RU2209686C2 - Magnetic separator - Google Patents

Magnetic separator Download PDF

Info

Publication number
RU2209686C2
RU2209686C2 RU2001114697/03A RU2001114697A RU2209686C2 RU 2209686 C2 RU2209686 C2 RU 2209686C2 RU 2001114697/03 A RU2001114697/03 A RU 2001114697/03A RU 2001114697 A RU2001114697 A RU 2001114697A RU 2209686 C2 RU2209686 C2 RU 2209686C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
magnetic
concentrators
magnetic system
poles
height
Prior art date
Application number
RU2001114697/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001114697A (en
Inventor
Ю.В. Попов
Original Assignee
Попов Юрий Васильевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Попов Юрий Васильевич filed Critical Попов Юрий Васильевич
Priority to RU2001114697/03A priority Critical patent/RU2209686C2/en
Publication of RU2001114697A publication Critical patent/RU2001114697A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2209686C2 publication Critical patent/RU2209686C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Hard Magnetic Materials (AREA)

Abstract

FIELD: separation of ferromagnetic admixtures from flow of loose diamagnetic material. SUBSTANCE: proposed separator has housing, magnetic system including permanent magnets separated by flat ferromagnetic concentrators; like poles of magnets are directed towards each other and their planes are located vertically. Concentrators are made in form of trapezium or triangle or their combination. Height of concentrators increases in way of motion of material being separated. Pitch and height of poles are related by the following ratio τ = (1,01÷1,25)h, where τ - is pole pitch of magnetic system and h is height of poles. EFFECT: enhanced efficiency. 4 dwg

Description

Описание изобретения
Область техники
Изобретение относится к области магнитной сепарации ферромагнитных частиц от диамагнитных и может использоваться с этой целью в элеваторной, комбикормовой, мукомольно-крупяной, пищевой промышленностях, обогащении полезных ископаемых, приготовлении формовочных смесей.Description of the invention
Technical field
The invention relates to the field of magnetic separation of ferromagnetic particles from diamagnetic and can be used for this purpose in the elevator, animal feed, flour and cereal, food industries, mineral processing, preparation of molding mixtures.

Уровень техники
Известен магнитный сепаратор с магнитной системой, выполненной из дисковых магнитов и дисковых концентраторов (патент США 3960716, В 03 С1/12 от 01.06.1976 г. ). Торцевые плоскости дисков магнитов и концентраторов расположены горизонтально.State of the art
Known magnetic separator with a magnetic system made of disk magnets and disk concentrators (US patent 3960716, 03 C1 / 12 from 06/01/1976). The end planes of the disks of magnets and concentrators are located horizontally.

Дисковые магниты и концентраторы расположены друг над другом с чередованием и образуют таким образом вертикальную цилиндрическую магнитную систему. Disc magnets and hubs are alternately arranged one above the other and thus form a vertical cylindrical magnetic system.

Известны конструкции магнитных систем, выполненные по такому же принципу на основе прямоугольных магнитов и концентраторов. Known designs of magnetic systems made by the same principle on the basis of rectangular magnets and concentrators.

Недостаточная эффективность сепарации при использовании в сепараторах таких систем обусловлена их компоновкой, так как в магнитном поле таких систем имеются участки, в которых направление действия на сепарируемую частицу магнитной силы Fмаг совпадает с направлением действия механических сил:
- силы тяжести Fт;
- силы инерции Fин;
- силы потока Fп,
не способствующих извлечению частицы при данной схеме сепарации. Схема сил, действующих на ферромагнитную частицу в поле магнитной системы сепаратора, показана на фиг.1.Insufficient separation efficiency when used in the separators of such systems due to their arrangement, since the magnetic field of such systems are areas in which the direction of action on the separability of the particle of the magnetic force F mage coincides with the direction of action of mechanical forces:
- gravity F t ;
- inertia forces F in ;
- flow forces F p ,
not contributing to the extraction of particles in this separation scheme. A diagram of the forces acting on a ferromagnetic particle in the field of the magnetic system of the separator is shown in figure 1.

