Магнитный сепаратор Советский патент 1991 года по МПК B01D35/06 

(/)

С

Изобретение относится к магнитному отделению ферромагнитных частиц из текучих сред в намагничиваемых гранулированных насадках и позволяет улучшить условия регенерации, удлинить период фильтроцикла и повысить степень сепарации за счет введения в фильтрующую насадку, обладающую магнитострикционными свойствами, дополнительного элемента, обладающего отличными от насадки (по направлению) магнитострикционными свойствами. При периодическом включении поля происходит встряхивание насадки, что улучшает регенерацию. Изложены варианты компоновки гранулированной насадки и элементов с отличными от насадки стрикционными свойствами и связи между ними. 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к магнитному разделению и может быть использовано во многих отраслях промышленности, где необходимо тонкое отделение магнитных примесей из текучих сред.

Целью изобретения является улучшение условий регенерации, удлинение филь- троцикла, повышение степени сепарации. На фиг. 1 и 2 изображен предлагаемый сеператор со стержневым элементом, выполненным с шипами, при различных вариантах магнитной системы; на фиг. 3 - то же, стержневой магнитострикционный элемент прикреплен к верхней крышке и подвижному днищу, имеющему упругую связь с нижней крышкой; на фиг. 4 - то же, стержневые элементы выполнены с перфорацией, сквозь которые подводится и отводится сепарируемая среда; на фиг. 5 - вариант сепа- ратора, когда стержневые элементы передают подвижному днищу колебательное движение посредством прямой связи

одного стержня с днищем, а другого - через коромысло рычаг; на фиг. 6 - то же, насадка расположена и в наружной области намагничивающей системы; на фиг. 7 - то же, второй стержень связан с подвижным днищем посредством элемента из материала с обратным направлением стрикции (например, железом).

Сепаратор состоит из подводящего патрубка 1, нижней крышки 2, прикрепленной к корпусу 3, который заполнен ферромагнитной насадкой 4, намагничивающей системы 5, расположенной с внешней части корпуса, стержневого элемента 6 с высокими магнитострикционными свойствами, расположенного внутри корпуса и имеющего шипы 7, верхней крышки 8 с патрубком 9 отвода сепарированной среды. Сепаратор может иметь подвижное днище 10, на котором располагается насадка 4, имеющее упругую связь с нижней крышкой 2, а передача усилия к подвижному днищу от стержневого

а

О Јь СО

Оч 44

элемента 6 с высокими магнитострикцион- ными свойствами может осуществляться через коромысло 11, расположенное внутри корпуса, или посредством дополнительного стержня 12, обладающего противоположной стрикцией, имеющего связь с одним из стержней 6, прикрепленным к нижней крышке.

Сепаратор работает следующим образом.

Дисперсная система через патрубок 1 поступает в корпус 2, в котором находится намагниченная системой 5 ферромагнитная насадка 4, проходя сквозь которую сепарируемая среда оставляет магнитную дисперсную фазу и выходит очищенный через патрубок 9.

Регенерация осуществляется током сепарируемой среды при отключенном поле. В это время стержневой элемент 6 приобретает свои естественные размеры, как и насадка 4, при этом происходит их взаимное смещение друг относительно друга, что приводит к смещению областей контакта гранул, разрыву тех мест, где осела дисперсная фаза. Этот процесс улучшается благодаря наличию на стержневом элементе 6 шипов 7. В других вариантах сепаратора производится встряхивание насадки 4 путем передачи усилия при разжатии никелевого стержневого элемента 6 на дополнительное днище 10, приводя его в поступательное движение, а также колебательное движение в случае, когда усилие от одного из стержней 6 передвигается через коромысло 11 к подвижному днищу, или через дополнительный стержень 12, обладающий противоположной стрикцией, что приводит к перемешиванию насадки при кратковременных повторных включениях магнитной системы.

Можно подобрать режимы с использованием резонансных частот колебания насадки 4, находящейся на подвижном днище, имеющем упругую связь с нижней крышкой 2.

