RO103410B1

RO103410B1 - Magnetic separator of high intensity functioning in wet medium

Info

Publication number: RO103410B1
Application number: RO146596A
Authority: RO
Inventors: Dauchez Gilbert
Original assignee: Fcb
Priority date: 1989-12-20
Filing date: 1990-12-19
Publication date: 1993-04-15
Also published as: PL164766B1; ATE119076T1; EP0434556B1; FR2655881A1; PL288358A1; RU2052299C1; CS633890A3; OA09280A; ES2069720T3; CA2032579C; EP0434556A1; US5137629A; AU628698B2; DE69017401D1; AU6814890A; GR3015260T3; ZA909953B; FR2655881B1; MX172887B; CA2032579A1

Description

Invenția se referă la separatoarele magnetice de mare intensitate care lucrează în mediu umed.

Sînt cunoscute separatoare cu funcționare discontinuă care au un mers ciclic 5 într-o primă fază produsul de tratat este pus să circule în camera de separare în prezența unui cîmp magnetic, iar elementele componente magnetice ale produsului se fixează pe pereții camerei și/sau pe 10 elementele matriței, pe cînd particulele nemagnetice sînt antrenate de către faza lichida a produsului și sînt adunate întrun prim colector. în cea de-a doua fază, se întrerupe alimentarea cu produsul de 15 tratat, se suprimă cîmpul magnetic și se extrag produsele magnetice din camera de separare prin spălare cu ajutorul unui lichid aflat sub presiune care este în general apa. 20

La aceste aparate se folosesc în general bobinaje pentru producerea cîmpului magnetic, astfel încît să fie posibilă anularea cîmpului magnetic în timpul fazei de spălare. 25

Se pot folosi și magneți permanenți la filtre de acest tip, destinate să epureze lichide slab încărcate cu particule magnetice și care nu necesită spălări frecvente. La aceste filtre camera de separare este 30 constituită dintr-o casetă care poate fi înlocuită atunci cînd este colmatată printr-o¹' casetă curată, eventual după demontarea magneților. Acest tip de filtre nu este adaptat la tratarea produselor încăr- 35 cate cu particule magnetice.

La separatoarele cu funcționare continuă, mai multe camere de separare sînt grupate pentru a forma un inel sau un lanț fără sfîrșit și sînt deplasate încontinuu în 40 raport cu piesele polare care sînt fixe, perpendiculare pe liniile de forță magnetice.

în cursul deplasării lor, camerele trec, în mod succesiv, printr-o zonă de separa- 45 re, printr-o zonă de spălare și printr-o zonă de evacuare a elementelor componente magnetice. Alimentarea camerelor este efectuată în zona de separare, practic pe toată lungimea acesteia. La ieșirea din 50 această zonă, acolo unde cîmpul magnetic mai este încă intens, este pus să circule prin camere cu lichid de spălare pentru a elimina granulele elementelor componente nemagnetice reținute prin separare magnetică. în zona de evacuare, care urmează zonei de spălare și unde cîmpul magnetic este practic egal cu zero, produsele magnetice sînt extrase din camere prin spălare cu apă sub presiune. Aceste aparate sînt grele și scumpe, și cum cîmpul magnetic este produs de către niște electromagneți, consumul de energie electrică este însemnat.

Utilizarea magneților permanenți la acest din urmă tip de aparate nu este practică, deoarece intensitatea cîmpului magnetic care poate fi realizat cu niște magneți permanenți este limitată, astfel încît existența jocului care este necesar să fie prevăzut între pereții camerelor de separare și magneții sau piesele polare pentru a permite deplasările lor relative nu ar fi permis realizarea performanțelor dorite pentru acest tip de aparate.

Scopul prezentei invenții este de a reduce greutatea, costul acestor aparate și consumul de energie electrică al acestora.

Problema invenției este utilizarea unor magneți permanenți în locul electromagneților în separatoarele magnetice de mare intensitate care lucrează în mediu umed.

