RU2190453C1

RU2190453C1 - High-gradient magnetic filter

Info

Publication number: RU2190453C1
Application number: RU2001111165A
Authority: RU
Inventors: Б.А. Гусев
Original assignee: Государственное предприятие Научно-исследовательский технологический институт им. А.П.Александрова
Priority date: 2001-04-23
Filing date: 2001-04-23
Publication date: 2002-10-10

Abstract

FIELD: power engineering; under nuclear power; metallurgy; chemical and petrochemical industries; heat-power engineering; cleaning water flows containing particles possessing ferromagnetic, paramagnetic and diamagnetic properties. SUBSTANCE: high-gradient magnetic filter consists of matrix located in hermetic cassettes provided with covers and made from corrosion-resistant material; they are interconnected by means of hydraulic connecting components. Cassettes are located between permanent magnets interconnected by means of non-magnetic rigid coupling. EFFECT: possibility of forming labyrinth flow of medium being cleaned, thus ensuring maximum total surface of interaction of medium with matrix; enhanced efficiency of utilization of energy of magnetic flux. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для очистки водных потоков от содержащихся в них частиц, обладающих ферро-, пара- и диамагнитными свойствами, и может быть использовано в энергетике, в том числе атомной, в металлургии, химической и нефтехимической отраслях промышленности. The invention relates to a device for cleaning water flows from particles contained in them having ferro-, para- and diamagnetic properties, and can be used in energy, including nuclear, in metallurgy, chemical and petrochemical industries.

Известен высокоградиентный магнитный фильтр, состоящий из проточной емкости с размещенной в ней матрицей из пакетов фильтрующих ферромагнитных сеток и внешней магнитной системой /1/. Known high-gradient magnetic filter, consisting of a flow tank with a matrix placed in it from packets of filtering ferromagnetic grids and an external magnetic system / 1 /.

В таком фильтре поток очищаемой воды организован в нем так, что энергия магнитного поля используется нерационально и не обеспечивает необходимой эффективности очистки. In such a filter, the flow of purified water is organized in it so that the magnetic field energy is used irrationally and does not provide the necessary cleaning efficiency.

Известен также высокоградиентный магнитный фильтр лабиринтного типа /2/, состоящий из проточной емкости-канистры с размещенной в ней матрицей из пакетов фильтрующих ферромагнитных материалов, внутренней магнитной системой, причем с целью увеличения эффективности очистки за счет повышения градиента магнитного поля в матрице, магнитная система содержит постоянные магниты, установленные в герметичных тонкостенных кассетах из коррозионно-стойкого немагнитного материала непосредственно в корпусе фильтра так, что чередующиеся слои матрицы сформированы в промежутках между кассетами. Этот фильтр обеспечивает высокую эффективность очистки от взвесей. Also known is a high-gradient magnetic filter of the labyrinth type / 2 /, consisting of a flowing canister with a matrix placed in it from packets of filtering ferromagnetic materials, an internal magnetic system, and in order to increase the cleaning efficiency by increasing the magnetic field gradient in the matrix, the magnetic system contains permanent magnets installed in sealed thin-walled cassettes of corrosion-resistant non-magnetic material directly in the filter housing so that alternating layers of matrix The cores are formed between the cassettes. This filter provides high efficiency of cleaning from suspensions.

Конструкция этого фильтра наиболее близка к предлагаемому, однако, вследствие того, что магнитные элементы расположены непосредственно в корпусе фильтра, данная конструкция ВГМФ не позволяет проводить его регенерацию и затрудняет его обслуживание после очистки радиоактивно-загрязненных водных потоков из-за больших дозовых нагрузок на персонал. The design of this filter is closest to the proposed one, however, due to the fact that the magnetic elements are located directly in the filter housing, this VGMF design does not allow its regeneration and makes it difficult to maintain it after cleaning radioactive contaminated water flows due to high dose loads on personnel.

