Устройство для моделирования процесса центробежного фильтрования Советский патент 1993 года по МПК B01D35/06 G09B25/02 

dH

dZ

-ai(Zm-Z),

О)

где М - намагниченность ферромагнитной жидкости;

Н - напряженность магнитного поля; „ Z - текущая координата оси OZ, направленной вертикально вверх в плоскости симметрии зазора между полюсами электромагнит ;

Zm - координата верхней кромки полюса электромагнита;

где Cz.- константа.

С учетом того, что H(Z)

Ст

v ( ..получим л L)

следующее уравнение для определения

профиля полюсов X(Z):

M sCi -ai

(2 Zm Z - Z2) + C2 (3)

X2 Выражение (З) приводится к виду

- - а(2 Zm Z - Z2) 4 с. где а, С - константы.

Таким образом, профиль полюсов 2 электромагнита 1 описывается соотношением, в котором параболическому многочлену соответствует гипербола.

Устройство работает следующим образом.

При включении электромагнита 1 под действием магнитного поля ферромагнитная жидкость 7 и частицы с добавкой ферромагнитного материала 8 притягиваются к нижней кромке полюсов 2.

В связи с тем, что профиль полюсов 2 описывается соотношением, в котором параболическому многочлену соответствует гипербола, то градиент напряженности магнитного поля в зазоре имеет линейную зависимость аналогичную градиенту напряженности центробежного поля,и процесс фильтрования в магнитном поле протекает в полном соответствии с закономерностями центробежного фильтрования.

Ферромагнитная жидкость 7 удаляется из емкости 3 через поры фильтрующей перегородки 4 и попадает в зону накопления отфильтрованной жидкости 9.

Одновременно с этим частицы с добавкой ферромагнитного материала 8 оседают на поверхности фильтрующей перегородки 4, уплотняются и образуют осадок.

Слой отфильтрованной ферромагнитной жидкости 7, образующийся в зоне накопления 9, частично перекрывает световой поток от осветителя 10. При этом соответствующие входные торцы световодов 11 затемняются, что вызывает изменение выходов фотоэлектрических преобразователей 12. Число затененных дискретов определяет уровень отфильтрованной ферромагнитной жидкости 7, значение которого непрерывно считывается и регистрируется электр.онным блоком 13. По показаниям уровнемера 13 строится зависимость объема отфильтрованной ферромагнитной жидкости от времени V f (т)

Для облегчения построения кривой накопления ферромагнитной жидкости 7 уровнемер 13 можно предварительно отградуировать.

В зависимости от количества удаленной ферромагнитной жидкости 7 и степени приближения частицы с добавкой ферромагнитного материала 8 к фильтрующей перегородке 4 изменяется сила притяжения содержимого емкости 3. Сила притяжения содержимого емкости 3 воспринимается датчиком силы 5 и непрерывно регистрируется устройством для измерения и регистрации усилий 6.

Так как площадь фильтрующей перегородки известна, то по показаниям устройства 6 строится зависимость разности давления по обе стороны фильтрующей перегородки от времени Р f (т).

При этом процесс центробежного филь- трования описывается следующим уравнением

V

дата--

(r)

(4)

где V - суммарный объем отфильтрованной жидкости;

s - площадь фильтрующей перегородки;

ju - вязкость жидкости; ffy- сопротивление осадка и фильтрующей перегородки;

т- продолжительность фильтрования.

Из уравнения (4) определяется зависимость сопротивления осадка и фильтрующей перегородки от времени Rf f(r).

Таким образом, становится известна зависимость всех параметров процесса от

времени, что обеспечивает повышение точности моделирования кинетики центробежного фильтрования.

Применение предлагаемого устройства позволит оптимизировать процесс центробежного фильтрования и проводить точный расчет конструкций фильтрующих центрифуг.

Формула изобретения

1. Устройство для моделирования процесса центробежного фильтрования, содержащее емкость с дном из фильтрующей перегородки, заполненную ферромагнитной жидкостью и частицами с добавкой ферромагнитного материала, и электромагнит,

отличающееся тем, что, с целью повышения точности моделирования кинетики процесса, оно дополнительно содержит датчик силы, устройство для измерения и регистрации усилий и уровнемер отфильтрованной ферромагнитной жидкости, при этом один конец датчика силы установлен неподвижно относительно электромагнита, другой конец соединен с емкостью, его выход соединен с устройством для измерения

и регистрации усилий, а емкость размещена между полюсами электромагнита, градиент напряженности магнитного поля в зоне которого и расстояние от верхней кромки полюсов связаны линейной зависимостью,

2. Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что используют электромагнит, профиль полюсов которого описывается соотношением, в котором параболическому многочлену соответствует гипербола.

Использование: область химической промышленности для исследования кинетиА-А ки процесса тонкослойного центробежного фильтрования. Сущность изобретения: устройство содержит электромагнит 1, между полюсами 2 которого расположена емкость 3 с дном из фильтрующей перегородки 4, и датчик силы 5 с устройством для измерения и регистрации усилий 6. Емкость 3 заполнена ферромагнитной жидкостью 7 и частицами с добавкой ферромагнитного материала 8. В нижней части зазора между полюсами 2 расположена зона накопления отфильтрованной ферромагнитной жидкости. Для регистрации ее уровня устройство содержит осветитель 10. световоды 11, фотоэлектрические преобразователи 12 и блок регистрации 13:2 ил.