Известен также магнитный сепаратор с магнитной системой из дисковых магнитов и немагнитных прокладок (авт. св. СССР 1007732, В 03 С1/00, БИ 12, 1983 г.). Also known is a magnetic separator with a magnetic system of disk magnets and non-magnetic gaskets (ed. St. USSR 1007732, B 03 C1 / 00, BI 12, 1983).

Компоновка дисковых магнитов и немагнитных прокладок выполнена на горизонтальном валу и не имеет недостатков вертикальной компоновки магнитной системы. Отклонение ферромагнитных частиц, подлежащих извлечению, происходит в этом случае в направлении, нормальном к направлению потока диамагнитного материала. The arrangement of disk magnets and non-magnetic gaskets is made on a horizontal shaft and does not have the disadvantages of a vertical layout of the magnetic system. The deviation of the ferromagnetic particles to be removed occurs in this case in the direction normal to the direction of flow of the diamagnetic material.

Недостатком этой магнитной системы является отсутствие концентраторов и незначительная рабочая длина магнитной системы, составляющая примерно половину длины окружности дискового магнита. The disadvantage of this magnetic system is the lack of hubs and the small working length of the magnetic system, which is approximately half the circumference of the disk magnet.

Известен магнитный сепаратор, магнитная система которого выполнена из дисковых магнитов, ферромагнитных дисковых концентраторов ("Ролик магнитного сепаратора" по заявке 2132918, опубл. 84.07.18 4977, НКИ B 2 J, H 1 P, U1S, МКИ В 03 С 1/12, УДК 621.928.8, Изобретения стран мира, 1985 г.). A known magnetic separator, the magnetic system of which is made of disk magnets, ferromagnetic disk concentrators ("Roller magnetic separator" on the application 2132918, publ. 84.07.18 4977, NKI B 2 J, H 1 P, U1S, MKI B 03 C 1/12 , UDC 621.928.8, Inventions of the World, 1985).

Магнитная система принята за прототип. The magnetic system is taken as a prototype.

Магнитная система состоит из дисковых магнитов и дисковых концентраторов и скомпонована на горизонтальном валу. The magnetic system consists of disk magnets and disk hubs and is arranged on a horizontal shaft.

На данной схеме компоновки магнитной системы направление действия магнитной силы Fмаг на частицу и механических сил Fт, Fин, Fп не совпадают.In this layout of the magnetic system, the direction of action of the magnetic force F mag on the particle and the mechanical forces F t , F in , F p do not coincide.

Недостатком этой системы, как и рассмотренной выше магнитной системы (аналога), является незначительная рабочая длина дискового магнита и концентратора. The disadvantage of this system, as well as the magnetic system (analog) considered above, is the insignificant working length of the disk magnet and the hub.

Общим недостатком аналогов и прототипа является безопределенность величин полюсного шага и высоты полюсов магнитных систем сепараторов и соотношения этих величин, а также размеров концентраторов. A common drawback of analogues and prototype is the uncertainty of the magnitude of the pole pitch and the height of the poles of the magnetic systems of the separators and the ratio of these values, as well as the size of the concentrators.

Значения полюсного шага τ и высоты полюсов h магнитных систем сепараторов, соотношение их размеров влияют непосредственно на магнитную силу поля, градиент напряженности поля (неоднородность поля) и глубину поля, т.е. являются определяющими для основных параметров магнитных систем сепараторов. The values of the pole pitch τ and the pole height h of the magnetic systems of the separators, the ratio of their sizes directly affect the magnetic field strength, the gradient of the field strength (field inhomogeneity) and the depth of field, i.e. are crucial for the main parameters of the magnetic systems of the separators.

