RU2047384C1

RU2047384C1 - Rotary electromagnetic separator for clearing technologic liquids from finely divided ferromagnetic particles

Info

Publication number: RU2047384C1
Authority: RU
Inventors: Леонид Бейсахович Ганзбург; Александр Алексеевич Лысов; Вячеслав Самуилович Стопский
Original assignee: Леонид Бейсахович Ганзбург; Александр Алексеевич Лысов; Вячеслав Самуилович Стопский
Priority date: 1992-08-25
Filing date: 1992-08-25
Publication date: 1995-11-10

Abstract

FIELD: electromagnetic material separation. SUBSTANCE: device has rotor and magnetic circuit walls provided with teeth being ring-shaped, trapezoid in their radial cross-section, and alternating in the direction of liquid flow. Magnetic circuit teeth are placed with clearance in the rotor wall teeth. The rotor teeth are located facing one another. The medium is cleared from finely divided ferromagnetic admixtures by means of magnetic field of large gradient value with magnetic density of up to 2 T. EFFECT: high quality of operation in clearing liquids from ferromagnetic particles; excluded residual magnetization of the rotor. 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для отделения от рабочей жидкости мелкодисперсных ферромагнитных частиц и может быть использовано в химико-фармацевтической, пищевой и химической промышленностях. The invention relates to a device for separating finely dispersed ferromagnetic particles from the working fluid and can be used in the pharmaceutical, food and chemical industries.

Известен электромагнитный сепаратор для сепарирования фракций размером от 1 до 0,1 мкм. Он состоит из электромагнитных систем и блока роторов с зубчатыми ферромагнитными пластинами, образующими рабочий канал. Рабочий канал образован зазором между магнитопроводящими пластинами разноименной полярности. При повороте часть ротора выводится из магнитного поля и происходит осыпание и смыв осажденных частиц [1] Градиенты поля невелики, а индукция в зазоре вследствие конструкции магнитной системы и рабочего канала не может быть выше 1,2-1,4 Тл, что приводит к необходимости устанавливать после сепаратора пресс-фильтр для улавливания мелких частиц.Остаточная намагниченность ротора порядка 0,02-0,03 Тл препятствует полному осыпанию частиц со стенок ротора. С учетом вышесказанного качество сепарирования недостаточно эффективно. Known electromagnetic separator for separating fractions ranging in size from 1 to 0.1 microns. It consists of electromagnetic systems and a rotor unit with serrated ferromagnetic plates forming a working channel. The working channel is formed by the gap between the magnetically conducting plates of opposite polarity. During rotation, part of the rotor is removed from the magnetic field and precipitated particles are shed and washed off [1] The field gradients are small, and the induction in the gap due to the design of the magnetic system and the working channel cannot be higher than 1.2-1.4 T, which makes it necessary install after the separator a press filter for trapping small particles. The residual magnetization of the rotor of the order of 0.02-0.03 T prevents the complete shedding of particles from the walls of the rotor. Given the above, the quality of separation is not effective enough.

Наиболее близким к предлагаемому является электромагнитный роторный сепаратор, состоящий из электромагнитной системы, вращающегося ротора с рабочим каналом, ограниченным двумя тонкостенными гладкими коаксиальными цилиндрами из немагнитного материала [2] Ротор разделен на ячейки, заполненные ферромагнитными телами. Недостатками этой системы являются низкая индукция в рабочем канале, трудность очистки сепаратора в том числе и из-за остаточного намагничивания ферромагнитных тел, высокое гидравлическое сопротивление рабочего канала. Сепаратор не удерживает мелкодисперсные и слабомагнитные частицы. Closest to the proposed is an electromagnetic rotary separator, consisting of an electromagnetic system, a rotating rotor with a working channel bounded by two thin-walled smooth coaxial cylinders of non-magnetic material [2] The rotor is divided into cells filled with ferromagnetic bodies. The disadvantages of this system are the low induction in the working channel, the difficulty of cleaning the separator, including due to the residual magnetization of ferromagnetic bodies, and the high hydraulic resistance of the working channel. The separator does not hold fine and weakly magnetic particles.

