RU2305598C2

RU2305598C2 - Separator

Info

Publication number: RU2305598C2
Application number: RU2005134903/15A
Authority: RU
Inventors: к Александр Васильевич Сандул (RU); Александр Васильевич Сандуляк; к Анна Александровна Сандул (RU); Анна Александровна Сандуляк; Вера Александровна Ершова (RU); Вера Александровна Ершова
Original assignee: Александр Васильевич Сандуляк; Анна Александровна Сандуляк; Вера Александровна Ершова
Priority date: 2005-11-11
Filing date: 2005-11-11
Publication date: 2007-09-10
Also published as: RU2005134903A

Abstract

FIELD: separation of materials.

SUBSTANCE: separator comprises a system of parallel plates that are not in a contact one with the other and are oriented at a angle to the direction of the flow of a fluid to be cleaned. The plates are hollow and provided with permanent magnets.

EFFECT: enhanced efficiency and reduced sizes.

9 dwg

Description

Изобретение относится к области разделения, в том числе магнитного, и может быть использовано в химической, энергетической, пищевой, металлургической и других отраслях промышленности для удаления из двух- и многокомпонентных текучих сред, главным образом газодисперсных потоков, различных примесей, преимущественно склонных к магнитному осаждению. В их числе, например, такие ферропримеси, как частицы коррозии и износа оборудования, окалина, частицы-последствия металлообработки, термообработки, ремонта, дробления и размола сырьевых компонентов и пр. Эти примеси обусловливают нарушение (зачастую - существенное) установленных нормативных показателей, снижают качество сред, загрязняют окружающую среду, а попадая в рабочие органы оборудования, дестабилизируют производство, вызывая поломки и выход из строя оборудования, аварийные остановки производства, т.е. снижают надежность, производительность и долговечность работы оборудования.The invention relates to the field of separation, including magnetic, and can be used in chemical, energy, food, metallurgical and other industries to remove from two and multicomponent fluids, mainly gas-dispersed streams, various impurities, mainly prone to magnetic deposition . Among them, for example, such impurities as particles of corrosion and wear of equipment, scale, particles-consequences of metalworking, heat treatment, repair, crushing and grinding of raw materials, etc. These impurities cause a violation (often - significant) of the established regulatory indicators, reduce the quality pollute the environment, and getting into the working bodies of the equipment destabilize production, causing equipment breakdowns and failures, emergency shutdowns of production, i.e. reduce the reliability, performance and durability of the equipment.

Известен магнитный осадитель частиц (А.с. СССР №1491583), состоящий из корпуса, в котором размещена система намагничивания и ступенчатый магнитопровод, пронизывающий систему осадительных пластин. Недостатком этого устройства является то, что осадительные пластины намагничиваются неравномерно, преимущественно в области ступеней (уступов) магнитопровода, а остальная (причем большая) часть каждой из пластин намагничивается недостаточно, а потому оказывает незначительное магнитное воздействие на магнитовосприимчивую фракцию примесей, особенно при повышенной скорости очищаемого потока, что отрицательно сказывается на эффективности работы аппарата. Более того, в таком аппарате осадительные пластины расположены вдоль направления движения очищаемого потока, а это не способствует чисто механическому, например, инерционному "принуждению" к контакту частиц с поверхностями пластин (сама конструкция аппарата не предусматривает возникновение и проявление инерционных сил). Кроме того, любое форсирование скорости потока (и пропускной способности) приводит к срыву уже осажденных частиц с поверхности пластин и снижению эффективности работы.Known magnetic particle precipitator (AS USSR No. 1491583), consisting of a housing in which there is a magnetization system and a stepped magnetic circuit penetrating the system of precipitation plates. The disadvantage of this device is that the precipitation plates are magnetized unevenly, mainly in the area of the steps (steps) of the magnetic circuit, and the rest (and the large) part of each of the plates is not magnetized enough, and therefore has a slight magnetic effect on the magnetically susceptible fraction of impurities, especially at an increased speed of the cleaned flow, which negatively affects the efficiency of the device. Moreover, in such an apparatus, precipitation plates are located along the direction of motion of the cleaned flow, and this does not contribute to purely mechanical, for example, inertial “forcing” particles into contact with the surfaces of the plates (the design of the apparatus itself does not provide for the appearance and manifestation of inertial forces). In addition, any acceleration of the flow rate (and throughput) leads to the disruption of already deposited particles from the surface of the plates and reduce the efficiency.

