Способ магнитной очистки жидкостей и газов и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК B01D35/06 

00

с

Сущность изобретения: очищенную среду пропускают через намагниченную фильтрующую насадку, насадку регенерируют путем последовательного механического перемешивания локальных объемов насадки. Дополнительно в локальные объемы насадки поочередно осуществляют нагнетание газожидкостной смеси. Газо- жид;состную смесь подают через отверстия переменного сечения, выполненные подлине полого вала. Вал установлен в объеме ферромагнитной насадки. Вал выполнен криволинейным и может быть установлен с возможностью вращения относительно двух продольных осей вращения, вал может быть выполнен по длине переменного сечения. Вал может быть снабжен поперечными планками - разрыхлителями. 2 с.п., 11 з.п.ф- лы, 16 ил.

Изобретение относится к области магнитного разделения веществ и может быть использовано в химической, нефтехимической машиностроительной, металлургической, горнообогатительной, энергетической, фармацевтической, пищевой промышленности, при очистке сточных и природных вод.

Цель изобретения - повышение эффективности и экономичности процесса очистки за счет улучшения процесса регенерации.

Схемы магнитного фильтр-осадителя, в котором технически реализован предлагаемый способ, элементы фильтра и виды его магнитных систем изображены на фиг.1-14.

На фиг.1 изображены в разрезе, схема магнитного фильтра в режиме процесса очистки, при котором вал размещен по оси

фильтра, т.е. в положении, при котором насадка не деформирована и не разрыхлена.

На фиг.2 - разрез по А-А фиг.1.

На фиг.З изображена схема магнитного фильтра в режиме процесса регенерации.

На фиг,4 - разрез по Б-Б фиг.З.

На фиг.5-9 - схематические варианты конструктивного изготовления криволинейных валов; фиг.5 - с переменным по длине вала диаметром отверстий; фиг.6 - вал с подвижными элементами, содержащими наконечьики криволинейной формы; фиг.7 - вал с подвижными элементами;

фиг.8 - вал, выполненный с выступами различной высоты;

фиг.9 - вал переменного по длине сечения.

На фиг.10 изображена схема фильтра с двумя регенерационными валами, вращающимися в насадке синхронно: в полость прасо

го со

вого вала подается регенерационная среда, а через полость левого вала отводится реге- нерзционная среда, обогащенная отмытыми примесями.

Фильтр при необходимости работает с одним регенерационным валом. В этом случае осуществляют многократное чередование нагнетания газожидкостной смеси в насадку с отводом, обогащенной примесями среды из промытого объема насадки. Такой режим работы фильтра целесообразен и экономичен при регенерации насадки незначительной длины 0,1-0,4 мм.

На фиг.11-12 изображены схемы фильтров с замкнутыми магнитными системами, имеющими минимальные потери в окружающую среду, состоящими из электромагнитов и рекомендуемые для данного магнитного фильтра-осадителя.

На фиг. 13-15 изображены схемы фильтров с замкнутыми магнитными системами, в которых потери магнитного поля сведены к минимуму, состоящими из соленоидов и рекомендуемыми для данного магнитного фильтр-осадителя.

На фиг. 16 изображена схема фильтра, в котором регенерационный вал установлен с возможностью вращения вокруг двух продольный осей.

Магнитный фильтр-осадитель содержит корпус 1, заполненный ферромагнитной фильтрующей насадкой 2, в качестве которой используют шары, легированную дробь, измельченную некорродирующую стружку, феррит, смесь феррита с шарами, сетки, гибкие рифленные пластины, некорродирующую ферромагнитную шерсть, цепи: намагничивающую систему 3, в качестве которой используют постоянные магниты, многослойные электрические катушки, электромагниты, установленные с образованием замкнутой магнитной цепи; криволинейный полый вал 4, содержащий отверстия 5 переменного сечения для равномерного распределения регенерацион- ной среды в насадке, подвижные, относительно вала, элементы для уменьшения силы трения вала с гранул насадки, выполненные, например, в виде подшипников качения б либо подшипников скольжения, причем подвижные элементы содержат наконечники криволинейной формы 7; для разрыхления насадки большого объема вал снабжается планками-разрыхлителями 8, изготовленными в виде стержней, закрепленных на определенном расстоянии друг от друга по длине вала, содержащими также подвижные элементы. Регенерационный полый вал жестко закрепляется во втулке подвижного диска 9 штифтом 10 При вращении вала вокруг двух продольных осей вал дополнительно вращается во втулке подвижного диска 9, т.е. вал вращается вокруг продольной оси симметрии той части вала,

которая закреплена во втулке диска 9. Вы- . вод очищенной жидкой или газовой среды осуществляется через патрубки 11. Вращение диска осуществляется приводом 12, в качестве которого используют электрический, гидравлический, пневматический, магнитный привод. В зависимости от вида насадка, ее массы и требований, предъявляемых к степени регенерации насадки, криволинейный вал изготавливают в виде

5 выступов и впадин различной массы, как изображено, например, на фиг.8, и переменного по длине вала сечения, как показано, например, на фиг.9.

