Магнитный сепаратор

Изобретение относится к области магнитной очистки технологических жидкостей, смазочно-охлаждающих жидкостей, моющих растворов и может быть использовано на металлообрабатывающих производствах, включающих обработку металлов давлением, резанием, а также связанных с прокатом. Магнитный сепаратор включает вертикальные цилиндрические магнитные патроны, выполненные в виде набора постоянных магнитов, имеющих в сечении форму кольца из материала с остаточной магнитной индукцией В_r=0,1-3,0 Тл. Постоянные магниты плотно надеты на стержень или трубку из магнитомягкого материала и помещены в немагнитную гильзу. Приводы магнитного сепаратора выполнены в виде электродвигателей. Технический результат: увеличение шламоемкости патронов, равномерное распределение шлама по поверхности патрона, увеличение длительности технологического цикла, повышение производительности процесса очистки. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относятся к области магнитной очистки технологических жидкостей (ТЖ), смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), моющих растворов и может быть использовано, на металлообрабатывающих производствах, включающих обработку металлов давлением, резанием, а также связанных с прокатом.

Известен магнитный сепаратор по авторскому свидетельству 915897 В01D 35/06, содержащий корпус с подводящим и отводящим патрубками и трубной доской в качестве установочной рамы в верхней части корпуса, к которой прикреплены посредством резьбового соединения вертикальные немагнитные стержни с нанизанными на них магнитными и немагнитными шайбами, по сечению корпуса стержни расположены в шахматном порядке, средство для удаления шлама выполнено в виде регенерационных труб, установленных вертикально между магнитными стержнями. Каждая из труб равноудалена от трех ближайших магнитных стержней и имеет в плоскостях немагнитных (сорбционных) шайб три радиальных отверстия в направлении осей магнитных стержней. Регенерационные трубы подключены к системе напорного водоснабжения, при этом распределительная система подачи отмывочной воды расположена внутри корпуса.

Известный сепаратор характеризуется недостаточной производительностью очистки, малой шламоемкостью стержней и технологической сложностью конструкции. Комплект водонапорных труб занимает большое место внутри корпуса и этот объем не участвует в решении задачи очистки ТЖ. Малоэффективна регенерация стержней путем создания напорных струй воды, поскольку первый слой магнитного шлама на поверхности шайб и ближайшие к нему, расположенные по месту концентрации магнитного поля, не сбиваются струей, что подтверждает указанная степень регенерации стержней 80-90%.

Наиболее близким к изобретению по числу сходных признаков является магнитный сепаратор по патенту РФ 2207912 от 10.07.2003. Сепаратор содержит емкость с подводящим и отводящим патрубками для размещения обрабатываемой технологической жидкости; укрепленные на емкости консольно верхнюю и нижнюю приводную платформы (траверсы по терминологии прототипа), установленные с возможностью вертикального перемещения посредством линейного подшипника качения, укрепленного на вертикальной колонне. На верхней платформе установлены головной частью вертикальные цилиндрические магнитные патроны, сгруппированные в ряды. На приводной платформе укреплен шламосъемник в виде совокупности манжет, которые охватывают каждый магнитный патрон по скользящей посадке.

В емкости патроны располагаются поперек потока. Удаление шлама в известном сепараторе осуществляют путем сброса шлама в подводимый приводной конвейер. Консольные нагрузки на линейный подшипник минимизируются с помощью противовесов.

Сепаратор, использующий вертикальные магнитные патроны, является средством очистки магнитного шлама с высокой производительностью ввиду высокой разделительной поверхности патронов. Однако шламоемкость патронов недостаточна ввиду дискретности распределения магнитных силовых линий, а шламоемкость прямо связана с производительностью магнитного сепаратора.

Изобретение позволяет увеличить шламоемкость патронов за счет равномерности распределения шлама по поверхности патрона, тем самым увеличить длительность технологического цикла и производительность работы магнитного сепаратора.

