CN103721846A - 非连续式磁致流体筛分装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种非连续式磁致流体筛分装置，该装置主要由流体分离磁筛和磁回路构成。其特征是在闭合磁路中放置的流体分离磁筛分离流体中的磁性粒子和收集磁性粒子以非连续方式完成，第一步收集磁性粒子是在被分离流体流经流体分离磁筛时实现。第二步收集磁性粒子是被分离流体停止流通后利用灭磁和震动的方式实现。根据流体中磁性粒子含量及磁性的不同，可选择单级或多极流体分离磁筛的方式，每组流体分离磁筛可选择不同的磁场强度提高分离效果。本发明的非连续式磁致流体筛分装置，可用于环境保护、磁性金属回收、磁性矿物分选。
Description
技术领域
本发明涉及一种非连续式磁致流体筛分装置，特别是提供了一种利用磁场产生的磁力分离流体中磁性粒子的装置。
背景技术
将空气、液体、矿粉等流体中的磁性粒子分离出来，是环境保护、金属回收、选矿领域的基本工艺需求。环境保护需要将废液中的重金属分离并加以回收；工业垃圾中的磁性金属需要回收利用；磁性选矿机械需要提高选矿的效率；含有磁性粉尘的空气需要净化并回收金属物质。
近年来利用磁力分离磁性粒子的技术在选矿、金属回收和净化废气、废液的应用受到人们的关注，先后公开了许多发明创造，如中国专利201110090319.4，200620162175，200820117746，200610146181，200810030485等。其中发明专利201110090319.4中采用了磁筛的结构，但在连续的工作方式下进行分离和收集磁性粒子的效率低。这些发明创造普遍存在的难题是分离效果差，消耗能量高。
发明内容
本发明的目的是提供一种非连续式磁致流体筛分装置，该装置的流体分离磁筛先将磁性粒子聚集在高磁场密度的空间内，然后收集这些磁性粒子。分离磁性粒子与收集磁性粒子分步完成。
本发明的非连续式磁致流体筛分装置，包括至少一对磁极和闭合磁路，在磁极覆盖下的空间内由流体分离磁筛构成分离腔体，每个分离腔体内由多层磁筛筛网构成的流体分离磁筛的导磁线材和非导磁线材将其放置的磁场空间分割为若干个高梯度磁场和等磁势的微小空间。分离磁性粒子与收集磁性粒子分两步完成：第一步是分离磁性粒子，使被分离流体沿流体分离磁筛的导磁线材放置方向进入，磁性粒子在磁场作用下滞留在相邻磁筛筛网层导磁线材构成的高密度磁场的网格中，分离后的非磁性流体沿原方向的另一侧排出；第二步是收集磁性粒子，当高密度磁场区聚集的磁性粒子达到要求的丰度后，关闭被分离流体的进入通道，待分离腔体内分离完成的非磁性流体排除通道后，关闭这个排除通道并打开磁性粒子输出通道，利用震动和灭磁的方式收集滞留在磁筛筛网网格中的磁性粒子。根据流体中磁性粒子含量及磁性的不同，可选择单级或多极流体分离磁筛的方式，每组流体分离磁筛可选择不同的磁场强度提高分离效果。
由多片磁筛筛网组成的流体分离磁筛，导磁线材可采用方型线材，这样可以使流体分离磁筛中导磁线材之间的磁场强度均匀。如果导磁线材采用硬磁材料，充磁后形成捕获磁性粒子的磁场，局部磁场强度可以提高且勿需外部提供励磁。磁筛筛网网孔的大小可以根据被分离流体颗粒物的大小选择，单位面积上网孔的数量多，分离效果好，但应保证流体中颗粒物能顺利通过。对于可悬浮流动的流体，例如矿泥泥浆，流体通道可以水平放置。对于不能悬浮流动的矿粉，流体通道需垂直放置，依靠重力使矿粉流动。为改善流体的流通性和控制流体运动的速度，安装有震动器，有利于流体的流动和分离后磁性粒子的收集。
如果导磁线材采用软磁材料，非导磁线材采用不导电的塑料等高分子材料制作磁筛的筛网，并在分离磁筛的外磁路加入高频率励磁电源，则可以俘获流体中的导体粒子并收集。前提是要将流体中磁性粒子先行分离出去。电源的频率和高频磁场的强度需根据流体中导体粒子的导电性能及粒子的大小来选择，粒子的尺度越小，电源的频率就越高。当采用较高频率的励磁电源时，流体应含水分较低，以便降低电源消耗。分离的原理是利用导体粒子在高频磁场下产生感应涡流并形成磁场，在磁力作用下导体粒子滞留在磁筛筛网间磁场强度较高的区域。