Благодаря наличию стержневого элемента, обладающего отличными от насадки магнитострикционными свойствами, при отключении внешнего намагничивающего поля восстанавливаются его естественные размеры, происходит его перемещение относительно насадки, тем самым смещая области контакта между элементами насадки, создаются благоприятные условия для регенерации.

Стержневой элементе высокими магнитострикционными свойствами может быть выполнен, например, из никеля.

Относит ельное стрикционное изменение размера метрового стержня из никеля в поле 100 кА/м составляет 4 мм в отрицательном направлении, в то время как ферромагнитная

насадка обладает положительным стрикци- онным эффектом, благодаря чему достигается не только значительная амплитуда относительного смещения стержень-насадка, но и разнонаправленность их движения,

что также улучшает смещение областей контакта гранул. Больший эффект достигается, когда стержневой элемент выполнен с шипами.

Благодаря наличию шипов смещение

областей контакта гранул достигается в большем объеме насадки меньшим количеством стержневых элементов.

Поставленная цель может быть достигнута тем, что верхний конец стержня прикреплен к верхней крышке, а нижний конец

связан с дополнительным днищем, причем

между дополнительным днищем и нижней

крышкой корпуса имеется упругая связь.

, Благодаря такому сочетанию элементов

производится встряхивание всего объема насадки с возможностью подбора оптимальной частоты, в том числе резонансной, при соответствующих массе m насадки и жесткости Кп пружины.

Поставленная цель может быть достигнута тем, что сепаратор имеет пару стержней, верхние части которых прикреплены к верхней крышке, а один из стержней имеет связь с подвижным днищем посредством

коромысла, а также, когда один из стержней закреплен к нижней крышке и снабжен прикрепленным к его свободному концу и подвижному днищу стержнем, обладающим противоположной стрикцией.

0 Благодаря таким решениям возможна передача как бы колебательного движения подвижному днищу что позволяет пересыпать насадку и в поперечном току регенера- ционной жидкости направлении, смешивать

5 ее

Поставленная цель может быть достижима, когда поперечное сечение стержня (суммарное сечение стержней) больше величины

К -

Д

Е(4-)

СТ

/ ill где г-г- 1 - относительное удлинение

материала стержня в результате магнито- стрикции;

m - масса насадки;

g -ускорение свободного падения;

Е - модуль Юнга первого рода для материала стержня

Соблюдая это условие, можно утверждать, что сила, развиваемая стержнем в результате магнитострикции, достаточна для работы по перемещению определенной массы m насадки.

По сравнению с прототипом время регенерации сокращается в 4 раза, рабочая емкость поглощения (из цикла в цикл) увеличивается в 2.8-3,4 раза, что пропорционально удлинению фильтроцикла в 1.8-2 раза, а общая эффективность сепарации повышается на 1,2-1,4 раза за счет сокращения периодов регенерации и более полного использования сорбционного обьема.

Формула изобретения

1, Магнитный сепаратор, содержащий корпус с нижним и верхним днищами, фильтрующую насадку, периодически действующую магнитную систему, патрубки подвода и отвода сепарируемой среды, отличающийся тем, что, с целью улучшения условий регенерации, удлинения фильтроцикла, повышения степени сепарации, он снабжен стержневым элементом, выполненным из материала с отличными от материала насадки магнитострикционными свойствами, размещенным в слое насадки по направлению ее намагничивания.

Фиг.1

3 Сепаратор по п 1 отличающий- с я тем. что он снабжен дополнительным днищем, установленным с возможностью осевого перемещения и связанным с днищем посредством упругой связи, а стержневой элемент прикреплен одним концом к верхнему днищу, а нижним связан с дополнительным днищем

6 Сепаратор по пп. 1 5, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что поперечное сечение S стержня соответствует выражению S К, где

К f- .

F / Al ( Т )ст

/ Д| v

I -1- )ст - относительное удлинение стержня в результате мдгнитострикции; m - масса насадки; Е - модуль Юнга первого рода для материала стержня

«

vo

r.

ЛД.

to

I

CM

1ГЪ

I

Фиг.1