Способ и устройство очистки жидкостей от магнитных включений

Изобретение относится к области магнитной очистки технологических жидкостей. Способ очистки жидкостей от магнитных включений включает непрерывную подачу сепарируемой жидкости в герметичную емкость, содержащую совокупность магнитоводов, выполненных в виде набора чередующихся магнитных и немагнитных секций, расположенных в трубках из немагнитных материалов, и периодическое удаление осажденных магнитных частиц путем гидросмыва перпендикулярно оси магнитоводов. Очищаемую жидкость подают в направлении оси магнитоводов и стабилизируют поток жидкости вдоль них путем установки направляющих элементов между магнитоводами. Устройство очистки жидкостей содержит емкость с патрубками и перегородками, горизонтальные магнитоводы, выполненные в виде трубок из немагнитного материала, внутри которой размещена неразрывная цепь магнитных и немагнитных элементов с возможностью разделения магнитовода на чередующиеся рабочие и нерабочие зоны. Нерабочие зоны магнитоводов взаимодействуют со штоком линейного привода возвратно-поступательного периодического перемещения. Внутренние секции нерабочей зоны магнитовода выполнены в виде толкателя со сферическими наконечниками, своими концами упирающимися в капсулы. Технический результат заключается в повышении производительности устройства очистки. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области магнитной очистки технологических жидкостей (ТЖ), смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), моющих растворов и может быть использовано на металлообрабатывающих производствах при обработке металлов давлением, резанием и прокаткой.

Известен «Магнитный сепаратор, магнитовод и способ извлечения магнитных частиц из жидкой среды» (см. решение о выдаче патента на изобретение по заявке №2008102887/[phone] от 13.02.2009 г., кл. B03C 1/00 12), заключающийся в том, что магнитный сепаратор содержит емкость с патрубками и перегородками, горизонтальными магнитоводами, выполненными в виде трубки из немагнитного материала, внутри которой размещена неразрывная цепь магнитных и немагнитных элементов с возможностью разделения магнитовода на чередующиеся рабочие и нерабочие зоны. В рабочих зонах размещены с возможностью свободного перемещения вдоль трубки магнитные шайбы, разделенные составным немагнитным магнитопроводящим комплектом в виде двух седловидных шайб с шариками между ними. В нерабочих зонах магнитоводов размещены составные комплекты или шарики, взаимодействующие со штоком линейного привода с возможностью осуществления периодического возвратно-поступательного перемещения цепи элементов в трубке.

Способ очистки жидкости в известном магнитном сепараторе заключается в том, что жидкую среду для целей очистки или гидросмыва подают перпендикулярно оси магнитоводов.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа и устройства, относится то, что в процессе возвратно-поступательного перемещения магнитные шайбы, вследствие своей низкой прочности, изнашиваются и разрушаются, что приводит к выходу из строя магнитного сепаратора. Кроме того, подача очищаемой жидкости перпендикулярно оси магнитоводов способствует налипанию магнитного шлама на трубках только со стороны вектора направления жидкости, что существенно уменьшает площадь контакта.

Сущность способа заключается в том, что очищаемую жидкость подают в направлении оси магнитоводов и стабилизируют поток жидкости вдоль них путем установки направляющих элементов между магнитоводами.

Сущность устройства заключается в том, что внутренние секции нерабочей зоны магнитовода выполнены в виде толкателя со сферическими наконечниками, своими концами упирающимися в капсулы, а внутренние секции рабочей зоны выполнены в виде капсулы, свободно передвигающейся в трубке из немагнитного материала и собранной из трубы, заглушек со сферической поверхностью, обращенной к толкателям, немагнитных дисков, магнитных элементов и демпфирующей прокладки, причем заглушки оснащены направляющими кольцами из износостойких материалов. Кроме того, устройство комплектуется, как минимум, одной емкостью, которая дополнительно оснащена стержнями ромбовидной формы, расположенными между магнитоводами.

