Гидромагнитное устройство для перемещения ферромагнитных сыпучих материалов Советский патент 1982 года по МПК B65G53/30 

Изобретение относится к гидротранс порту и может быть использовано при непрерывном транспортировании стальной и чугунной стружю4, агжжерата, окалины, колошниковой пыли, концентрата магнитного обогащения и т.д. Известно гидромагнитное устройство для перемещения ферромагнитных сыпучих материалов, включающее желоб, закрытый крышкой из немагнитного материала, и размещенные над нин генера торы переменных магнитных полей. Генераторы выполнены в виде электромагнитных катушек tU Недостатком данного устройства является применение электрического тока для питания установки, что создает опасность поражения электрическим током, взрывоопасности о средах, опасных по газу и пыли, и обязательному наличию устройств, регулирующих элект ропереключение магнитных полей, их изменение по величине, а также большой расход электроэнергии. Кроме того, данное устройство за счет электромагнитных полей позволяет перемещать частицы только в одном направлении вверх. При этом отходящая от электромагиита частица удерживается (тормозится) им, и за счет снижения скорости частиц происходит снижение производительности транспортирования. Уелью изсЛ)ретения является повышение произоодительности, исключение опасности поражения электрическим током (Услуживающего персонала и взрызоопасности. Поставленная цель достигается тем, что каждый гене} атор образован траверсами , установленные с возможностью врац(ения в плоскости, перпендикулярной направлению перемещения материала, и закрепленными на концах трааерс постоянными магнитами, при этом между каждым генератором и крьш1кой смонтирован экран.

На фиг. 1 изображено гидромагнитное устройство для перемещения ферромагнитных сыпучих материалов, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 разрез А-Л на фиг. 2.

Гидромагнитное устройство состоит из желоба 1, накрытого крышкой 2, выполненных из немагнитного материала (например из пластмассы, ситалла) и комплекта смонтированных над крышкой 2 генераторов, слу ; а1цих для создания изменяющегося магнитного поля. Каждый генератор представляет собой ось 3, вращающуюся на опорах . На ОСИ смонтированы две траверсы 5 с постоянными магнитами 6 и 7« Вращение каждого генератора осуществляется с помощью электрического привода и набора приводных 8 и промежуточных 9 шестерен, служащих для создания синхронного между собой вращения магнитов. Для подачи транспортирующей жид10, присоединенкости служит насадка 11 к напорному ная с помощью шланга трубопроводу 12. В начале желоба установлен бункер 13. Для исключения притягивания частиц перед магнитами установлены экраны 1. Улавливание сыпучего материала производится ситом 15. . Гидрог/ агнитное устройство для перемещения ферромагнитных сыпучих материалов работает следующим образом. Ферромагнитный сыпучий материал из бункера поступает с помощью струи жидкости, вытекающей из насадки 10 в желоб 1. Смесь сыпучего материала с жидкостью перемещается по желобу 1 за счет гидродинамической силы и бегущего магнитного поля, создаваемого генераторами. Частицы ферромагнит ного материала внутри жидкости совер шают сложное движение: под действием гидродинамической силы потока они перемещаются вдоль желоба 1, а под действием магнитного поля - вдоль желоба 1 и перпендикулярно к оси потока жидкости. Таким образом, частицы совершают скачкообразные движения При вращении генератора в момент при ближения магнитов 6 или 7 к крышке 2 магнитная индукция поля увеличивается, частицы поднимаются со дна желоба и движутся в направлении к крышке 2. При удалении магнита 6 или 7 от крышки 2 магнитная индукция умень шается и частицы отпадают от крышки 2 за счет собственного веса и пер носятся в сито 15. Как при движении

частиц вверх (ко дну желоба), они пересекают поток жидкости, который оказывает давление на частицы и переносит их вдоль х елоба. При этом происходит активное взаимодействие мелких и крупных частиц, что в конечном счете способствует повышению эффективности использования энергии потока. За счет того, что значительная масса