Известен сепаратор жалюзийного типа - прототип (Охрана окружающей среды: учеб. для техн. спец. вузов /под ред. С.В.Белова, 1991, с.77-78), состоящий из корпуса, в котором размещена рабочая система взаимно параллельных неконтактирующих пластин-жалюзей, ориентированных под углом к направлению потока очищаемой среды. При этом каждая последующая (по ходу движения очищаемой среды) пластина частично расположена под предыдущей, т.е. с "попутным напуском", между ними образуется область взаимного перекрытия. Отделение примесных частиц от основного потока в такой конструкции сепаратора происходит под неоднократным действием инерционных сил. Так, еще на подходе к непараллельной потоку, т.е. повернутой, пластине инерционная сила способствует благоприятному сближению и контакту частицы с поверхностью пластины (удару об эту поверхность). Далее, увлекаемая газо(гидро)динамическим потоком, частица движется сообразно несколько измененному (благодаря непараллельной потоку пластине) направлению потока до выхода за пределы пластины. Затем, когда значительная часть несущей компоненты потока "ныряет" в лабиринтный зазор между пластинами-жалюзями, кратковременно изменяя направление своего движения почти на обратное (характер движения потока - зигзагообразный), частица под действием опять-таки инерционной силы попадает на следующую пластину, дрейфуя от пластины к пластине вплоть до последней пластины-жалюзи. Сепаратор жалюзийного типа отличается высокой производительностью и обеспечивает высокую эффективность сепарации (в данном случае - отделения от основной части очищаемого потока) примесных частиц размером 20 мкм и более, которые концентрируются в сравнительно небольшой части потока на выходе сепаратора (этот поток затем подвергается дополнительной очистке с использованием очистного аппарата, например циклона, гораздо меньшей производительности).A well-known louvre-type separator is a prototype (Environmental protection: textbook for technical special universities / under the editorship of S.V. Belov, 1991, pp. 77-78), consisting of a housing in which a working system of mutually parallel noncontacting louvre plates oriented at an angle to the direction of flow of the medium being cleaned. Moreover, each subsequent (in the direction of the medium being cleaned) plate is partially located under the previous one, i.e. with a “backfill”, a region of mutual overlap is formed between them. The separation of impurity particles from the main stream in such a design of the separator occurs under the repeated action of inertial forces. So, still on the approach to a non-parallel flow, i.e. the rotated plate, the inertial force promotes a favorable approach and contact of the particle with the surface of the plate (impact on this surface). Further, entrained by the gas (hydro) dynamic flow, the particle moves according to the somewhat changed (due to the plate parallel to the flow) flow direction until it leaves the plate. Then, when a significant part of the flow carrier component “dives” into the labyrinth gap between the louvre plates, briefly changing the direction of its movement to almost the opposite (the nature of the flow movement is zigzag), the particle again under the influence of inertial force drifts to the next plate, drifting from plate to plate up to the last louvre plate. The louvre type separator is characterized by high productivity and provides high separation efficiency (in this case, separation from the main part of the stream being cleaned) of impurity particles of 20 μm or more, which are concentrated in a relatively small part of the stream at the separator outlet (this stream is then subjected to additional purification using purification apparatus, such as cyclone, much lower performance).

