Способ магнитной очистки жидкостей и газов и устройство для его осуществления

 

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. Газожид;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.флы, 16 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю В 01 0 35/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3840883/31 (22) 02.02.85 (46) 23.07.93. Бюл. KL 27 (71) Украинский институт инженеров водного хозяйства (72) В,И.Гаращенко, А.В.Сандуляк и С.А.Кузнецов (56) Патент ФРГ М 1277488, кл. 23с106, опубл. 30,04,69.

Авторское свидетельство СССР

М 1777930, кл. В 01 D 35/06, (положительное решение по заявке (Ф 3700182/23-26 от

05.12.83 г.), (54) СПОСОБ МАГНИТНОЙ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

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

» . Ж 1828759 А1 (57) 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. Газожидкостную смесь подают через отверстия переменного сечения, выполненные по длине 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 — раэрыхлителями. 2 с,п., 11 з.п,флы, 16 ил, фильтра, т.е. в положении, при котором насадка не деформирована и не разрыхлена.

На фиг.2 — разрез по А — А фиг.1.

На фиг.3 изображена схема магнитного фильтра в режиме процесса регенерации.

На фиг.4 — разрез по Б-Б фиг.3.

На фиг.5-9 — схематические варианты

KoHcTpóêòèâHàão изгoToBIlBHMR криволинейных валов; фиг.5 — c переменным по длине вала диаметром отверстий; фиг.6 — вал с подвижными элементами, содержащими наконечники криволинейной формы; фиг.7- вал с подвижными элементами: фиг.8 — вал, выг олненный 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 пра1828759 вого вала подается регенерационная среда, а через полость левого вала отводится pereHeðçöèoHHàÿ 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 воэможностью 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, HGKop родирующую 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 регенерационной среды в насадке, подвижные, относительно вала, элементы для уменьшения силы трения вала с гранул насадки, выполненные, например, в виде подшипников качения 6 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 вра30

35 также с торцевыми углублениями, плотно обхватывающие корпуса фильтра, образуя замкнутую магнитную цепь, как показано на фиг.12. По высоте корпусов фильтра размещается несколько электромагнитов, образующих 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 стороны 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 эффективно производить регенерацию всего объема насадки.

При конструировании фильтров большой производительности 300-1000 т/час более экономично применять соленоидную намагничивающую систему. На фиг.13 и 14 показано два корпуса, каждый из которых содержит многослойную электрическую катушку, магнитная цепь которых замкнута ферромагнитными шунтами 13, 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 c«нхронно. При щении 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 so 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, предъявля- емых к степени регенерации насадки, криволинейный вал изготавливают в виде 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 на20 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 электромагнитами образуют фильтрационный модуль, который может работать автономно.

Количество их устанавливается в зависимости от производительности фильтра. Сердечники электромагнитов изготовляют

1828759

35 наблюдаются. Загрязненная жидкая или га- 40 зовая среда, проходя через намагниченную

55 синхронном движении валов насадка в объеме между валами разрыхляется, одновременна через отверстия одного вала пад давлением подается водовоздушная GMBcb, которая продувает разрыхленный объем насадки, и обогащенная омытыми примесями водовоэдушная 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 газожидкостй зй смеси в насадку с отводом, обогащенной примесями среды из промытого 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 неферрамагнитной 16. При работающей правой секции фильтра ферромагнитные части 15 прилегают к правой секции, при этдм 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 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 ачищаемую среду пропускают мимо фильтра, либо при необходимости создания непрерывнога 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 нэ фиг.15.

Приводом врэща ат диск 9, который приводит ва вращение вэл 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, разрыхгяют объем насадки при своем движении, Из-за наличия подвижных, относи5 тельно 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 газожидкастную 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 гаэожидкостная 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 регенерационному криволинейному валу.

Формула изобретения

1. Способ магнитной очистки жидкостей и газов ат примесей, включающий пропускание очищаемай среды через намагниченную фильтрующую насадку и регенерацию насадки путем последовательного механического перемешивания локальных объемов насадки, а т л и ч а ю шийся тем, чта, с целью повышения эффективности и экономичности процесса очистки за счет улучшения процесса регенерации, дополнительно в локальные объемы насадки поочередно осуществляют нагнетание газажидкастной смеси.

5 2. Способ по п.1, а т л и ч а ю шийся тем, чта поочередное нагнетание газажидкостной смеси в различные объемы насадки осуществляют адйовременна с отводом обогащенной примесями смеси из промытого объема насадки.

3. Способ поп.1,атлича ющийся тем, что осуществляют чередование нагнетания газажидкостной смеси в различные объемы насадки и отвода обогащенной примесями смеси из промытого объема насадки.

4. Устройство для магнитной очистки жидкостей и газов, включающее корпус с ферромагнитной насадкой, внутри которой размещен эксцентричный вал для переме1828759 шивания и деформации насадки, намагничивающую систему, патрубки ввода и вывода, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что. с целью повышения эффективности и экономичности процесса очистки эв счет улучшения процесса регенерации, вал выполнен полым с отверстием для ввода регенерирующей среды криволинейной формы и снабжен подвижными относительно вала элементами, кроме того, вал выполнен с отверстиями переменного сечения по длине вала.

5. Устройство по п.4, о т л и ч.а ю щ е ес я тем, что оно снабжено дополнительным эксцентричным валом.

6. Устройство поп.4, от л и ч а ю щ е ес я тем, что криволинейный вал выполнен с выступами и впадинам.

7. Устройство по пп.1 и 6, о т л и ч а ю.щ е е с я тем, что эксцентричный вал выполнен с выступами и впадинами различной высоты, 8, Устройство по п.4, отл и ч а ю ще ес я тем, что криволинейный вал установлен с возможностью вращения относительно двух продольных осей вращения.

9. Устройство по п,4, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что по длине вал выполнен переменного сечения.

10. Устройство по п.4, о т л и ч а ю щ е е10 с я тем, что подвижные элементы вала выполнены в виде подшипников качения либо скольжения.

11. Устройство по п,4, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что подвижные элементы выполне15 ны в виде втулок.

12. Устройство по п,4, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что подвижные элементы изготовлены с внешней поверхностью криволинейной формы, 20 13, Устройство поп,4. от лича ющеес я тем, что вал снабжен поперечными планками-разрыхлителями.

182875о

1828759

Х-Х

1828759 юг. 10

1828759

Составитель G,Симоненко

Редактор Г,Мельникова Техред M.Mîðãåíòàë Корректор С.Пекарь

Заказ 2462 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