Электромагнитный сепаратор Советский патент 1991 года по МПК B03C1/00 B01D35/06 

о о

iO

Изобретение касается магнитного разделения веществ и может быть использовано в металлургии, машиностроении, тепловой и атомной энергетике для магнитного разделения водно-дисперсных систем. Цель - снижение удельных энергозатрат при поднятии массы насадки и повышение эффективности процесса очистки. Корпус 1 сепаратора снабжен установленными соосно с ним полым стаканом (ПС) 7 и кольцеобразным элементом (КЭ) 8, размещенными снаружи корпуса 1 с возможностью перемещения вдоль него и выполненными из ферромагнитного материала. В зазоре между катушкой намагничивания (КН) 6 и корпусом 1 расположен упругий элемент 13. При подъеме кассеты (К) 5 с ферромагнитной насадкой (ФН) 4 за счет сил магнитного взаимодействия их с КН 6 ферромагнитный ПС 7 входит в полость КН 6 и прижимается сверху КЭ 8, сжимая упругий элемент 13. При этом К 5 освобождается от действия магнитной выталкивающей силы и поднимается на требуемую высоту. После этого выводится из полости КН 6 ПС 7 и начинается процесс очистки. Осуществление операции вывода ПС 7 и КЭ 8 происходит при незначительных изменениях конструкции. Наличие ПС 7, КЭ 8 обеспечивает более полное втягивание ФН 4 с К 5 в полость КН 6, вследствие чего повышается эффективность очистки и снижаются удельные энергозатраты на поднятие К 5 и ФН 4. 7 з.п.ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к магнитному разделению веществ, преимущественно для очистки жидких и газовых сред от магнитных примесей и может быть использовано в химической, нефтехимической, металлургической, машиностроительной, пищевой и энергетической промышленности.

Цель изобретения - снижение удельных энергозатрат при поднятии массы насадки на необходимую высоту и повышение эффективности процесса очистки.

На фиг. 1 изображена схема электромагнитного сепаратора; на фиг. 2 - разрез

А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - верхняя часть рабочей камеры, к которой крепится с помощью пружин кольцеобразный элемент; на фиг. 4 - электромагнит и прилегающий к нему кольцеобразный элемент: на фиг. 5 - стакан переменного по высоте сечечия.

Сепаратор содержит корпус 1, включающий верхнюю рабочую 2 и нижнюю реге- нерационную 3 камеры, ферромагнитную насадку 4, помещенную в кассету 5, намагничивающую систему в виде катушки 6. полый стакан 7, кольцеобразный элемент 8, патрубок 9 подачи очищаемой и вывода 10

Ю

очищенной среды. Кассета 5 имеет перфорированные верхнее 11 и нижнее 12 днища Для облегчения подъема стакана 7 и кольцеобразного элемента 8 сепаратор может содержать упругий элемент 13, расположенный в зазоре между катушкой 6 и корпусом 1, либо пружины I4 закрепленные одним концом на кольцеобразном элементе, а другим - на корпусе, либо электромагнит, расположенный в верхней части корпуса 1 над катушкой 6, содержащей электрическую катушку 15 и кольцо 16 из магнитожесткого материала.

Сепаратор работает следующим образом.