Сепаратор-прототип имеет тот существенный недостаток, что его пластины-жалюзи, способствуя формированию двух потоков (очищенного и загрязненного), т.е. выполняя функцию направляющих элементов, сами не являются осадительными элементами, а именно такая функция способствовала бы повышению эффекта сепарации. Что же касается возможности тонкой очистки загрязненных потоков, то сепаратор-прототип вообще малоэффективен для удаления частиц размерами менее 20 мкм; инерционные силы в этом случае относительно слабы и такие частицы увлекаются той основной частью потока, которая движется зигзагообразно согласно описанному взаимному расположению пластин-жалюзей, т.е. эти частицы проходят сквозь жалюзийную решетку и это не позволяет достичь желаемого эффекта очистки потока. Между тем потребность в тонкой очистке существует практически всегда и очень часто - от высокодисперсных ферропримесей, склонных к магнитному осаждению (как уже указывалось, это - значительная часть железосодержащих примесных частиц-последствий термообработки, металлообработки, коррозии и износа оборудования, дробления и размола сырьевых компонентов и пр.). Такие примеси в большей или меньшей мере присутствуют в отходящих газах (вентиляционных выбросах) мартенов, сталеплавильных печей, термических и шлифовальных участков, сварочных постов, в различных технологических газодисперсных потоках (например, системы пневмотранспорта). Кроме того, сепаратор-прототип, в котором пластины-жалюзи не выполняют осадительную функцию, малоэффективен в режиме форсированной производительности, когда скорость очищаемого потока и степень его турбулизации высоки. В этом случае порог крупности отделяемых от потока примесных частиц неблагоприятно возрастает, имеют место проскоки (сквозь жалюзийную решетку) сравнительно крупных частиц (намного более 20 мкм), а для обеспечения гарантированного отделения от потока частиц оговоренной крупности (начиная с 20 мкм и более) приходится увеличивать габариты (и металлоемкость) сепаратора, в то время как производственные площади допускают зачастую применение лишь компактных аппаратов.The prototype separator has the significant drawback that its louvre plate, contributing to the formation of two streams (cleaned and contaminated), i.e. acting as guiding elements, they themselves are not precipitating elements, namely, such a function would contribute to an increase in the separation effect. As for the possibility of fine cleaning of contaminated streams, the prototype separator is generally ineffective for removing particles smaller than 20 microns; the inertial forces in this case are relatively weak and such particles are carried away by the main part of the flow that moves in a zigzag fashion according to the described mutual arrangement of the louvre plates, i.e. these particles pass through the louvre grille and this does not allow to achieve the desired flow cleaning effect. Meanwhile, the need for fine cleaning exists almost always and very often - from highly dispersed ferro-impurities prone to magnetic deposition (as already mentioned, this is a significant part of the iron-containing impurity particles - the effects of heat treatment, metal processing, corrosion and wear of equipment, crushing and grinding of raw materials and etc.). Such impurities are more or less present in the exhaust gases (ventilation emissions) of open-hearth furnaces, steel furnaces, thermal and grinding areas, welding stations, in various technological gas-dispersed streams (for example, pneumatic conveying systems). In addition, the prototype separator, in which the louvre plates do not perform a precipitation function, is ineffective in the forced performance mode, when the speed of the stream being cleaned and the degree of its turbulization are high. In this case, the particle size threshold of the impurity particles separated from the stream unfavorably increases, breakthroughs occur (through the louvre grille) of relatively large particles (much more than 20 μm), and to ensure guaranteed separation of the specified particle size from the stream (starting from 20 μm or more) increase the dimensions (and metal consumption) of the separator, while production areas often allow the use of only compact devices.

Задача изобретения заключается в расширении функций рабочей системы пластин-жалюзей (придания им дополнительного свойства осаждать примеси на своих поверхностях), повышении эффективности работы сепаратора и обеспечении его компактности.The objective of the invention is to expand the functions of the working system of louvre plates (giving them an additional property to deposit impurities on their surfaces), to increase the efficiency of the separator and to ensure its compactness.

Сущность изобретения заключается в том, что в корпусе 1 сепаратора (см. фиг.1-3) размещена жалюзийная решетка, т.е. рабочая система взаимно параллельных неконтактирующих пластин-жалюзей 2, ориентированных под углом к направлению потока очищаемой среды и смещенных относительно друг друга, причем каждая последующая (по ходу движения очищаемой среды) пластина частично расположена под предыдущей с образованием межжалюзийной области их взаимного перекрытия. Сами же пластины-жалюзи 2 сепаратора выполнены полыми и в эти полости помещены постоянные магниты 3, при этом магнитные элементы в противостоящих жалюзях расположены с образованием такой области их взаимного перекрытия (эта магнито-интенсивная область характеризуется глубиной взаимного теневого перекрытия Δy и расстоянием между противостоящими разнополярными поверхностями b, включая проходной зазор и совокупную толщину стенок полых пластин), когда в каждой из этих областей теневого взаимного перекрытия магнитных элементов исключается существование магнитоослабленных (по существу - провальных) зон магнитного захвата и, соответственно, исключаются проскоки магнитовосприимчивых ферропримесей сквозь межжалюзийные области теневого перекрытия магнитных элементов (на фиг.1 одна из таких областей условно затушевана), т.е. сквозь жалюзийную решетку. Условием для этого, т.е. для оптимального выбора параметров Δy и b, является определенная взаимосвязь параметров, установленная экспериментально-расчетным путем (см. фиг.4-6 и изложенные ниже комментарии к ним):The essence of the invention lies in the fact that in the cage 1 of the separator (see Fig.1-3) placed louvre grille, i.e. the working system of mutually parallel non-contacting louvre plates 2, oriented at an angle to the direction of flow of the medium being cleaned and offset relative to each other, with each subsequent (in the direction of the medium being cleaned) plate partially located under the previous one with the formation of an inter-louvre area of mutual overlap. The louvre plates 2 of the separator themselves are hollow and permanent magnets 3 are placed in these cavities, while the magnetic elements in the opposing louvres are arranged to form such a region of their mutual overlap (this magnetically intense region is characterized by the depth of the mutual shadow overlap Δy and the distance between the opposing opposite-polar surfaces b, including the passage clearance and the total wall thickness of the hollow plates), when in each of these areas of shadow mutual overlapping of the magnetic elements is excluded existence magnitooslablennyh (substantially - flops) magnetic capture zones and, accordingly, are excluded ferroprimesey magnetism leakage through mezhzhalyuziynye shadow area of overlap of the magnetic elements (1, one such area conventionally obscured), i.e. through the louvre grille. The condition for this, i.e. for the optimal choice of the parameters Δy and b, there is a certain relationship of the parameters established experimentally by calculation (see Fig. 4-6 and the comments below on them):

