CN212493464U - 往复串罐式超导磁选机的改进磁系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种往复串罐式超导磁选机的改进磁系统，所述磁选机包含相互配合的磁系统和分选结构子系统两个子系统，所述磁系统包含低温恒温器(2)，所述低温恒温器(2)外套设有高导磁材料(3)，所述低温恒温器(2)内设有超导绕组(1)，在低温恒温器(2)内孔径中心截面两侧对称的圆柱体空间产生的磁场为主磁场，在高导磁材料(3)外面空间所产生的磁场为漏磁场，主磁场与漏磁场之间为磁场的过渡区域，主磁场与漏磁场之间的磁场过渡区域内，设有反向绕组(7)。本实用新型的结构巧妙，改善了聚磁介质的清洗效果，提高了装置的生产效率、延长了聚磁介质的使用寿命。

Description

往复串罐式超导磁选机的改进磁系统

技术领域

本实用新型涉及一种磁力分离装置的磁系结构，具体涉及一种往复串罐式超导磁选机的改进磁系统。

背景技术

往复串罐式高梯度超导磁选系统最早被英国Carpco公司作为工业化产品而生产。该公司于1981年获得了该技术的英国实用新型专利(专利号：1599824)，继而于1999年获得了该技术的美国实用新型专利(专利号：5868257)。高梯度磁选机是一种利用在磁场中被磁化的聚磁介质捕获磁性颗粒的磁力分离装置。由于采用了超导绕组，该磁选系统的磁场空间和磁场强度均超越了其它类型的高梯度磁选机，使得分选弱磁性矿物能够同时满足产量和品质的要求，是提高资源利用效率和资源利用品质的理想设备。2010年以后，该磁选系统除原有高岭土提纯工业应用以外，其应用范围已经扩展到长石和铝土矿提纯领域，而且随着技术的不断改进，其应用范围有继续扩大的趋势。与大口径强磁场相匹配的是该磁选系统的往复串罐式的分选罐结构。它由两个独立的分选腔组成，分选腔内部按一定填充率充满用来捕获矿浆中弱磁性颗粒的聚磁介质，分选腔之间交替排放3个哑元腔用于平衡分选罐整体所受到的磁力。当其中一个分选腔在强磁场中捕获磁性颗粒时，另一个分选腔在强磁场以外的空间被通入高压水以清除聚磁介质上的磁性颗粒，为下一个分选周期中的捕获做准备。如此循环往复，实现连续生产。为了使分选腔的清洗位置尽可能靠近捕获位置，也即在保证捕获位置强磁场的前提下也要保证清洗位置的磁场强度足够小，上述磁选系统的磁系统使用厚重的高磁导率材料包围超导绕组。即使这样，在现有的往复串罐式高梯度超导磁选机产品中，清洗位置所在的漏磁场仍然达到50Gs。在实际使用中我们发现，对于大多数弱磁性矿物，在50Gs线附近清洗分选腔效果并不理想，例如需要清洗水的压力较高、聚磁介质的寿命较短等等。而如果把分选腔的清洗位置放在更远的、漏磁场小于5Gs的地方，则清洗会变得容易且更加干净。但这又会降低分选工作周期中的捕获时间比例，从而降低整机的生产效率。

实用新型内容

本实用新型为解决现有往复串罐式高梯度超导磁选系统清洗位置与清洗效果相矛盾的问题，进而提出一种往复串罐式超导磁选机的改进磁系统。往复串罐式超导磁选机的改进磁系统，通过增加超导绕组两端高磁导率磁屏蔽材料的内径，同时嵌入两个反向通电的常导绕组，最大限度降低原磁选系统两端50Gs 线位置的漏磁场。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：

往复串罐式超导磁选机的改进磁系统，所述磁选机包含相互配合的磁系统和分选结构子系统两个子系统，所述磁系统包含低温恒温器2，所述低温恒温器 2外套设有高导磁材料3，所述低温恒温器2内设有超导绕组1，在低温恒温器 2内孔径中心截面两侧对称的圆柱体空间产生的磁场为主磁场，在高导磁材料3 外面空间所产生的磁场为漏磁场，主磁场与漏磁场之间为磁场的过渡区域，主磁场与漏磁场之间的磁场过渡区域内，设有反向绕组7。所述反向绕组7由常规导线绕制而成，且在磁系统运行时所通电流的方向与超导绕组1相反。

