Магнитный сепаратор-концентратор Советский патент 1986 года по МПК B03C1/00 B01D35/06 

ческой катушки 5 торый состоит из кожуха 7, нижнего ных наконечников,

Изобретение относится к оборудованию для магнитного разделения веществ и может быть использовано для отделения ферромагнитных частиц от жидких или газообразных сред в горнообогатительной, металлургической, машиностроительной, химической, фармацевтической нромышленности, а также для обработки и разделения биологических сред.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса сепарации и обеспечение возможности разделения высокодисперсных и вязких сред за счет увеличения магнитных сил, действующих на магнитные частицы, а также осуществление непрерывной регенерации.

На фиг. 1 представлена схема сепаратора-концентратора для разделения жидкой среды о отводом концентрата; на фиг. 2 - сепаратор-конденсатор в виде многоступенчатой 1ШЛОНКИ.

Сепаратор содержит рабочую камеру 1, ограниченную цилиндрическим немагнитным корпус-ом 2 с патрубками для ввода ис.ходной 3 и вывода очищенной 4 с|)еды, магнитную систему, состоящую из электри- и магнитопровода. ко- полюсных обкладок 6, 1 и верхнего 9 нолюс- содержащих высокопроницаемые вставки 10 неременного сечения, изготовленные из материала с высокой магнитной проницаемостью. Вдоль оси полюсного наконечника выполнен внутренний канал 11 для отвода концентрата, соединенный с отсасывающим патрубком 12. Рабочая камера оснащена направляющим выступом 13, который может содержать дополнительную электрическую обмотку 14, включенную в цепь питания постоянного тока.

Сепаратор-концентратор работает следующим образом.

После включения электрической катущ- ки 5 в цепь постоянного тока жидкая среда, содержащая высокодисперсные ферромагнитные частицы, подается через патрубок 3 в рабочую ка.меру 1, где, огибая на прав- ляющий выступ 13, она попадает в область рабочего зазора .между полюсными наконечниками 8 и 9 - зону (ысокоградиентного : 1агпитного поля между овальными цоверх- (остями полюсных наконечников. В этой зоне ферромагнитные частицы испытывают воз- л,ействие силы, направленной сотасно градиенту поля к центру зазора, где их концентрация в жидкости многократно повы- ц ается. Посредством отсасывающего патрубка 12 высококонцентрированный про.аукт разделения отводится по внутреннему каналу 11. Среда, освобожденная от примесных частиц и отводится через патрубок 4.

Сепаратор-концентратор может быть выполнен в виде многоступенчатой колонки 1ФИГ. 2), где в каждом зазоре (стунени) ЮЛЬ дополнительных гтолюсов и рают края

0

5

0

5

0

0

5

0

5

ферромагнитных тел 15, также имеющих высокопроницаемые вставки 10 и внутренние каналы 11 для отвода концентрата. Вставки 10 могут быть выполнены из пермаллоя.

После каждой с Л пени транзитный расход уменьшается на величину расхода отсасываемого концентрированного продукта, поэтому за счет уменьшения скоростей среды на каждой после. 1.ую1дей ступени эффективность сепарации, а значит, и глубина разделения, возрастают, и, следовательно, достигается эффект классификации отделяемых частиц по крупности и магнитным свойствам.

При наличии высокоироницаемых вставок, кроме дополнительного усиления сре.з.ней .магнитной индукции и градиента в рабочем зазоре, происходит вытягивание зоны высокого градиента вдоль вставок, и.меющих су- жаюидееся сечение. Из-за TOi o, что вставки характеризуются высокой магнитной проницаемостью материала (пермаллой, напри- .мер, имеет : ,а1 нитнук) пронии.ае.мость на два порядка выи:е, че.м мя1 кая сталь) и сужаются О мере удале: И от рабочего зазора, конце1-1трация лгагнитиого потока происходит Б направ,тении вдоль оси полюсных наконечников.

Е5е, П{чина зазора между псзлюсными наконечниками, равная 2--4 размера.м наикруи- части,, име ощихся в исходной среде, В 1бирается из того засчета, что при .ме 1ьи1ем расстоя ии между .ми наконечниками появ.чяется опасность заноса, закупорки и 11аруц ения 1 епрерьпзпости процесса регенерации, а увеличение этого расстояния резко снижает силовые характеристики магнитного поля.

1ижний /редел ,,иаметра внутрен 1его канала вблизи рабочего зазора определяется также исключением возможности заноса отверстия от,ч.еляемы.м части лами, а верхний предел опреде;1яется псобходи- .мосгью поддержа1:; 1я В151соких скоростей отсоса жИхТКОсти из рабочс1Ч) зазора, доста- точпых для vnoca отдель 1ых частиц из зоны В1 1сокого градиента, и в то же время необходимостгло отбора возможно го расхода среды для осуплсствления отсоса. Поэтому осуществление гепрерывпой регенерации требует всего 0,5-1% и менее исходного расхода, что обеспечивает высокую конп.ентрацию Mari- nT ioro продукта в выводимой среде 1ри исходной массовой концентрации частиц пе более 0,01%, т. е. порядка 10 тыс. мкг/л. При исходных ко 1центра шях требуется пропорциональное увеличение регенерационного расхода и соответствую цсе расширение входного отверстия внутренпего канала.

}1аправ, пысту служит д. направления потока разделяемой среды в зону действия высокого градиента, кроме того, он может содержат до юлн тельн ю сб- мотку, включенную в 1епь постг)яь НО| о тока. Это обесг ечивает допол ;ите льнос .че- ние поля в рабочем зазоре.

Применение магнитного cenapaTopa-KOii- центратора позволит повысить эффективность процесса разделения, расширить область применения сепаратора, вк 1юч1;в в нее разделение жидкостей повышенной вязкости и содержащих высокодисперсные ферромагнитные частицы при условии непрерывности процесса и незначительного расхода диспергирующей среды на выведение концентрированного продукта.

Одной из преднолагаемых областей применения сепаратора-концентратора является отделение от биологически активных сред токсинов, связанных с различными формами ферромагнитных соединений. Простота конструкции сепаратора, отсутствие механического воздействия на разделяемую

среду при надлежащем покрытии поверхностей дает возможность сепарации такой биологической среды, как кровь, или биологической среды, включающей, например, питательный раствор с развивающимися

микроорганизмами.

Сепаратор может быть применен также в качестве магнитного анализатора.