Электромагнитный фильтр Советский патент 1986 года по МПК B01D35/06 

1 Изобретение относится к фильтровальным аппаратам для глубокой очистки жидкой среды от примесей в твердой фазе и. может быть использовано в электроэнергетике (обычной и атомной), химической и металлургической промьпплбнности, а также в тех технологияха в которых необходимо ограничивать или удалять твердые примеси из жидкой среды цпя предотвращения отложений частиц на поверхностях, либо для утилизации примесей на предмет их анализа. Целью изобретения является увеличение длительности фильтроцикла, улучшение условий регенерации, повышение надежности работы и расширение технологических возможностей. На чертеже представлена схема фильтра. Фильтр содержит электромагнитную катушку (соленоид) 1, состоящую из отдельных секций, разделенных перегородками 2 с отверстиями 3, толсто стенный корпус 4, перпендикулярную осевой перегородке 2 перегородку 5, сосуд-чехол 6, оба типа перегородок 2 и 5 имеют отверстия 3 для прохода жидкой среды и ее омагничивания через отверстия в осевых перегородках 2, насадку с адсорбирующей загрузкой 7, расположенной в шахматном порядке по дойне чехла, вкладьш1-сектор 8, свободно покоящийся в пустой (без адсорбирующей загрузки) секции причем в пластине 5 вьтолнена гидроизоляционная канавка 9, прижимные фланцы 10 с отверстиями 11, устанавливаемые на входе и выходе для фикса ции секции внутри сосуда-чехла 6, пружину 12 и пластину 13 в первой на входе среды секции с адсорбирующей загрузкой 7. Устройство раббтает следуюш ш об разом. В режиме очистки жидкой среды на соленоид 1, надетый на корпус 4, по дается постоянный ток, в результате чего внутри корпуса возникает постоянное магнитное поле. Поле начина ет воздействовать и на среду, к на находящиеся в ней примеси. При этом среда с примесями, поступив в облас действия магнитного.поля через отверстия 11 в прижимном фланце 10, п падает на адсорбирующую загрузку 7 сначала в ее первую секцию, а далее омагничиваясь через отверстие 3 осе 832 вой перегородки 2, проходит в очередную, но не занятую адсорбирующей загрузкой секцию, из которой через отверстия 3 перпендикулярной перегородки 5 снова попадает в секцию с адсорбирующей загрузкой и т.д., пока очищенная среда не-выйдет из поля действия внешнего магнитного поля. Чтобы исключить перетечку неочищенной среды из секции в секцию по стенкам чехла 6, в перегородк х 5 предусмотрены гидроизоляционные канавки 9. Жидкая среда, многократно проходя то секции с адсорбирующей загрузкой , то пустые и омагничиваясь в последних, оставляет .скоагулированные, а также крупные частицы под действием гравитационных и динамических сил на поверхности вкладьш1а-сектора 8. Частицы, не подвергнувшиеся действию указанных сил, продолжая путь вдоль насадки и коагулируя в градиенте скорости и магнитного поля, в конечном счете улавливаются всеми последующими секциями с адсорбирующей загрузкой либо высаживаются на поверх ности вкладьш1ей-секторов в пустых секциях. В результате такой многократной последовательности действия различных сил (гравитационных-,динамических, магнитных, адсорбционных) достигается глубокая очистка жидкой сре.ты от примесей твердой фазы, возможно даже и не магнитной природы. Как видно из чертежа, в фильтре создается не только последовательность действий различных сил, но и множественность лобовых слоев адсорбирующей загрузки. Такоеразбиение единого лобового слоя на множество прежде всего влияет на длительность фильтроцикла, существенно увеличив его, поскольку в фильтре работает вся длина адсорбирзтощей загрузки. На увеличение эффективности очистки немалую роль играют пустые секции с вкладышами-секторами 6. Указанные пустые секции с вкладьш1ами-секторами служат условиям резервации тяжелых частиц по причинам действия указанных вьщге сил и поэтому, образуя отложения, эти частицы далее в процессе 4 шьтрации не участвуют. Данное обстоятельство .способствует и более глубокой о 1истке среды, и увеличивает фильтроцикл, поскольку адсорбционная емкость загрузки, хотя и косвенно, но повьшается. Очевидно, что для эффективного действия резервации тяжелых частиц, как понятно из действия гравитационных сил, расположение оси фильтра горизонтально или под углом более предпочтительно, чем вертикальное. Смыв отложения тяжелых частиц с поверхности вкладышей секторов маловероятен, так как последние вьтолнены из магнитной нержавеющей стали и находятся в магнитном поле. Благодаря пустым секциям с возможностью резервации в них частиц исключена опасность выноса накопленных на адсорбирующей насадке примесей -в контур в случае обесточиванйя соленоида: из-за лабиринтного движения среды и создания своего рода застойной зоны в пустых секциях прижимным действием самого потока у поверхности вкладьппа-сектора. Поэтому если завершить чередование секций с адсорбирующей загрузкой с пустыми на входе из фильтра пустой секции, то мгновенньй вынос примесей из адсорбирующей загрузки в контур при внезапном отклонении питания соленоида полностью исключается. Поскольку в первой по ходу движения жидкой среды секции с адсорбирующей загрузкой задерживается основная масса примесей, то ее адсорбирующая емкость будет исчерпана раньше всех других. Для увеличения последней предусмотрен пружинный узел 13, который при нормальном рабочем цикле фильтрации находится в сжатом состоянии и время от времени вибрирует при незначительных изменениях циркуляционного насоса. Вибрация приводит к авторегенерированию адсорбирующей загрузки во время работы, переводя задержанные примеси в отложения на вкладьш-сектор 8 пустой секции, освобождая таким образом емкость адсорбирующей загрузки для захвата новых порций примесей.

