Магнитный сепаратор-железоотделитель

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И О! КРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОП И САН И Е И ЗОБ РЕТЕ Н ИЯ - .

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4

«4

О

i ! (21) 3700182/26 (22) 05.12,83 (46) 30.11.92. Бюл. ¹ 44 (71) Украинский институт инженеров водного хозяйства (72) С.А.Кузнецов и В.И.Гаращенко (56) Патент Англии № 1377511, кл, В 2 J, опублик. 1974, (54}(57) 1. МАГН ИТН ЫЙ СЕПАРАТОР-ЖЕЛ ЕЗООТДЕЛИТЕЛ Ь, содержащий корпус с пористой ферромагнитной насадкой, намагничивающую систему, патрубки ввода и вывода разделяемой среды, о т л и ч а ю щи й-с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса разделения за счет улучИзобретение относится к магнитному разделению веществ и может быть использовано при очистке текучих сред от труднорегенерируемых железистых включений в металлургии, машиностроении, химической промышленности, тепловой и атомной энергетике, при очистке промышленных стоков.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса разделения за счет улучшения процесса регенерации и увеличения межрегенерационного времени, а также повышение эксплуатационной надежности сепаратора.

На фиг.1 и 2 показаны продольный и поперечный разрезы сепаратора при нулевом эксцентриситете вала (т.е. в положении при очистке); на фиг.З и 4 — то же, при смещенном положении вала (при регенерации).

„.,5%„„1777930 А1 (ski s В 01 0 35/06//С 02 F 1/48 шения процесса регенерации и увеличения межрегенерационного времени, а также повышения эксплуатационной надежности, он снабжен коленчатым валом, установленным эксцентрично внутри корпуса с ферромагнитной насадкой.

2. Сепаратор-железоотделитель по п.1, отличающийся тем, что ферромагнитная насадка выполнена в виде цилиндрических упругих сеток, установленных концентрично относительно корпуса, 3. Сепаратор-железоотделитель по п.1, отличающийся тем, что ферромагнитная насадка выполнена в виде гладких легированных шаров, дроби.

Сепаратор включает жесткий цилиндрический немагнитный корпус 1, в торцевых стенках которого соосно размещены вращающие узлы 2, приводимые во вращение посредством приводного вала 3. Во втулках вращающих узлов с эксцентриситетом установлены коренйые шейки коленчатого вала

4. Втулки снабжены стопорным устройством 5, фиксирующим коленчатый вал во врацающих узлах. Эксцентриситет втулок относительно оси вращающих узлов и корпуса равен эксцентриситету колена вала. В качестве насадки использованы концентрические сетчатые цилиндры 6, изготовленные, например, из упругой ферромагнитной проволоки внахлест посредством контактной сварки, Магнитное поле в объеме насадки создается с помощью намагничивающей системы, собранной по схеме замкнутой

1777930

50

55 магнитной цепи с использованием постоянных магнитов и показайной на фигурах в виде полюсов 7. Корпус снабжен патрубками 8 ввода и вывода очищаемой среды.

При рабочем положении коленчатого вала (фиг.1,2) сетки расположены концентрично, соприкасаясь друг с другом и заполняя таким образом все пространство между валом и корпусом.

Эксцентриситет колена вала (втулок и вращающих узлов) подбирается такой величины, чтобы в своем положении при регенерации (фиг.3,4) вал, прижимая сетки к стенке корпуса, вызвал бы достаточную упругую деформацию элементов сеток, но без их смятия, Сепаратор работает следующим образом, В положении при очистке вращающие узлы 2 неподвижны, коленчатый вал укреплен стопором в положении, как изображено на фиг.1 и 2. По патрубкам 8 подается и отводится текучая среда, содержащая ферромагнитные труднорегенерируемые включения, которые под действием сил взаимодействия магнитного поля и намагниченных элементов насадки осаждаются вблизи точек контакта ферромагнитных элементов сеток (проволок). Эти примеси постепенно отлагаются на проволоке и заполняют объем с высокоградиентным полем, используя большую часть обьема порового пространства насадки.