Separatorul magnetic, conform invenției, cuprinde cel puțin o unitate de separare constituită la rîndul ei dintr-o cameră în care produsul de tratat sub formă de lichid sau de pastă circulă de sus în jos și din niște mijloace pentru crearea unui cîmp magnetic perpendicular pe direcția de curgere a produsului și este caracterizat prin aceea că cîmpul magnetic este generat de niște magneți permanenți, eventual asociați cu niște piese polare fiind prevăzute niște verine pentru deplasarea magneților și, eventual, a pieselor polare între o primă poziție în care magneții sau piesele polare sînt în contact intim cu pereții camerei de separare și o a doua poziție în care magneții sau piesele polare fiind depărtate de pereții camerei de separare, cîmpul magnetic din cameră este suficient de slab pentru ca particulele magnetice să poată fi evacuate din cameră într-un curent de lichid de spălare, la care verinele sînt comandate de către un automat programabil sau de către un microordinator, în același timp cu niște vane, amplasate pe niște conducte racordate la intrarea și la ieșirea camerei de separare astfel, încît magneții, eventual piesele polare, să fie în contact cu pereții camerei în timpul unei faze de separare și să fie îndepărtați de cameră în timpul unei faze de spălare, camera de separare menționată este constituită dintro cutie tubulară dintr-un material amagnetic cuprinzînd o matriță feromagnetică permeabilă pentru produsul care urmează a fi tratat, sau camera de separare, într-o altă variantă, este constituită dintr-un tronson de tub realizat din material elastic deformabil care are în starea normală o secțiune circulară sau bombată și care cuprinde o matriță feromagnetică compresibilă în mod elastic și permeabilă pentru produsul de tratat, iar în timpul fazei de separare tubul este comprimat între magneții sau piesele polare și ia forma unui tub plat, la aceste camere de separare cîmpul magnetic poate fi generat de un ansamblu de magneți elementari la care direcția de magnetizare este perpendiculară pe direcția de curgere a produsului de tratat în camera de separare, sau din suprapunerea unor magneți și unor piese polare, direcția de magnetizare a magneților fiind paralelă cu direcția de curgere a produsului care urmează a fi tratat în camera menționată, iar pentru separarea magnetică a produsului, în mod continuu, cuprinde mai multe unități de separare și vane pentru legarea în mod ciclic a fiecărei unități de separare pe de o parte la o conductă de alimentare cu produsul de tratat și la un colector al produselor epurate și pe de altă parte da o sursă de lichid de spălare și la un colector de componente magnetice.

Se dau, în continuare, cîteva exemple de realizare a invenției în legătură cu fig.l ... 7, care reprezintă:

- fig.l, secțiune verticală printr-o uni4 tate de separare, conform invenției, reprezentată schematic;

- fig.2, vedere de sus a unității de separare din fig.l, în timpul fazei de separare;

- fig.3, vedere de sus a unității de separare în timpul fazei de spălare;

- fig.4, vedere de sus a unității de separare prevăzută cu o cameră de separare în varianta II, în faza de separare;

- fig.5, vedere de sus a unității de separare din fig.4, în faza de spălare;

- fig.6, circuit magnetic al unei unități de separare;

- fig.7, două unități de separare asociate în scopul asigurării unei funcționări continue.

Separatorul, conform invenției, este constituit în esență dintr-o cameră de separare 1, amplasată între doi magneți permanenți 2 de polaritate opusă. Fiecare magnet este solidarizat cu o armătură 3 în formă de L, cele două armături alcătuind cu magneții permanenți 2 și cu camera 1 un circuit magnetic închis atunci cînd magneții 2 sînt în contact cu pereții opuși ai camerei 1, după cum se vede în fig.2.

Camera de separare este constituită dintro manta realizată dintr-un material amagnetic cu secțiune dreptunghiulară și deschisă la cele două extremități ale sale. Ea este umplută cu plăci cu renuri verticale sau cu alte elemente, cum ar fi bare, strunjitură de fier etc., dintr-un material magnetic moale care crează în întrefier niște gradienți de cîmp magnetic care permit particulelor magnetice ale produsului care urmează a fi tratat să se fixeze pe aceste elemente. La extremitatea ei superioară, camera 1 este racordată la o conductă de alimentare cu produsul de tratat 4 prin intermediul unei vane electrice 5, precum și la o conductă de apă sub presiune 6, prin intermediul unei vane electrice 7. Un colector 8 este amplasat sub camera 1 și este legat la două conducte 9 și 10 prin intermediul unor vane electrice 11 și 12 care permit dirijarea produselor colectate în două direcții diferite.

Niște verine 13 permit deplasarea magneților și armăturilor perpendicular pe fețele mari ale camerei 1 și menținerea magneților în contact sau depărtate de pereții camerei de separare 1.

