Феррогидростатический роторный сепаратор Советский патент 1984 года по МПК B03C1/30 

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано для разделения минеральных смесей и других немагнитных материалов по плоткости.

Известен магнитогидростатический центробежный сепаратор, содержащий электромагнитную систему с полюсными наконечниками, ротор с ферромагнитной жидкостью, размещенный в межполюсном зазоре, загрузочный и разгрузочные патрубки 1.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является сепаратор, содержащий электромагнитную систему с полюсными наконечниками, выполненными в форме гиперболоидов вращения, ротор с ферромагнитной жидкостью, размещенный в межполюсном зазоре, загрузочные и разгрузочные приспособления 2.

Недостатками известных устройств являются низкая производительность, вызванная тем, что из-за наличия горизонтального градиента напряженности магнитного поля происходит слипание частиц сепарируемого материала и ухудщение точности сепарации, а также низкая скорость перемещения легкой фракции в сепараторе.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса сепарации за счет создания зон с различным направлением градиента напряженности магнитного поля.

Указанная цель достигается тем, что в сепараторе содержащем электромагнитную систему с полюсными наконечниками, выполненными в форме гиперболоидов вращения, ротор с ферромагнитной жидкостью, размещенный в межполюсном зазоре, загрузочные и разгрузочные приспособления, полюса магнитной системы выполнены из отдельных )1.угообразных секций, причем полюсные наконечники соседних секций повернуты относительно одна другой на 180°.

Ротор снабжен перегородками, выполненными в виде пластин из немагнитного материала и установленными радиально.

На фиг. 1 изображен феррогидростатический сепаратор, общий вид; на фиг. 2 - стык (место соединения дугообразных секций полюсов).

Сепаратор содержит магнитную систему, состоящую из коаксиально расположенных друг относительно друга полюсов разноименной полярности, выполненных из состыкованных друг с другом отдельных дугообразных секций 1-4 - на внещнем полюсе и 5-8 - на внутреннем, при этом секции 1 и 5, 3 и 7 образуют загрузочные зоны, а секции 2 и 6, 4 и 8 - разгрузочные, а внещние поверхности 9 и 10 каждой дугообразной секции, обращенные к межполюсному зазору, выполнены в виде части гиперболоида вращения, получающегося при повороте образующей - гиперболы вокруг центра, лежащего на оси вращения 11 ротора 12, причем направление сужения межполюсного зазора загрузочных секций совпадает с направлением действия силы тяжести, определяемого ускорением свободного падения, а разгрузочных секций - противоположно т.е. направление сужения межполюсного зазора двух соседних секций повернуто друг относительно друга на 180°, накладки 13 к полюсам в загрузочных секциях, служащих для улучщения постоянства эффективной плотности ферромагнитной жидкости, камеру 14 с ферромагнитной жидкостью 15 для расслоения исходной фракции, поступающей через загрузочные приспособления 16, вертикальные перегородки 17, выполненные в виде пластин из немагнитного материала и расположенные в камере 14 по радиусам, проведенным из оси вращения 11 ротора 12, дополнительные емкости 18, заполненные ферромагнитной жидкостью и выполненные из состыкованных друг с другом отсеков, стыки которых совмещены со стыками загрузочных и разгрузочных секций, причем на стыках, верщины двух соседних оснований выполненных в виде треугольников, повернуты друг относительно друга на 180°, а стороны треугольников изогнуты: одна - по профилю полюса и совмещена с его рабочей поверхностью, другая - по профилю боковой поверхности жамеры и совмещена с ее поверхностью, индукционные полюса 19, способствующие выполнению условия постоянства эффективной плотности ферромагнитной жидкости, выполненные в виде части кольца и расположенные над загрузочными секциями, емкости с отсеками 20 для приема легкой 21 и тяжелой 22 фракций. Направление вращения ротора показано стрелкой.

Устройство работает следующим образом. Камеру 14 и емкости 18 заполняют ферромагнитной жидкостью. Исходный материал подают сверху в камеру 14 через загрузочное устройство 16 в ферромагнитную жидкость в области загрузочных зон. При этом более легкие частицы 21 всплывают на поверхность ферромагнитной жидкости, а тяжелые частицы 22 опускаются вниз, где выпадают в виде осадка в специальные отсеки емкости 20. Благодаря наличию центробежной силы, действующей на частицы, слипания их не происходит.

Легкие частицы 21, перемещаясь вместе с ферромагнитной жидкостью 15, находящейся в камере 14 с помощью ротора 12, попадают в разгрузочные зоны, где направление выталкивающей силы совпадает с направлением силы тяжести. В этих зонах легкая фракция выпадает в виде осадка в специальные отсеки емкости 20 для приема легкой фракции. Таким образом, благодаря выполнению полюсов магнитной системы в виде двух колец, расположению их коак;Сиально друг относительно друга и выполнению их из состыкованных друг с другом отдельных дугообразных секций, внешняя поверхность каждого из которых, обращенная к межполюсному зазору, выполнена в виде части гиперболоида вращения с образованием дугообразными участками полюсов противоположной полярности отдельных зон - загрузочных и разгрузочных, расположению последних друг относительно друга чередующимися с повернутыми друг относительно друга на 180° направлением сужения межполюсного зазора, позволяет резко повысить эффективность и производительность процесса сепарации. Этому же способствует выполнение камеры с ферромагнитной жидкостью в виде двух полых коаксиальных цилиндров и снабжение ее вертикальными перегородками, выполненными в виде пластин, что приводит, с одной стороны, к локализации расслаиваемого материала в области с наиболее постоянным значением эффективной плотности ферромагнитной жидкости, а с другой стороны, оптимизирует время пребывания материала в ней. С другой стороны, выполнение дополнительных емкостей сепаратора в виде состыкованных друг с другом отсеков, стыки которых совмещены со стыками разгрузочных и загрузочных секций, образованных дугообразными секциями полюсов, причем с поворотом на стыках верщин двух соседних оснований, выполненных в виде треугольников, на 180°, со сторонами, одна из которых изогнута по профилю и совмещена с его боковой поверхностью, а другая - -с боковой поверхностью камеры, позволяет сократить расход ферромагнитной жидкости, идущей на разделение материала, локализовать материал в области с постоянной эффективной плотностью жидкости, исключить нарущение структуры магнитного поля в области расслоения исходного материала, что приводит к повыщению эффективности и производительности процесса сепарации. Проведенные сравнительные испытания на физических моделях обычных феррогидростатических сепараторов и феррогидростатических роторных сепараторах показали, что на предлагаемой конструкции была достигнута производительность при разделении зернистых смесей крупностью 0,42,0 мм в два раза выше, чем на обычной, при более лучшей (на 15%) чистоте легкой фракции.

1. ФЕРРОГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ РОТОРНЫЙ СЕПАРАТОР, содержащий электромагнитную систему с полюсными . яП 1 5а&ЛИОТЕйА наконечниками, выполненными в форме гиперболоидов вращения, ротор с ферромагнитной жидкостью, размещенный в межполюсном зазоре, загрузочные и разгрузочные приспособления, отличающийся тем, что, с целью повыщения эффективности процесса сепарации за счет создания зон с различным направлением градиента напряженности магнитного поля, полюса магнитной Системы выполнены из отдельных дугообразных секций, причем полюсные наконечники соседних секций повернуты относительно одна другой на 180°. 2. Сепаратор по п. 1, отличающийся тем, что, ротор снабжен перегородками, выполненными в виде пластин из немагнитного материала и установленными радиально.