Для эффективного намагничивания на0 садки и уменьшения потерь магнитного поля сердечники электромагнитов боковой поверхностью плотно обхватывают корпуса фильтра, как показано на фиг. 11,.В этом случае каждые два корпуса с электромагни5 тами образуют фильтрационный модуль, ко- торый может работать автономно. Количество их устанавливается в зависимости от производительности фильтра. Сердечники электромагнитов изготовляют

0 также с торцевыми углублениями, плотно обхватывающие корпуса фильтра, образуя замкнутую магнитную цепь, как показано на фиг.12. По высоте корпусов фильтра размещается несколько электромагнитов, образу5 ющих магнитные контура в зависимости от требуемой глубины очистки.

При повышенных диаметрах корпуса фильтра, например, 1-1,5 м устанавливаются в фильтре спаренные валы с одной сторо0 ны корпуса, например, сверху, а при повышенных длинах насадки устанавливаются валы верху и снизу корпуса фильтра, вращающиеся синхронно, либо со сдвигом по фазе и частоте. Такое решение позволяет

5 эффективно производить регенерацию всего объема насадки.

При конструировании фильтров большой производительности 300 -1000 т/час более экономично применять соленоидную

0 намагничивающую систему. На фиг. 13 и 14 показано два корпуса, каждый из которых содержит многослойную электрическую катушку, магнитная цепь которых замкнута ферромагнитными шунтами 13.

5 При очистке сильно загрязненных сред, в том числе вязких, либо сред, содержащих вязкие примеси, фильтр, показанный на фиг. 10, содержит два вала, установленных в насадке на определенном расстоянии друг от друга и вращающихся синхронно. При

синхронном движении валов насадка в объеме между валами разрыхляется, одновременно через отверстия одного вала под давлением подается водовоздушная смесь, которая продувает разрыхленный объем на- садки, и обогащенная омытыми примесями водовоздушная смесь отводится через отверстия и внутреннюю полость второго вала в дренаж.

При небольших длинах фильтрующей насадки 0,1-0,4 м устанавливают один вал, при этом осуществляют многократное чередование процесса нагнетания газожидкост- нзй смеси в насадку с отводом, обогащенной примесями среды из промы- того объема насадки через внутреннюю полость этого же вала.

Для повышения степени намагниченности насадки, создания замкнутой магнитной цепи и непрерывного процесса очистки, фильтр (фиг. 15) снабжен дополнительной магнитной системой 14 в виде набора постоянных магнитов, либо электромагнита, а полюсные наконечники изготовлены из двух частей, ферромагнитной 15 и неферро- магнитной 16. При работающей правой секции фильтра ферромагнитные части 15 прилегают к правой секции, при этим соленоид левой секции отключен. При работающей левой секции фильтра ферромагнитные части 15 прилегают к левой секции, при этом соленоид правой секции отключен.

Работает устройство следующим образом. Включают магнитную систему 3, которая намагничивает насадку 2. Эксцентричный, криволинейный, полый, дырчатый вал 4 при этом находится в положении, изображенном на фиг.1. Деформации, разрыхления насадки при этом не наблюдаются. Загрязненная жидкая или га- зовая среда, проходя через намагниченную насадку, очищается от примесей, которые под действием сил магнитного поля осаждаются на гранулах насадки, а очищенная среда выводится через патрубок 11.

Для осуществления процесса регенерации отключают магнитную систему 3, при этом на короткое время 3-5 минут очищаемую среду пропускают мимо фильтра, либо при необходимости создания непрерывно- го процесса очистки применяют модульную схему фильтра, изображенную на фиг.11, в этом случае отключают один модуль (т.е. два корпуса), а остальные находятся в режиме очистки, либо применяют схему фильтра, изображенную на фиг.15.

Приводом вращают диск 9. который приводит во вращение вал 4, либо вращаются синхронно два вала (фиг.10). Выступы и впадины вала, подвижные элементы в виде

втулок, либо подшипников скольжения или качения 6 с наконечниками 7, деформируют, разрыхляют объем насадки при своем движении. Из-за наличия подвижных, относительно вала элементов, сила сопротивления вала относительно гранул значительно уменьшена. Одновременно с вращением вала и в его полость под давлением подают регенерационную среду, например, воздушную либо газожидкостную смесь, которая вокруг вала создает псевдоожиженный слой, способствуя интенсивному разрыхлению насадки. С одной стороны выступы и впадины, подвижные элементы в виде втулок, подшипников качения, планки-разрыхлители, механически разрыхляют объем насадки, осуществляя грубую предварительную регенерацию, с другой стороны га- эожидкостная смесь интенсифицирует разрыхление и омывает разрыхленные осадки ферромагнитных примесей в дренаж. Затем включают магнитную систему, открывают входной патрубок и осуществляется процесс магнитной фильтрации. В зависимости от масс насадки и ее длины, т.е. высоты корпуса фильтра эксцентриситет вала устанавливается переменным. В случае, когда эксцентриситет вала равен нулю, привод подключают непосредственно к регене- рационному криволинейному валу. Формула изобретения

№/

or BJ

jwdi

69У.8Ш

риг. в

puz 9

tpuz4

dk

t i

лг

)

риг. б

риг. 7

Фиг. 11

Фиг. 10

Фиг. 12

:::::::а „: vlLЕй V

iiij -- 1: T

r Й/г/J

Фиг.75

7/

7 /3

4fe. /4