RU1777930C

RU1777930C - Magnetic ferro-separator

Info

Publication number: RU1777930C
Application number: SU833700182A
Authority: RU
Inventors: Сергей Александрович Кузнецов; Вячеслав Иванович Гаращенко
Original assignee: Украинский Институт Инженеров Водного Хозяйства
Priority date: 1983-12-05
Filing date: 1983-12-05
Publication date: 1992-11-30

Description

Изобретение относитс к магнитному разделению веществ и может быть использовано при очистке текучих сред от труднорегенерируемых железистых включений в металлургии, машиностроении, химической промышленности, тепловой и атомной энергетике , при очистке промышленных стоков.The invention relates to the magnetic separation of substances and can be used in the purification of fluids from difficultly regenerated glandular inclusions in metallurgy, mechanical engineering, chemical industry, thermal and nuclear energy, and in the treatment of industrial effluents.

Целью изобретени вл етс повышение эффективности процесса разделени за счет улучшени процесса регенерации и увеличени межрегенерационного времени , а также повышение эксплуатационной надежности сепаратора.The aim of the invention is to increase the efficiency of the separation process by improving the regeneration process and increasing the inter-regeneration time, as well as increasing the operational reliability of the separator.

На фиг.1 и 2 показаны продольный и поперечный разрезы сепаратора при нулевом эксцентриситете вала (т.е. в положении при очистке); на фиг.З и 4 - то же, при смещенном положении вала (при регенерации ).Figures 1 and 2 show longitudinal and transverse sections of a separator at zero shaft eccentricity (i.e., in the cleaning position); in Figs. 3 and 4, the same, with the shaft position shifted (during regeneration).

Сепаратор включает жесткий цилиндрический немагнитный корпус 1, в торцевых стенках которого соосно размещены вращающие узлы 2, приводимые во вращение посредством приводного вала 3. Во втулках вращающих узлов с эксцентриситетом установлены коренные шейки коленчатого вала 4. Втулки снабжены стопорным устройством 5, фиксирующим коленчатый вал во вращающих узлах. Эксцентриситет втулок относительно оси вращающих узлов и корпуса равен эксцентриситету колена вала. В качестве насадки использованы концентрические сетчатые цилиндры 6. изготовленные , например, из упругой ферромагнитной проволоки внахлест посредством контактной сварки. Магнитное поле в объеме насадки создаетс с помощью намагничивающей системы, собранной по схеме замкнутойThe separator includes a rigid cylindrical non-magnetic housing 1, in the end walls of which rotary nodes 2 are coaxially placed, rotatable by the drive shaft 3. The crankshaft root necks are installed in the bushings of the rotary nodes with an eccentricity 4. The bushings are equipped with a locking device 5 that fixes the crankshaft in the rotary nodes. The eccentricity of the bushings relative to the axis of the rotating units and the housing is equal to the eccentricity of the shaft elbow. Concentric mesh cylinders 6. made, for example, of an elastic ferromagnetic lap wire by means of resistance welding are used as nozzles. A magnetic field in the volume of the nozzle is created using a magnetizing system assembled according to a closed circuit

. .J. .J

sgsg

XI XI ОXI XI O

СОWith

оabout

магнитной цепи с использованием посто нных магнитов и показанной на фигурах в виде полюсов 7. Корпус снабжен патрубками 8 ввода и вывода очищаемой среды.magnetic circuit using permanent magnets and shown in the figures in the form of poles 7. The housing is equipped with nozzles 8 for input and output of the medium to be cleaned.

При рабочем положении коленчатого вала (фиг. 1,2) сетки расположены концент- рично, соприкаса сь друг с другом и заполн таким образом все пространство между валом и корпусом.At the working position of the crankshaft (Fig. 1,2), the grids are concentrically in contact with each other and thus fill the entire space between the shaft and the housing.

Эксцентриситет колена вала (втулок и вращающих узлов) подбираетс такой величины , чтобы в своем положении при регенерации (фиг,3,4) вал. прижима сетки к стенке корпуса, вызвал бы достаточную упругую деформацию элементов сеток, но без их см ти .The eccentricity of the shaft elbow (bushings and rotating units) is selected such that in its position during regeneration (Fig. 3.4) the shaft. pressing the mesh against the wall of the housing would cause a sufficient elastic deformation of the mesh elements, but without their wrinkling.

Сепаратор работает следующим образом .The separator works as follows.