Предлагается роторный электромагнитный сепаратор для очистки технологических жидкостей, отличающийся повышенным качеством очистки сред от мелкодисперсных ферромагнитных примесей за счет создания в рабочем канале высокоградиентного магнитного поля с индукцией в зазоре до 2 Тл и исключения остаточной намагниченности ротора. Для этого стенки ротора и магнитопровода выполнены с кольцевыми, трапецеидальными в радиальном сечении зубцами, чередующимися в направлении потока жидкости. Зубцы магнитопровода расположены с зазором в зубцах стенок ротора. Зубцы ротора расположены друг против друга. A rotary electromagnetic separator for cleaning process liquids is proposed, which is distinguished by an increased quality of cleaning media from finely dispersed ferromagnetic impurities by creating a highly gradient magnetic field in the working channel with induction in the gap of up to 2 T and eliminating the residual magnetization of the rotor. For this, the walls of the rotor and the magnetic circuit are made with annular, trapezoidal in radial section teeth alternating in the direction of fluid flow. The teeth of the magnetic circuit are located with a gap in the teeth of the walls of the rotor. The teeth of the rotor are located against each other.

На чертеже показан предлагаемый сепаратор. The drawing shows the proposed separator.

Он состоит из электромагнитной системы 1 и вращающегося ротора 2. Электромагнитная система состоит из наружного магнитопровода 3 и центрального стержня 4. Между ними расположена кольцевая катушка возбуждения 5. Электромагнитная система охватывает часть окружности ротора до 220-280^о. В верхней части магнитопровода 3 и стержня 4 установлены полюсные наконечники, имеющие на обращенных друг к другу поверхностях перпендикулярно направлению потока жидкости кольцевые трапецеидальные зубцы концентраторы магнитного потока.It consists of an electromagnetic system 1 and rotating the rotor 2. The electromagnetic system is comprised of an outer yoke 3 and the central rod 4. Between them there is an annular exciting coil 5. Electromagnetic system covers a part of the rotor circumference to ^about 220-280. Pole lugs are installed in the upper part of the magnetic circuit 3 and the rod 4, having annular trapezoidal teeth magnetic flux concentrators on surfaces facing each other perpendicular to the direction of fluid flow.

В зазоре между полюсными наконечниками 6 введен ротор 2, рабочий канал которого образован двумя коаксиальными цилиндрами из немагнитной стали с кольцевыми трапецеидальными зубцами: зазор между цилиндрами разделен радиальными немагнитными проставками 8 на ряд ячеек. В верхней части ротора выполнена кольцевая приемная воронка. Ротор установлен на подшипниках и оси 9. Электромагнитная система и ротор заключены в герметичную камеру 10 с крышкой 11. С помощью синхронной герметичной муфты 12 ротор соединен с электроприводом 13, установленным на крышке камеры 11. In the gap between the pole pieces 6, a rotor 2 is introduced, the working channel of which is formed by two coaxial cylinders of non-magnetic steel with ring trapezoidal teeth: the gap between the cylinders is divided by radial non-magnetic spacers 8 into a number of cells. An annular receiving funnel is made in the upper part of the rotor. The rotor is mounted on bearings and the axis 9. The electromagnetic system and the rotor are enclosed in a sealed chamber 10 with a cover 11. Using a synchronous tight clutch 12, the rotor is connected to an electric drive 13 mounted on the cover of the chamber 11.

Вводы очищаемой и промывочной жидкостей в рабочий канал ротора осуществляются через патрубки 14 и 15, установленные на крышке камеры, а отвод через соответствующие сборники 16 и 17. Inputs of the cleaned and flushing liquids into the working channel of the rotor are carried out through nozzles 14 and 15 installed on the chamber lid, and discharge through the corresponding collectors 16 and 17.

Сепаратор работает следующим образом. The separator works as follows.

