Магнитный разделитель Советский патент 1992 года по МПК B03C1/00 B01D35/06 

Изобретение относится к разделению ферромагнитных суспензий на фракции и может быть использовано в горно-обогатительной, химической, машиностроительной и других отраслях народного хозяйства.

Известен магнитный сепаратор, имеющий корпус с ферромагнитной насадкой в виде параллельных стержней, которые расположены послойной, причем стержни в каждом слое расположены рядами, а стержни соседних слоев взаимно перпендикулярны, а также магнитную систему с полюсами. Сепаратор такой конструкции имеет следующие недостатки. На пути сепарируемой среды возникает гидравлическое сопротивление, поскольку рядом расположенные и находящиеся во взаимном контакте стержни создают препятствие потоку жидкости. В корпусе, где расположены стержни, поток приобретает турбулентный режим, характеризующихся хаотичным движением частиц жидкости по случайным траекториям Чугаев Р. Р. Гидравлика. Л.; Энергоиздат, 1982,125с.). В результате этого в различных зонах насадки происходит осаждение частиц независимо от их крупности. Кроме того, наличие турбулентного режима способствует выносу уже осажденных частиц, что снижает эффективность работы се паратора. Вследствие этого сепаратор невозможно использовать для разделения частиц на фракции по крупности.

Наиболее близким к изобретению является магнитный сепаратор для отделения твердых частиц от текучих сред, содержащий цилиндрические проточные камеры, в которых размещена стержневая ферромагнитная фильтрующая насадка, составленная из стержней, контактирующих друг с другом боковым поверхностями и ориентированных вдоль осевой линии камеры, намагничивающую систему, индивидуальные патрубки подвода и вывода сепарируемой ферромагнитной суспензии.

Сепаратор имеет те же недостатки. Цель изобретения - повышение качества разделения ферромагнитных частиц суспензии на фракции по крупности и их пофракционного отбора.

Поставленная цель достигается тем. что в предлагаемом магнитном разделителе насадка выполнена в виде ячеек, каждая из которых образована по крайней мере двумя неконтактирующими друг с другом стержнями с приспособлением для отбора, разделенных на фракции частиц, представляющими собой расположенные между стержнями аккумулирующие отсеки или сливной трубопровод с переменным расходом по длине. причем приспособление для подачи питания выполнено с возможностью подачи питания

в каждую ячейку, в верхнюю ее часть, в точку, равноудаленную от стержней.

Такое техническое решение позволяет разделять на фракции ферромагнитные частицы различной крупности, находящиеся в суспензии. Это объясняется следующим. На частицы, попавшие в магнитный разделитель, оказывает воздействие магнитная сила. Особенно сильное магнитное поле

0 образуется в зонах повышенного градиента, например у закруглений стержней. Частицы, попадая в эти так называемые зоны захвата, оседают на стержнях. Однако на разные по крупности частицы воздействует

5 различная магнитная сила захвата. На основании экспериментальных данных, а также теоретических расчетов установлено, что магнитная сила прямо пропорциональна объему частиц (). Следовательно, чем

0 крупнее частица, тем больше вероятность ее магнитного захвата. Вместе с тем приспособление для подачи питания и ламинарный режим потока ставят в одинаковые условия все разделяемые частицы, они дви5 жутся с одинаковой скоростью и начинают это движение на равном удалении от стержней ячейки. В связи с этим под воздействием магнитного поля по длине стержней происходит осаждение частиц таким обра0 зом, что наиболее крупные из них осаждаются сразу, попав в разделитель, затем средние и, наконец, мелкие.

На фиг, 1 показан предлагаемый разделитель с приспособлением для отбора из

5 ячейки разделенных на фракции частиц, выполненным в виде сливного трубопровода с переменным расходом по длине, в рабочем положении; на фиг. 2 - то же, в момент отбора одной из фракций; на фиг. 3 - то же,

0 в момент расположения стержней вне магнитной системы; на фиг, 4 - ячейка, образованная двумя стержнями; на фиг. 5 - ячейка, образованная четырьмя стержнями; на фиг. 6 - разделитель с приспособлением для от5 бора из ячейки разделенных на фракции частице виде аккумулирующих отсеков, расположенных между стержнями; на фиг. 7 - ячейка, состоящая из четырех стержней, с аккумулирующими отсеками.

