Способ очистки растворов

 

Изобретение позволяет повысить производительность очистки раствора. В барабаны 3 планетарной центрифуги, охваченные полюсами магнитной системы, в секторе В на стенку и из образованный под действием центробежных сил магнитный фильтр, состоящий из магнитомягких тел 7. подают раствор из распределительного устройства, снабженного дозатором. Происходит центрифугирование раствора и его фильтрация в течение времени сохранения очистных свойств тел 7. Затем отключают магнитное поле со знакопеременной его релаксацией, прекращают подачу раствора и включают промывочные узлы 11 для подачи воды на тела 7 и одновременно с этим изменяют число оборотов барабане так, что результирующая центробежных сил в секторе В направлена к демтру барабана. Это приводит к отслоению тел 7 от стенок барабанов , частичному их рыхлению с одновременной промывкой. Знакопеременная релаксация магнитного поля позволяет снизить уровень остаточной намагниченности тел 7, что значительно повышает эффективность промывки. 1 з.п.ф-лы., 3 ил., 1 табл. t

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

70 (21) 4739671/26 (22) 25.09,89 (46) 30.05.92. Бюл. М 20 (71) Днепропетровский металлургический институт (72) С.С.Кравченко, С,П.Поляков, Н.В.Ливитан и H.À,Óðèöêàÿ (53) 621.928.8(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1186259, кл. В 03 С 1/30, 1985. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ РАСТВОРОВ (57) Изобретение позволяет повысить производительность очистки раствора. В барабаны 3 планетарной центрифуги, охваченные полюсами магнитной системы, в секторе В на стенку и на образованный под действием центробежных сил магнитный фильтр, состоящий из магнитомягких Ы 17365б5 А1 (я)з В 01 0 35/06, В 03 С 1/00 тел 7, подают раствор из распределительного устройства, снабженного дозатором, Происходит центрифугирование раствора и его фильтрация в течение времени сохранения очистных свойств тел 7. Затем отключают магнитное поле со знакопеременной его релаксацией, прекращают подачу раствора и включают промывочные узлы 11 для подачи воды на тела 7 и одновременно с этим изменяют число оборотое барабана так, что результирующая центробежных сил в секторе В направлена к цеитру барабана. Это приводит к отслоению тел 7 от стенок барабанов, частичному их рыхлению с одновременной промывкой. Знакопеременная релаксация магнитного поля позволяет снизить уровень остаточной намагниченности тел 7, что значительно повышает зффективность промывки. 1 з.п.ф-лы., 3 ил., 1 табл.

1736565

Изобретение относится к процессам кой привода, вид сбоку; на фиг,2 — то же, вид очистки растворов различных производств, сверху; на фиг.3 — зависимости снижения содержащих частицы преимущественно с индукции магнитного поля от времени. магнитными свойствами, и может быть ис- При этом ротор 1 установлен на приводпользовано в металлургической, химиче- 5 ном валу 2, а барабаны 3 смонтированы на ской, машиностроительной и других периферии ротора 1 с возможностью враотраслях народного хозяйства. щения вокруг своих осей. РаспределительНаиболее близким по технической сущ- ное устройство 4 для подачи исходного ности к предлагаемому является способ, ос- материала включает питающие трубки 5, вынованный на прохождении растворов 10 ходные отверстия которых расположены в сквозь-вращающиеся вокруг своей оси ба- плоскости барабанов 3 по радиусу, отстоярабаны с ферромагнитными телами в маг- щему от проходящего через радиус ротора о нитном поле. Данный способ позволяет радиуса на угол а= 50-60 по ходу вращеувеличить степень извлечения магнитного ния барабанов, и дозатора подачи 6, Бараматериала из растворов за счет того, что 15 баны 3 заполнены магнитомягкими телами обеспечивает возможность вращения бара- 7, например шарами, цилиндра и т,д. (условбанов вокруг своей оси при прохождении их но показаны только на одном барабане). Нев магнитное поле и после выхода из него, подвижно на роторе установлены

Однако производительность этого способа магнитные системы 8, полюса 9 и 10, котонедостаточно высока, поскольку скорость 20 рые охватывают каждый из барабанов с торпрохождения раствора сквозь ферромаг- цов в области их рабочих зон. В секторах нитные тела ограничена, так как обеспечи- барабанов, осью симметрии которых являвается только силой тяжести подаваемого ются совпадающий с радиусом радиус барабана, а угол/3при вершине этого сектора