При подаче напряжения на катушку возбуждения 5 сепаратора в рабочем канале ротора 2 в зоне очистки возникает высокоградиентное поле, периодически чередующееся в направлении потока жидкости (по вертикали) с максимальной индукцией между зубцами 6. Форма зубцов обеспечивает концентрацию магнитного потока и получение высокой индукции. When voltage is applied to the excitation coil 5 of the separator in the working channel of the rotor 2, a high-gradient field appears in the cleaning zone, periodically alternating in the direction of fluid flow (vertically) with maximum induction between the teeth 6. The shape of the teeth provides the magnetic flux concentration and high induction.

Ротор 2 при включении привода 13 начинает вращаться. The rotor 2 when the drive 13 starts to rotate.

Сепарируемая жидкость подается в зону очистки из патрубка 14 в рабочий канал зазор ротора 2. Под действием основного магнитного поля и турбулизации потока из-за изменений сечения рабочего канала в зоне зубцов ферромагнитные частицы осаждаются на стенках рабочего канала ротора, заполняя зазор в ячейках ротора. Очищенная жидкость стекает в сборник 16. Для предотвращения заполнения рабочего канала, способного вызвать изменение режима сепарации, ротор, вращаясь, выводит заполняемые ячейки из зоны подачи очищаемой жидкости и основного магнитного поля. The separated liquid is fed into the cleaning zone from the nozzle 14 into the working channel of the rotor gap 2. Under the action of the main magnetic field and flow turbulence due to changes in the cross section of the working channel in the tooth zone, ferromagnetic particles are deposited on the walls of the working channel of the rotor, filling the gap in the rotor cells. The purified liquid drains into the collection 16. To prevent filling of the working channel, which can cause a change in the separation mode, the rotor, rotating, removes the filled cells from the supply zone of the cleaned liquid and the main magnetic field.

Вне зоны основного магнитного поля 4 частицы, осевшие на стенках рабочего канала, сползают вниз и поступают в сборник 7. Для полной очистки рабочего канала ротора в него подается через патрубок 15 промывочная жидкость, также стекающая в сборник 17 отработанной промывочной жидкости. Outside the zone of the main magnetic field, 4 particles settled on the walls of the working channel slide down and enter the collector 7. For complete cleaning of the working channel of the rotor, washing liquid is supplied through it 15, which also flows into the spent 17 collection tank.

При вращении ротора вне зоны подачи промывочной жидкости она стекает с внутренней поверхности канала 2 и чистая ячейка ротора вводится в рабочий зазор магнитной системы. When the rotor rotates outside the wash liquid supply zone, it flows from the inner surface of channel 2 and a clean rotor cell is introduced into the working gap of the magnetic system.

Таким образом, сепаратор обеспечивает непрерывное сепарирование феррочастиц и выведение их из сепаратора при полной герметичности рабочего объема. Thus, the separator provides continuous separation of the ferroparticles and their removal from the separator with complete tightness of the working volume.

Экономический эффект использования предлагаемого сепаратора состоит в повышении качества очистки технологической жидкости от мелкодисперсных частиц (до 0,1 мкм), а также производительности очистки при полной герметичности процесса и отсутствии необходимости использования пресс-фильтров. The economic effect of using the proposed separator is to improve the quality of cleaning the process fluid from fine particles (up to 0.1 μm), as well as the cleaning performance with complete tightness of the process and the absence of the need for press filters.

Claims

A ROTARY ELECTROMAGNETIC SEPARATOR FOR CLEANING TECHNOLOGICAL LIQUIDS FROM FINE DISPERSED FERROMAGNETIC PARTICLES, consisting of an electromagnetic system and a rotating rotor with a working channel formed by two thin-walled coaxial cylinders made of non-magnetic steel, the ring and the radial section of the teeth alternating in the direction of fluid flow, while the teeth of the magnetic circuit are located with a gap in the teeth at lev els thereto rotor walls located opposite each other.