Магнитная система

Изобретение используется в качестве магнитной системы для магнитных сепараторов и предназначено для обогащения слабомагнитных концентратов различных пород в горнодобывающей, пищевой, стекольной, химической и других промышленных отраслях. Позволяет повысить эффективность сепарации путем использования магнитной системы с оптимально подобранным соотношением размеров элементов магнитной системы, непосредственно влияющих на магнитную силу поля и градиент напряженности поля. Магнитная система включает блок постоянных дисковых магнитов с чередующимися с ними через один дисковыми концентраторами, жестко установленными на горизонтальном валу. Торцевые плоскости магнитов и концентраторов перпендикулярны горизонтальной оси системы. Постоянные дисковые магниты выполнены из сплавов редкоземельных металлов на основе Nd-Fe-B или Sm-Co, обращены друг к другу одноименными полюсами и ограничены торцевыми шайбами. Параметры элементов магнитной системы, влияющие на силу и градиент напряженности магнитного поля, связаны между собой следующим соотношением: L=n(bm+bk)-bk+2bt, где L - длина магнитной системы; bm - толщина дискового магнита; bk - толщина дискового концентратора; bt - толщина торцевой шайбы; n - количество дисковых магнитов. 1 табл., 10 ил.

 

Изобретение используется в качестве магнитной системы для магнитных сепараторов и предназначено для обогащения слабомагнитных концентратов различных пород в горнодобывающей, пищевой, стекольной, химической и других промышленных отраслях.

Известна "Магнитная система барабанного сепаратора", включающая чередующиеся радиально и азимутально намагниченные магниты. Радиально намагниченные магниты имеют трапецеидальное сечение и высоту, равную 0.25-0.35 высоты азимутально намагниченных магнитов. Последние имеют прямоугольное сечение, их боковые грани составляют угол 20-30°

Авт. св-во СССР №2013137, МКИ В03С 1/10, дата публ. 1994.05.30.

Известен магнитный сепаратор с магнитной системой из дисковых магнитов и немагнитных прокладок. Компоновка дисковых магнитов и немагнитных прокладок выполнена на горизонтальном валу. Отклонение ферромагнитных частиц, подлежащих извлечению, происходит в направлении, нормальном к направлению потока диамагнитного материала.

Авт св-во СССР №1007732, МКИ В03С 1/00, БИ 12, 1983 г.

Известен также магнитный сепаратор с магнитной системой, выполненной из дисковых концентраторов. Торцевые плоскости дисков магнитов и концентраторов расположены горизонтально. Дисковые магниты и концентраторы расположены друг над другом с чередованием и образуют таким образом вертикальную цилиндрическую магнитную систему.

Патент США №3960716, МКИ В03С 1/12 от 01.06.1976 г.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является "Ролик магнитного сепаратора", магнитная система которого выполнена из дисковых магнитов и ферромагнитных дисковых концентраторов, скомпонованных на горизонтальном валу. На данной схеме компоновки магнитной системы направление действия магнитной силы Fмаг на частицу и механических сил Fт, Fин, Fп не совпадают.

Заявка Великобритании №2132918, публ. 84.07.18, МКИ В03С 1/12. Изобретения стран мира, 1985 г.

Общими недостатками аналогов и прототипа являются отсутствие зависимости параметров элементов магнитной системы и их влияния на создаваемое системой магнитное поле.

К техническому результату относится повышение эффективности сепарации путем использования магнитной системы с оптимально подобранным соотношением размеров элементов магнитной системы, непосредственно влияющих на магнитную силу поля и градиент напряженности поля.

Технический результат достигается за счет того, что магнитная система сепаратора, включает блок постоянных дисковых магнитов с чередующимися с ними через один дисковыми концентраторами, жестко установленными на горизонтальном валу. Торцевые плоскости магнитов и концентраторов перпендикулярны горизонтальной оси системы. Постоянные дисковые магниты выполнены из сплавов редкоземельных металлов на основе Nd-Fe-B или Sm-Co, обращены друг к другу одноименными полюсами и ограничены торцевыми шайбами. Параметры элементов магнитной системы, влияющие на силу и градиент напряженности магнитного поля, связаны между собой следующим соотношением:

L=n(bm+bk)-bk+2bt,

где L - длина магнитной системы;

bm - толщина дискового магнита;

bk - толщина дискового концентратора;

bt - толщина торцевой шайбы;

n - количество дисковых магнитов.

Для создания магнитной системы с оптимально подобранными размерами ее элементов, непосредственно влияющих на магнитную силу поля и градиент напряженности поля, были получены следующие экспериментальные данные.

В качестве базовой была принята конструкция проектируемой магнитной системы сепаратора (фиг.1), представляющая собой периодическую структуру, содержащую секции постоянных магнитов 1, чередующиеся с дисковыми концентраторами 2, выполненными из магнитно-мягкого материала, при этом система ограничена торцевыми шайбами 3. Постоянные магниты намагничены в продольном направлении и расположены таким образом, что соседние постоянные магниты имеют противоположные направления намагниченности.

