Многоконтурный магнитный фильтр Советский патент 1991 года по МПК B01D35/06 

Изобретение относится к магнитному разделению дисперсных систем и может быть использовано для удаления из жидкостей и газов магнитовосприимчивых примесей в энергетике, металлургии, а также горнодобывающей, химической и др. отраслях промышленности.

Цель изобретения - повышение эффективности фильтрования и улучшение процесса регенерации насадки.

На фиг. 1 показан многоконтурный магнитный фильтр, общий вид; на фиг. 2 - схема и расположение основных элементов устройства; на фиг. 3 - схема взаиморасположения элементов намагничивающей

системы во время фильтроцикла устройства и замыкание магнитных линий; на фиг. 4 - тоже, во время регенерации устройства.

Многоконтурный магнитный фильтр содержит корпус 1 из ферромагнитного материала, внутри которого расположен кожух 2 из немагнитного материала, коаксиальный зазор между которыми заполнен фильтрующей ферромагнитной насадкой 3, ограниченной в верхней и нижней части объема кольцеобразными сетками 4. Внутри кожуха расположена намагничивающая система, состоящая из пакета чередующихся друг с другом постоянных магнитов ферромагнитных пластин таким образом, что упомянутые

о ю ю о

Ю

постоянные магниты обращены к разделяющим их ферромагнитным лластингм одно именными полюсами. Причем сами магниты и пластины намагничивающей системы раз- дзлены на две самостоятельные части, имеющие возможность взаимного пэремещения вдоль осевой линии корпуса. На внутренней поверхности кожухи укреплены магнитопотоконаправляющими элементами (МПР-элеменгами) 5 Каждая из частей намагничивающей системы скреплена воедино тягами 6, концевые части которых, выходящие за пределы корпуса, имеют резьбу, при помощи которой они соединены с подъемным механизмом 7 (например, ме химическим либо электрическим редуктором), позволяющим осуществлять кх раздельное перемещение. В нижней части устройства имеется подающий очищаемую среду патрубок 8, сообщающийся с нижней кольцеобразной распределительной камерой 9. Вверху, аналогично, имеется верхняя кольцеобразная сборная камера 10 и отводящий патрубок 11 очищенной жидкости.

На фиг. 3 и 4 показаны варианты взаи морасположения некоторых элементов устройства в различных-режимах работы, а также вариант составного выполнения МПН-элементов 5 трапецеидального сечения (например, 12-13, и 14-15). При этом часть их объема 13 и 15, обращенная к оси фильтра, выполняется из материала повышенной по сравнению с остальным объемом PvlllH-элементов 12 и 14 магнитной проницаемости, Постоянные магниты 16-20 рас- положены между ферромагнитными пластинами 2 i-26 и обращены к разделяющим их пластинам в пределах пакета одноименными полюсами.

Многоконтурный магнитный фильтр ра- ботает следующим образом.

Очищаемая жидкость через подающий патрубок 8 направляется в распределительную кольцеобразную камеру 9, откуда она через кольцеобразную сетку 4 попадает в коаксиальный зазор, образованный корпусом фильтра I и кожухом 2, заполненный ферромагнитной насадкой 3. Очищенная под взаимодействием магнитного поля, создаваемого намагничивающей системой, жидкость попадает в верхнюю сборную кольцеобразную камеру 0 и через отводящий патрубок 11 подается далее по назначению. Действие намагничивающей системы во врем Фильтроцикла i.оказало на .фиг. 3. Постоянные магниты двух половин пакета намагничивающей системы обозначенные для удобства описания wai- иитного контура 16 20 обращены к разде ляющим их ферромагнитным пластинам

2 26 одноименными полюсами, Рассмотрим действие намагничивающей системы иа примере Mat нитов 16 и 1S. Они обращены г пластинам 2 и 26 южными полюсами, одновременно магниты 17 и 20, расположенные то другую сторону пластин 22 и 26, оиоащены к гем же пластинам 22 и 26 также южными полюсами При этом пары ферромагнитных пластин, например 21 и 25, 22 и 26 устанавливаются напротив составных МПН-элементов 12-13, 14 15, На примере части пакета намагничивающей системы, из постоянных магнитов 16 и 1 7 ферромагнитной пластины 22 и составного МПН-элементз 14 15 рассмотрим образующийся магнитный контур. При таком расположении элементов намагничивающей системы магнитосиловые линии, выходящие из южных полюсов упомянутых магнитов, встречая со всех сторон противодействие магнитосиловых линий одноименных полюсов, имеют выход лишь в сторону составного МПН-элемента 14-15, посредством которого они направляются в насадку 3 и далее через нее в смежные с ними составные МПН-элеменгы замыкаются с северными полюсами тех же постоянных магнитов 16 и 17 Таким образом, как видно на рассмотренном примере, образуется множество однотипных магнитных контуров, имеющих оптимальную длину, условия намагничивания насадки и включающих в себя следующие элементы: южный полюс постоянного магнита 16 - ферромагнитная пластина 22 - составной МПН-элемент 14-15 насадка 3 - составной МПН-элемент 12- 13-ферромагнитная пластина 21 - северный полюс постоянного магнита 16. Сущэстаен- ную роль в намагничивании насадки играют дополнительные факторы, учтенные Р предлагаемой конструкции. Так, расстояние междузМПН-элементами 5 должно соответствовать (0,) ширины зазора между кожухом 2 и корпусом 1, поскольку это исключает образование в насадке 3 намагниченных зон Этому же условию способствуют маг- ни ные свойства корпуса 1.наличие магнитного материала с внешней стороны насадки 3 способствует оттягиванию части магнитного потока в ее периферийную зону. Однако толщина стенок корпуса 1 не должна превышать 10% ширины зазора межд кожухом 2 и корпусом 1 иначе возможно про- стреливание магнитного потока через насадку 3 в направлении от смежных МПН- эпр ентов 5 к корпусу 1 и его замыкание по стенде корпуса с образованием значительных намагниченных зон в насадке 3.

