RU2464101C1 - Magnetohydrostatic separator - Google Patents
Magnetohydrostatic separator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2464101C1 RU2464101C1 RU2011112604/03A RU2011112604A RU2464101C1 RU 2464101 C1 RU2464101 C1 RU 2464101C1 RU 2011112604/03 A RU2011112604/03 A RU 2011112604/03A RU 2011112604 A RU2011112604 A RU 2011112604A RU 2464101 C1 RU2464101 C1 RU 2464101C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic
- pole
- pole pieces
- magnetic fluid
- density
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Cell Separators (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и переработке вторичного сырья и может быть использовано для сепарации по плотности смесей из различных немагнитных материалов.The invention relates to the field of mineral processing and processing of secondary raw materials and can be used for density separation of mixtures of various non-magnetic materials.
Известен магнитогидростатический сепаратор (Авторское свидетельство СССР №1041154, МПК B03C 1/30, 1983 г.), включающий электромагнитную систему с полюсными наконечниками гиперболического профиля, камеру с магнитной жидкостью, размещенную в зазоре между полюсными наконечниками, питатель и приемники продуктов разделения. Рабочие поверхности полюсных наконечников со стороны питателя расположены в горизонтальной плоскости под углом друг к другу, раскрытие которого выполнено по направлению от входного торца к рабочей поверхности, в которой происходит разделение исходного материала на две фракции - тяжелую и легкую.Known magneto-hydrostatic separator (USSR Author's Certificate No. 1041154, IPC
Недостатками этого сепаратора являются низкая избирательность, сводящаяся к разделению всего исходного материала только на две группы - тяжелую и легкую, и, как следствие, низкая производительность сепарации, при необходимости разделения исходного материала на несколько отличных по плотности фракций.The disadvantages of this separator are low selectivity, which reduces to dividing the entire source material into only two groups - heavy and light, and, as a result, low separation performance, if necessary, separation of the source material into several fractions of different density.
Прототипом предлагаемого изобретения является феррогидростатический сепаратор (Авторское свидетельство СССР №1136840. МПК B03C 1/30, 1985 г.), включающий магнитную систему с полюсными наконечниками, имеющими гиперболический профиль как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях, камеру с магнитной жидкостью, расположенную в межполюсном зазоре, загрузочное и разгрузочное приспособления.The prototype of the invention is a ferrohydrostatic separator (USSR Author's Certificate No. 1136840. IPC
Недостатками указанного сепаратора являются сложность изготовления полюсов с гиперболическим профилем как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях, а также низкая избирательность, сводящаяся к разделению всего исходного материала только на две группы - тяжелую и легкую, и, как следствие, низкая производительность сепарации при необходимости разделения исходного материала на несколько отличных по плотности фракций.The disadvantages of this separator are the difficulty of manufacturing poles with a hyperbolic profile both in the vertical and horizontal planes, as well as low selectivity, which is reduced to dividing the entire source material into only two groups - heavy and light, and, as a consequence, low separation performance if necessary separation of the starting material into several fractions of different density.
Техническим результатом является увеличение эффективности работы и производительности магнитогидростатического сепаратора.The technical result is to increase the efficiency and productivity of the magneto-hydrostatic separator.
Указанный технический результат достигается тем, что магнитогидростатический сепаратор, включающий магнитную систему с полюсными наконечниками, имеющими гиперболический профиль в вертикальной плоскости, камеру с магнитной жидкостью, расположенную в межполюсном зазоре, загрузочное и разгрузочное устройства, согласно изобретению снабжен устройством регулирования угла наклона магнитной системы к горизонту в пределах от 0 до 45 градусов, две или более пар полюсных наконечников формируют такое же количество участков межполюсного зазора, причем эффективная плотность магнитной жидкости соседних участков удовлетворяет условию ρk>ρk+1, где ρ - эффективная плотность магнитной жидкости, k - порядковый номер участка, каждая пара полюсных наконечников снабжена регуляторами напряженности магнитного поля. В вертикальной секущей плоскости профиль рабочей поверхности полюсного наконечника имеет либо гиперболическую форму, либо трапецеидальную форму, либо многоугольную форму. Кромки рабочей поверхности полюсных наконечников скруглены. Регуляторы напряженности магнитного поля выполнены в виде ферромагнитных пластин, установленных с возможностью вертикального движения между каждым полюсным наконечником и сердечником магнитной системы, и в виде магнитных шунтов, установленных с возможностью вертикального движения над каждой парой полюсных наконечников.The specified technical result is achieved in that the magneto-hydrostatic separator, comprising a magnetic system with pole pieces having a hyperbolic profile in the vertical plane, a chamber with magnetic fluid located in the interpolar gap, a loading and unloading device, according to the invention is equipped with a device for adjusting the angle of inclination of the magnetic system to the horizontal in the range from 0 to 45 degrees, two or more pairs of pole pieces form the same number of sections of the pole gap, moreover, the effective density of the magnetic fluid of neighboring sections satisfies the condition ρ k > ρ k + 1 , where ρ is the effective density of the magnetic fluid, k is the serial number of the plot, each pair of pole pieces is equipped with magnetic field intensity regulators. In a vertical secant plane, the profile of the working surface of the pole piece has either a hyperbolic shape, or a trapezoidal shape, or a polygonal shape. The edges of the working surface of the pole pieces are rounded. The magnetic field regulators are made in the form of ferromagnetic plates mounted with the possibility of vertical movement between each pole piece and the core of the magnetic system, and in the form of magnetic shunts installed with the possibility of vertical movement above each pair of pole pieces.
