CS227800B1 - Zařízení pro kontinuální ráagnetickou separaci jemných suspenzí, zejména kaolinových - Google Patents

Abstract

Zařízení má magnetický systém s vratným obvodem, který uzavírá cívky elektromagnetického vinutí, a ve svém horním useku zrcadlově umístěny výřezy v podobě pláště mezikruží pro rotor, jehož věnec je rozdělen na segmenty vyplněné matricí, která je proplachována v úseku mimo magnetické pole. Na vnější povrch výřezů (6,6a) dosedá plášt vany (7) přecházející v prostoru uvnitř elektromagnetického vinutí (4) a ve spodním úseku vratného obvodu (5) v rozdělovači komoru (8), opatřenou vně magnetického systému nálevkovíté se zužující dnovou částí (9) se vstupním hrdlem (10). Současně jsou v rozdělovači komoře (8) uspořádány ve směru postupu materiálu souběžné přepáž­ ky (11) oddělené štěrbinami (12), kteréž­ to přepážky (11) mají výřez (6b) provedený jako mezilehlé pokračování zrcadlově umístěných výřezů (6, 6a) pro věnec rotoru (3). Ve vratném obvodu (5) jsou ještě vsazeny trubky (15) pro odváděni nemagnetiokých podílů a v prostoru mimo magnetické pole je uspořádán a k vnějšímu povrchu věnce rotoru (3) svým ústím přivrácen nátrubek (23) promývací sekce, jehož průřez je shodný s průřezem segmentů (20).

Description

Vynález se týká zařízení pro kontinuální magnetickou separaci jemných suspenzí slabě magnetických látek, jako např· kaolinových.

Doposud užívané způsoby magnetické separace jemných suspenzí dovolují jen diskontinuální provoz, který je přeruěovón časovými intervaly, ve kterých se magnetické vložka-matrice čistí od zachycených magnetických podílů. K tomuto účelu je nutno nejprve zastavit přívod čištěné suspenze, vypnout budící magnetické pole a provést čištění matrice tlakovou vodou, nebo vodou ve směsi se vzduchem, které se přivádí na celý průřez matrice. Po opětném zapojení magnetického pole a otevření přívodu suspenze je pak zařízení znovu připraveno k dalSímu provozu. Výše uvedené mazioperace si vyžadují 30-40 % časového využití separačního zařízení, čímž je vedle dalších komplikací snižován zejména výkon stroje. Bylo rovněž navrženo zařízení pro kontinuální magnetickou separaci pevných látek ze suspenzí^ u něhož je suspenze přiváděna do tlakové nádoby a magnetické podíly jsou zachycovány na matrici v magnetickém poli. Po pootočení matrice mimo oblast magnetického pole jsou tyto magnetická podíly periodicky vynášeny vzduchem, stlačeným v tlakové nádobě, případně ve směsi s tlakovou vodou, která již prošla v magnetickém poli matricí. Protože ae k proplachování matrice používá vyčištěná původní vstupní voda, je zřejmé, že je toto zařízení vhodné především pro kontinuální magnetickou filtraci odpadníeh vod. Nelze ho však použít na Čistění kaolinové suspenze, kde by bylo nutno provádět vyplachování matrice pouze vzduchem; při vyplachováni pomocí kaolinové suspenze by totiž docházelo k velkým ztrátám suroviny.

Výše uvedené nevýhody odstraňuje zařízení pro kontinuální magnetickou separaci jemných suspenzí, zejména kaolinových,

227 800 s magnetickým systémem opatřeným vratným obvodem, který uzavírá cívky elektromagnetického vinutí. Vratný obvod má ve svém horním úseku zrcadlově umístěné výřezy v podobě pláště mezikruží pro rotor, jehož věnec s horizontální osou otáčení je rozdělen na segmenty uzavřené na dvou protilehlých prostupných stranách pletivem a vyplněné matricí, která je proplachována v úseku mimo magnetické pole. Podstata vynálezu spočívá v tom, že na vnější povrch výřezů dosedá plášl vany přecházející v prostoru uvnitř elektromagnetického vinuti a ve spodním úseku vratného obvodu v rozdělovači komoru, která přechází vně magnetického systému v nálevkovitě se zužující dnovou část se vstupním hrdlem. Současně jsou v rozdělovači komoře uspořádány ve směru postupu materiálu, avšak v rovině kolmé na směr otáčení rotoru, souběžné přepážky oddělené štěrbinami. Tyto přepážky mají výřez provedený jako mezilehlé doplnění zrcadlově umístěných výřezů pro věnec rotoru. Ve vratném obvodu jsou ještě ve směru osy otáčení rotoru nad horní rovinou vinutí provedeny průchozí otvory, do kterých jsou vsazeny trubky pro odvádění nemagnetických podílů, a v prostoru mimo magnetické pole je uspořádán a k vnějšímu povrchu věnce rotoru je svým ústím přivrácen nátrubek promývací sekce, jehož průřez je shodný s průřezem jednotlivých segmentů. Rovněž podle vynálezu je šířka přepážek v rozdělovači komoře větší než šířka štěrbin a strop rozdělovači komory je ve vratném obvodu zvýšen o vybrání rovnající se šířce vyústění zmíněných trubek a v prostoru tohoto vyústění trubek jsou do horních okrajů přepážek provedeny shodné výřezy, tvořící společně kanály.

