Установка для очистки жидкости от ферромагнитных частиц

 

Использование: изобретение относится к металлообработке, а именно к установкам для очистки водных и масляных СОЖ от ферромагнитных частиц в процессе абразивной обработки, и может быть использовано в шлифовальных и хонинговальных станах при фильтровании больших объемов жидкостей с выделением большого количества шлифовального шлама. Изобретение решает задачу повышения степени очистки СОЖ, улучшения удобства и повышения эффективности эксплуатации установки. Сущность: установка для очистки жидкости от ферромагнитных частиц содержит емкость, магнитную систему со шламосборными элементами, приспособление для очистки шламосборных элементов. Основание емкости выполнено цилиндрической формы, магнитная система со шламосборными элементами представляет собой полый цилиндрический барабан с прямоугольными окнами, внутри которого на направляющих установлены магнитные блоки прямоугольной формы и кулачковый механизм перемещения, а снаружи - отжимной ролик с пружиной. Магнитные блоки выполнены из верхних и нижних магнитных элементов. Верхние магнитные элементы герметично установлены в окна на поверхности полого цилиндрического барабана и расположены в одной плоскости с соответствующими нижними магнитными элементами, установленными на ферромагнитном основании с возможностью соосного перемещения нижних магнитных элементов относительно верхних посредством кулачкового механизма перемещения. 4 ил.

Предлагаемое изобретение относится к металлообработке и может быть использовано для очистки смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) при шлифовании, хонинговании, суперфинишировании и других технологических операциях, когда образуются ферромагнитные частицы.

Известна установка для очистки СОЖ, содержащая бак-отстойник, скребковый транспортер, батарею гидроциклонов, вращающийся вакуумный фильтр с механизмом непрерывной регенерации фильтрующего элемента [1].

Недостатками данной установки являются низкая степень очистки СОЖ и низкая эффективность эксплуатации установки.

Известна установка [2] для очистки жидкости от ферромагнитных частиц фирмы "Монтанус" (ФРГ), содержащая емкость для очищаемой жидкости с подводящим и отводящим патрубками, магнитную систему в виде расположенного внутри емкости приводного бесконечного цепного конвейера с закрепленными на нем шламсборными элементами (магнитными стержнями) и приспособление для очистки стержней.

Недостатками данной установки являются низкая степень очистки СОЖ, неудобство и низкая эффективность эксплуатации установки.

Недостатки обусловлены обеспечением возможности только одноразового прохождения жидкостью магнитных стержней и невозможностью удаления механических примесей из нижней части емкости в процессе эксплуатации установки.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является установка для очистки жидкости от ферромагнитных частиц [3] фирмы "Маннесман" (ФРГ), выбранная в качестве прототипа, содержащая емкость для очищаемой жидкости с подводящим и отводящим патрубками, магнитную систему в виде расположенного внутри емкости приводного бесконечного цепного конвейера с закрепленными на нем шламосборными (магнитными) элементами (стержнями) и приспособление для очистки шламсборных элементов.

Недостатками данной установки являются низкая степень очистки СОЖ, неудобство и низкая эффективность эксплуатации установки.

Предлагаемое изобретен решает задачу повышения степени очистки СОЖ, улучшения удобства и повышения эффективности эксплуатации установки.

Поставленная задача достигается установкой для очистки жидкости от ферромагнитных частиц, содержащей емкость для очищаемой жидкости с подводящим и отводящим патрубками, магнитную систему со шламосборными элементами, приспособление для очистки шламсборных элементов, основание емкости для очищаемой жидкости выполнено цилиндрической формы, магнитная система со шламсборными элементами представляет собой полый цилиндрический барабан с прямоугольными окнами, внутри которого на направляющих установлены магнитные блоки прямоугольной формы и кулачковый механизм перемещения, а снаружи - отжимной ролик с пружиной, магнитные блоки выполнены из верхних и нижних магнитных элементов, представляющих собой чередующиеся плоские магниты и немагнитные прокладки, причем верхние магнитные элементы герметично установлены в окна на поверхности полого цилиндрического барабана и расположены в одной плоскости с соответствующими нижними магнитными элементами, установленными на ферромагнитном основании с возможностью соосного перемещения нижних магнитных элементов относительно верхних посредством кулачкового механизма перемещения.

