Устройство для магнитного разделения Советский патент 1992 года по МПК B01D35/06 B03C1/00 

Изобретение относится к области магнитного разделения жидких и газообразных дисперсных систем и может быть использовано для осаждения из них высокодисперс- ных магнитовосприимчивых примесей преимущественно в энергетической и химической промышленности, а также других отраслях народного хозяйства

Известен сепаратор для магнитного отделения твердых частиц от жидких сред, в котором роль насадки выполняют конусные ферромагнитные стержни, контактирующие по боковой поверхности, часть из которых установлена фиксировано, а другая часть имеет при регенерации возможность перемещаться относительно первой, образовывая между стержнями зазоры.

Устройству присущи серьезные недостатки. Во-первых, его практическое исполнение чрезвычайно сложно, поскольку насадка требует индивидуального изготовления осадительных элементов в виде стержней с высокой точностью обработки и конусности их боковых поверхностей при небольшом среднем диаметре (10-15 мм) и длине 0,7-1,0 м. При установке самих стержней в совокупности объема насадки также необходима высокая точность, поэтому для каждого из стержней подвижной части необходимо специальное компенсирующее гнездо и индивидуальная установка, что исключает поточное изготовление насадки в целом. Во-вторых, такая стержневая насадка весьма металлоемка, поскольку имеет высокую плотность упаковки: простые расчеты показывают, что она изменяется в пределах от 0,79 до 0,92. Это делает насадку неэкономичной, так как 50-60% легированного металла используется как магнитопровод. Кроме того, столь высокая плотность упаковки значительно увеличивает скорость в поровых каналах, что естественно снижает осадительные свойства насадки в целом. И, наконец, запрограммированное в силу геСО

с

XI

О

ON

N 01 Qs

ометрических особенностей насадки изменение плотности упаковки (по торцам корпуса - 0,92, а посредине - 0,79), приводит к изменению ее осадительных свойств по длине, а следовательно к неравномерности заполнения осажденными примесями, т.е. ухудшению характеристик.

Целью изобретения является повышение экономичносГ пТ устр ойства, эффективности сГс а & дё ния и регенерационных сво йств насадки, а такжУ упрощение ее из- готбв лёнйя и,монтажа. |

Указанн ая цель достигается за счет того, что осадительные элементы выполнены в виде гибких пластин гофрированного про- филя.

Причем пластины установлены в корпусе с образованием между их смежными бо- ковыми поверхностями каналов для пропускания потока разделяемой среды, при этом боковые поверхности пластин перпендикулярны направлению магнитного потока, а направление гофрирования совпадает с направлением перемещения подвижной части пластин.

В некоторых случаях одна из поверхностей каждой гофрированной пластины выполняется в зубчатым профилем, причем зубцы одной из поверхностей пластины выполняются с рифлением, совпадающим в продольном направлении с продольным направлением зубцов.

В последнем случае пластины в корпусе установлены таким образом, что поверхности пластин с рифлениями на подвижных и неподвижных пластинах выполнены с разных сторон зубца.

Сопоставительный анализ с прототипом свидетельствует о том, что предлагаемое устройство отличается от прототипа новой формой осадительных элементов и их взаиморасположением, а также новой функциональной взаимосвязью комплексных конструктивных и технологических параметров, таких как направление магнитного поля, движение жидкости, перемещение подвижной части осадительных элементов и их гофрирования. Кроме того, сами осади- тельные элементы снабжены системой перемещения подвижной части насадки.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство в режиме регенерации; на фиг. 2 - тоже, вертикальный разрез, сделанный параллельно потоку жидкости; на фиг. 3 - то же, с насадкой; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 3; на фиг. 5 - система перемещения по- движнй части насадки; на фиг. 6 - взаимосвязь функциональных конструктивиных и технологических параметров; на фиг. 7 и 8 - взаиморасположение подвижных гибких

осадительных элементов, соответственно, в режиме регенерации и режиме осаждения; на фиг. 9 - вариант выполнения гибких осадительных элементов в виде пластин зубчатого профиля с насечками; на фиг. 10 - вариант гибкого магнитоосадительного элемента, выполненного в виде плоской пластины с обеими профилированными сторонами.