0 Разделитель (фиг. 1) имеет корпус 1, внутри которого находится ячейка 2, образованная стержнями 3, со сливным трубопроводом 4, предназначенным для отбора разделенных на фракции частиц, с перемен5 ным расходом по длине. Для соединения корпуса со стержнями, а также улучшения их перемещения в стенках корпуса выполнены направляющие пазы 5. В верхней части корпуса установлена магнитная система 6 В крышке 7 корпуса расположено приспособление для подачи питания в виде эжектора 8, сообщающееся трубопроводом 9 с емкостью 10 для подачи разделяемой ферромагнитной суспензии, а также воздушный клапан 11.

Стержни ячейки перемещаются по направляющим пазам 5 при помощи подъемно-опускного механизма, состоящего из электродвигателя 12, блоков 13 и приводного троса 14. Места сопряжения троса и крышки разделителя оборудованы уллотни- тельными сальниками 15. Для отбора осажденных фракций со стержней 3 из емкости 16 по трубопроводу 17 подается промывочная жидкость. Отвод из разделителя суспензии и отбор разделенных на фракции частиц осуществляется по трубопроводу 18. Все трубопроводы снабжены регулировочными вентилями 19-21.

Отсеки 22 (фиг. 6. 7) снабжены кранами 23.

Предлагаемый разделитель работает следующим образом. Стержни 3 находятся в крайнем верхнем положении. Корпус 1 разделителя из емкости 16 заполняется по трубопроводу 17 через приспособление для отбора разделенных на фракции частиц промывающей жидкостью. Регулировочным вентилем 19 устанавливают рабочий расход жидкости, обеспечивающий ламинарный режим потока в разделителе. Закрывая вентиль 20, открывают вентиль 21. В результате через эжектор 8 в разделитель поступает суспензия. Под воздействием поля магнитной системы 6 на стержнях 3, например на закруглениях, где создаются повышенные градиенты магнитного поля, по длине стержня осаждаются частицы, причем вначале преимущественно частицы большого размера, затем среднего и, наконец, мелкого.

По окончании работы вентилем 21 прекращают подачу разделяемой среды. По трубопроводу 18 опорожняют корпус 1.

Для предотвращения образования в корпусе разрежения в крышке 7 имеется воздушный клапан 11. В результате разделения на стержнях 3 оседают разделенные на фракции частицы, причем крупные находятся в начале стержней, а мелкие - в конце. При помощи подъемно-опускного механизма стержни перемещаются вниз на расстояние, соответствующее определенной фракции осевших частиц. Вентилем 19. через приспособление для отбора разделенных на фракции частиц, подается промывающая жидкость, удаляющая частицы из корпуса 1 по трубопроводу 18.

Разделитель с приспособлением для- 5 отбора разделенных на фракции частиц в виде отсеков (фиг. 6,7) работает аналогично Однако отбор разделенных частиц происходит следующим образом. После отключения магнитной системы б частицы находятся за 0 счет сил остаточной намагниченности на стержнях 3. При открывании вентиля 23 они потоком жидкости вовлекаются в отсеки 22 и выводятся из них.

Применение изобретения при разделе- 5 нии суспендированных сред позволяет получать высокое качество осаждения со строго фиксированным размером частиц, что в случае использования известных устройство недостижимо. Получение дисперсных час0 тиц одинаковой крупности обеспечивает возможность приготовления высококачественных эмульсий, а также абразивных составов и паст, применяемых в технике. Формула изобретения

51. Магнитный разделитель, имеющий

вертикально установленный корпус с расположенной в нем насадкой в виде ферромагнитных стержней, ориентированных вдоль корпуса, размещенную снаружи корпуса на0 магничивающую систему, приспособление для подачи питания в насадку и отводящий патрубок, отличающийся тем, что, с целью повышения качества разделения ферромагнитных частиц суспензии на фрак5 ции по крупности и их пофракционного отбора, насадка выполнена в виде ячеек, каждая из которых образована по крайней мере двумя не контактирующими друг с другом стержнями с приспособлением для от0 бора разделенных на фракции частиц, а приспособление для подачи питания выполнено с возможностью подачи питания в каждую ячейку, в верхнюю ее часть, в точку, равноудаленную от стержней.

5 2. Разделитель по п. 1,отличающий- с я тем, что приспособление для отбора разделенных на фракции частиц выполнено в виде аккумулирующих отсеков, расположенных между стержнями.

0 3. Разделитель по п. 1,отличающий- с я тем, что приспособление для отбора разделенных на фракции частиц выполнено в виде сливного трубопровода с переменным расходом по длине.

Фиг. 2

Фие.Ь

Фце.З

23

Фиг.8