Неоптимальное соотношение этих величин в магнитных системах приводит к снижению эффективности сепарации. A suboptimal ratio of these values in magnetic systems leads to a decrease in separation efficiency.

Сущность изобретения
Целью изобретения является повышение эффективности сепарации за счет использования в магнитной системе сепаратора постоянных магнитов прямоугольной формы, способа их компоновки с ферромагнитными концентраторами в форме трапеции, треугольника или в форме, составленной из этих фигур, оптимизации соотношения значений полюсного шага и высоты полюсов.SUMMARY OF THE INVENTION
The aim of the invention is to increase the separation efficiency due to the use of rectangular magnets in the separator magnetic system, the method of their arrangement with ferromagnetic concentrators in the form of a trapezoid, triangle or in the shape made up of these figures, optimizing the ratio of the pole pitch and the height of the poles.

Предлагаемый магнитный сепаратор имеет магнитную систему из постоянных магнитов прямоугольной формы, большие плоскости которых являются полюсами N и S магнитов. В магнитной системе сепаратора плоскости полюсов магнитов, расположенные вертикально, обращены друг к другу одноименными полюсами и разделены ферромагнитными концентраторами, имеющими форму трапеции, или треугольника, или состоящую из этих фигур. При этом концентраторы установлены с увеличением их высоты по ходу движения сепарируемого материала. The proposed magnetic separator has a magnetic system of permanent magnets of rectangular shape, large planes of which are the poles of N and S magnets. In the magnetic system of the separator, the planes of the poles of the magnets located vertically face each other with the same poles and are separated by ferromagnetic concentrators having the shape of a trapezoid, or triangle, or consisting of these figures. In this case, the concentrators are installed with an increase in their height along the direction of the separated material.

Значения полюсного шага τ и высоты полюсов h предлагаемой магнитной системы связаны соотношением
τ = (1,01÷1,25)h (1)
Для извлечения металломагнитных частиц из потока сыпучего материала необходимо, чтобы магнитная сила поля Fмаг была равна или превышала проекцию на ее направление равнодействующей всех механических сил ∑ Fмех, испытываемых частицами (условие процесса сепарации)
Fмаг ≥ ∑ Fмех (2)
Соотношение полюсного шага и высоты полюсов (1) обеспечивает условие (2).The values of the pole pitch τ and the pole height h of the proposed magnetic system are related by
τ = (1.01 ÷ 1.25) h (1)
To extract metallomagnetic particles from the flow of bulk material, it is necessary that the magnetic field strength F mag be equal to or greater than the projection on its direction of the resultant of all mechanical forces ∑ F mech experienced by the particles (separation process condition)
F mag ≥ ∑ F fur (2)
The ratio of the pole pitch and the height of the poles (1) provides the condition (2).

Направление действия основных разделяющих сил процесса сепарации представлено на фиг.2. The direction of action of the main separating forces of the separation process is presented in figure 2.

Высота концентраторов (при трапециевидной или треугольной их форме) увеличивается по ходу движения сепарируемого материала (фиг.3), что обеспечивает вывод крупных магнитных примесей из плотного потока сыпучего материала. The height of the concentrators (with a trapezoidal or triangular shape) increases along the course of the separated material (Fig. 3), which ensures the removal of large magnetic impurities from the dense flow of bulk material.

Изменяющиеся выходные параметры магнитного поля: магнитная сила Fмаг, градиент напряженности магнитного поля grad Н при изменении размеров концентраторов по ходу движения сыпучего материала создают оптимальные условия извлечения примесей разных классов крупности в одном сепараторе.The changing output parameters of the magnetic field: the magnetic force F mag , the gradient of the magnetic field strength grad N when changing the size of the concentrators along the flow of bulk material create optimal conditions for the extraction of impurities of different particle sizes in one separator.

