Электромагнитный сепаратор

 

Использование: очистка технических жидкостей и суспензий от содержащихся в них металлопримесей крупностью от 0,002 мм и выше. Сущность изобретения: внутри рабочего канала установлен ферромагнитный концентратор, состоящий из ряда ферромагнитных пластин зубчатой формы, обращенных зубцами к верхнему полюсу. При этом зубцы выполнены трапецеидальной формы с отношением длины меньшего основания к длине большего основания, равным 1/3-1/10. Зубчатые пластины установлены под острым углом к продольной оси рабочего канала, а полюсный наконечник, на котором устанавливается рабочий канал с ферромагнитным концентратором, выполнен решетчатой формы и состоит из ферромагнитых пластин прямоугольной формы, вертикально установленных на нижнем полюсе . 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 03 С 1/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ люсе. 3 ил.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4844730/03 (22) 02.07.90 (46) 30.03.92. Бюл. М 12 (71) Луганский машиностроител ьный институт (72) В.О. Карташян и И.B. Липко (53) 621,928(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1651965, кл. В 03 С 1/02, 1989. (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ СЕПАРАТОР (57) Использование: очистка технических жидкостей и суспензий от содержащихся в них металлопримесей крупностью от 0,002 мм и выше. Сущность изобретения: внутри рабочего канала установлен ферромагнитИзобретение относится к магнитной сепарации и предназначено для использования на фарфоровых и фаянсовых заводах, на предприятиях по производству керамических изделий и в других отраслях для очистки шликера, глазури и других технических жидкостей и суспензий от содержащихся в них металлопримесей крупностью от 0,002 мм и выше.

Известны аналогичные конструкции, состоящие из электромагнитной или магнитной системы и рабочего органа (канала), через который проходит сепарируемый материал.

Недостатком известных устройств является их относительная конструктивная сложность. высокая металло- и энергоемкость и сравнительно низкая эффективность извлечения из жидкой среды мелких металлопримесей (например, крупностью менее

0,1 мм) вследствие практической невозможности реализации в рабочем органе достаточно высокой интенсивности и неоднородности магнитного поля. Ы, 1722588 А1 ный концентратор, состоящий из ряда ферромагнитных пластин зубчатой формы, обращенных зубцами к верхнему полюсу. При этом зубцы выполнены трапецеидальной формы с отношением длины меньшего основания к длине большего основания, равным

1/3-1/10. Зубчатые пластины установлены под острым углом к продольной оси рабочего канала, а полюсный наконечник, на котором устанавливается рабочий канал с ферромагнитным концентратором, выполнен решетчатой формы и состоит из ферромагнитых пластин прямоугольной формы, вертикально установленных на нижнем поИзвестна также конструкция электромагнитного сепаратора, состоящая из желоба из немагнитного материала и магнитной системы, выполненной в виде соленоидов, размещенных с наружной стороны желоба по всей его длине. В рабочем режиме в желоб подается исходная жидкая среда, подлежащая сепарации, а соленоиды подключаются через коммутатор к сети постоянного тока, в результате чего в рабочем канале желоба создается движущееся магнитное поле, под действием которого реализуется разделение металлопримесей, Достоинством этой конструкции является возможность реализации непрерывности рабочего процесса сепарации.

Недостатками данной конструкции являются высокая энергоемкость и малая эффективность сепарации мелких металлопримесей(крупностью менее 1 мм), так как известно, соленоидная система не может обеспечить достаточную интенсивность и неоднородность магнитного поля в немагнитном рабочем канале, а силы взаи1722588 модействия между движущимся магнитным полем и мегаллопримесями резко уменьшаются с уменьшением размеров металлопримесей.

