пересекаясь с первыми изолирующими прокладочными полосками 13-1, и внедрены в вырезах первых изолирующих прокладочных полосок 13-1 так, что первые изолирующие прокладочные полоски 13-1 соединены в единое целое и что первые изолирующие прокладочные полоски 13-1 и вторые изолирующие прокладочные полоски 13-2 пересекаются, образуя сетчатую структуру для эффективного скрепления первых изолирующих прокладочных полосок 13-1, вследствие которого предотвращается отказ, обуславливаемый движением первых изолирующих прокладочных полосок 13-1.

Длина каждой из вторых изолирующих прокладочных полосок 13-2 определяется в соответствии с количеством первых изолирующих прокладочных полосок 13-1, соединяемых посредством каждой из вторых изолирующих прокладочных полосок 13-2. В данном случае на каждой стороне прямоугольной катушки 11 обмотки предусмотрена короткая вторая изолирующая прокладочная полоска 13-2 и длинная вторая изолирующая прокладочная полоска 13-2, и толщина каждой из вторых изолирующих прокладочных полосок 13-2 меньше, чем глубина каждого из вырезов первых изолирующих прокладочных полосок 13-1 (или равна ей), гарантируя целостность каналов, образованных первыми изолирующими прокладочными полосками 13-1, отстоящими друг от друга, и тем самым предотвращая сообщение каналов друг с другом, приводящее к созданию турбулентного потока.

В качестве идеального решения, можно выполнить первые изолирующие прокладочные полоски 13-1 и вторые изолирующие прокладочные полоски 13-2 как единое целое. Конечно, если не учитывать турбулентное течение, то первые изолирующие прокладочные полоски 13-1 и вторые изолирующие прокладочные полоски 13-2 можно также укладывать стопой непосредственно друг на друга или можно соединять друг с другом посредством сцепления или связывания.

Обратимся к фиг. 9. На фиг. 9 представлено сечение, иллюстрирующее еще одно соединение между первыми изолирующими прокладочными полосками и вторыми изолирующими прокладочными полосками.

Первые изолирующие прокладочные полоски 13-1 имеют двухслойную (или многослойную) структуру, а каждый из слоев сцеплен с другими, причем пересекающийся со вторыми изолирующими прокладочными полосками 13-2 слой каждой из первых изолирующих прокладочных полосок 13-1 включает в себя многочисленные сегменты, и пространство между соседними сегментами образует каждый из вырезов. Таким образом, процесс формирования вырезов на первых изолирующих прокладочных полосках 13-1 опускается, тем самым дополнительно уменьшая трудности изготовления.

Обратимся снова к фиг. 4 и фиг. 6. На фиг. 4 представлен в увеличенном масштабе частичный схематический вид части I, показанной на фиг. 3, а на фиг. 6 представлен в увеличенном масштабе частичный схематический вид части II, показанной на фиг. 5.

Между внутренней стороной катушки 11 обмотки и кольцевой внутренней стенкой кожуха 12 катушки вертикально предусмотрены третьи изолирующие прокладочные полоски 13-3, отстоящие друг от друга. Третьи изолирующие прокладочные полоски 13-3 прикреплены к кольцевой внутренней стенке кожуха 12 катушки, и на стороне, близкой к этой кольцевой внутренней стенке, каждой из третьих изолирующих прокладочных полосок 13-3 предусмотрены вырезы 13-3-1, направляющие жидкость, отстоящие друг от друга.

Таким образом, после попадания в камеру впуска масла кожуха 12 катушки через впускное отверстие 12-1 для масла и протекания через зазоры между слоями катушки 11 обмотки, охлаждающее масло может плавно течь в камеру возврата масла через вырезы 13-3-1, направляющие жидкость, третьих изолирующих прокладочных полосок 13-3.

Когда вертикальный кольцевой высокоградиентный магнитный сепаратор эксплуатируется, охлаждающее масло - после попадания в кожух 12 катушки через впускное отверстие 12-1 для масла - может течь между каждым слоем или между некоторыми из слоев катушки обмотки, так что область контакта между охлаждающим маслом и катушкой 11 обмотки приумножается. Охлаждающее масло может находиться в контакте с катушкой 11 обмотки в разных положениях, что достаточно для теплообмена, и затем охлаждающее масло, переносящее тепло, течет к выпускному отверстию 12-2 для масла по зазорам, отводя тепло, генерируемое катушкой 11 обмотки, и эта способность быстро рассеивать тепло может гарантировать поддержание более низкой температуры катушкой 11 обмотки во время работы и тем самым получение повышенной напряженности магнитного поля.