, качественной регенерации устрой- CTtu обязательно исключение влияние на

ферромагнитную насадку 3 магнитного поля, генерируемого намагничивающей системой. Это осуществляется следующим образом. При помощи подъемного механизма 7 посредством соединенных с ним што- ков 6 обе части пакета намагничивающей системы приводятся в движение навстречу друг другу и устанавливаются в положение, которое изображено на фиг. 4, При этом постоянные магниты обеих половин пакета, располагаясь напротив составных МПН- элеме-нтов 12-ТЗ и 14-15 в отличие от предыдущего положения, зафиксированного на фиг. 3, образуют новые пары 16-18 и 17-19. Поскольку МПН-элементы неподвижны, а половины пакета намагничивающей системы перемещаются в противоположные стороны, то полярность пары магнитов например, 16-18 по отношению к образовавшейся паре ферромагнитных пластин (соответственно 22-25) изменилась: магнит 16 обращен к ней южным полюсом, а магнит 22 - северным. Такое изменение полюсов магнитов в корне меняет схему замыкания магнитосиловых линий в намагничивающей системе, поскольку, как это видно из фиг. 4, в результате образуется множество корот- козамкнутых контуров, не включающих вхе- бя насадку 3. Этому способствует то. что размер МПН-элемента 16 превышает его толщину и перекрывает часть ферромагнитных пластин 21 и 22, обеспечивая замыкание магнитосиловых линий по кратчайшему пути. Кроме того, поскольку МПН-элементы 5 выполняются составными, а материал их части, прилегающий к боковой поверхности магнита (размер этой части не превышает половины ширины составного МПН-элемента 5), имеет магнитную проницаемость в 1,2-1,4 раза выше, чем материал части, прилегающей к кожуху 1, то магнито- силовым линиям обеспечиваются оптимальные условия для их замыкания, минуя насадку 3. Таким образом, влияние магнитного поля на насадку исключается. Следует также отметить, что незначительная остаточная намагниченность гранул фильтрующей насадки 3, имеющая после рабочего фильтроцикла определенную ориентацию, нарушается при перемещении обеих частей пакета намагничивающей системы, влекущей за собой смену полярности противолежащих магнитов, что также способствует повышению качества регенерации.

Стендовые испытания предлагаемого устройства с производительностью 2-15

м /ч показали его экономичность, высокую надежность, простоту изготовления и эксплуатации при высокой эффективности очистки и хороших регенерационных качествах насадки.

Формула изобретения 1. Многокоитурный магнитный фильтр, содержащий корпус, внутри которого размещена многополюсная намагничивающая система с подвижными узлами намагничивания, причем система помещена в немагнитном кожухе, а в зазоре между кожухом и корпусом размещена ферромагнитная фильтрующая насадка, отличающий - с я тем, что, с целью повышения эффективности фильтрования и улучшения процесса регенерации, намагничивающая система выполнена в виде чередующихся между собой ферромагнитных пластин и постоянных магнитов, обращенных к разделяющим их пластинам одноименными полюсами, собранными в пакет, причем система выполнена составной из по меньшей мере двух сопрягающихся одна с другой частей, установленных с возможностью взаимного осевого перемещения, при этом размеры контактной плоскости ферромагнитных пластин соответствуют размерам контактной плоскости постоянных магнитов, а кожух снабжен элементами из магнитопроводного материала, равными по толщине ферромагнитным пластинам и установленными на высоте кожуха напротив каждой из ферромагнитных пластин.

2.Фильтр по п. 1,отличающийся тем, что зазор между корпусом фильтра и кожухом устанавливается в пределах (0,5-5) расстояния между смежными элементами из магнитопроводного материала.

3.Фильтр по п.2,отличающийся тем, что корпус фильтра выполнен из магнитного материала, а толщина его стенки не превышает 10% ширины зазора между кожухом и корпусом фильтра.

4.Фильтр по п. 1,отличающийся тем, что магнитоэлементы из магнитопроводного материала выполнены замкнутыми по периметру.

5.Фильтр по пп 1 и 4, о т л и ч а ю щ и- й с я тем, что поперечное сечение элементов из магнитопроводного материала имеет трапецеидальную форму, большее основание которой в 1,2-1.5 раза превышает толщину постоянного магнита и обращено внутрь корпуса фильтра.

Изобретение относится к магнитному разделению дисперсных систем, может быть использовано для удаления из жидкостей и газов магнитовосприимчивых примесей в энергетике, металлургии и других отраслях промышленности и позволяет повысить эффективность фильтрования и улучшить процесс регенерации насадки путем периодического исключения влияния на нее магнитного поля. В многоконтурном магнитном фильтре, выполненном в виде коак- сиально расположенных цилиндров, зазор заполнен ферромагнитной насадкой, а во внутреннем цилиндре (кожухе) помещена намагничивающая система, состоящая из пакета чередующихся ферромагнитных пластин и постоянных магнитов, обращенных к разделяющим их пластинам одноименными полюсами. Новым в устройстве является то, что магнитная система выполняется составной и содержит по меньшей мере две сопрягающиеся друг с другом части имеющие возможность взаимного осевого перемещения, причем размеры контактной плоскости ферромагнитных пластин соответствуют размерам контактной плоскости постоянных магнитов, а напротив торцов каждой из пластин на кожухе дополнительно устанавливаются магнитопотоконап равняющие элементы, равные по толщине пластинам. 4 з.п. ф-лы, 4 ил. (Л С

1Мф

Јl9Ј6h

a 2i

Фиг. J

чаcsi

t

CNJ