Устройство для магнитного разделения содержит намагничивающую систему 1 и помещенный в нее немагнитный корпус 2, в который через патрубок ввода 3 подается разделяемая среда, попадающая далее через входную сегментную зону 4 и входную перфорированную перегородку 5 в насадку, состоящую из подвижных 6 и неподвижных 7 магнитоосадительных элементов, выполненных в виде гибких пластин, находящихся в режиме осаждения в контакте друг с другом: в зонах контакта происходит процесс осаждения твердой ферромагнитной компоненты, т.е. разделения. Далее жидкость через выходную перфорированную перегородку 8, выходную сегментную зону 9 и патрубок вывода 10 подается по назначению. При регенерации задействуется система премещения подвижной части насадки (СПН), состоящая из пружинно-шарнирного узла 11, толкателей 12, направляющей 13, магнитоподъемной плиты 14 и подвижной стенки 15, которая соединена с подвижными магнитоосадительными элементами 6, проходящими через щелевую стенку 16. Направление потока жидкости в устройстве задается перекрывающими сегментные зоны 4 и 9 нижней и верхней пластинами 17 (фиг. 3). Вариант изготовления магнитоосадительных элементов в виде гибких пластин зубчатого профиля подвижных 18 и фиксированных 19 показан на фиг. 9, а на фиг. 10 показан магнитоосадительный элемент в виде плоской гибкой пластины 20 профилированной с обеих сторон.

Устройство для магнитного разделения работает следующим образом.

Разделяемая среда (фиг. 1) через патрубок ввода 3 подается внутрь корпуса 2, где при помощи, нижней пластины 17 она направляется во входную сегментную зону 4 откуда через входную перфорированную перегородку 5 направляется в насадку, состоящую из магнитоосадительных элементов, выполненных в виде гибких подвижных 6 и неподвижных 7 пластин, расположенных параллельно потоку набегающей жидкости и перпендикулярно магнитному полю (фиг 6). Фиксированные пластины 7 закреплены неподвижно на щелевых стенках 16, в то время как подвижные пластины б, имеющие

на концах прямые участки, могут перемещаться в щелевых отверстиях, приводимые в движение подвижной стенкой 15, которая связывает их воедино (фиг. 7, 8). В свою очередь, подвижная стенка 15 перемещается шарнирно-пружинным узлом 11, задействованным посредством толкателей 12 и магнитоподьемной плиты 14 от намагничивающей системы 1: при включении соленоидной намагничивающей системы 1, возникает магнитное поле направленное вдоль осевой линии устройства и действующее на магнитоподьемную плиту 14, втягивая ее внутрь соленоида, т.е. поднимая вверх. Вместе с плитой движутся толкатели 12, разжимающие пружинно-шарнирный узел 11, боковые упоры которого закреплены на корпусе фильтра 1 и подвижной стенке 15. Таким образом, вертикальное перемещение толкателей 12 создает через узел 11 горизонтальное перемещение подвижной стенки 15 и соединенных с ней подвижных пластин 6, которые перемещаясь параллельно неподвижным пластинам 7 входят с ними в контакт (фиг. 7, 8). Магнитное поле намагничивает пластины и в зонах контакта, где возникает его повышенный градиент осаждается ферромагнитная компонента. Пройдя через насадку, жидкость через выходную перфорированную перегородку 8 попадает в выходную сегментную зону 9 и верхней пластиной 17 направляется в выводной патрубок 10. При необходимости регенерации отключается магнитное поле намагничивающей системы 1, подвижная стенка 15 и скрепленные с ней подвижные пластины 6 под действием веса магнитоподъемной плиты 14 и стягивающего усилия пружин шарнирно-пружинного узла 11 перемещаются относительно неподвижных пластин 7, разъединяя при этом зоны контакта. Набегающий поток жидкости смывает осевшие частицы, а возникающая при этом вибрация пластин интенсифицирует процесс. В случае, когда требуется особо высокий уровень очистки магнитоосадительные пластины целесообразно выполнять с зубчатой поверхностью (фиг. 9), причем одну из сторон зубцов целесообразно покрывать несечками. При сборке насадки из таких магнитоосадитель- ных элементов подвижные 18 и неподвижные 19 пластины устанавливаются специальным образом - поворачиваются друг относительно друга в горизонтальной плоскости на 18СГ : при этом насечки на зубцах подвижных пластин ориентируются в одну сторону, а подвижных - в другую. В насадке такого типа при контакте зубцов с насечками с гладкой поверхностью возникает большое количество точек контакта, что повышает ее осадительные характеристики. В противоположность этому вариангу, плоские гибкие пластины с профилированной

