RU2317130C2

RU2317130C2 - Magnetic separator

Info

Publication number: RU2317130C2
Application number: RU2006118431/15A
Authority: RU
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Волга-ЭКОПРОМ"
Priority date: 2006-05-26
Filing date: 2006-05-26
Publication date: 2008-02-20
Also published as: RU2006118431A

Abstract

FIELD: metal-working industry; other industries; devices for magnetic purification of the technological liquids.

SUBSTANCE: the invention is pertaining to the field of the magnetic purification of the technological liquids, the cutting liquids, the washing solutions and may be used in the metalworking productions, which include the metal working by pressure, cutting and also metal rolling. The magnetic separator contains the vertical cylindrical magnetic cartridges located in a row and made in the form of the set of the permanent magnets made out of the material with the residual magnetic induction density B_r = 0.1-3.0 T in the form of the disks. The disks are partitioned by the spacers made out of the magnetically soft material and placed in the nonmagnetic barrel. The sets of the disks in two adjacent barrels are made with the vertical displacement so, that the middle of the magnetically soft spacer in one cartridge is disposed in the middle of the disk in other cartridge. The drive gears of the magnetic separator are made in the form of electrical engines. The technical result of the invention is the increased cartridges slime capacity, the raised altitude of the cartridges without reduction of reliability of operation of the separator, the increased productivity of the purification process.

EFFECT: the invention ensures the increased cartridges slime capacity, the raised altitude of the cartridges without reduction of reliability of operation of the separator, the increased productivity of the purification process.

6 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области магнитной очистки технологических жидкостей (ТЖ), смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), моющих растворов и может быть использовано на металлообрабатывающих производствах, включающих обработку металлов давлением, резанием, а также связанных с прокатом.The invention relates to the field of magnetic cleaning of process fluids (TFA), cutting fluids (coolant), washing solutions and can be used in metalworking industries, including the processing of metals by pressure, cutting, and also associated with rolling.

Известен магнитный сепаратор по авторскому свидетельству 915897 В01D 35/06, содержащий корпус с подводящим и отводящим патрубками и трубной доской в качестве установочной рамы в верхней части корпуса, к которой прикреплены посредством резьбового соединения вертикальные немагнитные стержни с нанизанными на них магнитными и немагнитными шайбами, по сечению корпуса стержни расположены в шахматном порядке, средство для удаления шлама выполнено в виде регенерационных труб, установленных вертикально между магнитными стержнями. Каждая из труб равноудалена от трех ближайших магнитных стержней и имеет в плоскостях немагнитных (сорбционных) шайб три радиальных отверстия в направлении осей магнитных стержней. Регенерационные трубы подключены к системе напорного водоснабжения, при этом распределительная система подачи отмывочной воды расположена внутри корпуса.Known magnetic separator according to copyright certificate 915897 B01D 35/06, comprising a housing with inlet and outlet pipes and a tube plate as a mounting frame in the upper part of the housing, to which vertical non-magnetic rods with magnetic and non-magnetic washers strung on them are attached, threaded the cross section of the body, the rods are staggered, the means for removing sludge is made in the form of regeneration pipes installed vertically between the magnetic rods. Each of the pipes is equidistant from the three nearest magnetic rods and has three radial holes in the planes of non-magnetic (sorption) washers in the direction of the axes of the magnetic rods. Regeneration pipes are connected to a pressurized water supply system, while the distribution system for washing water is located inside the housing.

Известный сепаратор характеризуется недостаточной производительностью очистки, малой шламоемкостью стержней и технологической сложностью конструкции. Комплект водонапорных труб занимает большое место внутри корпуса и этот объем не участвует в решении задачи очистки ТЖ. Малоэффективна регенерация стержней путем создания напорных струй воды, поскольку первый слой магнитного шлама на поверхности шайб и ближайшие к нему, расположенные по месту концентрации магнитного поля, не сбиваются струей, что подтверждает указанная степень регенерации стержней 80-90%.The known separator is characterized by insufficient cleaning performance, low sludge-intensive rods and technological complexity of the design. A set of water pipes occupies a large place inside the casing and this volume is not involved in solving the problem of cleaning TJ. The regeneration of the rods by creating pressure jets of water is ineffective, since the first layer of magnetic sludge on the surface of the washers and the closest to it located at the place of concentration of the magnetic field are not interrupted by the jet, which confirms the indicated degree of regeneration of the rods 80-90%.