U zařízení podle vynálezu se ve srovnání se známými zařízeními s přerušovaným provozem dosahuje značného zjednodušení celého automatizačního systému, nebot není nutno periodicky zapínat a vypínat magnetické pole. S tím souvisí rovněž odstranění Časových ztrát využití tohoto zařízení* Uspořádání nátrubku promývací sekce umožňuje podstatně lepší propláchnutí matrice vzhledem k dosažení vysoké rychlosti proudění proplachovací vody a tím x prodloužení celkové doby činnosti zařízení do nutné výměny této matrice. Rovněž se dosahuje zlepšení kvality konečného produktu, zejména vyčištěného kaolinu, nebol je možno pracovat při nízkých hodnotách měrného zatížení matrice, při kterých nedochází ještě k poklesu účinnosti matrice jak co do efekw 4- *·

227 800 tivnosti zachycení magnetických látek* tak co do její průchod·· nosti na daný čerpaný objem rmutu, to jest v oblasti, ve které se ještě nezvyšuje hydraulický odpor· Pomalým a plynulým průchodem matrice zónou se též odstraňuje kolísání kvality vyčištěného kaolinu·

Na připojených výkresech je schematicky znázorněn příklad provedení zařízení pro kontinuální magnetickou separaci podle vynálezu,a to na obr.l nárysný pohled ve svislám řezu podle lor mené čáry A - á'z obr.2, na kterém je rovněž ve svislém osovém řezu znázorněno' totéž zařízení, avšak v rovině podélné na osu rotoru·

Zařízení podle vynálezu sestává z magnetického systému 1 se vstupem 2 suspenze a z rotoru 2· Magnetický systém 1 je vytvořen ze známého elektromagnetického vinutí 4 obdélníkového průřezu, opatřeného na svém vnějším povrchu železným vratným obvodem 5. Celý magnetický systém 1 je uložen v horizontální rovině· horního úseku vratného obvodu 5 jsou ve svislé rovině provedeny zrcadlově dva protilehlé výřezy 6, 6a v podobě části pláště mezikruží, zasahujícího svým vnějším obvodem na dvou protilehlých místech k horní vnitřní hraně elektromagnetického vinutí 4 (obr.l)· Na vnější povrch výřezů 6, 6a dosedá plášl vany 7, přecházející ve volném prostoru uvnitř elektromagnetického vinutí 4 v pravoúhlou rozdělovači komoru 8 prostupující spodním úsekem vratného obvodu 5. Dnová část 9 rozdělovači komory 8 se nálevkovitě zužuje ‘a je opatřena vstupním hrdlem 10» Při pohledu z protilehlé roviny na obr«2 má vana 7 i rozdělovači komora 8 společné svislé stěny, dosahující až k vnitřnímu okraji elektromagnetického vinuti 4» Výřezy 6, 6a v horním úseku vratného obvodu 5 volně prochází věnec rotoru 2» jehož spodní oblouk zasahuje do prostoru rozdělovači komory 8 v místech mezi elektromagnetickým vinutím 4. Ve zmíněném prostoru jsou v rovině kolmé na směr otáčení rotoru 2 uspořádány svislé souběžné přepážky 11 (obr.l) dosahující svými spodními okraji do roviny spodního okraje vratného obvodu 5. Přepážky 11 mají mezi Sebou ponechané štěrbiny 12 a jsou uchyceny neznázorněným způsobem k svislým stěnám rozdělovači komory 8. Při jejich horním zakončení jsou provedeny výřezy 6b jakožto pokračování již zmíněných zrcadlových výřezů 6, 6a v podobě pláště mezikruží v hor*· ním úseku vratného obvodu 5 pro volný průchod věnce rotoru 2·