где а - характерный габарит магнитного элемента (базовый для соответствующей ширины пластины), B_min и [B_min/B₀] - минимальное значение и относительный допустимый уровень магнитной индукции в центральной магнитоослабленной зоне области теневого перекрытия магнитных элементов, В₀ - значение индукции поля на поверхности магнита, помещаемого в полость пластины-жалюзи.where a is the characteristic dimension of the magnetic element (basic for the corresponding plate width), B _min and [B _min / B ₀ ] is the minimum value and the relative permissible level of magnetic induction in the central magnetically weakened zone of the area of shadow overlap of magnetic elements, B ₀ is the value of the field induction on the surface of a magnet placed in the cavity of the louvre plate.

Достигаемый технический результат заключается в том, что в дополнение к основной, направляющей и распределяющей функциям пластин-жалюзей аппаратов данного типа этим пластинам-жалюзям, за счет изготовления их пустотелыми и размещения в них высокоэнергетичных постоянных магнитов, придается также дополнительная функция - служить в качестве магнитных осадительных элементов для захвата ферропримесей (в том числе высокодисперсных), обладающих магнитовосприимчивыми свойствами. При этом совместное действие инерционной силы (в данном случае - устремляющей примеси к поверхностям пластин, отвечающей за дрейф частиц по поверхностям пластин и в конечном счете отделяющей примеси от основного потока) и магнитной силы захвата ферропримесей (на "открытой" поверхности активированных пластин, а особенно - в интенсивной области взаимного перекрытия магнитных элементов) приводит к повышению эффективности работы сепаратора даже в условиях форсированного режима работы. Тем самым, в случае преобладания именно фракции ферропримесей отпадает необходимость в использовании аппаратов с большой пропускной способностью, т.е. более габаритных (и громоздких) аппаратов данного типа. И, само собой разумеется, искомый технический результат, связанный с "довключением" магнитной силы захвата, в полной мере достижим лишь в случае оптимального взаимного расположения смежных (в предлагаемом сепараторе - дополнительно активированных) пластин-жалюзей, а более конкретно - в случае оптимального выбора параметров, характеризующих область теневого взаимного перекрытия магнитных элементов (область интенсивного магнитного захвата): глубины перекрытия между магнитными элементами Δy и расстояния между обращенными друг к другу разнополярными поверхностями этих магнитных элементов b; такой выбор осуществляется на основании упомянутого выше условия (1). Таким образом, в отличие от классических (немагнитных) газоочистных аппаратов жалюзийного типа, в которых примесные частицы очищаемого газа дрейфуют по отражательным поверхностям жалюзийных элементов (из-за выраженного проявления только инерционных сил при изменении направления движения самого газа) и концентрируются по мере прохождения вглубь жалюзийной системы, обеспечивая раздельный выход сильнозагрязненного и очищенного газа, в предлагаемом сепараторе жалюзи выполняют не только роль устройства для обеспечения направленного дрейфа частиц, а и сами играют активную роль в захвате частиц, особенно (в отличие от обычной жалюзийной системы) - в оптимально выполненной области теневого перекрытия магнитных элементов, расположенных в пластинах-жалюзях.The technical result achieved is that, in addition to the main, guiding and distributing functions of the louvre plates of devices of this type, these louvre plates, by making them hollow and placing high-energy permanent magnets in them, also have the additional function of serving as magnetic sedimentation elements for the capture of ferroimpurities (including highly dispersed ones) with magnetically sensitive properties. In this case, the combined action of the inertial force (in this case, the impurity advancing toward the plate surfaces, which is responsible for the particle drift along the plate surfaces and ultimately separating the impurity from the main flow) and the magnetic capture force of the impurities (on the “open” surface of the activated plates, and especially - in the intense region of mutual overlapping of magnetic elements) leads to an increase in the efficiency of the separator even in conditions of forced operation. Thus, in the case of a predominance of the fraction of ferroimpurities, there is no need to use devices with high throughput, i.e. more overall (and bulky) devices of this type. And, of course, the desired technical result associated with the “additional inclusion” of the magnetic gripping force is fully achievable only in the case of optimal relative positioning of adjacent (additionally activated) separator shutter plates in the proposed separator, and more specifically, in the case of an optimal choice parameters characterizing the region of shadow mutual overlap of magnetic elements (region of intense magnetic capture): the depth of overlap between the magnetic elements Δy and the distance between the times facing each other opolyarnymi surfaces of these magnetic elements b; such a choice is made on the basis of the above condition (1). Thus, in contrast to the classical (non-magnetic) gas-cleaning devices of the louvre type, in which the impurity particles of the gas being cleaned drift along the reflective surfaces of the louvre elements (due to the pronounced manifestation of only inertial forces when the direction of movement of the gas itself) and concentrate as it passes deeper into the louvre systems, providing a separate outlet of heavily contaminated and purified gas, in the proposed separator, the blinds perform not only the role of a device for providing directional dr yfa particles and themselves play an active role in the capture of particles, especially (unlike conventional systems tambour) - optimally performed in the shadow area of overlap of magnetic elements arranged in louvre plates.