Технические требования к проектируемой магнитной системе

а) Максимальные значения радиальной компоненты вектора магнитной индукции

на расстоянии 0.4 мм от внешней поверхности магнитной системы: в диапазоне 1,2-2,2 Т.

б) Ширина постоянного магнита (ПМ), не более: 50 мм.

Дополнительно к техническим требованиям, система должна удовлетворять следующим ограничениям на габаритные размеры и используемые магнитные материалы:

Габаритные размеры:

Внешний диаметр не более50-300;
Общая длина магнитной системыв диапазоне 100-2000 мм

Материалы и их магнитные характеристики составляющих магнитной системы.

- Постоянные магниты из редкоземельного сплава Nd-Fe-B или Sm-Co.

- Дисковые концентраторы и торцевые шайбы из стали Ст.3-45.

Магнитные характеристики указанных материалов представлены на фиг.2, 3.

Оценивая предложенную зависимость параметров элементов магнитной системы, выявляем следующие основные параметры, влияющие на силу и градиент напряженности магнитного поля:

а) длина магнитной системы;

б) толщина дискового магнита;

в) толщина дискового концентратора

г) толщина торцевой шайбы;

д) количество дисковых магнитов.

Соответственно этим предположениям была проведена серия расчетов для изучения указанных зависимостей.

Расчеты зависимости от длины магнитной системы и количества дисковых магнитов проводились для ширины вставки 2.5 мм. В ходе расчетов для заданной ширины секции количество секций выбиралось таким образом, чтобы полная длина системы находилась в диапазоне 100-2000 мм. Результаты представлены на фиг.4-10. На представленных фигурах сплошной линией отмечена продольная компонента поля, а пунктирной - радиальная компонента. Ось абсцисс отсчитывается от плоскости симметрии системы.

Результаты исследований, отраженные на фиг.1-10, сведены в табл.1.

Табл.1

Максимумы радиальной компоненты магнитной индукции
ВариантПолная длина ПММаксимум поля
15×2,51001300
20×72801304
30×53001402
40×43201401
50×2,52501449
50×33001500
50×3,53501520
50×44001454
15×1,58001500
15×1,510001505
15×1,515001520
15×1,520001515

Наиболее значимой является зависимость значений поля в зоне над торцами дисковых концентраторов их от ширины. Из качественных соображений следует, что эта зависимость должна обладать экстремумом при определенном значении ширины концентратора. В силу непрерывного характера исследуемой зависимости следует наличие единственного экстремума при определенном значении ширины вставки. Для его нахождения на базе варианта с секцией постоянных магнитов 15 мм и набором секций до различной длинной магнитной системы: 800, 1000, 1500, 2000 была рассчитана серия задач с толщиной дисковых концентраторов 1,5 мм, результаты также сведены в таблицу 1.

Исходя из вышеприведенных данных и была выведена оптимальная зависимость между собой размеров элементов магнитной системы, непосредственно влияющих на магнитную силу поля и градиент напряженности поля.

Предложенное в качестве изобретения техническое решение позволяет повысить эффективность сепарации путем использования магнитной системы из редкоземельных сплавов на основе Nd-Fe-B или Sm-Co и с оптимально подобранным соотношением размеров элементов магнитной системы, непосредственно влияющих на магнитную силу поля и градиент напряженности поля.

Магнитная система сепаратора, включающая блок постоянных дисковых магнитов с чередующимися с ними через один дисковыми концентраторами, жестко установленными на горизонтальном валу, при этом торцевые плоскости магнитов и концентраторов перпендикулярны горизонтальной оси системы, отличающаяся тем, что постоянные дисковые магниты выполнены из сплавов редкоземельных металлов на основе Nd-Fe-B или Sm-Co, обращены друг к другу одноименными полюсами и ограничены торцевыми шайбами, причем параметры элементов магнитной системы, влияющие на силу и градиент напряженности магнитного поля, связаны между собой следующим соотношением:

L=n(bm+bk)-bk+2bt,

где L - длина магнитной системы;

bm - толщина дискового магнита;

bk - толщина дискового концентратора;

bt - толщина торцевой шайбы;

n - количество дисковых магнитов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области магнитного разделения и может быть использовано в химической, пищевой, энергетической, металлургической, машиностроительной и других отраслях промышленности для удаления из текучих сред примесей, склонных к магнитному осаждению.

Изобретение относится к области магнитного разделения и может быть использовано в химической, пищевой, энергетической, металлургической, машиностроительной и других отраслях промышленности для удаления из жидких и газообразных сред различных ферропримесей, склонных к магнитному осаждению.

Изобретение относится к области магнитного разделения и может быть использовано в химической, пищевой, энергетической, металлургической, машиностроительной и других отраслях промышленности для удаления из жидких и газообразных сред различных магнитовосприимчивых примесей, т.е.

Изобретение относится к магнитной сепарации и предназначено для очистки различных сыпучих немагнитных материалов от содержащихся в них металлопримесей крупностью от 0,01 мм и выше.

Изобретение относится к магнитной сепарации и предназначено для очистки различных технических жидкостей и суспензий от содержащихся в них металлопримесей крупностью от 0,001 мм и выше.