Задачей изобретения является создание конструкции фильтра, обеспечивающей возможность его регенерации и позволяющей снизить дозовые нагрузки на персонал при обслуживании фильтра. The objective of the invention is to create a filter design that provides the possibility of its regeneration and allows to reduce the dose to the personnel when servicing the filter.

Для решения данной задачи высокоградиентный магнитный фильтр выполнен в виде гидравлического канала, состоящего из герметичных кассет из немагнитного материала с тонкостенными крышками, изготовленными из коррозионно-стойкого материала, содержащих матрицы из магнитомягкого ферромагнитного материала, и соединительных гидравлических элементов, выполненных из немагнитного материала и расположенных так, чтобы каждое из последующих гидравлических соединений было диаметрально противоположно предыдущему. Высота кассеты с матрицей определяется требуемой напряженностью магнитного поля в зазоре между постоянными магнитами. Расстояние между кассетами равняется высоте используемого постоянного магнита. Толщина выполненной из немагнитного коррозионно-стойкого материала крышки кассеты определяет потери магнитного поля в зазоре и соответственно снижает эффективность улавливания частиц. Применение магнитомягкого коррозионно-стойкого ферромагнитного материала позволяет избежать этого недостатка за счет того, что крышка становится полюсным наконечником магнита, сводя потери магнитного поля к минимуму. Количество элементов магнитной системы на единицу больше количества кассет с матрицей, причем все магнитные элементы связаны между собой жесткой связью. To solve this problem, a high-gradient magnetic filter is made in the form of a hydraulic channel, consisting of sealed cassettes of non-magnetic material with thin-walled covers made of corrosion-resistant material containing matrices of magnetically soft ferromagnetic material, and connecting hydraulic elements made of non-magnetic material and located so so that each of the subsequent hydraulic connections is diametrically opposite to the previous one. The height of the matrix cartridge is determined by the required magnetic field strength in the gap between the permanent magnets. The distance between the cassettes is equal to the height of the permanent magnet used. The thickness of the cartridge cover made of a non-magnetic corrosion-resistant material determines the loss of the magnetic field in the gap and, accordingly, reduces the efficiency of particle capture. The use of magnetically soft corrosion-resistant ferromagnetic material avoids this drawback due to the fact that the cover becomes the pole tip of the magnet, minimizing the loss of magnetic field. The number of elements of the magnetic system is one more than the number of cassettes with a matrix, and all magnetic elements are interconnected by a rigid connection.

Признаки, отличающие предлагаемый высокоградиентный магнитный фильтр от наиболее близкого к нему /2/, - наличие гидравлического канала, состоящего из герметичных кассет с металлическими крышками и соединительных гидравлических элементов, расположенных так, чтобы каждое из последующих гидравлических соединений было диаметрально противоположно предыдущему, а количество элементов магнитной системы на единицу больше количества кассет с матрицей, причем все магнитные элементы связаны между собой жестким образом. The features distinguishing the proposed high-gradient magnetic filter from the one closest to it / 2 / are the presence of a hydraulic channel consisting of sealed cassettes with metal covers and connecting hydraulic elements, so that each of the following hydraulic connections is diametrically opposite to the previous one, and the number of elements the magnetic system is one more than the number of cassettes with the matrix, and all magnetic elements are interconnected in a rigid way.

На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого высокоградиентного магнитного фильтра. The drawing shows a schematic diagram of the proposed high-gradient magnetic filter.

