Способ качественного анализа примесей в среде при ее очистке от магнитовосприимчивых частиц Советский патент 1991 года по МПК G01N15/02 

Изобретение относится к магнитному разделению, а именно способам определения качественного состава примесей в среде при ее очистке от магнитовосприимчивых частиц, и может быть использовано в химической , металлургической, теплоэнергетической и других отраслях промышленности для контроля такого качественного показателя магнитовосприимчивой фракции примесных частиц, как средний размер этих частиц в неочищенной и очищенной среде.

Цель изобретения - оперативный контроль изменения среднего размера частиц примесей в среде до и после ее очистки.

На чертеже представлена блок-схема устройства для реализации предложенного способа.

Схема состоит из емкости 1, заполненной жидкостью 2 и соединенной с фильтром-датчиком 3, внутри которого находится ферромагнитная нержавеющая насадка 4, а снаружи - соленоид 5, сборной емкости 6 и магнитной системы 7, расположенной снаружи емкости 1.

Для реализации способа емкость 1 объемом 5-10 л заполняют порцией исходной среды 2, измеряя в ней исходную концентрацию примесей Со одним из известных способов. Далее жидкость пропускают через фильтр-датчик 3, выполненный, наприо ел ю

vj

мер, в виде цилиндрического корпуса, внутри которого находится ферромагнитная нержавеющая насадка 4 (шары, стружка, дробленый феррит и прочее), а снаружи - соленоид 5, подключенный к источнику постоянного тока. Фильтрат из сборной емко сти 6 переводят в емкость i, определяя концентрацию примесей Ci. Перед следующим циклом фипьтрования осуществляют дефлокуляционное воздействие на приме си, например, с помощью затухающего магнитного поля, генерируемого магнитной системой 7. Циклическое фильтрование проводят до тех пор, пока не стэбилризиру- ется выходная концентрация Сп. По результатам измерения концентрации примесей определяют относительное снижение содержания примесей ip- Со - Ci/Co и долю магнитовосприимчивой фракции примесей AI Со - Сп/Со.

После получения значений ip и А емкости 1, 6 трубопроводы и фильтр-датчик 3 опорожняют и промывают, а затем емкость 1 заполняют фильтратом и после пр аезри- тельного дефлокуляционного воздействия на примеси полностью повторяют описан- н ый процесс обязательно, причем при одинаковой напряженности намагничивающего поля Н, создаваемого соленоидом 5, Определив рг и Л , находят соотношение средних размеров магнето- восприимчивых частиц примесей д- v, 3; соответственно в исходной среде и фильтрате по формуле

5i

- - ei ZnnZi Z5T

ТГед ln(1 )

где Re - vd/ v - число Рейнольдса (Rei - для исходной среды, Rez - для фильтрата);

v - скорость фильтрования;

d-диаметр гранул насадки фильтр-датчика;

V- кинематическая вязкость среды;

Я - доля магнитовосприимчивой фракции примесей.

Кроме того, с целью получения абсолютного значения среднего размера частиц примесей 5 , дополнительно определяют магнитную восприимчивость частим $ одним из известных способов, а средний размер вычисляют по формуле

и а г

U. .П 7R .L

а к На75 I n

-In (1 -V/A)3

где р- плотность среды;

Н - напряженность намагничивающего поля;

0

5

O

5

0

5

0

5

i - длина насадки фильтр-датчика;

n - число циклов фильтрования, после которого определяется относительное снижение содержания примесей, а - размерный коэффициент (а 1,58 кг/мс2 для шариковой насадки).

Циклическое фильтрование целесообразно осуществлять при напряженности магнитного поля, при которой стабилизируется магнитная восприимчивость частиц в зонах магнитного захвата, Например, для насадки фильтр-датчика в виде шариков циклическое фильтрование осуществляют при напряженности намагничивающего поля не менее Н 34 кА/м, когда средняя рабочая напряженность поля в разных зонах захвата достигает 700 кА/м и более. Магнитную восприимчивость частиц определяют для значения напряженности не менее Н 700 кА/м, а при напряженности намагничивающего поля менее 34 кА/м ее находят из выражения к 523 /с0 /Н0 6 где /С0 магнитная восприимчивость частиц при Н 700 кА/м.