5 поверхностью обеспечивают точки контакта с меньшей надежностью, что снижает их эффективность. Однако они значительно проще в изготовлении и могут быть использованы в случаях, не требующих гарантиро0 ванной высокой эффективности.

Исследования,проведенные на лабораторной установке, в основу которой была положена концепция предлагаемого изо- 5 бретения, показали его высокие возможности как по очистным и регенерационным свойствам, так и по простоте и надежности работы.

0 Формула изобретения

1. Устройство для магнитнбго разделения дисперсных систем, содержащее намагничивающую систему, трубопроводы ввода и вывода разделяемой среды, насадку, по5 мещенную в корпус и выполненную в виде осадительных элементов из ферромагнитного материала, установленных с возможностью контакта между собой боковыми поверхностями, причем часть осадительных

0 элеметов закреплена неподвижно, а другая часть установлена с возможностью перемещения относительно первой, отличающееся тем, что, с целью повышения экономичности устройства, эффективности

5 осаждения и регенерационных свойств насадки, а также упрощения ее изготовления и монтажа, осадительные элементы выполнены в виде гибких пластин гофрированного профиля.

0 2.Устройство поп. 1, отл ича ю щее- с я тем, что пластины установлены в корпусе с образованием между их смежными боковыми поверхностями каналов для пропускания потока разделяемой среды,

5 при этом боковые поверхности пластин пер- пендикулярны к направлению магнитного потока, а направление гофрирования совпадает с направлением перемещения подвижной части пластин.

0 3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что одна из поверхностей каждой гофрированной пластины выполнена с зубчатым профилем, причем зубцы одной из поверхностей пластины выполнены с

5 одной стороны с рифлениями, совпадающими в продольном направлении с продольным направлением зубцов.

4. Устройство по п. 3, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что пластины в корпусе установлены таким образом, что поверхности пластин

с рифлениями ориентированы в одну и ту же и неподвижных пластинах выполнены с раз- сторону, при этом рифления на подвижных ных сторон зубца.

Устройство для магнитного разделения. Использование: магнитное разделение жидких и газообразных дисперсных систем. Сущность, изобретения: в электромагнитном фильтре соленоидного типа помещена насадка, магнитоосадительные элементы которой выполнены в виде гибких пластин, имеющих криволинейный, например, гофрированный профиль, причем часть этих элементов имеет возможность перемещаться и для этого оборудованы специальной системой перемещения. Кроме того, направление магнитного потока, потока среды и перемещение пластин взаимно перпендикулярны, а направление гофрирования пластин совпадает с направлением их перемещения. Сами же пластины могут иметь синусоидальный или зубчатый профиль. з.п. ф-лы, 10 ил.

70

Фиг. 2

б

Фиг 4

Направление магнитного поля

I Налоабление д8ижения жидкости

Фие.5

#алра#ление гофрирования

Mffrjjoafaext/p ледемеш&шл лоЗВижны rtsjacsnts/s

Фиг. Б

Фие.7

16

Фие.8

Фиг. 9

20