Использование предлагаемого изобретения обеспечивает следующий технический результат:

- повышение производительности устройства очистки,

- повышение надежности конструкции,

- повышение эффективности промывки.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что способ очистки жидкостей от магнитных включений включает непрерывную подачу сепарируемой жидкости в герметичную емкость, содержащую совокупность магнитоводов, выполненную в виде набора чередующихся магнитных и немагнитных секций, расположенных в трубках из немагнитных материалов, и периодическое удаление осажденных магнитных частиц путем гидросмыва перпендикулярно оси магнитоводов.

Особенность заключается в том, что очищаемую жидкость подают в направлении оси магнитоводов и стабилизируют поток жидкости вдоль них путем установки направляющих элементов между магнитоводами.

Устройство, реализующее способ очистки жидкостей, содержит емкость с патрубками и перегородками, горизонтальные магнитоводы, выполненные в виде трубок из немагнитного материала, внутри которой размещена неразрывная цепь магнитных и немагнитных элементов с возможностью разделения магнитовода на чередующиеся рабочие и нерабочие зоны, причем нерабочие зоны магнитоводов взаимодействуют со штоком линейного привода возвратно-поступательного периодического перемещения.

Особенность заключается в том, что внутренние секции нерабочей зоны магнитовода выполнены в виде толкателя со сферическими наконечниками, своими концами упирающимися в капсулы, а внутренние секции рабочей зоны выполнены в виде капсулы, свободно передвигающейся в трубке из немагнитного материала и собранной из трубы, заглушек со сферической поверхностью, обращенной к толкателям, немагнитных дисков, магнитных элементов и демпфирующей прокладки, причем заглушки оснащены направляющими кольцами из износостойких материалов. Кроме того, устройство комплектуется, как минимум, одной емкостью, которая дополнительно оснащена стержнями ромбовидной формы, расположенными между магнитоводами.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном изобретении, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение, способ и устройство для его реализации, соответствует условию «новизна».

Конструкция изобретения, реализующая заявленный способ, представлена на чертежах (фиг.1-4).

Фиг.1 - Продольный разрез устройства в режиме очистки жидкости.

Фиг.2 - Продольный разрез устройства в режиме промывки жидкости.

Фиг.3 - А-А. Поперечный разрез устройства в режиме промывки жидкости.

Фиг.4 - Фрагмент внутренней части магнитовода.

Устройство очистки жидкостей состоит из емкости 1 с решетчатыми перегородками 2, 3, 4, 5, 6 и 7, разделяющими внутренний объем емкости на: А - нерабочую зону (зону подачи жидкости), Б - рабочую зону (зону очистки жидкости) и В - нерабочую зону (зону сбора очищенной жидкости); входного патрубка 8 для подачи очищаемой жидкости, выходного патрубка 9 для сбора очищенной жидкости, входного патрубка 10 для подачи промывочной жидкости, выходного патрубка 11 для сбора промывочной жидкости с магнитным шламом, направляющих элементов - стержней 12 ромбической формы в поперечном сечении, пневмоцилиндров 13 и 14, платформ 15 и 16 со стержнями 17, магнитоводных трубок 18, выполненных из немагнитных материалов и оснащенных внутри толкателями 19 и капсулами 20, которые в свою очередь состоят из трубы 21, заглушек 22 со сферической поверхностью, обращенной к толкателям, немагнитных дисков 23, магнитных элементов 24 и демпфирующей прокладки 25, причем заглушки 22 оснащены направляющими кольцами 26 из износостойких материалов.

Способ очистки жидкостей от магнитных включений осуществляется следующим образом.

В режиме очистки. Сепарируемая жидкость (см. фиг.1) по входному патрубку 8 подается в нерабочую зону А емкости 1, где благодаря решетчатым перегородкам 2 и 3 равномерно распределяется по всей высоте емкости. Очистка жидкости от магнитных включений осуществляется в процессе движения последней вдоль оси магнитоводных трубок 18 в рабочей зоне Б. В этот момент капсулы 20, расположенные внутри магнитоводных трубок 18, находятся в рабочей зоне Б. Очищенная жидкость проходит сквозь решетчатые перегородки 4 и 5 в нерабочую зону В и по патрубку 9 сливается потребителю. Стержни 12 стабилизируют поток жидкости вдоль магнитоводных трубок 18.