Пример. Сепарации путем пропускания через намагничиващую насадку подвергался модельный водный раствор оксида хрома (IV) СЮ2, который используется при изготовлении магнитных лент. Оксид хрома (IV) является ферромагнитным материалом и поэтому для его водного раствора доля магнитовосприимчизой фракции А 1.

Концентрация СгОа в исходной среде составляла Со 120 мг/л. После пропуска- кия исходной среды через фильтр выходная концентрация фильтрата была равна Ci 45 мг/л, следовательно, 1 Со - Ст/Со 120 - -45/120 0,625. Выходная концентрация Ci является исходной концентрацией в фильтрате, который вновь пропускали через отмытую насадку фильтра-датчика с насадкой в виде шариков диаметром d 5 мм при напряженности внешнего поля Н 20 кА/м и скорости фильтрования v 530 м/ч, при этом относительное снижение содержания CrOz составило tpi 0,422 (С2 26 мг/л, t/fe Ci - C2/Ci). Воспользовавшись формулой (1), находим, что средний размер 62 частиц Сг02 в фильтрате (после сепарации) уменьшился по сравнению со средним размером ch в исходном модельном растворе в 1,34 раза (61/62 1,34), т.е. наиболее крупные частички задержаны в насадке фильтра.

Формула из.обретения

1. Способ качественного анализа примесей в среде при ее очистке от магнитовос- приимчивых частиц, включающий циклическое фильтрование среды через намагничиваемую насадку фильтр-датчика, дефлокуляционное воздействие на примеси после прохождения среды через насадку, измерение содержания примесей до и после фильтр-датчика, отличающийся тем, что, с целью оперативного контроля среднего размера частиц примесей в среде до и после ее очистки, исходную среду и фильтрат подвергают циклическому фильтрованию через фильтр-датчик при одинаковой напряженности намагничивающего поля и определяют относительное снижение содержания примесей в исходной среде и фильтрате 1/J2 после по крайней мере одного цикла фильтрования, а затем находят соотношение средних размеров магни- товосприимчивых частиц примесей соответственно в исходной среде 5i и фильтрате 62 из выражения

ПГ|Г Rea

TjLliCT

1 где Re vd/ v - число Рейнольдса (Rei - для исходной среды. Re - для фильтрата): v - скорость фильтрования; d - диаметр гранул насадки фильтр-датчика;v - кинетическая вязкость среды;

А - доля магнитовосприимчивой фракции примесей.

2. Способ по п.1,отличающийся тем, что, с целью повышения точности изме- рений, циклическое фильтрование осуществляют при напряженности намагничивающего поля, обеспечивающей стабилизацию магнитной восприимчивости частиц в зонах магнитного захвата.

Изобретение касается магнитного разделения и может быть использовано для оперативного контроля изменения среднего размера частиц примесей в среде при очистке и определении абсолютного значения размера частиц. Целью изобретения является оперативный контроль изменения среднего размера частиц примеси в среде до и после ее очистки. Для этого исходную среду и фильтрат поочередно подвергают циклическому фильтрованию через намагниченную насадку фильтр-датчика при заданной одинаковой напряженности поля. Определяют относительное снижение содержания примесей после одного или нескольких циклов фильтрования, а затем по расчетным зависимостям при известных параметрах фильтрования находят соотношение средних размеров магнитовоспри- имчивых частиц примесей соответственно в неочищенной и очищенной среде. Абсолютное значение среднего размера частиц вычисляют после определения магнитной восприимчивости частиц. 1 з.п.ф-лы, 1 ил. СП