На фиг.1 изображена схема предлагаемого сепаратора с корпусом-коробом прямоугольного сечения. На фиг.2 показана схема варианта предлагаемого сепаратора с корпусом цилиндрической формы, его целесообразно использовать в частном случае преимущественного наличия именно магнитовосприимчивой фракции ферропримесей (без канала вывода сильнозагрязненного потока). На фиг.3 содержится фото опытного образца сепаратора в сборе и со снятой крышкой (для наглядности - приподнятой жалюзийной решеткой).Figure 1 shows a diagram of the proposed separator with a box-case of rectangular cross section. Figure 2 shows a diagram of a variant of the proposed separator with a cylindrical body, it is advisable to use it in the particular case of the predominant presence of a magnetically susceptible fraction of impurities (without a channel for outputting a highly contaminated stream). Figure 3 contains a photo of the prototype separator assembly and with the cover removed (for clarity, a raised louvre grille).

На фиг.4 показан характер изменения относительной индукции поля В/В₀ при различных удалениях х от поверхности одного из магнитов в пределах расстояния b=13 мм (а), b=23 мм (б) и b=33 мм (в) между магнитными элементами с характерным габаритом а=25 мм, а именно вдоль оси области их взаимного теневого перекрытия (см. затушеванную область 4 на фиг.1); при этом глубина перекрытия Δy составляла: кривые 1 - Δy=а=25 мм, кривые 2 - Δy=а/2=12,5 мм, кривые 3 - Δy=а/3≅8 мм. Видно, что для различных значений х, b и Δy локальные значения относительной индукции В/Во различны, при этом в исследуемом осевом направлении области перекрытия магнитных элементов магнитоослабленной зоной является зона посредине расстояния между магнитными элементами, в которой В/В₀=B_min/B.Figure 4 shows the nature of the change in the relative induction of the I / _O field ₀ at various distances x from the surface of one of the magnets within the distance b = 13 mm (a), b = 23 mm (b) and b = 33 mm (c) between magnetic elements with a characteristic dimension of a = 25 mm, namely along the axis of the region of their mutual shadow overlap (see shaded area 4 in figure 1); the overlap depth Δy was: curves 1 - Δy = а = 25 mm, curves 2 - Δy = а / 2 = 12.5 mm, curves 3 - Δy = а / 3≅8 mm. It can be seen that for different values of x, b and Δy, the local values of the relative induction B / B are different, while in the axial direction of study the overlapping region of the magnetic elements, the magnetically weakened zone is the zone in the middle of the distance between the magnetic elements, in which B / B ₀ = B _min / B.