Наиболее близкой по отношению к предлагаемому устройству является известная конструкция электромагнитного сепаратора, Конструкция состоит из цилиндрических или прямоугольных ñåðдечников с размещенными на них намагничивающими катушками, двух полюсов (верхнего и нижнего), прикрепленных к торцовым частям сердечников, полюсных наконечников, прикрепленных к одному из полюсов, рабочего канала, выполненного в виде прямоугольного желоба и установлен-. ного между полюсами с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости, внутри которого к боковым стенкам немагнитного желоба прикреплены цилиндрические пружины растяжения, выполненные из ферромагнитного материала и установленные ортогонально продольной оси канала с возможностью изгибания пружин в вертикальных и горизонтальных плоскостях. Пру-: жины установлены в рабочем канале с шагом, равным шагу установки полюсных наконечников на полюсе, а сам рабочий канал установлен. между полюсом и полюсными наконечниками таким образом, чтобы оси пружин и продольные оси полюсных наконечников находились в одних и тех же вертикальных плоскостях.

Достоинствами конструкции прототипа являются простота, сравнительно низкая металлоемкость и энергоемкость, высокая эффективность извлечения мелких металлопримесей, налипающих в рабочем режиме к виткам цилиндрических пружин, установленных внутри рабочего канала.

Однако по мере накопления извлеченных (например, из шликера) металлопримесей на поверхности витков силы магнитного сцепления между металлопримесями и ферромагнитной массой пружин ослабляются и под напором потока шликера, движущегося по рабочему каналу, часть металлопримесей отрывается от пружин, что несколько снижает эффективность очистки шликера, Целью изобретения является повышение эффективности очистки и снижение металлоемкости сепаратора, Указанная цель достигается тем, что внутри рабочего канала установлен ферромагнитный концентратор, состоящий из ряда ферромагнитных пластин зубчатой формы, обращенных зубцами к верхнему полюсу, при этом зубцы выполнены трапецеидальной формы с отношением длины меньшего основания к длине большего ос5

55 нования 1/3...1/10, зубчатые пластины установлены под некоторым острым углом к продольной оси рабочего канала, а полюсный наконечник, на котором устанавливается рабочий канал с ферромагнитным концентратором, выполнен решетчатой формы и состоит из ряда ферромагнитных пластин прямоугольной формы, вертикально установленных на нижнем полюсе, Такое техническое решение позволяет создать в рабочем канале дополнительные вертикальные составляющие градиента напряженности магнитного поля, направленные к вершинам зубцов пластин концентратора, что способствует повышению надежности извлечения металлопримесей и понижает вероятность "отрыва" извлеченных металлопримесей под напором потока шликера или какой-либо другой суспензии, что повышает эффективность очистки в целом. При этом трапецеидальная форма зубцов с указанным отношением геометрических параметров позволяет получить наиболее благоприятную топографию магнитного поля в зоне размещения зубчатых пластин и, соответственно, наибольшую эффективность очистки. Наконец, решетчатая форма полюсного наконечника в сочетании с указанной конструкцией ферромагнитного концентратора позволяет существенно понизить относительную долю потоков рассеяния в магнитной системе, что снижает металлоемкость сепаратора в целом.

На фиг,1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 — разрез А — А на фиг.1; на фиг.3 — профиль трапецеидального зубца концентратора.

Сепаратор состоит из электромагнитной системы, выполненной в видесердечников 1 с размещенными на них намагничивающими катушками 2, верхнего полюса 3 и нижнего полюса 4, прикрепленных к торцовым поверхностям сердечников, полюсного наконечника 5 решетчатой формы, выполненного в виде ферромагнитных прямоугольных пластин, прикрепленных с определенным шагом к нижнему полюсу 4 (фиг.2), рабочего канала 6, выполненного в виде желоба из немагнитного материала, внутри которого установлен ферромагнитный концентратор, состоящий из общего основания в виде плоской ферромагнитной пластины 7 (толщиной 1,5...2,5 мм) и зубчатых пластин 8, обращенных зубцами трапецеидальной формы к верхнему полюсу 3 и установленных под некоторым острым углом к продольной оси рабочего канала 6.