作为优选，所述分选机构子系统包含两个分选腔4、三个哑元腔5和分选罐 6，三个哑元腔5交替排列在两个分选腔4两侧，两个分选腔4、三个哑元腔5 设置在分选罐6内，在分选罐6的两侧对称地布置有进料口和出料口，所述分选腔内填充以一定密度的聚磁介质。

作为优选，所述反向绕组7在高导磁材料3的两端对称放置，反向绕组7 的外环面紧紧地固定在高导磁材料3两侧端部的内环面上，以便帮助反向绕组7 散热和约束作用在反向绕组7上的电磁力。

作为优选，反向绕组7的轴向长度与高导磁材料3端部的厚度相同，有利于减小反向绕组7的厚度。

作为优选，反向绕组7的内径与低温恒温器2的内径相同，可使改进后的磁系统不影响分选机构子系统的结构和尺寸。

改进的磁系统在高导磁材料3两端的内孔径位置对称地安装了两个由常规导线绕制而成的反向绕组7。当磁系统在分选腔4的捕获位置产生强磁场时，它们使得漏磁场的5Gs线收缩到清洗位置的内侧，在现有分选罐结构尺寸保持不变的条件下，可使清洗位置的漏磁场降低10倍以上。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的结构巧妙，改善了聚磁介质的清洗效果，提高了装置的生产效率、延长了聚磁介质的使用寿命，尤其具有如下优点：

①在现有分选罐结构尺寸保持不变的条件下，可使清洗位置的漏磁场降低 10倍以上，改善聚磁介质的清洗效果，进而提高装置的生产效率、延长聚磁介质的使用寿命；

②反向通电绕组所产生的磁场对捕获位置的磁场有去磁作用，但本实用新型涉及的反向绕组安装位置使得该去磁作用几乎可以忽略不计，同时仅使用较少的安匝数即能达到降低清洗位置漏磁场的目的；

③漏磁场降低导致聚磁介质在清洗位置更加容易被清洗干净，因此不再需要很高的清洗水压力，不但可以降低水泵的功率，而且提高了设备运行的本质安全性能。

附图说明

为了易于说明，本实用新型由下述的具体实施例及附图作以详细描述。

图1为现有的往复串罐式高梯度超导磁选机磁选系统的基本结构及漏磁场分布；

图2为本实用新型实施例改进的磁系统结构；

图3为本实用新型实施例改进磁系统后往复串罐式超导磁选系统的漏磁场分布。

具体实施方式

如图2和3所示，往复串罐式超导磁选机的改进磁系统，其特征在于，所述磁选机包含相互配合的磁系统和分选结构子系统两个子系统，所述磁系统包含低温恒温器2，所述低温恒温器2外套设有高导磁材料3，所述低温恒温器2 内设有超导绕组1，在低温恒温器2内孔径中心截面两侧对称的圆柱体空间产生的磁场为主磁场，在高导磁材料3外面空间所产生的磁场为漏磁场，主磁场与漏磁场之间为磁场的过渡区域，主磁场与漏磁场之间的磁场过渡区域内，设有反向绕组7。所述反向绕组7由常规导线绕制而成，且在磁系统运行时所通电流的方向与超导绕组1相反。

所述分选机构子系统包含两个分选腔4、三个哑元腔(5)和分选罐(6)，三个哑元腔5交替排列在两个分选腔4两侧，两个分选腔4、三个哑元腔5设置在分选罐6内，在分选罐6的两侧对称地布置有进料口和出料口，所述分选腔内填充以一定密度的聚磁介质。

所述反向绕组7在高导磁材料3的两端对称放置，反向绕组7的外环面紧紧地固定在高导磁材料3两侧端部的内环面上，以便帮助反向绕组7散热和约束作用在反向绕组7上的电磁力。