Указанные признаки являются существенными для решения задачи изобретения, так как: 1. Основание емкости для очищаемой жидкости выполнено цилиндрической формы для размещения полого цилиндрического барабана у основания емкости, обеспечения условий его вращения и контакта с потоком (слоем) очищаемой жидкости в процессе работы установки.

2. Магнитная система со шламсборными элементами представляет собой полый цилиндрический барабан с прямоугольными окнами, внутри которого на направляющих установлены магнитные блоки прямоугольной формы и кулачковый механизм перемещения.

Данная конструкция на основании проведенных авторами экспериментально-теоретических исследований является самой оптимальной. Это подтверждается следующим.

Магнитные блоки и элементы выполнены прямоугольной формы потому, что в данном случае для создания одинакового магнитного поля требуется разность магнитных потенциалов на 32,9% меньше по сравнению с магнитными стержнями установки-прототипа или, другими словами, при одинаковой разности магнитных потенциалов в предлагаемой конструкции магнитных элементов и блоков будет создан магнитный поток на 32,9% больше в сравнении с магнитными стержнями установки-прототипа, т.е. начальное усиление притяжения ферромагнитных частиц будет более чем в 5 раз больше по сравнению с магнитными стержнями установки-прототипа, что значительно сократит время и повысит степень очистки СОЖ.

Количество и схема размещения плоских магнитов, а также количество магнитных элементов и блоков могут быть различными в зависимости от конкретных условий работы установки (требуемой степени очистки водных и масляных СОЖ и реальных возможностей по размещению цепного конвейера).

3. Снаружи цилиндрического барабана установлен отжимной ролик с пружиной для отжима СОЖ из шлама на поверхности барабана.

4. Магнитные блоки выполнены из верхних и нижних магнитных элементов, представляющих собой чередующиеся плоские магниты и немагнитные прокладки для уменьшения массы магнитных блоков и магнитной системы в целом, а также для обеспечения преимуществ, описанных в п.2 и п.5 данного раздела описания изобретения.

5. Верхние магнитные элементы герметично установлены в окна на поверхности полого цилиндрического барабана и расположены в одной плоскости с соответствующими нижними магнитными элементами, установленными на ферромагнитном основании с возможностью соосного перемещения нижних магнитных элементов относительно верхних посредством кулачкового механизма перемещения.

Именно такая конструкция обеспечивает эффективную очистку жидкости от ферромагнитных частиц под действием сильного магнитного поля, создаваемого расположенными в одной плоскости верхними и нижними магнитными элементами.

В зоне очистки шламосборных элементов от шлама посредством кулачкового механизма перемещения происходит перемещение нижних магнитных элементов относительно верхних на расстояние, равное толщине магнита или немагнитной прокладки, и соответственно выключение (ослабление) магнитного поля, что обеспечивает эффективную очистку барабана от шлама, из которого предварительно отжата СОЖ. На фиг. 1 показана принципиальная схема предлагаемой установки для очистки жидкости от ферромагнитных частиц; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема размещения верхних и нижних магнитных элементов в режиме очистки жидкости от ферромагнитных частиц (напряженность магнитного поля максимальна); на фиг. 4 - схема размещения верхних и нижних магнитных элементов в режиме очистки барабана от шлама (напряженность магнитного поля минимальна).

Установка для очистки жидкости от ферромагнитных частиц содержит емкость 1 для очищаемой жидкости с подводящим 2 и отводящим 3 патрубками, магнитную систему 4 со шламосборными элементами 5, приспособление 6 для очистки шламосборных элементов. Основание 7 емкости 1 для очищаемой жидкости выполнено цилиндрической формы. Магнитная система 4 со шламосборными элементами 5 представляет собой полый цилиндрический барабан 8 с прямоугольными окнами 9. Внутри барабана 8 на направляющих 10 установлены магнитные блоки 11 прямоугольной формы. Снаружи барабана 8 установлен отжимной ролик 12 с пружиной 13. магнитные блоки 11 выполнены из верхних 14 и нижних 15 магнитных элементов, представляющих собой чередующиеся плоские магниты 16 и немагнитные прокладки 17. Верхние магнитные элементы 14 герметично установлены в окна 9 на поверхности полого цилиндрического барабана 8.