Конструкция предлагаемого магнитогидростатического сепаратора поясняется чертежами, представленными на фигурах 1-4:The design of the proposed magneto-hydrostatic separator is illustrated by the drawings shown in figures 1-4:
Фиг.1. Магнитогидростатический сепаратор (вид спереди и вид сверху).Figure 1. Magnetohydrostatic separator (front view and top view).
Фиг.2. Магнитогидростатический сепаратор (вид слева).Figure 2. Magnetohydrostatic separator (left view).
Фиг.3. Формы профиля поверхности полюсного наконечника: (а) - гиперболический профиль; (б) - трапецеидальный профиль; (в) и (г) - многоугольный профиль.Figure 3. The shape of the surface profile of the pole tip: (a) - hyperbolic profile; (b) a trapezoidal profile; (c) and (d) - polygonal profile.
Фиг.4. Расположение магнитного шунта над полюсными наконечниками.Figure 4. The location of the magnetic shunt above the pole pieces.
Электромагнитная система сепаратора (фиг.1, 2) состоит из ферромагнитного сердечника 1 с обмоткой намагничивания 2. По длине сердечника в его верхней части расположены попарно симметричные и параллельные полюсные наконечники 3, формирующие соответствующие числу пар количество участков межполюсного зазора, расширяющегося к выходному торцу сепаратора (на чертежах приведен пример сепаратора с четырьмя парами полюсных наконечников). В межполюсном зазоре размещена камера 4 из немагнитного материала. В камере 4 находится магнитная жидкость 5, которая удерживается за счет магнитного поля, создаваемого обмоткой 2 при протекании по ней электрического тока I. Сепаратор содержит загрузочное устройство 6 и разгрузочное устройство с контейнерами 7 для продуктов разделения, количество контейнеров соответствует количеству участков межполюсного зазора и количеству пар полюсных наконечников 3. Между сердечником 1 и каждым полюсным наконечником размещены ферромагнитные пластины 8, при перемещении которых в вертикальном направлении между сердечником 1 и полюсным наконечником образуется воздушный зазор Δ1. Над каждой парой полюсных наконечников установлены магнитные шунты 9 (фиг.4), выполненные в виде пластин из ферромагнитного материала. Воздушный зазор Δ2 между магнитным шунтом 9 и парой полюсных наконечников 3 регулируется за счет перемещения шунта 9. Сепаратор снабжен устройством регулирования угла наклона α магнитной системы к горизонту в пределах от 0 до 45 градусов (на чертежах не показано).The separator electromagnetic system (Figs. 1, 2) consists of a
В вертикальной секущей плоскости межполюсный зазор, образованный парами полюсных наконечников, расширяется кверху. Геометрия рабочей поверхности полюсного наконечника имеет либо гиперболическую, либо трапецеидальную, либо многоугольную форму (фиг.3).In a vertical secant plane, the interpolar gap formed by pairs of pole pieces expands upward. The geometry of the working surface of the pole tip has either hyperbolic, or trapezoidal, or polygonal shape (figure 3).
Число разделяемых фракций в смеси немагнитных материалов равно числу участков межполюсного зазора и количеству пар полюсных наконечников. Величина межнолюсного зазора между парой полюсных наконечников, геометрии их профиля, величины воздушных зазоров Δ1 и Δ2 для каждой пары полюсных наконечников выбираются из условия ρk>ρk+1, где ρ - эффективная плотность магнитной жидкости, k - порядковый номер участка.The number of separated fractions in a mixture of non-magnetic materials is equal to the number of sections of the interpolar gap and the number of pairs of pole pieces. The magnitude of the interpolar gap between the pair of pole pieces, their profile geometry, the air gaps Δ 1 and Δ 2 for each pair of pole pieces are selected from the condition ρ k > ρ k + 1 , where ρ is the effective density of the magnetic fluid, k is the serial number of the section.