反向绕组7的轴向长度与高导磁材料3端部的厚度相同，有利于减小反向绕组7的厚度。

反向绕组7的内径与低温恒温器2的内径相同，可使改进后的磁系统不影响分选机构子系统的结构和尺寸。

参照附图1，现有的往复串罐式高梯度超导磁选机磁选系统由两个子系统组成。其中低温恒温器2中的超导绕组1与高导磁材料3构成磁系统。在低温恒温器2内孔径中心截面两侧对称的圆柱体空间产生强磁场也即主磁场，在高导磁材料3外面空间所产生的磁场被称为漏磁场。主磁场与漏磁场之间为磁场的过渡区域。分选机构子系统由两个分选腔4、三个哑元腔5和分选罐6构成。在分选罐6的两侧对称地布置有进料口和出料口。分选腔内填充以一定密度的聚磁介质，当其中一个分选腔4在强磁场区域捕获磁性颗粒时，另一个分选腔4 在漏磁场区域用高压水清洗。三个哑元腔5交替排列在分选腔4两侧，用以平衡作用在分选罐6上的总的轴向磁场力。在该系统中分选腔4的清洗位置被安排在漏磁场50Gs线附近。而5Gs线通常已经超过分选罐6所能达到的位置。

参照附图2和附图3，本实用新型的改进的磁系统在高导磁材料3两端的内孔径位置对称地安装了两个由常规导线绕制而成的反向绕组7，之所以称它们为反向绕组是由于它们在磁系统运行时所通电流的方向与超导绕组相反。当磁系统在分选腔4的捕获位置产生强磁场时，它们使得漏磁场的5Gs线收缩到清洗位置的内侧。

反向绕组7的厚度应尽可能地薄以最大限度地保留高导磁材料3的磁场屏蔽能力，进而允许使用尽可能少的安匝数达到降低清洗位置漏磁场的目标，降低反向绕组7所消耗的电功率；即使反向绕组7不通电，与改进前磁系统相比漏磁场仅有少量增加，从而允许仅在分选腔4进行清洗作业时给反向绕组7通电。

反向绕组7的轴向长度与高导磁材料3端部的厚度相同，有利于减小反向绕组7的厚度。

反向绕组7的内径与低温恒温器2的内径相同，可使改进后的磁系统不影响分选机构子系统的结构和尺寸。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (5)

1.往复串罐式超导磁选机的改进磁系统，所述磁选机包含相互配合的磁系统和分选结构子系统两个子系统，所述磁系统包含低温恒温器(2)，所述低温恒温器(2)外套设有高导磁材料(3)，所述低温恒温器(2)内设有超导绕组(1)，在低温恒温器(2)内孔径中心截面两侧对称的圆柱体空间产生的磁场为主磁场，在高导磁材料(3)外面空间所产生的磁场为漏磁场，主磁场与漏磁场之间为磁场的过渡区域，其特征在于，主磁场与漏磁场之间的磁场过渡区域内，设有反向绕组(7)。

2.根据权利要求1所述的往复串罐式超导磁选机的改进磁系统，其特征在于，所述反向绕组(7)在高导磁材料(3)的两端对称放置，且反向绕组(7)的外环面紧紧地固定在高导磁材料(3)两侧端部的内环面上。

3.根据权利要求1所述的往复串罐式超导磁选机的改进磁系统，其特征在于，所述反向绕组(7)的轴向长度与高导磁材料(3)端部的厚度相同。

4.根据权利要求1所述的往复串罐式超导磁选机的改进磁系统，其特征在于，所述反向绕组(7)的内径与低温恒温器(2)的内径相同。

5.根据权利要求1所述的往复串罐式超导磁选机的改进磁系统，其特征在于，所述分选结构子系统包含两个分选腔(4)、三个哑元腔(5)和分选罐(6)，三个哑元腔(5)交替排列在两个分选腔(4)两侧，两个分选腔(4)、三个哑元腔(5)设置在分选罐(6)内，在分选罐(6)的两侧对称地布置有进料口和出料口，所述分选腔(4)内填充以一定密度的聚磁介质。

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