Включают катушку б тзк, что ее полярность и полярность стакана 7 и кольцеобразного элемента 8 противоположна /N-S/ При этом происходит втягивание стакана 7 в зазор между катушкой б и корпусом 1, а упругий элемент 13 при эти сжимается. Магнитный поток проходит через стакан и кольцеобразный элемент, что уменьшает его рассеивание. Одновременно кассета 5 с насадкой 4 перемещается ,юд действием магнитных сил в верхнюю рабочую камеру и устанавливается на требуемой высоте, которая роп/лируетсч величиной питания кагушки Выбор п сн ой г мсоты возможен из-за наличие, ферромагнитного стакана, коюрмй перераспределяет мгн нитный поток и является своеобразным пяг- нигным экраном. Далее кассета закрепляется неподвижна я ,-о.юсти рабочей камеоы и ;впстн ми т .чическими способами (магнитными, нневмо- либо электрофиксаторам. ) Зат ем полярность катушки 6 изменяют на противоположную что приводит к отталкиванию кольцеобразного элемента 8 и стака л 7 от катушки 6 Перемещению элемента 8 и стакана 7 способствует упругий элемент 13, который до этого был сжат. В случае необходимости (большой вес стакана либо недостаточно чнсокая величина магнитной силы г о туш-и 6j в перемещении стакана и ко л t ц с образного элемента могут участвовав пру-кины 14 (см, фиг. 3). В этом же случае для фиксации стакана и кольцеобразного элемента в верхней части рабочей камеры распи 1с)гаю7 электромагнит, состоящий из ка(ушки 15 и кольца 16 из магнитожесткого мз ориа/ia (см. фиг. 4). При приближении кольцеобразною элемента к электромагниту включается катушка 15, увеличиваете подъемная сила причем полярность катул и такова, что усиливает магнитную силу котьиа 16. Например, если обращенный к негт ;отец кольца 16 имеет южный полюс,, ч соответствующая ему торцевая чеють 15 имеит

северный полюс.После контакта кольца и кольцеобразного элемента катушка 15 отключается, а кольцеобразный элемент удерживается силами магнитного

взаимодействия между ними и кольцом 16. При необходимости разрыва контакта катушку 15 включают с противоположной ранее полярностью, уменьшая тем самым силу магнитного взаимодействия, что приводит к

0 перемещению кольцеобразного элемента вниз. Если для перемещения стакана и кольцеобразного элемента вверх достаточно магнитной силы катушки 6, то они не соединяются жестко, а при необходимости оказа5 ния дополнительного силового воздействия с помощью пружин либо электромагнита стакан и кольцеобразный элемент соединены жестко.

После перемещена стакана вверх и

0 фиксации кассеты с насадкой через патрубок 9 подают очищаемую среду, которая ос- уоЬождается от ма нктных примесей, проходя через намагниченную насадку 4. Очищенная среда выводится по патрубку

5 10, После насыщения примесями насадки 4 отключают катушку 6 и кассета с насадкой перемещается в регенерационную камеру, где при ударе о дно корпуса происходит пстряхипание насадки, что способствует отО делению примесей от гранул насадки. Далее подают промывочную смесь (водно-воздушную) и после отмывки наездки приступают к процессу очистки. Длина полого стакана выбирается из усло5 ыия 1 0,5 L, так как для коротких соленоидов возрастание индукции происходит от горца до центра и затем снижается, т.е. на 0,5 длины соленоида эффективно действует втягивающая сила и соответственно ей на

0 остальной длине выталкивающая магнитная сила, действие которой необходимо исключит ь на верхнем торце соленоида. Для длинных соленоидов между зонами возрастания и падения индукции добавляется зона рав5 номерного распределения индукции, в которой втягивающая сила отсутствует, поскольку grand И - 0. В этих (длинных) соленоидах длина зоны возрастания (падения) индукции меньше 0,5 длины соленоида

О и может составить, например 0.3: 0,2; 0.1 и т.д. длины соленоида, т.е. определяется в каждом конкретном случае. Увеличение длины стакана более чем на 0,5 длины соленоида приводит в случае длинных соленои5 доа к увеличению веса и нецелесообразному использованию металла, а при коротких соленоидах - к уменьшению втягивающей силы так как магнитный поток перераспределяется в области дейст- } силы из внутренней полости соленоида