Перечень и описание фигур
На фиг. 1 показана схема сил в системе координат Х, Y, действующих на ферромагнитную частицу в магнитном поле сепаратора по патенту США 3960716, принятого за аналог. Магнитная система сепаратора представляет собой магнитные блоки 1 (дисковые) и дисковые концентраторы 2. Торцевые плоскости магнитных блоков расположены горизонтально.List and description of figures
In FIG. 1 shows a diagram of the forces in the X, Y coordinate system acting on a ferromagnetic particle in the magnetic field of the separator according to US patent 3960716, adopted as an analogue. The magnetic system of the separator is a magnetic blocks 1 (disk) and disk hubs 2. The end planes of the magnetic blocks are located horizontally.

Fмаг - вектор действия магнитной силы;
Fт - вектор действия силы тяжести;
Fин - вектор действия силы инерции;
Fп - вектор действия силы потока;
τ - полюсный шаг магнитной системы (расстояние между одноименными точками системы);
h - высота магнитного блока (расстояние между полюсами N и S магнита).F magician - the vector of action of magnetic force;
F t - the vector of action of gravity;
F in - the vector of action of the inertia force;
F p - action vector of the flow force;
τ is the pole pitch of the magnetic system (the distance between the same points in the system);
h is the height of the magnetic block (the distance between the poles of the N and S magnet).

Как видно из схемы, при такой компоновке магнитной системы в поле магнитной системы сепаратора имеются участки, где направление действия магнитной силы Fмаг совпадает с направлением действия механических сил Fт, Fин, Fп. На таких участках ферромагнитная частица получает дополнительную кинетическую энергию движения, а следовательно, дополнительное ускорение а и дополнительную силу инерции Fин, так как
Fин = m•а, (3)
где m - масса ферромагнитной частицы;
а - вектор ускорения частицы.As can be seen from the diagram, with this arrangement of the magnetic system in the field of the magnetic system of the separator, there are areas where the direction of action of the magnetic force F mag coincides with the direction of the mechanical forces F t , F in , F p . In such areas, the ferromagnetic particle receives additional kinetic energy of motion, and therefore, additional acceleration a and additional inertia force F in , since
F in = m • a, (3)
where m is the mass of the ferromagnetic particle;
a is the particle acceleration vector.

Скорость частицы возрастает, т.к. The particle velocity increases because

Figure 00000002

где
Figure 00000003
- вектор скорости;
t - время.
Figure 00000002

Where
Figure 00000003
is the velocity vector;
t is time.

Увеличение Fин может привести к невыполнению условия сепарации (2), когда механические силы, действующие на частицу, превысят магнитную силу и частица окажется не извлеченной.An increase in F in can lead to failure of the separation condition (2), when the mechanical forces acting on the particle exceed the magnetic force and the particle is not removed.

На фиг. 2 представлена схема разделяющих сил, действующих на металломагнитную частицу в поле магнитной системы предлагаемого сепаратора. In FIG. 2 shows a diagram of the separating forces acting on a metal-magnetic particle in the field of the magnetic system of the proposed separator.

Магнитная система сепаратора представляет собой магниты 1, обращенные друг к другу одноименными полюсами, плоскости полюсов которых расположены вертикально. Ферромагнитные концентраторы 2 разделяют плоскости полюсов магнитов. The magnetic system of the separator is a magnet 1, facing each other with the same poles, the plane of the poles of which are arranged vertically. Ferromagnetic concentrators 2 share the plane of the poles of the magnets.

Направление действия магнитной силы Fмаг нормально к направлению действия механических сил Fт, Fин, Fп по всей длине зоны извлечения.The direction of action of the magnetic force F mag is normal to the direction of action of the mechanical forces F t , F in , F p along the entire length of the extraction zone.