Обратимся к фиг. 10 и 11. На фиг. 10 представлен вид сверху еще одной катушки обмотки и еще одного кожуха катушки, а на фиг. 11 представлен в увеличенном масштабе частичный схематический вид части III, показанной на фиг. 10.

В еще одном варианте осуществления впускное отверстие 12-1 для масла и выпускное отверстие 12-2 для масла кожуха 12 катушки расположены на одном и том же конце кожуха катушки 12, и внутри кожуха 12 катушки предусмотрена перегородка 14 для отделения впускного отверстия 12-1 для масла от выпускного отверстия 12-2 для масла, и эта перегородка 14 неподвижно соединена с кожухом 12 катушки, а на участке перегородки 14, соединяющемся с катушкой 11 обмотки, предусмотрена резиновая прокладка (не показана).

В отличие от первого варианта осуществления после попадания в кожух 12 катушки охлаждающее масло течет к выпускному отверстию 12-2 для масла после обтекания катушки 11 обмотки охлаждающим маслом, а не течения к выпускному отверстию 12-2 с двух сторон этой катушки. Поэтому первые изолирующие прокладочные полоски 13-1 имеют несимметричную структуру и расположены с наклоном по часовой стрелке относительно направления течения охлаждающего масла, и другие структуры являются такими же, как структуры в первом варианте осуществления, о которых шла речь в вышеприведенном описании.

Чтобы предотвратить избыток масла или недостаток масла, возникающий, когда охлаждающее масло расширяется посредством нагрева или сжимается посредством охлаждения, в верхней части кожуха 12 катушки предусмотрен компенсационный бак 15 с маслом, сообщающийся с кожухом 12 катушки. Компенсационный бак 15 с маслом может компенсировать масло в любой момент в соответствии с разными температурами охлаждающего масла в циркуляционной системе, чтобы гарантировать, что циркуляционная система имеет достаточно охлаждающего масла.

На компенсационном баке 15 с маслом установлен дыхательный клапан 16, сообщающийся с корпусом компенсационного бака 15 с маслом, причем этот дыхательный клапан 16 выполнен из материалов, предотвращающих попадание влажного воздуха. Когда масло прибывает или убывает, дыхательный клапан 16, установленный на компенсационном баке 15 с маслом, может отфильтровывать воздух, попадающий в компенсационный бак с маслом, в любой момент, предотвращая попадание воды, содержащей воздух, в охлаждающее масло и тем самым гарантируя катушку 11 обмотки, обладающую повышенной изоляционной способностью.

Электрический провод катушки 11 проводной обмотки может быть сплошным медным проводом, алюминиевым проводом или проводами из других материалов. Поперечное сечение электрического провода может быть прямоугольным или иметь другие формы, а внешняя поверхность электрического провода может быть покрыта изолирующим материалом, стойким к высоким температурам.

Вышеописанный вертикальный кольцевой высокоградиентный магнитный сепаратор представляет собой лишь один вариант осуществления, и его конкретная конструкция не ограничивается вышеизложенным описанием, и путем внесения специальных поправок на основе вышеизложенного варианта осуществления и в соответствии с фактическими потребностями можно получить различные варианты осуществления. Например, множество слоев катушки 11 обмотки могут образовывать одну группу, при этом между двумя следующими друг за другом группами предусмотрен изолирующий элемент для образования зазоров, через которые может течь охлаждающее масло, или изолирующий элемент можно предусмотреть как гребенку, «прочесывающую» один слой и множество слоев. Возможны многие способы воплощения, которые не будут здесь проиллюстрированы.