Устройство состоит из матрицы 1, расположенной в герметичных кассетах 2 с крышками 3, выполненными из коррозионно-стойкого материала, связанных между собой соединительными гидравлическими элементами 4. Кассеты расположены между постоянными магнитами 5, связанными между собой жесткой немагнитной связью 6. The device consists of a matrix 1 located in sealed cassettes 2 with covers 3 made of corrosion-resistant material, interconnected by connecting hydraulic elements 4. The cassettes are located between the permanent magnets 5, interconnected by a rigid non-magnetic coupling 6.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Поток подается на вход фильтра, последовательно проходит через слои матрицы 1, расположенные в герметичных кассетах 2 с крышками 3 и связанными между собой соединительными гидравлическими элементами 4. Размещение соединительных гидравлических элементов в предлагаемом устройстве создает лабиринтное течение потока очищаемой среды, обеспечивающее максимальную суммарную поверхность взаимодействия среды с матрицей. Кассеты находятся между постоянными магнитами 5, что позволяет наиболее эффективно использовать энергию магнитного потока, при этом ферро-, пара- и диамагнитные частицы примесей удерживаются матрицей фильтра. При необходимости регенерации или удаления гидравлического канала, содержащего матрицу, магнитная система, объединенная жесткой немагнитной связью 6, выводится из зазоров кассет, и после отключения водного потока производится регенерация матрицы или удаляется гидравлический канал в целом. The flow is fed to the inlet of the filter, sequentially passes through the layers of the matrix 1, located in sealed cassettes 2 with covers 3 and interconnected connecting hydraulic elements 4. Placing the connecting hydraulic elements in the proposed device creates a labyrinth flow of the medium to be cleaned, providing the maximum total surface of interaction of the medium with the matrix. Cassettes are located between the permanent magnets 5, which allows the most efficient use of magnetic flux energy, while ferro-, para- and diamagnetic impurity particles are held by the filter matrix. If it is necessary to regenerate or remove the hydraulic channel containing the matrix, the magnetic system combined by a rigid non-magnetic coupling 6 is removed from the gaps of the cassettes, and after the water flow is turned off, the matrix is regenerated or the hydraulic channel as a whole is removed.

В предлагаемом высокоградиентном магнитном фильтре гидравлический тракт разделен с магнитной системой при сохранении высокой напряженности магнитного поля в матрице, что позволяет, сохраняя эффективность очистки водных потоков от содержащихся в них частиц, обладающих ферро-, пара- и диамагнитными свойствами, легко проводить регенерацию фильтров и резко снизить дозовые нагрузки на персонал при его обслуживании. In the proposed high-gradient magnetic filter, the hydraulic path is separated from the magnetic system while maintaining a high magnetic field in the matrix, which allows, while maintaining the efficiency of cleaning water flows from the particles containing ferro-, para- and diamagnetic properties, it is easy to regenerate the filters and sharply reduce the dose burden on personnel during its maintenance.

Источники информации
1. Патент США 4209394, В О1 D 35/06, 1980 г.Sources of information
1. US patent 4209394, In O1 D 35/06, 1980

2. Авторское свидетельство СССР 1785104, B 01 D 35/06, опубл. 10.06.1998 г., Бюл. 16, ч. 2. 2. Copyright certificate of the USSR 1785104, B 01 D 35/06, publ. 06/10/1998, bull. 16, part 2.

Claims

1. High-gradient magnetic filter containing permanent magnets facing each other by opposite poles, between which are matrices made of soft magnetic ferromagnetic material, and sealed cassettes of non-magnetic material, characterized in that it contains a hydraulic channel and connecting hydraulic elements of non-magnetic material, wherein the hydraulic channel includes sealed cassettes with matrices located in them, provided with metal covers made of corrosion-resistant about the material, and the connecting hydraulic elements are arranged so that each of the subsequent connections of the hydraulic element from each of the cartridges is diametrically opposite to the previous one, with permanent magnets, the number of which is one more than the number of cartridges with matrices, located directly in the gaps between the cartridges and near the extreme cartridges and are interconnected by a rigid non-magnetic coupling, while the gap between the cassettes is equal to the height of the permanent magnet.

2. The filter according to claim 1, characterized in that the cassette covers are made of thin-walled non-magnetic corrosion-resistant material.

3. The filter according to claim 1, characterized in that the cassette lids are made of soft magnetic ferromagnetic corrosion-resistant material.