Заявляется магнитный сепаратор, содержащий емкость с подводящим и отводящим патрубками для размещения очищаемой технологической жидкости; верхнюю и нижнюю приводную платформы, установленные с возможностью вертикального перемещения относительно емкости; ряды вертикальных цилиндрических магнитных патронов, сгруппированных в виде кассет и установленных головной частью с радиальным зазором в отверстиях плиты, принадлежащей верхней платформе; средство периодической жесткой фиксации верхней платформы в верхнем положении; шламосъемник в виде совокупности манжет, которые охватывают нижней кромкой каждый магнитный патрон по скользящей посадке; средство транспортирования шлама в виде подводимого приводного конвейера, отличающийся тем, что магнитные патроны выполнены в виде набора постоянных магнитов, имеющих в сечении форму кольца из материала с остаточной магнитной индукцией В_r величиной 0,1-3,0 Тл, характеризующихся радиальной намагниченностью с радиальным направлением вектора напряженности магнитного поля, плотно надетых на стержень или трубку из магнитомягкого материала, разделенных прокладками из такого же материала и помещенных в немагнитную гильзу.

В сепараторе средство периодической фиксации верхней платформы в верхнем положении выполнено в виде балок, жестко связанных с платформой, ориентированных в плане на верхние грани подводимого конвейера в режиме очистки патронов.

Магнитные патроны закреплены в отверстиях плиты резьбовым соединением.

Манжеты шламосъемника выполнены из эластичного материала, имеют сечение, сужающееся к низу, и охватывают магнитный патрон нижней кромкой манжеты.

В магнитном сепараторе платформы установлены с возможностью вертикального перемещения на стойках рамы, выполненных по периметру емкости.

Приводы магнитного сепаратора выполнены в виде электродвигателей.

Изобретение поясняется чертежеми. На фигуре 1 показан сепаратор в режиме очистки технологической жидкости с нижним расположением платформы с патронами. На фигуре 2 дан другой вид сепаратора в режиме очистки патронов. На фигуре 3 показан магнитный патрон, его взаимодействие с манжетами шламосъемника и закрепление в плите. На фигурах 4 и 5 даны сечения патрона.

Стойки 1 установочной рамы расположены по периметру емкости 2 с подводящим и отводящим патрубками 3 и 4. Перемещение верхней платформы 5 и нижней платформы 6 относительно стоек осуществляется электродвигателем 7, редуктором 8, установленным на нижней платформе (звездочки и цепи редуктора на фигуре показаны, но позиции не имеют).

Патроны 9 крепятся к плите 10, жестко связанной разъемным соединением с верхней платформой 5. Шламосъемник 11 имеет совокупность манжет 12, охватывающих патроны 9.

Под ряды патронов 9, закрепленные на отдельной плите, подводятся конвейеры 13, которые имеют свои приводы (на фигуре не показаны). В верхнем положении платформы 5 ее балки 14 опираются на площадку, принадлежащую верхней грани конвейера 13.

Магнитные патроны 9 выполнены в виде набора постоянных магнитов 15 (фигура 3), характеризующихся радиальной намагниченностью с радиальным направлением вектора напряженности магнитного поля, разделенных прокладками 16 из магнитомягкого материала и помещенных в немагнитную гильзу 17. Прокладки необходимы для уменьшения рассеивания между полюсами магнитного потока в зазоре. Магниты выполнены полыми, имеющими в сечении форму кольца, и плотно надеты на стержень 18 или трубку 19 из магнитомягкого материала (фигуры 4, 5). Стержень и трубка играют роль шунта магнитного поля. Их использование для целей формирования магнитного поля равнозначно. Вместе с тем стержень придает прочность и жесткость патрону, трубка позволяет снизить вес патронов и нагрузку на привод. Выбор формы шунта связан с размером патронов и допустимыми затратами на изготовление и эксплуатацию магнитного сепаратора. Материал колец с остаточной магнитной индукцией В_r величиной 0,1-3,0 Тл позволяет повысить степень тонкой очистки ε не менее чем на 30-40%. Например, для изготовления магнитных колец могут быть использованы керамические ферритобариевые магниты, изготавливаемые на ОАО «МСЗ» (Машиностроительный завод), г.Электросталь. Работа магнитного сепаратора с патронами, набранными из указанных магнитов, может осуществляться и вне указанного интервала 0,1-3,0 Тл. Заявляемый интервал определен, исходя из технической и технологической целесообразности. Так, при величине В_r менее 0,1 Тл степень очистки недостаточна при требуемой производительности сепаратора около 20 тыс.куб.м в час. При В_r более 3,0 Тл благодаря сильному магнитному полю магнитный шлам эффективно извлекается из очищаемой жидкости, но вместе с тем встает серьезная технологическая задача съема магнитного шлама с патронов. Кроме того, такие магнитны приводят к существенному и неоправданному удорожанию сепаратора. Кольцевидные постоянные магниты имеют радиальную намагниченность. Это приводит к увеличению магнитного поля на наружной поверхности магнитов и к более плотному распределению магнитных силовых линий по высоте патрона, что увеличивает шламоемкость патронов. При увеличении шламоемкости патронов увеличивается длительность технологического цикла, а, следовательно, и производительность работы магнитного сепаратора. Гильза 17 из немагнитного материала обеспечивает хорошее скольжение манжет по патронам и предохраняет магниты от разрушения.