Целью изобретения является повыше- 25 равен удвоенному углу а, расположены соние производительности процесса. пла промывочных узлов 11. Привод устройПоставленнаяцельдостигаетсятем,что ства может состоять, например, из в способе очистки раствора от частиц пре- многоступенчатого электродвигателя 2, свяимущественно с магнитными свойствами, занного ременной, передачей 13 с приводвключающем пропускание растворов 30 ным валом 2, на котором установлен ротор сквозь слой тел иэ магнитомягкого матери-, 1. и иэ зчбчатых передач 14 — 15, 16-17 и ала, помещенных в барабаны, вращающие- двухпозиционной муфты 18. выполняющих ся в магнитном поле вокруг собственных роль регулятора скорости привода барабаосей и оси ротора, перед началом процесса на. Устройство снабжено сборниками 19 и очистки и формируют слой из магнитомяг- 35 20 для продуктов разделения и пультом упких тел на поверхности стенок барабанов и равления (не показано), согласующим рабоэатем пропускают через слой очищаемый ту основных узлов по заявляемому циклу. раствор, прекращают подачу раствора, от- Способ реализуется на приведенном усключают магнитомягкое поле и изменяют тройствеследующим образом. число оборотов барабанов по следующему 40 При включении электродвигателя 12 чесоотношению: рез ременную передачу 13 вращения nepenz=(0,7 0,9) Ю и>, дается приводному валу 2, на котором

Г установлен ротор 1. Одновременно с этим где n1 — число оборотов ротора, об/с; при включенной нижней позиции муфты 18 п2 — число оборстов барабанов, об/с; 45 через зубчатые пары 14-15 вращение пере-R.— радиус ротора до барабана, мм; дается. барабанам 3 со скоростью, опредег — радиус барабана, мм, ляемой, например, при данном варианте одновременно осуществляют приэтом про- кинематической схемы привода, числом мывку магнитомягких тел, после чего про- зубьев указанной пары. При вращении.бацесс очистки возобновляют. Кроме того, с 50 рабанов 3 находящиеся в барабанах магницелью повышения эффективности промыв- томягкие тела (например, шарики) 7 под ки путем снижения уровня их остаточной действием центробежных сил прижимаютнамагниченности, отключение магнитного ся к стенкам. Включается магнитная систе-. поля производят со знакопеременной его ма 8 и под действием образованного

1 1 „„55 магнитного поля шарики выстраиваются в

3 2 р осевые флокулы вследствие осевого направмывки. ления магнитных силовых линий, обеспеченного расположением полюсов 9 и 10

На фиг.1 приведено устройство. реали- относительно барабана. зукицее предложенный сг особ, с кинемати. 1736565

20

35

50

После этого включается устройство подачи и раствор через питающие патрубки 5 подается на стенку барабана на образованный из магнитомягких тел магнитный фильтр Производится центрифугирование раствора с одновременным оседанием магнитных частиц на магнитомягких шариках 7.

Основной наиболее эффективной зоной центрифугирования будет совокупность наиболее удаленных от оси ротора точек барабана, поскольку в этой зоне центробежные силы (в силу планетарного принципа устройства) будут складываться. В точках (по окружности сечения барабана), наиболее приближенных к оси ротора, будет эона наименьшего действия центробежных сил, поскольку силы вычитаются, Зона минимального действия центробежных сил определена сектором поперечного сечения барабанов Р. В этой зоне расположены сопла промывочных устройств. Центрифугирование и фильтрация производится до тех пор, пока сохраняются очистные свойства магнитного фильтра. Это время определяется конкретными условиями — дисперсностью магнитомягких тел (размером шариков), уровень загрязненности растворов и т.д. На это время настраивают дозатор подачи раствора, по истечении этого времени подачу раствора прекращают, отключают магнитное поле с соблюдением заявляемых закономерностей его изменения на этой фазе и при этом переключением регулятора скорости 18 (например, муфты) изменяют число оборотов барабана по заявляемому соотношению. При заявляемой скорости вращения барабанов результирующая центробежных сил в секторе Р будет направлена к центру их вращения. Поэтому в этой зоне слой магнитомягких тел будет отслаиваться от стенок барабана, одновременно промываясь водой. поступающей из включенных в это время промывочных узлов 11, а, пройдя эту зону(зону регенерации), вновь будет прижиматься к стенкам барабана. Таким образом будет производится рыхление, промывка и восстановление фильтрующих свойств магнитомягких тел. Для повышения эффективности промывки отключение магнитного поля производят со знакопеременной его релаксацией в течение — — — времени промывки Тор (фиг.3). Это

1 1

3 2 дает возможность снизить уровень остаточной намагниченности Фильтрующих тел, предотвратить их магнитное взаимодействие в отсутствии внешнего магнитного поля.