В положении при очистке вращающие узлы 2 неподвижны, коленчатый вал укреплен стопором в положении, как изображено на фиг.1 и 2. По патрубкам 8 подаетс и отводитс текуча среда, содержаща ферромагнитные труднорегенерируемые включени , которые под действием сил взаимодействи магнитного пол и намагниченных элементов насадки осаждаютс вблизи точек контакта ферромагнитных элементов сеток (проволок). Эти примеси постепенно отлагаютс на проволоке и заполн ют объем с высокогрэдиентным полем , использу большую часть объема поро- вого пространства насадки.In the cleaning position, the rotating units 2 are stationary, the crankshaft is fixed by a stopper in the position shown in Figs. 1 and 2. A fluid containing and difficult to regenerate ferromagnetic inclusions, which under the action of the forces of interaction of the magnetic field and magnetized nozzle elements, is supplied and discharged through nozzles 8 are deposited near the contact points of the ferromagnetic elements of the nets (wires). These impurities are gradually deposited on the wire and fill the volume with a high gradient field using most of the volume of the pore space of the nozzle.

Дл проведени регенерации подача раздел емой среды прекращаетс , магнитное поле отключаетс . Коленчатый вал 4 поворачиваетс в положение, изображенное на фиг.З и 4, и фиксируетс стопором 5. При этом колено вала, прижима сетчатые цилиндры к стенке корпуса, вызывает деформацию элементов сеток, растрескивание и отслаивание осаждаемых включений (налета ). С противоположной относительно вала стороны сетки цилиндров наоборот расход тс , между ними по вл ютс зазоры, плотность насадки здесь уменьшаетс и создаютс услови дл эффективного смыва осажденных примесей промывочной смесью, котора подаетс в это врем . При вращении коленчатого вала посредством приводного вала 3 и вращающих узлов 2 в любой области насадки происходит чередование процесса сжати , стеснени сеток с механическим воздействием на осажденные примеси, и процесса разрежени сеток, когда обеспечиваютс услови эффективной промывки сетчатой насадки. Кроме того , при вращении вала в положении на фиг.З,4 происходит проворачивание сеток в сторону, противоположную направлениюIn order to carry out the regeneration, the supply of the separable medium is stopped, the magnetic field is turned off. The crankshaft 4 is rotated to the position shown in Figs. 3 and 4 and fixed by the stopper 5. In this case, the knee of the shaft, pressing the mesh cylinders against the housing wall, causes deformation of the mesh elements, cracking and peeling of the deposited inclusions (plaque). On the opposite side of the cylinder grid side, on the contrary, the cylinders diverge, gaps appear between them, the density of the nozzle decreases here and conditions are created for the effective washing off of the deposited impurities by the washing mixture that is supplied at this time. When the crankshaft is rotated by the drive shaft 3 and the rotating units 2 in any area of the nozzle, the compression process alternates, the nets are constrained by mechanical action on the deposited impurities, and the nets are rarefied when the conditions for efficient washing of the mesh nozzle are ensured. In addition, when the shaft rotates in the position in Fig. 3, 4, the grids rotate in the direction opposite to

вращени вала, по аналогии с планетарной передачей, причем внутренние сетки за один оборот вала поворачиваютс на больший угол. Это обусловливает разориентацию векторов остаточной намагниченности насадки. Этому способствует также происход ща в зоне стеснени деформаци элементов сеток.shaft rotations, similar to planetary gears, with inner grids turning at a larger angle in one revolution of the shaft. This causes the misorientation of the residual magnetization vectors of the nozzle. This is also facilitated by the deformation of the mesh elements occurring in the restricted area.

По окончании регенерации подача про0 мывочной среды прекращаетс , вал возвращаетс в исходное положение, включаетс магнитное поле и подаетс раздел ема среда.At the end of the regeneration, the flow of the washing medium is stopped, the shaft returns to its original position, the magnetic field is turned on and a separable medium is supplied.

При использовании в качестве ферро5 магнитной насадки гладких шаров эксцентриситет колена выполн етс небольшим, менее радиуса вала с тем, чтобы не создавать больших усилий на валу при регенерации . Работает сепаратор в этом случаеWhen smooth balls are used as the ferro5 magnetic nozzle, the eccentricity of the knee is small, less than the radius of the shaft so as not to create much force on the shaft during regeneration. The separator works in this case.

0 сходным образом, за исключением того, что при регенерации не происходит перераспределени плотности насадки и ее размагничивание происходит лишь за счет разориентации векторов остаточной намаг5 ниченности каждого шара насадки.0 in a similar way, with the exception that during regeneration there is no redistribution of the density of the nozzle and its demagnetization occurs only due to the disorientation of the residual magnetization vectors 5 of each nozzle ball.