Наиболее близким изобретению по числу сходных признаков является магнитный сепаратор по патенту РФ 2207912 от 10.07.2003. Сепаратор содержит емкость с подводящим и отводящим патрубками для размещения обрабатываемой технологической жидкости; укрепленные на емкости консольно верхнюю и нижнюю приводную платформы (траверсы по терминологии прототипа), установленные с возможностью вертикального перемещения посредством линейного подшипника качения, укрепленного на вертикальной колонне. На верхней платформе установлены головной частью вертикальные цилиндрические магнитные патроны. На приводной платформе укреплен шламосъемник в виде совокупности манжет, которые охватывают каждый магнитный патрон по скользящей посадке.The closest invention to the number of similar features is a magnetic separator according to the patent of the Russian Federation 2207912 from 10.07.2003. The separator comprises a container with inlet and outlet pipes for accommodating the process fluid to be treated; mounted on the tank cantilever upper and lower drive platform (traverse in the terminology of the prototype), mounted with the possibility of vertical movement by means of a linear rolling bearing mounted on a vertical column. Vertical cylindrical magnetic cartridges are mounted on the upper platform with the head part. A sludge remover is mounted on the drive platform in the form of a set of cuffs that cover each magnetic cartridge in a sliding fit.

В емкости патроны располагаются поперек потока. Удаление шлама в известном сепараторе осуществляют путем сброса шлама в подводимый приводной конвейер. Консольные нагрузки на линейный подшипник минимизируются с помощью противовесов.In the container, the cartridges are located across the stream. Sludge removal in a known separator is carried out by dumping sludge into the feed drive conveyor. Cantilever loads on the linear bearing are minimized with counterweights.

Сепаратор, использующий вертикальные магнитные патроны, является средством очистки магнитного шлама с высокой производительностью ввиду высокой разделительной поверхности патронов. Однако при большой высоте патронов, 2 м и более, которые закреплены головной частью с радиальным зазором, может наблюдаться отклонение патронов от вертикального положения, что негативно отражается на работе шламосъемника. Также взаимовлияние магнитных полей снижает шламоемкость патронов.The separator using vertical magnetic cartridges is a means of cleaning magnetic sludge with high performance due to the high separation surface of the cartridges. However, with a large height of cartridges, 2 m or more, which are fixed by the head with a radial clearance, deviation of the cartridges from a vertical position can be observed, which negatively affects the operation of the sludge remover. Also, the mutual influence of magnetic fields reduces the sludge capacity of cartridges.

Изобретение позволяет решить задачу повышения надежности сепаратора и создания возможности увеличения высоты патронов и соответственно производительности сепаратора.The invention allows to solve the problem of increasing the reliability of the separator and creating the possibility of increasing the height of the cartridges and, accordingly, the performance of the separator.

Заявляется магнитный сепаратор, содержащий емкость с подводящим и отводящим патрубками для размещения очищаемой технологической жидкости; верхнюю и нижнюю приводную платформы, установленные с возможностью вертикального перемещения относительно емкости; вертикальные цилиндрические магнитные патроны, сгруппированные в виде кассет и установленные головной частью с радиальным зазором в отверстиях плиты, принадлежащей верхней платформе; средство периодической жесткой фиксации верхней платформы в верхнем положении; шламосъемник в виде совокупности манжет, которые охватывают нижней кромкой каждый магнитный патрон по скользящей посадке; средство транспортирования шлама в виде подводимого приводного конвейера, отличающийся тем, что магнитные патроны расположены в один ряд и выполнены в виде набора постоянных магнитов из материала с остаточной магнитной индукцией В_r величиной 0,1-3,0 Тл в форме дисков, разделенных прокладками из магнитомягкого материала и помещенных в немагнитную гильзу; а наборы дисков в двух смежных гильзах выполнены с вертикальным смещением так, что середина магнитомягкой прокладки в одном патроне расположена приблизительно на уровне середины диска в другом патроне.Declares a magnetic separator containing a container with inlet and outlet pipes for accommodating the cleaned process fluid; upper and lower drive platforms installed with the possibility of vertical movement relative to the tank; vertical cylindrical magnetic cartridges grouped in the form of cartridges and mounted by the head with a radial clearance in the holes of the plate belonging to the upper platform; means for periodically rigidly fixing the upper platform in the upper position; a slurry remover in the form of a set of cuffs, which cover the bottom edge of each magnetic cartridge on a sliding fit; means for transporting sludge in the form of a driven drive conveyor, characterized in that the magnetic cartridges are arranged in a row and are made in the form of a set of permanent magnets from a material with residual magnetic induction B _r of 0.1-3.0 T in the form of disks separated by spacers from soft magnetic material and placed in a non-magnetic sleeve; and the sets of discs in two adjacent sleeves are made with vertical displacement so that the middle of the soft magnetic gasket in one cartridge is located approximately at the level of the middle of the disk in the other cartridge.