На фиг.5 показана зависимость относительной минимальной индукции В_min/В (в центре теневой области перекрытия) от относительных значений глубины перекрытия магнитных элементов Δy/а при различных относительных расстояниях между ними b/а. Здесь же показана нерекомендуемая в принципе, как явно провальная, отбракованная зона В_min/В₀<0,3 (соответствующая штриховка).Figure 5 shows the dependence of the relative minimum induction B _min / V (in the center of the shadow region of overlap) on the relative values of the depth of overlap of the magnetic elements Δy / a at various relative distances between them b / a. It also shows the principle, which is not recommended in principle, as a clearly failing, rejected zone B _min / B ₀ <0.3 (corresponding shading).

На фиг.6 в логарифмических координатах показана зависимость неотбракованных значений минимальной относительной индукции В_min/В от обобщенного форм-фактора (Δy/а):(в/а) теневой области перекрытия (отношение Δy/а к b/а как характеристика "сплющенности" формы прямоугольного профиля области теневого перекрытия магнитных элементов). Эта линеаризованная (в таких координатах) эмпирическая зависимость описывается такой функциональной зависимостью:6, the logarithmic coordinates show the dependence of the unrefined values of the minimum relative induction B _min / V on the generalized form factor (Δy / а) :( в / а) of the shadow region of the overlap (ratio Δy / а to b / а as a characteristic of "flattening""the shape of the rectangular profile of the area of shadow overlap of magnetic elements). This linearized (in such coordinates) empirical dependence is described by such a functional dependence:

Из этой формулы следует обратная зависимость форм-фактора (Δy/а)/(b/а) области теневого перекрытия магнитных элементов жалюзийной решетки от минимального уровня индукции В_min/B₀ посредине этой области:This formula implies the inverse dependence of the form factor (Δy / a) / (b / a) of the area of shadow overlap of the magnetic elements of the louvre lattice on the minimum level of induction B _min / B _{0 in the} middle of this region:

Полученная зависимость представляет собой ключевое критериальное условие, оптимально связывающее глубину перекрытия магнитных элементов Δy, расстояние между ними b и уровень магнитной индукции В_min/В₀ в магнитоослабленной зоне посредине области теневого перекрытия магнитных элементов. Здесь отношение В_min/В₀ заключено в квадратные скобки, что свидетельствует о статусе значения этого отношения как допустимом (принимается исходя из режимов и условий сепарации, но, как уже отмечено выше, не менее 0,3). Например, если оговариваемое допустимое значение составляет [В_min/B₀]=0,5, то из полученного условия следует, что (Δy/а)/(b/а)=0,55. Далее, при конструктивно выбранном расстоянии между магнитными элементами b=25 мм (в частности, исходя из требуемой пропускной способности жалюзийной решетки) величина взаимного перекрытия магнитных элементов Δy в смежных жалюзях должна составлять не менее Δy=14 мм. Если же оговариваемое допустимое значение [В_min/В₀] является более жестким, в частности [B_min/B₀]=0,6, то (Δy/a)/(b/a)=0,72 и при том же значении b Δy=18 мм.The obtained dependence is a key criterion condition that optimally relates the depth of overlap of the magnetic elements Δy, the distance between them b and the level of magnetic induction B _min / B ₀ in the magnetically weakened zone in the middle of the region of shadow overlap of the magnetic elements. Here, the ratio B _min / B _{0 is} enclosed in square brackets, which indicates the status of the value of this ratio as acceptable (taken based on the separation conditions and conditions, but, as noted above, at least 0.3). For example, if the stipulated permissible value is [B _min / B ₀ ] = 0.5, then from the resulting condition it follows that (Δy / a) / (b / a) = 0.55. Further, at a structurally selected distance between the magnetic elements b = 25 mm (in particular, based on the required throughput of the louvre grille), the mutual overlap of the magnetic elements Δy in adjacent blinds should be at least Δy = 14 mm. If the stipulated allowable value [V _min / B ₀ ] is more stringent, in particular [B _min / B ₀ ] = 0.6, then (Δy / a) / (b / a) = 0.72 and the same b Δy = 18 mm.