В режиме регенерации на соленоид подается переменный ток и промывка осуществляется посторонним источником промьтающей воды. При подаче воды на регенерс-цию подпиточдым насосом пульсирующий характер движения воды в контуре заставляет пружинный узел, установленный в первой адсорбирующей загрузке, колебаться с больщей амплитудой, чем при нормальной работе устройства, это приводит к созданию

кипящего слоя загрузки, аналогичного при применении сжатого воздуха для эффективного смыва задержанных примесей. Подаваемый на соленоид ЭМФ 5 переменный ток создает размагничивающий фактор на задержанные магнитные примеси как в адсорбирующий насадке, так и на вкладьштах-секторах; отложения переходят в поток промываемой во ды и уносятся вместе с ней в самостоятельную емкость или тракт дренажных вод.

Фильтр может быть полезным для очистки теплоносителя атомных элек5 тростанций, в том числе на АЭС с

кипящим типом реактора, В теплоносителях АЭС имеются как магнитные, так и немагнитные примеси различной дисперсности и очень большое содержание их мелкодисперсной и растворимой фазы. Для ограничения содержания такого сорта примесей и их удаления из контура фильтр, возможно, в настоящий Момент остается пока единственным и наиболее перспективным типом аппарата применительно к условиям АЭС, Исключение мгновенного выноса накопленных примесей в адсорбирующей насадке при внезапном отключении 0 фильтра должно ещё больше привлечь внимание к использованию его на АЭС как надежному очистному аппарату. Фильтр также может успешно быть использован в металлургической и химической промьшшенности для удаления различных мешающих процессу примесей или их утилизации и дальнейшего использования, например, для аналитических целей. Реализации последнего могут служить вкладьшги-сектора, которые без каких-либо трудностей извлекаются из чехла.

В данном фильтре универсально решается вопрос коагуляции частиц в 5 магнитном поле путем градиента скорости омагничивания очищаемой среды. Создание градиента скорости в градиентных условиях магнитного поля приближает яааное устройство к фильтрам, 0 У которых имеется возможность захвата .примесей немагнитной природы.

В конструктивном плане фильтр обладает рядом преимуществ и простотой изготовления всех его элементов. 5 Преимуществом является то, что внутренняя часть устройства состоит из отдельных элементов-перегородок и дисков, которые просты в изготовле5 1179583,. 6 .

НИИ, Moi ут быть набраны в любом необ-Это удобство не лимитирует внешние

ходимом количестве для конкретногоразмеры устройства и допускает унитехиологического процесса, легковерсальность выбора помещения, в коизвлекаемы для смены элементов натором оно будет установлено,

другие или каких-либо других целей.j Устройство может быть конструктивКроме того, ось фильтра может бытьно исполнено в модульном варианте,

расположена в любом положении: гори-что значительно, расширяет технологизонтальном, вертикальном, под углом.ческие возможности его применения.

1. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ФИЛЬТР, включающий электромагнит постоянного тока, корпус с.расположенной внутри насадкой с адсорбирующей загрузкой, отличающийся тем, что, с целью увеличения длительности, фильтрационного цикла, улучшения условий регенерации фильтра и повышения надежности работы, корпус снабжен перегородками с отверстиями, одни из которых расположены по оси / корпуса, а .другие перпендикулярно ей, а насадки с адсорбирующей загрузкой расположены в секциях в шахматном порядке, причем в первой по ходу потока секции с адсорбирующей загрузкой на перегородке, перпендикулярной оси корпуса, укреплена пружина, соединенная с пластиной. 2.Фильтр ПОП.1, о тлич ающ и и с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей его ось расположена горизонтально. 3.Фильтр ПОПП.1 и2, отличающийся тем, что количество отверстий в перегородках, расположенных по оси, выполнено уменьшающимся от краевых секций к централь(Л ной. со СП I 00 СО