Подобную схему сепарации имеет сепаратор-прототип, выполненный на основе дисковых магнитов и концентраторов. Однако при использовании постоянных магнитов прямоугольной формы предложенная компоновка магнитной системы дает возможность получить рабочую длину концентратора, соответствующую длине магнита, увеличивать эту силу набором магнитов по направлению движения сепарируемого материала. Оптимизация соотношения геометрических параметров магнитной системы, а именно полюсного шага τ, высоты полюсов h и форма концентраторов в этой конструкции предопределяют высокую эффективность процесса сепарации. A similar separation scheme has a prototype separator, made on the basis of disk magnets and concentrators. However, when using permanent magnets of rectangular shape, the proposed arrangement of the magnetic system makes it possible to obtain the working length of the hub corresponding to the length of the magnet, to increase this force with a set of magnets in the direction of motion of the separated material. The optimization of the ratio of the geometric parameters of the magnetic system, namely, the pole pitch τ, the pole height h and the shape of the concentrators in this design determine the high efficiency of the separation process.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Общий вид предлагаемого магнитного сепаратора показан на фиг.3 и 4, вид сбоку.Information confirming the possibility of carrying out the invention
A general view of the proposed magnetic separator is shown in FIGS. 3 and 4, a side view.

Сепаратор включает корпус 1 с дверцей 2, магнитную систему, состоящую из магнитных блоков 3 прямоугольной формы, большие плоскости которых являются полюсами N и S магнитов, расположенных вертикально и обращенных друг к другу в системе одноименными полюсами, ферромагнитные концентраторы 4, разделяющие магнитные блоки. Сепаратор включает также входной 5 и выходной 6 патрубки. The separator includes a housing 1 with a door 2, a magnetic system consisting of rectangular magnetic blocks 3, the large planes of which are the poles of N and S magnets arranged vertically and facing each other in the system by the same poles, ferromagnetic concentrators 4, separating the magnetic blocks. The separator also includes input 5 and output 6 nozzles.

Сепаратор работает следующим образом. The separator works as follows.

Сыпучий материал, подлежащий сепарации, поступает в корпус 1 сепаратора через входной патрубок 5, обтекает магнитную систему и выходит через нижний патрубок 6. Ферромагнитные примеси притягиваются к концентраторам 4 магнитной силой Fмаг, создаваемой магнитными блоками 3, и подлежат периодической очистке при выводе магнитной системы дверцей 2 из корпуса 1. По окончании очистки дверца 2 с магнитной системой возвращается в исходное положение.The bulk material to be separated enters the separator housing 1 through the inlet pipe 5, flows around the magnetic system and exits through the lower pipe 6. Ferromagnetic impurities are attracted to the concentrators 4 by the magnetic force F mag created by the magnetic blocks 3, and are subject to periodic cleaning when the magnetic system is withdrawn door 2 from housing 1. Upon completion of cleaning, door 2 with the magnetic system returns to its original position.

Границы значений полюсного шага τ магнитной системы и высоты полюсов h определены экспериментально по оценке выходных параметров:
Fмаг - магнитная сила поля;
grad Н - градиент напряженности магнитного поля для заданной глубины рабочего поля.The boundaries of the pole pitch τ of the magnetic system and the pole height h are determined experimentally by evaluating the output parameters:
F mag - magnetic field strength;
grad Н - gradient of the magnetic field for a given depth of the working field.

В качестве магнитного материала при исследовании использовался анизотропный феррит бария марки М16БА190-7 по ТУ 0.707.135. In the study, an anisotropic barium ferrite of the M16BA190-7 grade according to TU 0.707.135 was used as a magnetic material.

Магнитные блоки набирались из прямоугольных плиток размером 84х64х13 мм, выпускаемых серийно. Magnetic blocks were recruited from rectangular tiles measuring 84x64x13 mm, commercially available.

Полученные соотношения позволяют проектировать магнитные системы сепараторов с оптимальными выходными параметрами Fмаг, grad Н для определенной глубины поля (производительности).The obtained relations allow us to design magnetic systems of separators with optimal output parameters F mag , grad Н for a certain depth of field (productivity).