Această unitate de separare funcționează în felul următor: într-o primă fază magneții 2 sînt în contact cu fețele mari ale camerei 1, ca în fig.2, vanele 5 și 11 sînt deschise și vanele 7 și 12 sînt închise. Produsul de tratat în formă de lichid sau de pulpă, circulă de sus în jos în camera 1 între plăcile verticale. Particulele magnetice sînt supuse unor forțe de atracție care le deviază înspre plăci și le mențin pe acestea. Produsul epurat este colectat în colectorul 8 și este evacuat prin conducta 9. într-o a doua fază magneții sînt îndepărtați de lingă camera de separare 1, vanele 5 și 11 sînt închise și vanele 7 și 12 sînt deschise. Particulele magnetice care nu mai sînt supuse acțiunii cîmpului magnetic sînt atunci antrenate de apa sub presiune care circulă prin camera 1 și sînt evacuate prin conducta 10. Durata primei faze poate fi prestabilită, îndeosebi dacă conținutul de particule magnetice în produsul care urmează a fi tratat variază puțin în timp. într-o variantă de execuție, trecerea de la prima la cea de a doua fază se poate face atunci cînd gradul de colmatare a camerei, apreciat, de exemplu, pornind de la măsurarea debitului sau de la pierderea de sarcină, atinge o valoare prestabilită. Magneții trebuie să fie îndepărtați la o distanță suficientă pentru ca cîmpul magnetic din camera 1 să fie practic egală cu zero, liniile de forță ale cîmpului magnetic a fiecărui magnet închizîndu-se atunci prin intermediul întrefierului prevăzut între magneții 2 și camera 1 și armătura asociată.

Magneții 2 sînt constituiți prin lipirea unor magneți elementari din samariucobalt sau din neodim-fier-bor, direcția de magnetizare fiind perpendiculară pe fețele mari ale camerei 1.

într-o variantă de execuție, fiecare ansamblu format din magnetul 2 și armătura 3 ar putea fi înlocuit printr-o suprapunere de magneți 14 și de piese polare

15, după cum se arată în fig. 6, direcția de magnetizare a magneților fiind paralelă cu direcția de scurgere a produsului de tratat în camera 1 (săgeata A).

Fig.4 și 5 arată o altă variantă a camerei de separare 1.

Aceasta este constituită în acest caz dintr-un tub 16 deformabil elastic realizat din cauciuc sau din material plastic, care are în mod normal o secțiune circulară, ca 10 în fig.5, și care poate avea o formă aplatizată, ca în fig.4, atunci cînd este comprimat între magneții 2. De preferință, tubul este umplut cu un material, de exemplu strunjitura de fier care poate fi comprimat 15 în mod elastic fără efort prea mare pentru a nu împiedica deformarea tubului și revenirea acestuia la forma inițială. Niște fire din material magnetic moale dispuse în sens longitudinal sau împletite pentru a forma o 20 teacă tubulară pot fi introduse în peretele tubului 16 pentru a genera gradienți ai cîmpului magnetic pe fața interioară a tubului 16. Fig.4 corespunde fazei de separare magneții 2 sînt apropiați și aplatizează 25 tubul 16, în faza de spălare (din fig.5) magneții 2 se găsesc la depărtare unul de celălalt și tubul 16 și-a reluat forma tubulară, cu secțiune circulară.

Pentru separarea magnetică a produsului, 30 în mod continuu, se asociază mai multe unități de separare. în cazul general în care faza de spălare este mai scurtă decît faza de separare, sînt suficiente două unități pentru asigurarea unei funcționări continue. 35 ' Schema unei astfel de instalații este reprezentată în fig.7.

Conductele de alimentare 4 cu produsul de tratat și cu apa sub presiune 6 sînt legate cu cele două camere 1 și anume prin inter40 mediul vanelor electrice 5 și 7, în mod corespunzător.

Colectorii 8 amplasați sub camerele 1 permit dirijarea produselor care ies din camerele 1 înspre o ieșire a produsului 45 epurat sau înspre o ieșire a produsului magnetic, în funcție de poziția unui selector reprezentat schematic printr-o clapetă pivotată 17. Vanele 5 și 7, selectorii 17, precum și varinele nereprezentate care depla50 sează magneții 2 sînt comandați de către un automat programabil sau de către un țnicroordinator în conformitate cu un program prestabilit și care poate fi modificat astfel, încît în fiecare moment cel puțin unul din elementele instalației să fie în faza de separare. O fază intermediară de spălare cu menținerea cîmpului magnetic poate fi prevăzută pentru a elimina granulele de elemente componente nemagnetice reținute prin separare magnetică.