В сепараторе средство периодической фиксации верхней платформы в верхнем положении выполнено в виде балок, жестко связанных с платформой, ориентированных в плане на верхние грани подводимого конвейера в режиме очистки патронов.In the separator, the means for periodically fixing the upper platform in the upper position is made in the form of beams rigidly connected to the platform, oriented in plan to the upper faces of the conveyor in the cartridge cleaning mode.

Магнитные патроны закреплены в отверстиях плиты резьбовым соединением.Magnetic cartridges are fixed in the plate openings by a threaded connection.

Манжеты шламосъемника выполнены из эластичного материала, имеют сечение, сужающееся к низу, и охватывают магнитный патрон нижней кромкой манжеты.The sludge stripper cuffs are made of elastic material, have a section tapering to the bottom, and cover the magnetic cartridge with the lower edge of the cuff.

В магнитном сепараторе платформы установлены с возможностью вертикального перемещения на стойках рамы, выполненных по периметру емкости.In the magnetic separator, the platforms are installed with the possibility of vertical movement on the frame racks made around the perimeter of the tank.

Приводы магнитного сепаратора выполнены в виде электродвигателей.The magnetic separator drives are made in the form of electric motors.

Изобретение поясняется чертежами. На фигуре 1 показан сепаратор в режиме очистки технологической жидкости с нижним расположением платформы с патронами. На фигуре 2 дан другой вид сепаратора в режиме очистки патронов. На фигуре 3 показан магнитный патрон, его взаимодействие с манжетами шламосъемника и закрепление в плите.The invention is illustrated by drawings. The figure 1 shows the separator in the cleaning mode of the process fluid with a lower arrangement of the platform with cartridges. Figure 2 shows another view of the separator in cartridge cleaning mode. The figure 3 shows the magnetic cartridge, its interaction with the cuffs of the sludge remover and fixing in the plate.

Стойки 1 установочной рамы расположены по периметру емкости 2 с подводящим и отводящим патрубками 3 и 4. Перемещение верхней платформы 5 и нижней платформы 6 относительно стоек осуществляется электродвигателем 7, редуктором 8, установленным на нижней платформе (звездочки и цепи редуктора на фигуре показаны, но позиции не имеют).The racks 1 of the installation frame are located around the perimeter of the tank 2 with the inlet and outlet pipes 3 and 4. The movement of the upper platform 5 and the lower platform 6 relative to the racks is carried out by an electric motor 7, a gearbox 8 mounted on the lower platform (asterisks and reducer chains are shown in the figure, but the positions Dont Have).

Ряд (ряды) патронов 9, 10, 11 крепятся к плите 12, жестко связанной разъемным соединением с верхней платформой 5. Шламосъемник 13 имеет совокупность манжет для ряда (рядов), укрепленных на одной плите.The row (s) of cartridges 9, 10, 11 are attached to the plate 12, which is rigidly connected by a detachable connection to the upper platform 5. The sludge extractor 13 has a set of cuffs for a number (rows) mounted on one plate.

Приводной подводимый конвейер 15 имеет свой привод (на фигуре не показан). В верхнем положении платформы 5 ее балки 16 опираются на площадку, принадлежащую верхней грани конвейера 15.The drive input conveyor 15 has its own drive (not shown in the figure). In the upper position of the platform 5, its beams 16 are supported on a platform belonging to the upper face of the conveyor 15.