Изобретение относится к машиностроению, в частности, к обработке изделий на оборудование с применением алмазно-абразивного инструмента (шлифовальные круги) и охлаждающей жидкости для качественной обработки поверхностей как по наружному, так и по внутреннему диаметру.

Изобретение относится к сепарации слабомагнитных материалов по магнитным свойствам в различных отраслях промышленнсти, в частности в горнорудной, химической, пищевой.

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, в частности, для улавливания тонкого золота, но может быть использовано в других отраслях народного хозяйства, например, для очистки дисперсных материалов от металлических или инородных частиц.

Изобретение относится к способу разделения находящихся во взвешенном состоянии в потоке жидкости относительно магнитных минеральных частиц Pm, обладающих магнитной восприимчивостью Xm при Xm>0, и относительно немагнитных частиц Pn, обладающих магнитной восприимчивостью Xn при Xm>Xn.

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, в частности, для обогащения тонкого золота. .

Изобретение относится к устройствам для очистки водных и газовых потоков от содержащихся в них частиц, обладающих магнитными свойствами, и может быть использовано в объектах тепловой и атомной энергетики, металлургии, химической и пищевой промышленности, радиоэлектронике, медицине и других отраслях

Изобретение относится к способу и устройству для магнитной сепарации, в частности к вертикальному кольцевому магнитному сепаратору для удаления железа из угольной золы и способу магнитного удаления железа посредством применения магнитного сепаратора. Вертикальный кольцевой магнитный сепаратор для удаления железа из угольной золы состоит из вращающегося кольца (101), индуктивного средства (102), верхнего железного ярма (103), нижнего железного ярма (104), магнитной катушки возбуждения (105), отверстия подачи (106), емкости для хвостов (107) и устройства промывки водой (109). Отверстие подачи (106) предназначено для подачи угольной золы, предназначенной для удаления железа, а емкость для хвостов (107) для удаления немагнитных частиц, оставшихся после процесса удаления железа. Верхнее железное ярмо (103) и нижнее железное ярмо (104) расположены на внутренней и наружной стороне нижней части вращающегося кольца соответственно (101). Устройство промывки водой (109) расположено над вращающимся кольцом (101). Индуктивное средство (102) сосредоточено во вращающемся кольце (101). Магнитная катушка возбуждения (105) расположена по внешней границе верхнего (103) и нижнего железного ярма (104) с тем, чтобы образовывать пару магнитных полюсов для создания магнитного поля в вертикальном направлении, где индуктивное средство (102) представляет собой слои ячеек стальных пластин. Каждая такая ячейка стальных пластин переплетена проволокой, края которой имеют острые углы призматической формы. Вертикальный магнитный сепаратор создает напряженность магнитного поля, по крайней мере, 15,000 Гс. Изобретение позволяет увеличить эффективность удаления железа, по крайней мере, на 20% и снизить стоимость производства. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области оборудования для сепарации полезных ископаемых и, в частности, к вертикальному кольцевому высокоградиентному магнитному сепаратору. Вертикальный кольцевой высокоградиентный магнитный сепаратор содержит катушку обмотки возбуждения и кожух катушки. Катушка обмотки погружена в охлаждающее вещество в кожухе катушки и имеет многослойную структуру. Между каждым слоем или множеством слоев катушки обмотки предусмотрен изолирующий элемент для образования зазоров, через которые проходит охлаждающее вещество. Технический результат - повышение эффективности сепарации, а также получение повышенной напряженности магнитного поля. 9 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой магнитное устройство для изучения сил внутреннего взаимодействия в растворе и может использоваться в физической химии. Устройство включает мощный электромагнит с полюсными наконечниками в форме усеченных конусов с высокой чистотой механической обработки рабочих поверхностей, с регулируемой соосностью полюсных наконечников, причем конусные образующие поверхности обоих полюсов являются одна продолжением другой. Также устройство включает пробирку с водным или другим диамагнитным раствором парамагнетика, помещенную в центр межполюсного промежутка, в которой под действием высокоградиентного магнитного поля отделяется конденсат растворенного парамагнетика от диамагнитного растворителя, когда магнитные силы превосходят силы внутреннего взаимодействия в растворе. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области магнитной сепарации, а именно к способам селективного извлечения сильномагнитных частиц из водных суспензий или аэровзвесей, и может быть использовано в горнодобывающей, металлургической (получение сырья для бездоменного производства стали) и других отраслях промышленности. Способ извлечения сильномагнитных частиц из жидкостных сред включает подачу пульпы сверху в ферромагнитную высокоградиентную матрицу, воздействие высокоградиентным переменным магнитным полем, осаждение сильномагнитных частиц на элементах ферромагнитной матрицы, смыв частиц с ферромагнитных элементов. На ферромагнитную матрицу осуществляют воздействие переменным магнитным полем с низкой напряженностью, соответствующей максимуму магнитной проницаемости магнетита. Матрицу выполняют из упругодеформируемых элементов, причем кривизна полюсов матрицы соответствует размеру извлекаемых частиц. Технический результат - улучшение качества получаемого концентрата, а также повышение производительности способа. 1 ил.
Наверх