Unitățile de separare pot fi realizate mobile și deplasabile între o zonă de separare echipată cu mijloace de alimentare cu produse de tratat și de colectare a produselor epurate, și o zonă de spălare prevăzută cu mijloace de distribuire a unui lichid de spălare și de colectare a elementelor componente magnetice. în cazul unui aparat care nu are decît două unități, mișcarea poate fi alternativă. în cazul general unitățile de separare sînt legate unele de altele pentru a forma un inel sau un lanț fără fine și vor fi deplasate pas-cu-pas, întotdeauna în același sens. Pot fi prevăzute mai multe zone de separare și de spălare în locul inelului sau al lanțului fără fine. în conformitate cu invenția, mișcarea longitudinală a unităților este însoțită de deplasarea transversală a magneților atunci cînd unitățile trec dintr-o zonă în alta. Numărul unităților care trebuie folosite într-o instalație depinde de debitul produsului care urmează a fi tratat.

Separatorul, conform invenției, prezintă următoarele avantaje:

- permite reducerea costurilor și ușurează întreținerea, o unitate în stare de nefuncționare putînd fi înlocuită repede printr-una de schimb, prin folosirea de unități standard;

- are greutate și cost redus;

- consumul de energie electrică este redus.

Claims

Revendicări

1. Separator magnetic de mare intensitate funcționînd în mediu umed, avînd cel puțin o unitate de separare constituită la rîndul ei dintr-o cameră în care produsul de tratat circulă de sus în jos și din niște mijloace pentru crearea unui cîmp magnetic perpendicular pe direcția de curgere a produsului, caracterizat prin aceea că, cîmpul magnetic este generat de niște magneți permanenți (2), eventual asociați cu niște piese polare (3) fiind prevăzute niște verine (13) sau mijloace echivalente pentru deplasarea magneților (3) și eventual și a pieselor polare (3) între o primă poziție în care magneții (2) sau piesele polare (3) sînt în contact intim cu pereții camerei (1) de separare și o a doua poziție în care magneții (2) sau piesele polare (3) fiind depărtate de pereții camerei de separare (1) cîmpul magnetic din cameră (1) este suficient de slab pentru ca particulele magnetice să poată fi evacuate din· cameră (1) într-un curent de lichid de spălare.
2. Separator magnetic, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că verinele (13) sînt comandate de către un automat programabil sau de către un microordinator, în același timp cu niște vane (5,7,11 și 12) amplasate pe niște conducte (4,6,9 și 10) racordate la intrarea și la ieșirea camerei (1) astfel, încît magneții (2), eventual piesele polare (3), să fie în contact cu pereții camerei (1) în timpul unei faze de separare și să fie îndepărtate de camera (1) în timpul unei faze de spălare.
3. Separator magnetic, conform revendicărilor 1 sau 2, caracterizat prin aceea că, camera (1) de separare este constituită dintr-o cutie tubulară dintr-un material nemagnetic cuprinzînd o matriță feromagnetică permeabilă pentru produsul care urmează a fi tratat.
4. Separator magnetic, conform revendicării 1 sau 2, caracterizat prin aceea că, camera de separare într-o altă variantă este constituită dintr-un tronson de tub (16) realizat din material elastic deformabil care are în starea normală o secțiune circulară sau bombată și care cuprinde o matriță feromagnetică compresibilă în mod elastic și permeabilă pentru produsul de tratat, iar în timpul fazei de separare tubul (16) este comprimat între magneții sau piesele polare și ia forma unui tub plat.
5. Separator magnetic, conform revendicărilor 1 la 4, caracterizat prin aceea că, cîmpul magnetic poate fi generat de un ansamblu de magneți elementari (2) la care· direcția de magnetizare este perpendiculară pe direcția de curgere a produsului de tratat în camera de separare (1).
6. Separator magnetic, conform revendicărilor 1 la 4, caracterizat prin aceea că mijloacele de producere a cîmpului magnetic sînt constituite din suprapunerea unor magneți și unor piese polare, direcția de magnetizare a magneților fiind paralelă cu direcția de scurgere a produsului care urmează a fi tratat în camera (1) menționată.

5 7. Separator magnetic conform revendicării 1 la 6, caracterizat prin aceea că el cuprinde mai multe unități de separare (1) și vane (5 și 7) pentru legarea în mod ciclic a fiecărei unități de separare (1) pe de o 10 parte la o conductă de alimentare (4) cu produsul de tratat și la un colector al produselor epurate (9) și pe de altă parte la o sursă de lichid de spălare (6) și la un colector de componente magnetice (10).

(56)Referințe bibliografice

Brevet Franța nr.2582232

Președintele comisiei de invenții: ing.Rădulescu Melania Examinator: ing.Licareț Constanța