227 800

Přepážky 11 jsou zhotoveny z téhož materiálu jako magnetický obvod, tedy z magneticky měkkého Železa, neboí jsou součástí magnetického obvodu· Snahou je, aby šířka přepážek 11 byla podstatně větší než šířka štěrbin 12« např· 8x, aby nedošlo k podstatnému zvýšení magnetického ódporu ve spodní části magnetického obvodu. Současně ovšem nesmí dojít k ucpání štěrbin 12 podávaným materiálem. Vyplnění v oblasti podání, stejně tak jako v oblasti výstupu vyčištěné suspenze, je přibližně 80 až 90 % železa a zbytek připadá na vzduchové mezery, t.j. štěrbiny 12. V rovině horní hrany elektromagnetického vinutí 4 jsou do vratného obvodu 5 provedeny ve směru osy otáčení věnče rotoru 2 průchozí otvory 14 (obr.l), ve kterých jsou uloženy trubky 15 pravoúhlého průřezu (obr,2) zaústěné do vany 7. Prostor rozdělov_ací komory 8 je proto ve své horní části rozšířen do vratného obvodu 5 o vybrání 15a, rovnající se šířce zaústěných trubek 15,a k takto vytvořenému stropu rozdělovací komory 8 dosahují též přepážky 1J,. V prostoru proti vyústění trubek 15 do vany 7 jsou na horních okrajích z obou stran přepážek 11 provedeny shodně výřezy 13 tvořící společně dva kanály (obr.2), které umožňují proudění rmutu s- nemagnetickým podílem ze všech štěrbin 12 z horního úseku přepážek 11 do odváděčích trubek 15» Již zmíněný rotor 3 se otáčí na vodorovném hřídeli 16 uloženém v ložiskách 17« které jsou upevněny na vratném obvodu 5. Věnec rotoru J ve tvaru mezikruží je nesen opěrným diskem 18 a je rozdělen výztuhami 19 na segmenty 20 vyplňěnz/ indukční náplnímatricí 21, která je ze dvou průchozích protilehlých stran přidržována v segmentech 20 pletivem 22. Na nejvyšším bodě rotoru je na neznázorněném rámu upraven nátrubek 23 proplachovací sekce, jehož dolní průřez je shodný s horním průřezem segmentu 20 a co nejblíže k němu doléhá. Z vnitřní strany věnce rotoru 3 jsou pdd nátrubkem 23 proplachovací sekce odběrové žlaby 24« k nimž je ještě v úseku čtvrtkruhu, kde věnec vystupuje z magnetického pole, připojen ochranný žlab 25 pro odkapávající suspenzi·

Zařízeni podle vynálezu pracuje takto: Kaolinová suspenze je přiváděna neznázorněným čárpadlem vstupním hrdlem 10 a nálevkoví tou dnovou částí 9 do štěrbin 12 mezi přepážky 11 rozdělovači komory 8 a odtud do segmentů 20 příslušného dolního úseku věnce rotoru 3, zasahujícího do prostoru obklopeného vinutím a vyplněného matricí 21. Po připojení stejnosměrného elektric227 800 kého proudu na cívky elektromagnetkckého vinutí 4 vzniká uvnitř prostoru obklopeného tímto vinutím 4 magnetické pole, které již není nutno periodicky vypínat a zapínat. Na povrchu matriee 21 se indukuje silné magnetické pole, schopné zachytiti i slabě magnetické látky. Ochuzená suspenze zbavená magnetických látek prochází potom štěrbinami 12 a déle výřezy 13 v horní části magnetického obvodu do trubek 15, odvádějících vyčištěnou suspenzi ze zařízení. Průřez a uspořádání trubek 15 jsou voleny tak, aby hladina suspenze ve vaně 7 byla udržována těsně nad horní rovinou elektromagnetického vinutí 4, tedy ještě v oblasti silného magnetického pole. Tím je zajištěno, že magnetický podíl zachycený na matrici 21 a vynášený při otáčení věnce rotoru 3 nad hladinou suspenze, není splavován zpět do vyčištěné suspenze. Věnec rotoru 3 s matricí 21 se otáčí bu3 periodicky nebo kontinuálně tak, aby měrné zatížení matrice 21 bylo udrženo na žádané hodnotě, ttěrné zatížení matrice 21 udává jak známo, jaká hmotnost magnetických příměsí se zachytí v jednotkovém objemu indukční výplně. Toto měrné zatížení matrice 21 se mění v závislosti na době průchodu suspenze matricí 21 v magnetickém poli a přechází od nuly do maxima při úplném nasycení matrice 21 magnetickým podílem. Při otáčení věnce rotoru J je magnetický podíl na matrici 21 jednak vynášen nad hladinu suspenze ve vaně 7 a jednak dochází k jeho odkapávání do ochranného žlabu 25r V horní úvrati věnce rotoru J je magnetický podíl pak oplachován tlakovou vodou z nátrubku 23 proplachovací sekce a odchází odběrovým žlabem 24.Tím. že nátrubek 23 proplachovací sekce navazuje svými rozměry na segment 20 rotoru 3, je vytvořen společný kanál s podstatně menším průřezem, než je plocha původní separační zóny a lze tedy docílit také podstatně větší rychlosti proudění vody a tím lepší vyčištění matrice 21 od magnetických podílů. Jak již uvedeno, rotor 3 se otáčí bu$ periodicky nebo kontinuálně tak* aby měrné zatížení matrice 21 suspenzí bylo udržováno na nízké hodnotě* s výhodou nepřevyšující pětinu obvyklé hodnoty u diskontinuálních zařízení, kde dosahuje 2 i více gramů magnetického podílu na 1 cm^ objemu matrice. Tento postup vede k tomu, že účinnost separace se zvýší v důsledku nízkého zatížení matrice 21 a současně se prakticky nezmění ani průtoková rychlost suspenze matricí 21, protože se též prakticky nezmění z_a tak krátkou dobu ani její hydraulický odpor. Po dosažení žádané hodnoty měrného zařízení se rotor 3 buct periodicky nebo kontinuelně pootočí tak, aby se matrice 21 ze zóny separace postupně přemístila do horní úvrati rotoru kde se provádí