В режиме промывки. При накоплении магнитного шлама на поверхности магнитоводных трубок 18 до заданной массы прекращается подача жидкости по патрубку 8 и слив жидкости по патрубку 9. В то же время включается пневмоцилиндр 13 и с помощью платформы 15 и стержней 17 перемещает толкатели 19, а с ними и капсулы 20, находящиеся внутри магнитоводных трубок 18. Перемещение осуществляется до момента, когда капсулы 20 из зоны Б сместятся в зону А (см. фиг.2). В этом положении снимается магнитное поле с зоны Б. После этого производится слив жидкости из емкости 1 по патрубку 11. При сливе часть налипшего на поверхности магнитоводных трубок 18 магнитного шлама уходит вместе с жидкостью. Для полного смыва шлама с поверхностей магнитоводных трубок 18 через патрубок 10 подается поток промывочной жидкости. В качестве промывочной жидкости может быть использована та же сепарируемая жидкость. Стержни 12 за счет своей конструкции в процессе промывки направляют поток жидкости вокруг магнитоводных трубок 18 и интенсифицируют процесс смыва шлама с их поверхности.

После промывки пневмоцилиндр 14 возвращает толкатели 19, а сними и капсулы 20 в исходное положение, то есть в зону Б. Начинается процесс сепарации.

Создание отдельных капсул 20 (см. фиг.4) с расположенными в них магнитными элементами 24 повышает надежность работы конструкции, так как в процессе передвижения капсул 20 магнитные элементы 24 находятся в неподвижном состоянии, не истираются и не испытывают механических нагрузок. Применение направляющих колец 26 из износостойких материалов способствует плавному перемещению капсулы 20 внутри магнитоводных трубок 18.

Подача сепарируемой жидкости вдоль магнитоводных трубок 18 увеличивает эффективную площадь осаждения магнитного шлама на поверхности трубок, что повышает производительность устройства очистки.

Установка направляющих элементов между магнитоводами в виде стержней 12 ромбической формы повышает эффективность промывки.

Таким образом, вышеизложенное описание свидетельствует о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:

- средство, воплощающее заявленное изобретение, при его осуществлении предназначено для магнитной очистки технологических жидкостей (ТЖ), смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), моющих растворов и может быть использовано на металлообрабатывающих производствах при обработке металлов давлением, резанием и прокаткой;

- для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в изложенной формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов;

- средство, воплощающее заявленное изобретение при осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемых заявителем поставленных технических задач. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».

1. Способ очистки жидкостей от магнитных включений, включающий непрерывную подачу сепарируемой жидкости в герметичную емкость, содержащую совокупность магнитоводов, выполненных в виде набора чередующихся магнитных и немагнитных секций, расположенных в трубках из немагнитных материалов, и периодическое удаление осажденных магнитных частиц путем гидросмыва перпендикулярно оси магнитоводов, отличающийся тем, что очищаемую жидкость подают в направлении оси магнитоводов и стабилизируют поток жидкости вдоль них путем установки направляющих элементов между магнитоводов.

2. Устройство очистки жидкостей от магнитных включений, содержащее емкость с патрубками и перегородками, горизонтальные магнитоводы, выполненные в виде трубок из немагнитного материала, внутри которых размещена неразрывная цепь магнитных и немагнитных элементов с возможностью разделения магнитовода на чередующиеся рабочие и нерабочие зоны, причем нерабочие зоны магнитоводов взаимодействуют со штоком линейного привода возвратно-поступательного периодического перемещения, отличающееся тем, что внутренние секции нерабочей зоны магнитовода выполнены в виде толкателя со сферическими наконечниками, своими концами упирающимися в капсулы.

3. Устройство очистки по п.2, отличающееся тем, что внутренние секции рабочей зоны выполнены в виде капсулы, свободно передвигающейся в трубке из немагнитного материала и собранной из трубы, заглушек со сферической поверхностью, обращенной к толкателям, немагнитных дисков, магнитных элементов и демпфирующей прокладки, причем заглушки оснащены направляющими кольцами из износостойких материалов.

4. Устройство очистки по п.2, отличающееся тем, что устройство комплектуется, как минимум, одной емкостью, которая дополнительно оснащена стержнями ромбовидной формы, расположенными между магнитоводами.