Сепаратор работает следующим образом.

1722588

40

50

В рабочем режиме электромагнит вместе с рабочим каналом устанавливают под некотооым углом к горизонту (практически

15...20 ), достаточным для протекания суспензии по рабочему каналу самотеком, по сле чего с помощью питателя или какого-либо другого устройства в рабочий канал 6 подают суспензию (по стрелке С на фиг,2), а намагничивающие катушки 2 подключают-к источнику постоянного тока. Катушки 2 включают в магнитном отношении встречно и поэтому основная часть магнитного потока замыкается в рабочем зазоре между верхним полюсом 3 и полюсным наконечником 5, т.е. в зоне размещения зубчатых пластин 8. В результате зубчатые ферромагнитные пластины 4 сильно намагничиваются и, таким образом, в локальных объемах внутри рабочего канала создается высокоинтенсивное и высокоградиентное магнитное поле.

Наилучшая топография магнитного поля, обеспечивающая наибольшие значения дополнительной составляющей градиента напряженности магнитного поля, имеет место при

Ь2 11 1

Ь1 34 10 где l32 и Ь1 — длина соответственно меньшего и большего основания зубца, а решетчатая форма полюсного наконечника 5 в сочетании с указанной конструкцией ферромагнитного концентратора позволяет понизить магнитные проводимости на путях потоков рассеяния между верхним и нижним полюсами 3 и 4 и, тем самым, уменьшить относител ьную долю потоков рассеяния в магнитной системе, а значит и металлоемкость сепаратора в целом, В результате установки зубчатых пластин 8 под некоторым острым углом к продольной оси рабочего канала 6 в процессе прохождения потока суспензии по рабочему каналу (по стрелкам С и В на фиг.2), содержащиеся в суспензии металлопримеси в подавляющей своей массе механически контактируют с сильнонасыщенной ферромагнитной массой зубчатых пластин 4 и интенсивно осаждаются на гранях зубцов этих пластин, а очищенная таким образом сус5

20 пензия свободно проходит само геком по рабочему каналу 6 и подаешься в какой-либо приемник (по стрелке В на фиг.2). При этом под действием указанных дополнительных вертикальных составляющих градиента напряженности магнитного поля извлеченные металлопримеси "выталкиваются" вверх и накапливаются в зоне размещения меньших оснований трапецеидальных зубцов пластин 8, т,е. практически на уровнях, располагающихся выше потока суспензии, проходящего в рабочем режиме по каналу 6, По мере накопления ферромагнитных металлопримесей на зубчатых пластинах 8 осуществляется их периодическая ручная разгрузка. С этой целью прекращается подача суспензии в рабочий канал 6 и отключаются катушки 2, после чего осуществляется ручная выемка рабочего канала 6 и удаление металлопримесей из канала, например, путем промывки канала, Формула изобретения

Электромагнитный сепаратор, включающий электромагнитную систему, состоящую из сердечников с размещенными на них намагничивающими катушками, верхнего и нижнего плоских полюсов, прикрепленных к сердечникам, полюсного наконечника, прикрепленного к нижнему полюсу, выполненного в виде ряда ферромагнитных пластин прямоугольной формы, установленных с зазором одна относительно другой, и рабочего канала, выполненного в виде прямоугольного немагнитного желоба, установленного между полюсами, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса сепарации и снижения металлоемкости сепаратора, он снабжен ферромагнитным концентратором, установленным внутри рабочего канала, состоящим из ряда ферромагнитных пластин зубчатой формы, обращенных зубцами к верхнему полюсу, при этом зубцы выполнены трапецеидальной формы с отношением длины меньшего основания к длине большего основания 1/3„,1/10, зубчатые пластины установлены под острым углом к продольной оси рабочего канала.

1722588

Фар /

Составитель Б. Левчаев

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор М.Максимишинец

Редактор С;Лисина

Заказ 1016 Тираж Подписное ., ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101