При использовании в качестве насадки гладких щаров или дроби вращение эксцентричного вала приводит к смещению шаров, нарушению точек их контакта, вблизи кото0 рых происходит отложение железистых примесей под действием высоких градиентов магнитного пол , трению шаров между собой , привод щих к эффективному отслаива- чию осажденных примесей. Кроме того, приWhen smooth balls or fractions are used as nozzles, the rotation of the eccentric shaft displaces the balls, disrupts their contact points, near which iron impurities are deposited under the influence of high magnetic field gradients, and friction between the balls, which leads to effective peeling of the deposited impurities . In addition, when

5 смещении шаров друг относительно друга происходит их поворот, причем соседние шары, как правило, поворачиваютс в противоположные стороны. Вместе с этим соответственно происходит поворот векторовWhen the balls are displaced relative to each other, they rotate, and adjacent balls, as a rule, rotate in opposite directions. Along with this, the vectors rotate accordingly

0 остаточной намагниченности шаров, их раз- ориентаци , привод ща к значительному уменьшению остаточной намагниченности насадки в целом и, следовательно, каждого шара.0 of the residual magnetization of the balls, their misorientation, leading to a significant decrease in the residual magnetization of the nozzle as a whole and, therefore, of each ball.

55

Магнитный сепаратор по сравнению с прототипом характеризуетс улучшенными услови ми регенерации насадки. Кроме гидродинамического воздействи промывоч0 ной смеси на осажденные примеси при включенном внешнем магнитном поле, в сепараторе имеют место следующие факторы, улучшающие регенерацию: при вращении эксцентричного вала сетки сжимаютс ,Compared to the prior art, the magnetic separator has improved nozzle regeneration conditions. In addition to the hydrodynamic effect of the washing mixture on the deposited impurities when the external magnetic field is on, the following factors improve the regeneration in the separator: during rotation of the eccentric shaft, the grids are compressed,

5 скольз т друг относительно друга с трением , оказыва механическое воздействие на осаждение примеси и отдел их от материала сеток; в зоне сжати сеток происходит деформаци упругих ферромагнитных элементов , способствующа эффективному5 slide relative to each other with friction, exerting a mechanical effect on the deposition of impurities and their separation from the mesh material; in the compression zone of the grids, the deformation of elastic ferromagnetic elements occurs, which contributes to the effective

сн тию остаточной намагниченности CRTOK. Этому благопри тствует также проворачивание сеток в сторону, противоположную направлению вращени вала, при этом сетки различных диаметров проворачиваютс на различные углы и происходит взаимна частична компенсаци векторов остаточной намагниченности сеток; при придании валу эксцентриситета происходит перераспределение плотности пористой насадки по объему корпуса, причем в области, где сетки преход тс и плотность насадки уменьшаетс , при этом снижаетс гидравлическое сопротивление дл регенерирующего потока и создаютс услови дл эффективного смы- еани включений в дренаж. При вращении зала области сжати и разрежени наса киremoval of residual magnetization CRTOK. This is also favored by turning the grids in the direction opposite to the direction of rotation of the shaft, while grids of different diameters are rotated at different angles and there is mutual partial compensation of the vectors of the residual magnetization of the grids; when eccentricity is imparted to the shaft, the density of the porous nozzle redistributes over the body volume, moreover, in the region where the meshes pass and the density of the nozzle decreases, the hydraulic resistance for the regenerative flow decreases and conditions are created for efficient washing of inclusions in the drain. When the hall rotates, the compression and rarefaction areas of the nozzle

00

последовательно и многократно весь объем насадки.sequentially and repeatedly the entire volume of the nozzle.

Магнитный сепаратор отличаетс т.жжо повышенной эксплуатационной надежно стью вследствие того, что при возможной про срочке времени регенерации сепаратора. даже когда процесс разделени прекращаетс из-за заноса насадки включени ми и обыч на регенераци посредством промывки газожидкостной смесью становитс невозможной , регенераци в сепараторе происходит эффективно благодар значительному механическому воздействию эксцентрического вала на насадку, привод щему к нарушению структуры и прочности осажденных примесей в зонах сдавливани насадки и эффективному смыванию их в зоне разрежени .The magnetic separator is also characterized by increased operational reliability due to the fact that with a possible delay in the regeneration time of the separator. even when the separation process is stopped due to the insertion of the nozzle by inclusions and the usual regeneration by washing with a gas-liquid mixture becomes impossible, regeneration in the separator is effective due to the significant mechanical action of the eccentric shaft on the nozzle, which leads to a violation of the structure and strength of the deposited impurities in the compression zones of the nozzle and effectively flushing them in the rarefaction zone.

Фиг.1Figure 1

6 76 7

Фиг. 2FIG. 2

Фиг. 3FIG. 3