в объем стакана. Для перемещения стакана и кольцеобразного элемента вдоль корпуса после выполнения подтягивания кассеты с насадкой (в противном случае стакан экранирует верхнюю область насадки, препятствуя ее намагничиванию) предусмотрено следующее. Кольцеобразный элемент и полый стакан могут быть выполнены из магни- тожесткого материала и предварительно намагничены. В этом случае при включении катушки намагничивания так, что полярность ее части, обращенной к стакану и кольцеобразному элементу, совпадает их полярностью, что позволяет переместить их вдоль корпуса при помощи магнитных сил отталкивания. При достаточном отталкивающем взаимодействии между кольцеобразным элементом и катушкой можно кольцеобразный элемент соединить со стаканом жестко, причем последний выполнить из пермаллоя, уменьшив тем самым вес и зазор между корпусом и катушкой, т.е. снизить потери магнитного поля. Для этой цели стакан выполняется переменного по высоте сечения, что уменьшает потери магнитного поля, связанные с намагничиванием объема стакана. При недостаточном выталкивающем магнитном воздействии в зазоре между наружной поверхностью корпуса и внутренней поверхностью катушки установлен упругий элемент. Для этой же цели кольцеобразный элемент по наружному периметру крепится с помощью пружин к верхней части рабочей камеры В этом случае ynp/гий элемент либо пружины способствуют подьему стакана с кольцеобразным элементом. Для фиксации стакана и кольцеобразного элемента в поднятом состоянии можно установить электромагнит в верхней части рабочей камеры в виде электрической катушки и прилегающего боковой поверхностью к ней кольца из магнитожесткого намагниченного материала, причем нижняя его поверхность обращена к верхней поверхности кольцеобразного элемента. При перемещении кольцеобразного элемента со стаканом вверх включают катушку электромагнита так, чтобы ее полярность и полярность магнитожесткого кольца были противоположны (N-S), что увеличивает силовое воздействие на кольцеобразный элемент. При осуществлении контакта кольца и кольцеобразного элемента катушку отключают, при этом кольцеобразный элемент удерживается силами магнитного взаимодействия между ним и магнитожестким кольцом. При необходимости разрыва контакта катушку электромагнита включают с одинаковой полярностью с кольцом (N-N), уменьшая магнитное взаимодействие между кольцом и кольцеобразным элементом.

Формула изобретения

1,Электромагнитный сепаратор, содержащий корпус, выполненный в виде верхней рабочей и нижней регенерационной

камеры, ферромагнитную насадку, помещенную в кассету, катушку намагничивания, размещенную снаружи рабочей камеры, патрубки подачи счищаемой и вывода очищенной среды, отличающийся

тем, что, с целью повышения эффективности процесса очистки, снижения удельных энергозатрат при поднятии массы насадки из регенерационной в рабочую камеру, он снабжен полым стаканом и кольцеобразным элементом, выполненными из ферромагнитного материала, установленными снаружи корпуса соосно с ним и с возможностью перемещения вдоль корпуса, причем длина I стакана составляет

I 0,5L .

где L - длина катушки намагничивания.

3 Сепаратор по п. 1,отличающий- с я тем, что полый стакан и кольцеобразный элемент выполнены из магнитожесткого материала и намагничены аксиально.

с я тем, что кольцеобразный элемент выполнен из магнитожесткого материала и намагничен аксиально, а стакан - из пермаллоя.

5Сепаратор по п. 1,отличающий- с я тем. что он снабжен упругим элементом,

установленным между наружной поверхностью корпуса и внутренней поверхностью катушки намагничивания.

6Сепаратор по п. 1, о т л и ч а ю щи й- с я тем, что кольцеобразный элемент по

наружному периметру прикреплен с помощью пружин к верхней части рабочей камеры.

7Сепаратор по п. 1,отличающий- с я тем, что он снабжен дополнительной

электромагнитной катушкой с кольцом из магнитожесткого материала, намагниченного аксиально, прикрепленным к нижней ее части, установленной снаружи корпуса в верхней части рабочей камеры.

А-А

Фиг. 2

10

7

dttb

В -7

6

фиг.З

Фиг.