Для проведения регенерации подача разделяемой среды прекращается, магнитное поле отключается. Коленчатый вал 4 поворачивается в положение. изображенное на фиг.3и4,,и фиксируется стопором 5. При этом колено вала, прижимая сетчатые цилиндры к стенке корпуса, вызывает деформацию элементов сеток, растрескивание и отслаивание осаждаемых включений (налета). С противоположной относительно вала стороны сетки цилиндров наоборот расходятся, между ними появляются зазоры, плотность насадки здесь уменьшается и создаются условия для эффективного смыва осажденных примесей промывочной смесью, которая подается в это время. При вращении коленчатого вала посредством приводного вала 3 и вращающих узлов 2 в любой области насадки происходит чередование процесса сжатия, стеснения сеток с механическим воздействием на осажденные примеси, и процесса разрежения сеток, когда обеспечиваются условия эффективной промывки сетчатой насадки. Кроме того, при вращении вала в положении на фиг,3,4 происходит проворачивание сеток в сторону, противоположную направлению

40 вращения вала, по аналогии " планетарной передачей, причем внутренние сетки за один оборот вала поворачиваются на больший угол. Это обусловливает раэориентацию векторов остаточной намагниченности насадки. Этому способствует также происходящая в зоне стеснения деформация элементов сеток.

По окончании регенерации подача промывочной среды прекращается, вал возвращается в исходное положение. включается магнитное поле и подается разделяемая среда.

При использовании в качестве ферромагнитной насадки гладких шаров эксцентриситет колена выполняется небольшим, менее радиуса вала с тем, чтобы не создавать больших усилий на валу при регенерации. Работает сепаратор в этом случае сходным образом, за исключением того, что при регенерации не происходит перераспределения плотности насадки и ее размагничивание происходит лишь за счет разориентации векторов остаточной намагниченности каждого шара насадки.

При использовании в качестве насадки гладких шаров или дроби вращение эксцентричного вала приводит к смещению шаров, нарушению точек их контакта, вблизи которых происходит отложение железистых и римесей под действием высоких градиентов магнитного поля, трению шаров между собой, приводящих к эффективному отслаиванию осажденных примесей. Кроме того, при . смещении шаров друг относительно друга происходит их поворот, причем соседние шары, как правило, поворачиваются в противоположные стороны. Вместе с этим соответственно происходит поворот векторов остаточной намагниченности шаров, их разориентация, приводящая к значительному уменьшению остаточной намагниченности насадки в целом и, следовательно, каждого шара.

Магнитный сепаратор по сравнению с прототипом характеризуется улучшенными условиями регенерации насадки. Кроме гидродинамического воздействия промывочной смеси на осажденные примеси при включенном внешнем магнитном поле, в сепараторе имеют место следующие факторы, улучшающие регенерацию: при вращении эксцентричного вала сетки сжимаются, скользят друг относительно друга с трением, оказывая механическое воздействие на осаждение примеси и отделяя их от материала сеток; в зоне сжатия сеток происходит деформация упругих ферромагнитных элементов, способствующая эффективному снятию остаточной намагни енносги геток.

Этому благоприятствует также проворачивание сеток в сторону, противоположную направлению вращения нала, при этом сетки различных диаметров проворачиваются на различные углы и происходит взаимная частичная компенсация векторов остаточ ой намагниченности сеток; при придании валу эксцентриситета происходит перераспределение плотности пористой насадки по объему корпуса, причем в области, где сетки расходятся и плотность насадки уменьшается, при этом снижается гидравлическое сопротивление для регенерирующего потока и создаются условия для эффективного смывания включений в дренаж. При вращении вала области сжатия и разрежения наса ки последовательно и многократно .1ро.".. i, т весь объем насадки.

Магнитный сепаратор отл1" «ется T п,ж.. повышенной эксплуатационной надежно

5 стью вследствие того, что при возможной про срочке времени регенерации сепаратора. даже когда процесс разделения прекраща»ся из-за заноса насадки включениями и обычная регенерация посредством промывки

30 газожидкостной смесью становится невозможной, регенерация в сепараторе происходит эффективно благодаря значительному механическому воздействию эксцентрического вала на насадку, приводящему к нару15 шению структуры и прочности осажденных примесей в зонах сдавливания насадки и эф° фективному смыванию их в зоне разрежения.

1777930

1 !

Составитель С. Декин

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор M. Максимишинец

Редактор

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

Заказ 4152 Тираж Подписное

БНИИг1И Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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