Claims (1)

Магнитный сепаратор, включающий корпус, магнитную систему, состоящую из разделенных плоскими ферромагнитными концентраторами постоянных магнитов, обращенных друг к другу одноименными полюсами, плоскости которых расположены вертикально, отличающийся тем, что концентраторы имеют форму трапеции, или треугольника, или состоящую из этих фигур, при этом концентраторы установлены с увеличением их высоты по ходу движения сепарируемого материала, причем значения полюсных шагов и высоты полюсов в магнитной системе связаны соотношением
τ = (1,01÷1,25)h,
где τ - полюсной шаг магнитной системы;
h - высота полюсов магнитной системы.A magnetic separator, comprising a housing, a magnetic system consisting of permanent magnets separated by flat ferromagnetic concentrators, with the same poles facing each other, planes of which are arranged vertically, characterized in that the concentrators are in the form of a trapezoid or triangle, or consisting of these figures, wherein concentrators are installed with increasing their height along the course of the separated material, and the values of the pole steps and the height of the poles in the magnetic system are related by
τ = (1.01 ÷ 1.25) h,
where τ is the pole pitch of the magnetic system;
h is the height of the poles of the magnetic system.
RU2001114697/03A 2001-05-31 2001-05-31 Magnetic separator RU2209686C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001114697/03A RU2209686C2 (en) 2001-05-31 2001-05-31 Magnetic separator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001114697/03A RU2209686C2 (en) 2001-05-31 2001-05-31 Magnetic separator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001114697A RU2001114697A (en) 2003-05-10
RU2209686C2 true RU2209686C2 (en) 2003-08-10

Family

ID=29245510

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001114697/03A RU2209686C2 (en) 2001-05-31 2001-05-31 Magnetic separator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2209686C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2742805C2 (en) * 2019-06-06 2021-02-10 МСД Текнолоджис С.а.р.л. Method of purifying liquid nanostructured media from magnetic and weakly magnetic impurities and apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2742805C2 (en) * 2019-06-06 2021-02-10 МСД Текнолоджис С.а.р.л. Method of purifying liquid nanostructured media from magnetic and weakly magnetic impurities and apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3489280A (en) Magnetic separator having field shaping poles
EP3202498B1 (en) Rotating drum-type magnetic separation device
RU2462316C2 (en) Method of magnetic separation of fine submagnetic loose products and magnetic separator to this end
WO2008099346A1 (en) Method and separator system for separating magnetic particles, separator column for use in a separator system
RU2209686C2 (en) Magnetic separator
US5108587A (en) Apparatus for the electrodynamic separation of non-ferromagnetic free-flowing material
RU187327U1 (en) MAGNETIC SEPARATOR
AU2013234409A1 (en) Apparatus and Method for the Separation of Particulates
US10427167B2 (en) Device and method for separating weakly magnetic particles
EP3454991A1 (en) Magnetic separation system and devices
US4166789A (en) Magnetic separator
RU2365421C1 (en) Magnetic separator
US1462111A (en) Magnetic separator
Nomura et al. Development of Novel Magnetic Separation for Paramagnetic Particles Using the Selection Tube
RU2554622C1 (en) Method of magnetic concentration of ores and device for its implementation
SU1015911A1 (en) Magnetic separator for concentrating low magnetic ores
RU72644U1 (en) SEPARATOR MAGNETIC SYSTEM UNIT
RU2446017C1 (en) Method of magnetic separation of fluid or dus-gas products and magnetic separator to this end
SU757193A1 (en) Magnetic separator
RU142419U1 (en) MAGNETIC-GRAVITATIONAL-CENTRIFUGAL HUB
RU2205701C1 (en) Magnetic separator
RU98341U1 (en) DRUM MAGNETIC SEPARATOR
SU1505590A1 (en) Electromagnetic separator for dressing low-magnetic materials
Žežulka et al. A magnetic filter with permanent magnets on the basis of rare earths
RU2170620C1 (en) Magnetic separator

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20040601

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130601