附图说明
图1.是本发明的非连续式磁致流体筛分装置流体分离磁筛筛网的结构示意图；
图2.是本发明的非连续式磁致流体筛分装置的结构示意图；
图3.是本发明的非连续式磁致流体筛分装置的实施例图；
图4.是磁路灭磁电路原理图。
具体实施方式
结合图1，非导磁线材1和导磁线材2接近正交叠放，在交叉点3处焊接或粘接后组成流体分离磁筛的磁筛筛网。筛网中导磁线材与非导磁线材处于各自的平面内。导磁线材采用导磁金属材料或硬磁材料，非导磁线材可使用非磁性金属材料，也可使用非金属材料，例如纤维增强塑料。选用金属材料应选用电阻率高的材料，否则会产生较大的涡流损耗。在图2中，每层磁筛筛网导磁线材2之间的磁场由励磁线圈9提供磁势并经导磁磁路8构成闭合磁路，处于磁极下的非导磁外壳5内的腔体叠放由多片磁筛筛网组成流体分离磁筛4，每片磁筛筛网的平面与磁路的磁感应强度方向相垂直，被分离流体沿导磁线材放置的方向6流经流体分离磁筛，从同一方向7流出。流体中的磁性粒子在相邻磁筛筛网层导磁线材间高强度磁场作用下被滞留在这个区间内。
图3是本发明的非连续式磁致流体筛分装置的实施例。本例中采用第一级分离磁筛体12和第二级分离磁筛体13完成流体中磁性粒子的分离。第一级分离磁筛体采用较低的磁场强度，用于分离高导磁率的粒子；第二级分离磁筛体采用较强的磁场强度，用于分离导磁率较低的磁性粒子。两级分离磁筛体磁场强度的配合根据流体内磁性粒子成份和导磁性能选择。被分离流体沿方向10由流体进入槽11进入分离磁筛体。经过第一级分离磁筛体分离后通过旁路斜槽20上处于开启状态的活动百页门21进入第二级分离磁筛体。经过第二级磁筛体分离后的尾矿从出料槽22排出。当分流料斗17沿19的方向移动到左侧，尾矿从分离料斗右侧出口沿16的方向排出。为提高被分离流体在分离磁筛体中的流通性，由振动器14提供机械振动。
当分离磁筛体中磁性粒子的丰度达到要求时，停止原料进入，等待已经分离的尾矿排出结束后，关闭旁路斜槽20上的活动百页门21并使分流料斗17沿18的方向移动到右侧，进入磁性粒子的收集过程。为使滞留在分离磁筛体中的磁性粒子脱离磁筛中磁力的约束，可用图4中电路的原理进行灭磁操作：在打开励磁线圈24的电源开关27的同时关闭灭磁回路开关28，电源26停止供电。励磁线圈中产生的自感电动势向电容器25充电，在磁路中产生反向磁场。之后励磁回路电感与电容器25之间形成衰减振荡，使得磁筛及其磁回路中的剩磁降到最低。然后再利用振动器14产生强度较高的震动，使滞留在分离磁筛体中的磁性粒子下落，分离磁筛体12中的磁性粒子经旁路斜槽20及其出口沿方向15排除；分离磁筛体13中的磁性粒子经分流料斗17左侧出口沿方向15排出并被收集。这样分离磁性粒子与收集磁性粒子分为两个步骤，完成非连续的利用磁场磁力分离并收集磁性粒子的过程。以上是本发明的非连续式磁致流体筛分装置实施方式原理的说明。
Claims (5)
1.一种非连续式磁致流体筛分装置，其特征是在闭合磁路中放置的流体分离磁筛分离流体中的磁性粒子和收集磁性粒子以非连续方式完成，第一步收集磁性粒子是使被分离流体沿流体分离磁筛的导磁线材放置方向流经流体分离磁筛时实现；第二步收集磁性粒子是被分离流体停止流通后利用灭磁和震动的方式实现。
2.根据权利要求1的非连续式磁致流体筛分装置，其特征是流体分离磁筛筛网中导磁线材可采用方型截面，获得导磁线材间均匀的磁场强度。
3.根据权利要求1的非连续式磁致流体筛分装置，其特征是组成流体分离磁筛筛网的导磁线材可采用硬磁材料，充磁后形成捕获磁性粒子的磁场。
4.根据权利要求1的非连续式磁致流体筛分装置，其特征是组成流体分离磁筛筛网的导磁线材可采用软磁材料，外部加入高频励磁磁场，分离流体中的导体粒子。
5.根据权利要求1的非连续式磁致流体筛分装置，其特征是可采用多级分离方式，每级分离选择不同的磁场强度。
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