Сепаратор состоит из корпуса 1 (фиг.1-3), в котором размещена рабочая система взаимно параллельных неконтактирующих пластин-жалюзей 2 (жалюзийная решетка). Эти пластины-жалюзи ориентированы под углом к направлению потока очищаемой среды и смещены по отношению друг к другу в диагональном направлении с возможностью прохождения очищаемого потока между пластинами зигзагообразно - для кратковременного резкого изменения направления движения потока очищаемой среды. Внутри пластин-жалюзей 2 (выполнены полыми) помещены высокоэнергетичные постоянные магниты 3; тем самым пластины приобретают способность осаждать на своей поверхности магнитовосприимчивую фракцию примесей. Взаимное смещение смежных пластин 2 и находящихся в них магнитов 3 оставляет между магнитами область теневого перекрытия 4 (на фиг.1 одна из этих многочисленных областей условно затушевана); эта область, через которую очищаемый поток совершает необходимый зигзагообразный ход, является зоной наиболее интенсивного магнитного захвата - магнитной ловушкой. Область теневого перекрытия 4 магнитных элементов 3 имеет определенный профиль, ограниченный глубиной взаимного перекрытия Δy магнитных элементов и расстоянием b между ними; параметры Δy и b связаны между собой условием (1).The separator consists of a housing 1 (Fig.1-3), which houses a working system of mutually parallel non-contacting louvre plates 2 (louvre grille). These louvre plates are oriented at an angle to the direction of flow of the medium to be cleaned and are offset diagonally with respect to each other with the possibility of passage of the stream to be cleaned between the plates in a zigzag pattern for a short-term sharp change in the direction of flow of the medium to be cleaned. Inside the plate-blinds 2 (made hollow) placed high-energy permanent magnets 3; thereby, the plates acquire the ability to deposit on their surface a magnetically susceptible fraction of impurities. The mutual displacement of adjacent plates 2 and the magnets 3 located in them leaves a shadow overlap region 4 between the magnets (in FIG. 1, one of these many regions is conditionally shaded); this area, through which the stream being cleaned makes the necessary zigzag stroke, is the zone of the most intense magnetic capture - a magnetic trap. The area of shadow overlap 4 of the magnetic elements 3 has a certain profile, limited by the depth of mutual overlap Δy of the magnetic elements and the distance b between them; the parameters Δy and b are related by condition (1).

Очищаемая среда поступает в расположенную над системой пластин-жалюзей 2 приемную камеру сепаратора (фиг.1-3). Благодаря определенному взаимному перекрытию жалюзей (в данном случае жалюзей, активированных расположенными в них магнитами 3) с обязательным "попутным напуском" (каждый последующий жалюзийный элемент частично расположен под предыдущим) очищаемая среда кратковременно меняет свое движение на противоположное, двигаясь зигзагообразно. При этом еще на подходе к элементу жалюзийной решетки находящиеся в этой среде примеси стремятся попасть на "открытую" поверхность этого элемента под действием как инерционной, так и магнитной силы. Если последняя достаточна (частица сравнительно крупная с относительно высокой магнитной восприимчивостью), то частица осаждается уже на этой стадии ее взаимодействия с элементом жалюзийной решетки, т.е. на стадии атаки частицей элемента решетки. Если же на этой стадии магнитная сила недостаточна (например, частица сравнительно мелкая), то она с потоком движется вблизи поверхности элемента жалюзийной решетки, а затем, увлекаемая потоком, попадает в теневую межжалюзийную область 4, т.е. зону наиболее интенсивного магнитного воздействия, и оседает в этой зоне. В случае же непопадания частицы в первые (по ходу движения потока) зоны захвата 4 и ее дрейфа к следующим пластинам, у нее остается неоднократная возможность подвергнуться магнитному захвату в этих последующих, точно таких же, зонах захвата.The cleaned medium enters the separator receiving chamber located above the plate-louvre system 2 (FIGS. 1-3). Due to a certain mutual overlap of the blinds (in this case, the blinds activated by the magnets 3 located in them) with the obligatory “passing inlet” (each subsequent louvre element is partially located under the previous one), the medium being cleaned briefly changes its movement to the opposite, moving in a zigzag fashion. Moreover, while approaching the element of the louvre lattice, the impurities in this medium tend to get onto the “open” surface of this element under the influence of both inertial and magnetic forces. If the latter is sufficient (the particle is relatively large with a relatively high magnetic susceptibility), then the particle precipitates already at this stage of its interaction with the element of the louvre lattice, i.e. at the stage of attack by a particle of the lattice element. If, at this stage, the magnetic force is insufficient (for example, the particle is relatively small), then it moves with the flow near the surface of the element of the louvre lattice, and then, carried away by the flow, enters the shadow interstitial region 4, i.e. zone of the most intense magnetic exposure, and settles in this zone. If the particle does not fall into the first (along the flow direction) capture zone 4 and drift to the next plates, it remains a multiple opportunity to undergo magnetic capture in these subsequent, exactly the same capture zones.