частиц, движущихся в желобе, в каждый данный момент времени магнитом взвешивается в потоке, суммарная сила трения материала о дно меньше, чем при обычном идротранспорте. Для исключения торможения движущихся в потоке ферромагнитных частиц магнитами целесообразно обеспечить вращение магнитных генераторов так, чтобы окружная скорость по величине и направению совпадала со средней скоростью вижения потока пульпы. Одинаковое направление векторов средней скорости магнита в области, близкой к крышке 2, приводит к силы гидродинамического давления потока на частицы, и, в конечном счете, к увеличению транспортирующей способности потока. Вертикальная плоскость у-у, проведенная через ось вращения магнита, разделяет поток на две области, где действие магнитных сил отличается по своим результатам. Если в правой области магниты помогают движению частиц, то в левой подтормаживают их. Частицы некоторое время удерживаются магнитами, а затем перемещаются за счет гидродинамических сил. Это предполагает целесообразность установки выше крышки 2 специальных экранов 1, которые бы исключили притягивание частиц, когда они проходят левую область. Для надежного (непрерывного движения материала по желобу длиной L над ним должно быть расположено определенное количество Z магнитных генераторов (фиг. 1), так что расстояние между ними равно Слишком малое расстояние 1 приводит к усложнению всего гидромагнитного устройства для перемещения сыпучих материалов, так как число магнитных генераторов будет нецелесообразно большим. При значительном расстоянии 1 могут образовываться такие зоны, в которых подъемная сила магнитов мала, частицы сыпучего материала останавливаются, что неизбемно приводит к за бучиванию желоба. Время одного оборота магнита вокруг точки О приближенно равно по ному времени падения частицы от вер ней крышки до дна челоба (фиг, 2) t t + tQ + t, (2) где t - время движения частицы в воздухе от верхней крышки до свободной поверхности жидкости; tn - время падения частицы в во де от уровня свободной поверхности до дна желоба; to - время движения частицы в во де по инерции от места паде ния ее на дно желоба до зо ны действия следующего ма|- нита. Время движения частицы в воздухе где h - расстояние от верхней крышки до свободной поверхности жидкости; g - ускорение свободного падения . Время движения в воде hQ. где h2 - глубина потока; гидравлическая крупность частицы. Связь между геометрическими, гидравлическими параметрами потока, характеристикой частиц сыпучего материала и расстоянием между магнитами мож но определить из следующего. Время движения частицы от одного магнита до другого № ha , Время t движения частицы в потоке должно быть таким, чтобы проекция пу ти 1 ее на плоскость, совпадающую с дном желоба, была равна расстоянию 1 между крайними полок ениями двух со седних магнитов, т.е. t 1 - VC где Vrj; - средняя скорость движения частицы в потоке, причем V«i KVn,(7) где К - коэффициент пропорциональности;Vfi - средняя скорость потока пуль пы. Принимая во внимание (5) и (6), получаемI12 ht , h fl, „ ч KVn НГ wf Ч(8) При сравнении с обычным гидротранспортом стальной стружки, имеющим применение на Волжском автомобильном заводе имени 50-летия Советской власти, производительность транспортирования может быть увеличена в раза. Это происходит вследствие того, что давление ферромагнитных частиц на дно желоба уменьшает- ся, за счет этого уменьшается сила трения; при магнитном воздействии частица взвешивается в потоке, влияние механического воздействия дна желоба уменьшается, миделевое сечение uJx частицы становится больше, чем если бы частица двигалась у дна желоба. Вследствие этой причины сила FX лобового давления, действующая на частицу, увеличивается Г. С,а;х ff Г GX коэфйициент лобового давления;относительная скорость потока и частицы; миделевое сечение частицы; ускорение свободного падения частиц; /f - объемный вес жидкости. Движение частицы у дна чаще всего бывает скачкообразным (особенно при малой энергии потока), поэтому значительная часть энергии потока расходуется на преодоление сил инерции, как при остановке частиц, так и при их разгоне, взвешенная частица движется более равномерно в потоке, поэтому расход энергии в этом случае меньше; при взвешивании частица попадает из зоны малых придонных скоростей в область, близкую к гидродинамической оси потока, где осредненные скорости потока несоизмеримо больше, чем у дна. Транспортирующая же способ- . ность (производительность) пропорциональна скорости движения потока. Формула изобретения Гидромагнитное устройство для перемещения ферромагнитных сыпучих материалов, содержащее желоб, закрытый крышкой из немагнитного материала, и. 7906 размещенные над ним генераторы переменных магнитных полей, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности, исключения опасности поражения электрическим током обслуживающего персонала и взрывоопасности, каждый генератор образован траверсами, установленными с возможностью вращения в плоскости, перпендикулярной к направлению перемещения материала, и закрепленными на концах траверс постоянными магнитами , при этом между каждым генератором и крышкой смонтирован экран. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР N- 550321, кл. В 65 G 53/30, 1975 (прототип).

«