Выше был подробно описан вертикальный кольцевой высокоградиентный магнитный сепаратор, предложенный согласно изобретению. Принцип и варианты осуществления данного изобретения проиллюстрированы здесь конкретными примерами. Вышеизложенное описание примеров предназначено лишь для того, чтобы способствовать пониманию существа изобретения. Следует отметить, что для специалиста в данной области техники очевидна возможность внесения в изобретение различных модификаций и усовершенствований в рамках его принципа, и эти модификации и усовершенствования также считаются попадающими в объем защиты изобретения, определяемый формулой изобретения.

Изобретение относится к области оборудования для сепарации полезных ископаемых и, в частности, к вертикальному кольцевому высокоградиентному магнитному сепаратору. Вертикальный кольцевой высокоградиентный магнитный сепаратор содержит катушку обмотки возбуждения и кожух катушки. Катушка обмотки погружена в охлаждающее вещество в кожухе катушки и имеет многослойную структуру. Между каждым слоем или множеством слоев катушки обмотки предусмотрен изолирующий элемент для образования зазоров, через которые проходит охлаждающее вещество. Технический результат - повышение эффективности сепарации, а также получение повышенной напряженности магнитного поля. 9 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Вертикальный кольцевой высокоградиентный магнитный сепаратор, содержащий катушку обмотки возбуждения и кожух (12) катушки, причем катушка (11) обмотки погружена в охлаждающее вещество в кожухе (12) катушки и имеет многослойную структуру, при этом между каждым слоем или множеством слоев катушки (11) обмотки предусмотрен изолирующий элемент для образования зазоров, через которые проходит охлаждающее вещество.

2. Сепаратор по п.1, в котором изолирующий элемент содержит первые изолирующие прокладочные полоски (13-1), находящиеся между каждым слоем или множеством слоев катушки (11) обмотки, расположенные с наклоном относительно направления течения охлаждающего вещества и отстоящие друг от друга.

3. Сепаратор по п.2, дополнительно содержащий вторые изолирующие прокладочные полоски (13-2), соединяющие первые изолирующие прокладочные полоски (13-1) и расположенные так, что они пересекают первые изолирующие прокладочные полоски (13-1) и внедрены в вырезах первых изолирующих прокладочных полосок (13-1).

4. Сепаратор по п.3, в котором вторые изолирующие прокладочные полоски (13-2) расположены вдоль направления течения охлаждающего вещества, и каждая из них имеет толщину, меньшую глубины каждого из вырезов первых изолирующих прокладочных полосок (13-1) или равную ей.

5. Сепаратор по п.3, в котором первые изолирующие прокладочные полоски (13-1) имеют двухслойную или многослойную структуру, причем слой каждой из первых изолирующих прокладочных полосок (13-1), пересекающий вторые изолирующие прокладочные полоски (13-2), имеет многосегментную структуру, а пространство между соседними сегментами слоя образует каждый из вырезов.

6. Сепаратор по п.3, в котором между внутренней стороной катушки (11) обмотки и кольцевой внутренней стенкой кожуха (12) катушки вертикально предусмотрены третьи изолирующие прокладочные полоски (13-3), отстоящие друг от друга, а на стороне, вблизи кольцевой внутренней стенки, каждой из третьих изолирующих прокладочных полосок (13-3) предусмотрены вырезы (13-3-1), направляющие жидкость, отстоящие друг от друга.

7. Сепаратор по п.6, в котором третьи изолирующие прокладочные полоски (13-3) прикреплены к кольцевой внутренней стенке.

8. Сепаратор по любому из пп.1-7, в котором на двух концах кожуха (12) катушки соответственно расположены впускное отверстие (12-1) для жидкости и выпускное отверстие (12-2) для жидкости кожуха (12) катушки.

9. Сепаратор по любому из пп.1-7, в котором впускное отверстие (12-1) для жидкости и выпускное отверстие (12-2) для жидкости кожуха (12) катушки расположены на одном и том же конце кожуха (12) катушки, а внутри кожуха (12) катушки предусмотрена перегородка (14) для отделения впускного отверстия (12-1) для жидкости от выпускного отверстия (12-2) для жидкости.

10. Сепаратор по любому из пп.1-7, в котором в верхней части кожуха (12) катушки установлен компенсационный бак (15) с жидкостью, сообщающийся с кожухом (12) катушки, а во впускном отверстии для воздуха компенсационного бака (15) с жидкостью установлен влагонепроницаемый дыхательный клапан (16).