Магнитные патроны каждого ряда, например, 9, выполнены в виде набора постоянных магнитов 17 (фигура 3) в форме дисков, разделенных прокладками 18 из магнитомягкого материала и помещенных в немагнитную гильзу 19, которая обеспечивает сохранность магнитов и хорошее скольжение манжет 14. Прокладки необходимы для уменьшения рассеивания между полюсами магнитного потока в зазоре. Магнитные диски выполнены из материала с остаточной магнитной индукцией В_r величиной 0,1-3,0 Тл. Например, для изготовления магнитных колец могут быть использованы керамические ферритобариевые магниты, изготавливаемые на ОАО «МСЗ» (Машиностроительный завод), г.Электросталь. Использование таких магнитных дисков позволяет повысить степень тонкой очистки ε не менее чем на 30-40%, что, очевидно, объясняется тем, что тонкие частицы обладают малым магнитным взаимодействием и для их магнитной сепарации необходимы более мощные магнитные поля. Работа магнитного сепаратора с патронами, набранными из указанных магнитов, может осуществляться и вне указанного интервала 0,1-3,0 Тл. Заявляемый интервал определен, исходя из технической и технологической целесообразности. Так, при величине В_r менее 0,1 Тл степень очистки недостаточна при требуемой производительности сепаратора около 20 тыс.куб.м в час. Чем меньше размер ферромагнитных частиц, которые улавливаются сепаратором, тем больше В_r приближается к В_r=3,0 Тл. При В_r более 3,0 Тл благодаря сильному магнитному полю магнитный шлам эффективно извлекается из очищаемой жидкости, но вместе с тем встает серьезная технологическая задача съема магнитного шлама с патронов. Увеличение В_r выше 3,0 Тл экономически неоправданно, так как при этом существенно удорожается стоимость создания магнитного сепаратора.The magnetic cartridges of each row, for example, 9, are made in the form of a set of permanent magnets 17 (figure 3) in the form of disks separated by gaskets 18 of magnetically soft material and placed in a non-magnetic sleeve 19, which ensures the preservation of the magnets and good sliding of the cuffs 14. Gaskets are necessary for reduce the dispersion between the poles of the magnetic flux in the gap. Magnetic disks are made of a material with residual magnetic induction B _r of 0.1-3.0 T. For example, for the manufacture of magnetic rings, ceramic ferrite-barium magnets manufactured at OJSC “MSZ” (Machine-Building Plant), Elektrostal can be used. The use of such magnetic disks makes it possible to increase the degree of fine cleaning ε by no less than 30–40%, which is obviously explained by the fact that thin particles have a small magnetic interaction and more powerful magnetic fields are required for their magnetic separation. The work of the magnetic separator with cartridges recruited from these magnets can be carried out outside the specified range of 0.1-3.0 T. The inventive interval is determined based on technical and technological feasibility. So, with a value of B _r less than 0.1 T, the degree of purification is insufficient with the required separator capacity of about 20 thousand cubic meters per hour. The smaller the size of the ferromagnetic particles that are captured by the separator, the more B _r approaches B _r = 3.0 T. At B _r greater than 3.0 T, due to the strong magnetic field, magnetic sludge is effectively removed from the liquid being cleaned, but at the same time, there is a serious technological problem for removing magnetic sludge from cartridges. The increase in _r above 3.0T economically justified, since this significantly increases the cost of generating a magnetic separator.

В каждом ряду патронов магнитные диски 17 смещены относительно дисков в смежных гильзах равным образом для всех дисков, то есть середина магнитомягкой прокладки 18 в одном патроне расположена на уровне середины магнитного диска в другом патроне. При расположении дисков 17 на одном уровне при любой направленности магнитного поля магнитное взаимодействие между дисками в двух патронах (расстоянии между ними 4-6 см) было максимальным (или притяжение, или отталкивание), и при движении манжет наблюдались биения. При заявленном вертикальном смещении магнитных дисков в двух патронах при сохранении плотности шага патронов в ряду 4-6 см шламоемкость патронов увеличилась на 18% и появилась возможность увеличить высоту патронов без снижения надежности работы сепаратора и повысить производительность процесса очистки.In each row of cartridges, the magnetic disks 17 are offset relative to the disks in adjacent sleeves in the same way for all disks, that is, the middle of the soft magnetic strip 18 in one cartridge is located at the level of the middle of the magnetic disk in the other cartridge. When the disks 17 were located at the same level with any direction of the magnetic field, the magnetic interaction between the disks in two cartridges (the distance between them was 4-6 cm) was maximum (either attraction or repulsion), and cuffs were observed during movement of the cuffs. With the declared vertical displacement of the magnetic disks in two cartridges while maintaining the cartridge step density in the row of 4-6 cm, the sludge capacity of the cartridges increased by 18% and it became possible to increase the height of the cartridges without reducing the reliability of the separator and to increase the performance of the cleaning process.

Расстояние между рядами патронов выбирается из условия обеспечения слабого влияния магнитных полей патронов - это не менее 6 см (в зависимости от диаметра патронов).The distance between the rows of cartridges is selected from the condition of ensuring a weak influence of the magnetic fields of the cartridges - this is at least 6 cm (depending on the diameter of the cartridges).