Кроме того, знакопеременное перемагничивание фильтрующих тел приводит к их встряхиванию и частичной переориентации, что способствует повышению качества их промывки и регенерации.

Если время релаксации Тр будет мень1 ше — времени промывки Тпр, то эта операция (промывка) будет недостаточно эффективна за счет необоснованного уменьшения фазы встряхивание и переориентации фильтрующих тел в знакопеременном магнитном поле. Если это время будет больше — времени промывки, то фильтрую1

2 щие тела будут черезмерно долго находится под действием магнитного поля в ущерб длительности фазы свободной их промывки.

Как первое, так и второе отрицательно сказывается на производительности процесса очистки.

Заявляемое соотношение для определения скорости вращения барабанов в процессе промывки фильтрующих тел обеспечивает оптимальный режим их регенерации, Если скорость вращения барабана будет меньше указанного соотношения, то в зоне промывки барабана результирующая центробежная сила будет направлена от оси ротора на периферию в большей части барабана, что приведет к отбрасыванию фильтрующих тел в самую отдаленную от оси ротора зону барабана и будет при этом сопровождаться разрушением пристеночного фильтрующего слоя, для образования которого требуется время и определенные режимы работы центрифуги. Если рассматриваемая скорость будет больше заявляемого соотношения, то результирующая центробежных сил в зоне промывки барабана будет хоть и направлена от оси ротора, однако недостаточна по величине для преодоления слипания и молекулярного взаимодействия частиц фильтрующих тел, что необходимо для эффективной их промывки и регенерации.

По истечении времени промывки, которое также будет зависеть от конкретных условий, промывочные узлы 11 отключают и процесс очистки возобновляют: изменяют скорость вращения барабанов переключением муфты 18 в первоначальное положение, включают магнитное поле и одновременно устройство подачи раствора.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет производить магнитную очистку растворов и регенерацию магнитного фильтра без остановки центрифуги и практически непрерывно, что значительно повышает производительность процесса, В условиях лаборатории ДМетИ были проведены. испытания заявляемого способа на центрифуге лабораторного типа, усовер1736565

* В скобках указаны соответствующие значения коэффициентов. шенствованной по заявляемым признакам, Диаметр барабанов 150 мм, диаметр ротора

450 мм. Скорость вращения ротора 200 об/мин, скорость вращения барабанов 600 об/мин. В качестве растворов использовались моечные растворы механических цехов

Днепровского машиностроительного завода, содержащие мелкодисперсные примеси с магнитными свойствами. Время промывки

30 с. Скорость вращения барабанов во время регенерации магнитомягких тел определялась.согласно выражению: п2:=(0,7-0.9) v n1, Г

Были проведены испытания при скоростях вращения барабанов во время промывки тел, определяемых . заявляемым соотношением, а также за его пределами, Был также апробирован заявляемый предел времени релаксации магнитного поля.

Для реализации способа-прототипа использовалось только вращение заполненных магнитомягкими телами барабанов вокруг своих осей в магнитном поле, Скорость вращения была равна 600 об/мин, Прототип и заявляемый способ оценивались по их производительности. Данные сведены в таблцу.

Сравнение результатов показало,.что, используя заявляемый способ, можно повысить производительность очистки по сравнеению с прототипом в 1,5-1,8 раз.

Формула изобретения

1. Способ очистки растворов от частиц, преимущественно с магнитными свойствами, включающий пропускание раствора

5 .сквозь слой тела из магнитно-мягкого материала, помещенных в барабаны, вращающиеся в магнитное поле вокруг собственных осей и оси ротора, о тл ич а ю щи йс ятем, что, с целью повышения производительно10 сти процесса, перед началом стенок барабанов и затем пропускают через слой очищаемый раствор, прекращают подачу раствора, отключают магнитное поле и изменяют число оборотов барабана по следу15 ющему соотношению:

nz =(0.7 — 0,9) Л п, г где п — число оборотов ротора, об/с;

20 п — число оборотов барабана, об/с:

R — радиус ротора до барабана, мм;

r — радиус барабана, мм, одновременно осуществляют при этом промывку магнитно-мягких тел, после чего про25 цесс очистки возобновляют.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности промывки путем снижения уровня их остаточной намагниченности, отключение маг30 нитного паля производят со знакопеременной его релаксацией в тече1 1 ние — — — времени промывки.

3 2

1736565

Фию,7

Составитель H.ÓðèöK ÿ

Техред М.Моргентал Корректор С.Черни

Редактор Н.Горват

Производстве но-и: дательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3848 Тираж Подписное

8НИИПИ Госуд рств нного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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