При этом предлагаемый сепаратор способен удалять из потока (выводить) как немагнитовосприимчивые частицы (функция сепаратора-прототипа сохраняется), так и магнитовосприимчивые частицы (фиг.1). Однако, если основным назначением сепаратора является удаление магнитовосприимчивых примесей, то необходимость в использовании двух выходных каналов, как это показано на фиг.1, отпадает (фиг.2,3); более того, можно использовать вариант сепаратора с корпусом цилиндрической формы (фиг.2,3). Что же касается круга сред с весьма большой долей фракции именно магнитовосприимчивых примесей, для удаления которых эффективен такой вариант предлагаемого сепаратора, то круг таких сред довольно широк: это отходящие газы (вентиляционные выбросы) мартенов, сталеплавильных печей, термических и шлифовальных участков, сварочных постов, различные технологические газодисперсные потоки, в частности в системах пневмотранспорта и т.д. Такой вариант предлагаемого сепаратора целесообразно применять и тогда, когда по тем или иным причинам приходится выдерживать высокоскоростной режим очистки, например при интенсивном нагнетании загрязненной ферропримесями сыпучей среды в накопительную емкость, а возможности для резкого погашения скорости очищаемого потока (за счет резкого расширения сечения канала, где можно было бы установить обычный магнитный сепаратор со щадящим режимом работы) ограничены.Moreover, the proposed separator is able to remove from the stream (output) as non-magnetically susceptible particles (the function of the prototype separator is preserved), and magnetically susceptible particles (figure 1). However, if the main purpose of the separator is to remove magnetically susceptible impurities, then the need to use two output channels, as shown in figure 1, disappears (figure 2,3); Moreover, you can use the option of the separator with a cylindrical body (Fig.2,3). As for the range of media with a very large fraction of precisely magnetically susceptible impurities, for which this variant of the proposed separator is effective, the range of such media is quite wide: these are the exhaust gases (ventilation emissions) of open-hearth furnaces, steel furnaces, thermal and grinding sections, welding stations, various technological gas-dispersed flows, in particular in pneumatic conveying systems, etc. This variant of the proposed separator is also advisable to use when, for one reason or another, it is necessary to withstand a high-speed cleaning regime, for example, when the granular medium contaminated with ferro-impurities is intensively pumped into a storage tank, and there is the possibility of a sharp repayment of the speed of the stream to be cleaned (due to a sharp expansion of the channel It would be possible to install a conventional magnetic separator with gentle operation) are limited.

Использование предлагаемого сепаратора позволяет, наряду с удалением из очищаемого потока самых различных примесных частиц, производить эффективное удаление магнитовосприимчивых, в том числе высокодисперсных, частиц, всегда присутствующих, а зачастую доминирующих, в различных очищаемых технологических и отработанных средах. При этом среда, лишенная примесных частиц, становится не только технологически и экологически чистой, соответствующей нормативными показателям, но и более безопасной для производственного оборудования (зачастую очень "чувствительного" к подобного рода примесям как потенциально опасному фактору, обусловливающему поломки, выходы из строя, аварийные остановки и пр., снижающие надежность, производительность и долговечность работы оборудования).The use of the proposed separator allows, along with the removal of a variety of impurity particles from the stream to be cleaned, to effectively remove magnetically susceptible, including highly dispersed, particles that are always present, and often dominant, in various cleaned technological and waste media. At the same time, an environment deprived of impurity particles becomes not only technologically and environmentally friendly, meeting regulatory standards, but also safer for production equipment (often very “sensitive” to such impurities as a potentially dangerous factor causing breakdowns, breakdowns, emergency stops, etc., reducing the reliability, performance and durability of the equipment).

Claims

A louvre-type separator, comprising a housing in which a working system of mutually parallel non-contacting louvre plates is placed, oriented at an angle to the direction of flow of the medium to be cleaned, and each subsequent plate in the direction of the medium to be cleaned is partially located below the previous one, with the formation of an inter-louvre area of overlap, characterized in that the plate-blinds are made hollow, equipped with an internal system of permanent magnets, and the magnetic elements in the opposing blinds form a region of their mutually of overlap, characterized depth Δy overlap and the distance between the opposing surfaces of different polarities b, preclude the existence therein flops central zones magnetic capture impurities, wherein the depth of the magnetic elements overlap and Δy b distance therebetween are selected from the condition

where a is the characteristic dimension of the magnetic element;

In _min and [In _min / B ₀ ] - respectively, the minimum value and the relative permissible level of magnetic induction in the central magnetically weakened zone of their mutual overlap;

In ₀ - the value of the induction of the field on the surface of the magnet placed in the cavity of the plate-blinds.