-Ί “

227 800 promývání a čištění matrice 21 od zachycených magnetických složek. Nátrubek 23 proplachovací sekce se dotýká, např. neznázornšným těsněním, povrchu rotoru 3 v šířce jednoho segmentu 20 mezikruží rotoru 3 a čistí a vyplachuje matrici 21 pro další použití. Do separační zóny tedy postupuje vždy již výěištětoá matrice 21 a celý výše popsaný proces se opakuje.

Claims (3)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   227 800

   1. Zařízení pro kontinuální magnetickou separaci jemných suspenzí, zejména kaolinových, s magnetickým systémem opatřeným vratným obvodem, který uzavírá cívky elektromagnetického vinutí a má ve svém horním úseku zrcadlově umístěné výřezy v podobě pláště mezikruží pro rotor, jehož věnec s horizontální osou otáčení je rozdělen na segmenty uzavřené na dvou protilehlých prostupných stranách pletivem a vyplněné matricí, která je proplač hována v úseku mimo magnetické pole, vyznačující se tím, že na vnější povrch výřezů (6, 6a) dosedá plášť vany (7) přecházející v prostoru uvnitř elektromagnetického vinutí (4) a ve spodním úseku vratného obvodu (5) v rozdělovači komoru (8), opatřenou/vně magnetického systému nálevkovitě se zužující dnovou částí (9) se vstupním hrdlem (10)_z a současně jsou v rozdělovači komoře (8) uspořádány ve směru postupu materiálu, avěak v rovině kolmé na směr otáčení rotoru (3)/ souběžné přepážky (11) oddělené Štěrbinami (12), kteréžto přepážky (11) mají výřez (6b) provedený jako mezilehlé pokračování zrcádlově umístěných výřezů (6, 6a) pro věnec rotoru (3) a ve vratném obvodu (5) jsou jeětě ve směru osy otáčení rotoru (3) nad horní rovinou vinutí (4) provedeny průchozí otvory (14), do kterých jsou vsazeny trubky (15) pro odvádění nemaghetických podílů a v prostoru mimo magnetické pole je uspořádán a k vnšjěímu povrchu věnce rotoru (3) svým ústím přivrácen nátrubek (23) promývací sekce, jehož průřez je shodný s průřezem jednotlivých segmentů (20).
2. 2. Zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že ěířka přepážek (11) v rozdělovači komoře (8) je větší než šířka štěrbin (12).
3. 3. Zařízení podle bodů 1 a 2, vyznačující se tím, že strop rozdě-^v lovací komory (8) je ve vratném obvodu (5) zvýšen o vybrání (15a) rovnající se šířce vyústění trubek (15) a v prostoru tohoto vyústění jsou do horních okrajů přepážek (11) provedeny shodné výřezy (13), tvořící společně kanály.