Патроны 20 крепятся головной частью с радиальным зазором в сквозных отверстиях плиты 12, принадлежащей верхней платформе 5, резьбовым соединением: шайбы 21, гайки 22 и контргайки 23. Радиальный зазор патронов позволяет избежать заклинивания при работе шламосъемника. Для плотного и хорошего скольжения манжет 14 они выполнены из эластичного материала (например, резины), имеют сужающееся к низу сечение, и трение манжеты зависит только от площади касания патрона нижней кромкой манжеты.The cartridges 20 are mounted with the head part with a radial clearance in the through holes of the plate 12, belonging to the upper platform 5, with a threaded connection: washers 21, nuts 22 and a lock nut 23. The radial clearance of the cartridges prevents jamming during operation of the sludge remover. For tight and good sliding of the cuffs 14, they are made of an elastic material (for example, rubber), have a section tapering to the bottom, and the friction of the cuff depends only on the contact area of the cartridge with the lower edge of the cuff.

Магнитный сепаратор работает следующим образом.Magnetic separator operates as follows.

В режиме сепарации обе платформы 5 и 6 находятся в крайнем нижнем положении, при котором магнитные патроны погружены в очищаемую технологическую жидкость поперек потока ТЖ в емкости. Происходит активное осаждение магнитного шлама на патронах. Для удаления ферромагнитного шлама приводом 7 обе платформы поднимаются в верхнее положение. Под ряды патронов подводятся конвейеры 15. Затем выполняется спуск платформ, верхняя платформа 5 через 2-3 см хода останавливается, так как ее балка 16 устанавливается на опорной площадке конвейера 15. При спуске нижней платформы 6 по неподвижным патронам шлам сбрасывается с патронов на конвейеры 15 и удаляется из зоны очистки в стационарный конвейер или лоток (не показаны на фигурах). Затем нижняя платформа движется вверх, приподнимает на 2-З см верхнюю платформу и из-под патронов отводятся конвейеры. Обе платформы опускаются в нижнее положение. Достаточность цикла сепарации определяется либо оператором опытным путем, либо иными средствами (по времени, по массе шлама и пр.).In the separation mode, both platforms 5 and 6 are in the lowest position, in which the magnetic cartridges are immersed in the process fluid being cleaned across the flow of TJ in the tank. Active deposition of magnetic sludge on cartridges. To remove ferromagnetic sludge by drive 7, both platforms rise to the upper position. Conveyors 15 are brought under the rows of cartridges. Then the platforms are lowered, the upper platform 5 stops after 2–3 cm of the stroke, since its beam 16 is installed on the supporting platform of the conveyor 15. When lower platform 6 is lowered along stationary cartridges, the sludge is discharged from the cartridges onto conveyors 15 and is removed from the cleaning zone to a stationary conveyor or tray (not shown in the figures). Then the lower platform moves up, raises the upper platform by 2–3 cm and conveyors are removed from under the cartridges. Both platforms are lowered. The adequacy of the separation cycle is determined either by the operator empirically, or by other means (by time, by weight of sludge, etc.).

Магнитный сепаратор может быть изготовлен с использованием известных технологий, материалов и оборудования.Magnetic separator can be manufactured using well-known technologies, materials and equipment.

Claims

1. A magnetic separator containing a container with inlet and outlet pipes for accommodating the cleaned process fluid; upper and lower drive platforms installed with the possibility of vertical movement relative to the tank; vertical cylindrical magnetic cartridges grouped in the form of cartridges and mounted by the head with a radial clearance in the holes of the plate belonging to the upper platform; means for periodically rigidly fixing the upper platform in the upper position; a slurry remover in the form of a set of cuffs, which cover the bottom edge of each magnetic cartridge on a sliding fit; means for transporting sludge in the form of a driven drive conveyor, characterized in that the magnetic cartridges are arranged in a row and are made in the form of a set of permanent magnets from a material with residual magnetic induction B _r of 0.1-3.0 T in the form of disks separated by gaskets soft magnetic material and placed in a non-magnetic sleeve; and the sets of discs in two adjacent sleeves are made with vertical displacement so that the middle of the soft magnetic gasket in one cartridge is located approximately at the level of the middle of the disk in the other cartridge.

2. The separator according to claim 1, characterized in that in the separator the means for periodically fixing the upper beam in the upper position is made in the form of beams rigidly connected with the beam, oriented in plan to the upper faces of the conveyor in the cartridge cleaning mode.

3. The separator according to claim 1, characterized in that the magnetic cartridges are fixed in the holes of the plate with a threaded connection.

4. The separator according to claim 1, characterized in that the cuffs of the slurry remover are made of elastic material; have a cross section that tapers downwards and encompasses the magnetic cartridge with the bottom edge of the cuff.

5. The separator according to claim 1, characterized in that in the magnetic separator the platforms are mounted with the possibility of vertical movement on the frame racks made around the perimeter of the tank.

6. The separator according to claim 1, characterized in that the magnetic separator drives are made in the form of electric motors.