Верхние магнитные элементы 14 расположены в одной плоскости с соответствующими нижними магнитными элементами 15, установленными на ферромагнитном основании 18 с возможностью соосного перемещения нижних магнитных элементов 15 по направляющим 10 относительно верхних магнитных элементов 14 посредством кулачкового механизма перемещения 19.

Установка для очистки жидкости от ферромагнитных частиц работает следующим образом.

Жидкость, подлежащая очистке от ферромагнитных частиц, подается в емкость 1 по подводящему патрубку 2 в рабочую зону между вращающимся барабаном 8 и основанием 7 емкости 1. Под действием сильного магнитного поля ферромагнитные частицы (шлам) притягиваются к вращающемуся барабану 8 и выносятся из жидкости. Далее шлам на барабане попадает под отжимной ролик 12, который усилием пружины 13 отжимает СОЖ из слоя шлама. Поскольку верхними 14 и нижними 15 магнитными элементами создано сильное магнитное поле (фиг. 3) частицы шлама остаются притянутыми к поверхности барабана 8 во время отжима из него СОЖ. При дальнейшем вращении барабана 8 под действием кулачкового механизма элементов 15 по направляющим 10 относительно верхних магнитных элементов 14 (фиг. 4) и отключение (ослабление) магнитного поля. В это время происходит очистка барабана 8 от шлама посредством приспособления 6 для очистки барабана 8, выполненного, например, в виде ножа или скребка. После удаления с барабана 8 шлама посредством кулачкового механизма перемещения 19 происходит перемещение в обратном направлении нижних магнитных элементов 15 по направляющим 10 относительно верхних магнитных элементов 14 (фиг. 3), включение (усиление) магнитного поля и дальнейшая очистка жидкости от ферромагнитных частиц.

Очищенная жидкость выводится из емкости 1 по отводящему патрубку 3.

В предлагаемом изобретении предусмотрена возможность применения магнитных блоков отдельно (без барабана0 путем различной установки их по ходу движения очищаемой жидкости с последующей периодической заменой магнитных блоков со шламом на магнитные блоки с очищенными магнитными элементами.

Технико-экономический эффект предлагаемой установки для очистки жидкости от ферромагнитных частиц заключается в повышении степени очистки водных и масляных СОЖ, улучшении удобства и повышении эффективности эксплуатации установки.

Литература.

1. Патент РФ N 2036691, B 01 D 33/04, 1995.

2. Заявка ФРГ N 2710005, B 01 D 35/06, 1978.

3. Проспект фирмы ФРГ "Маннесманн" - прототип.

Формула изобретения

Установка для очистки жидкости от ферромагнитных частиц, содержащая емкость для очищаемой жидкости с подводящим и отводящим патрубками, магнитную систему с шламосборными элементами, приспособление для очистки шламосборных элементов, отличающаяся тем, что основание емкости для очищаемой жидкости выполнено цилиндрической формы, магнитная система с шламосборными элементами представляет собой полый цилиндрический барабан с прямоугольными окнами, внутри которого на направляющих установлены магнитные блоки прямоугольной формы и кулачковый механизм перемещения, а снаружи - отжимной ролик с пружиной, магнитные блоки выполнены из верхних и нижних магнитных элементов, представляющих собой чередующиеся плоские магниты и немагнитные прокладки, причем верхние магнитные элементы герметично установлены в окна на поверхности полого цилиндрического барабана и расположены в одной плоскости с соответствующими нижними магнитными элементами, установленными на ферромагнитном основании с возможностью соосного перемещения нижних магнитных элементов относительно верхних посредством кулачкового механизма перемещения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4