Патроны 9 крепятся головной частью с радиальным зазором в сквозных отверстиях плиты 10, принадлежащей верхней платформе 5, резьбовым соединением: шайбы 20, гайки 21 и контргайки 22. Радиальный зазор патронов позволяет избежать заклинивания при работе шламосъемника. Для плотного и хорошего скольжения манжет 12 они выполнены из эластичного материала (например, резины), имеют сужающее к низу сечение, и трение манжеты зависит только от площади касания патрона нижней кромкой манжеты.

Магнитный сепаратор работает следующим образом.

В режиме сепарации обе платформы 5 и 6 находятся в крайнем нижнем положении, при котором магнитные патроны 9 погружены в очищаемую технологическую жидкость поперек потока ТЖ в емкости. Происходит активное осаждение магнитного шлама на патронах. Для удаления ферромагнитного шлама приводом 7 обе платформы поднимаются в верхнее положение. Под кассеты с патронами подводятся конвейеры 13. Затем выполняется спуск платформ, верхняя платформа 5 через 2-3 см хода останавливается, так как ее балка 14 устанавливается на опорной площадке конвейера 13. При спуске нижней платформы 6 по неподвижным патронам шлам сбрасывается с патронов на конвейеры 13 и удаляется из зоны очистки в стационарный конвейер или лоток (не показаны на фигурах). Затем нижняя платформа движется вверх, приподнимает на 2-3 см верхнюю платформу, и из-под патронов отводятся конвейеры. Обе платформы опускаются в нижнее положение. Достаточность цикла сепарации определяется либо оператором опытным путем, либо иными средствами (по времени, по массе шлама и пр.).

Магнитный сепаратор может быть изготовлен с использованием известных технологий, материалов и оборудования.

1. Магнитный сепаратор, содержащий емкость с подводящим и отводящим патрубками для размещения очищаемой технологической жидкости; верхнюю и нижнюю приводную платформы, установленные с возможностью вертикального перемещения относительно емкости; ряды вертикальных цилиндрических магнитных патронов, сгруппированных в виде кассет и установленных головной частью с радиальным зазором в отверстиях плиты, принадлежащей верхней платформе; средство периодической жесткой фиксации верхней платформы в верхнем положении; шламосъемник в виде совокупности манжет, которые охватывают нижней кромкой каждый магнитный патрон по скользящей посадке; средство транспортирования шлама в виде подводимого приводного конвейера, отличающийся тем, что магнитные патроны выполнены в виде набора постоянных магнитов, имеющих в сечении форму кольца из материала с остаточной магнитной индукцией В_r величиной 0,1-3,0 Тл, характеризующихся радиальной намагниченностью с радиальным направлением вектора напряженности магнитного поля, плотно надетых на стержень или трубку из магнитомягкого материала, разделенных прокладками из такого же материала, и помещенных в немагнитную гильзу.

2. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что в сепараторе средство периодической фиксации верхней платформы в верхнем положении выполнено в виде балок, жестко связанных с платформой, ориентированных в плане на верхние грани подводимого конвейера в режиме очистки патронов.

3. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что магнитные патроны закреплены в отверстиях плиты резьбовым соединением.

4. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что манжеты шламосъемника выполнены из эластичного материала; имеют сечение, сужающееся книзу, и охватывают магнитный патрон нижней кромкой манжеты.

5. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что в магнитном сепараторе платформы установлены с возможностью вертикального перемещения на стойках рамы, выполненных по периметру емкости.

6. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что приводы магнитного сепаратора выполнены в виде электродвигателей.