В заявляемом магнитогидростатическом сепараторе используется эффект изменения эффективной плотности магнитной жидкости, находящейся в неоднородном магнитном поле. В этом случае на единицу объема магнитной жидкости действуют магнитная сила fм в направлении увеличения напряженности магнитного поляIn the inventive magnetohydrostatic separator, the effect of changing the effective density of a magnetic fluid located in an inhomogeneous magnetic field is used. In this case, the magnetic force f m acts per unit volume of the magnetic fluid in the direction of increasing magnetic field strength
fM=µ0·M·|∇H|,f M = µ 0 · M · | ∇H |,
где µ0 - магнитная проницаемость вакуума, M - намагниченность магнитной жидкости, |∇H| - модуль градиента напряженности магнитного поля.where μ 0 is the magnetic permeability of the vacuum, M is the magnetization of the magnetic fluid, | ∇H | - modulus of the gradient of the magnetic field.
Если направления силы тяжести (ρЖ·g) и магнитной силы fм совпадают, то эффективная плотность магнитной жидкости ρ превышает плотность ρЖ магнитной жидкости при отсутствии магнитного поляIf the directions of gravity (ρ Ж · g) and magnetic force f m coincide, then the effective density of the magnetic fluid ρ exceeds the density ρ Ж of the magnetic fluid in the absence of a magnetic field
Регулируя эффективную плотность магнитной жидкости путем изменения напряженности магнитного поля, можно влиять на величину архимедовой силы и осуществлять разделение немагнитных материалов по их плотности.By adjusting the effective density of the magnetic fluid by changing the magnetic field, one can influence the magnitude of the Archimedean force and carry out the separation of non-magnetic materials by their density.
Для первой пары полюсных наконечников величина минимального зазора δ1 между ними, геометрия их профиля и величина тока I в обмотке выбираются из условия, что эффективная плотность магнитной жидкости превышает плотность самой тяжелой фракции в смеси немагнитных материаловFor the first pair of pole pieces, the minimum gap δ 1 between them, the geometry of their profile and the current I in the winding are selected from the condition that the effective density of the magnetic fluid exceeds the density of the heaviest fraction in the mixture of non-magnetic materials
ρ1>(ρФмакс.=ρФ,1),ρ 1 > (ρ Fmax. = ρ Ф, 1 ),
где ρ1 - эффективная плотность магнитной жидкости на первом участке, ρФ макс. - плотность самой тяжелой фракции в смеси немагнитных материалов, ρФ,1 - плотность самой тяжелой фракции в смеси немагнитных материалов на первом участке.where ρ 1 is the effective density of the magnetic fluid in the first section, ρ Ф max. is the density of the heaviest fraction in the mixture of non-magnetic materials, ρ Ф, 1 is the density of the heaviest fraction in the mixture of non-magnetic materials in the first section.
В результате все фракции исходной смеси будут находиться на поверхности магнитной жидкости.As a result, all fractions of the initial mixture will be on the surface of the magnetic fluid.
Для второй и каждой следующей пары полюсных наконечников величина минимального зазора δк между ними, геометрия их профиля выбираются из условия отделения из смеси фракции с плотностью ρФ(k-1):For the second and each next pair of pole pieces, the minimum gap δ to between them, the geometry of their profile are selected from the condition of separation of a fraction with a density ρ Ф (k-1) from the mixture:
РФ,k-1>ρk>ρФ,k,R f, k-1 > ρ k > ρ f, k ,
где ρk - эффективная плотность магнитной жидкости на k-ом участке, РФ,k-1 - плотность самой тяжелой фракции в смеси немагнитных материалов на k-1-ом участке. ρФ,k - плотность самой тяжелой фракции в смеси немагнитных материалов на k-ом участке.where ρ k is the effective density of the magnetic fluid in the k-th section, P Ф, k-1 is the density of the heaviest fraction in the mixture of non-magnetic materials in the k-1st section. ρ Ф, k is the density of the heaviest fraction in the mixture of non-magnetic materials in the k-th section.
Удельная магнитная сила fм в верхней половине заполненного магнитной жидкостью рабочего зазора может изменяться от максимального значения fм макс до минимального значения fм мин. Соответственно и эффективная плотность магнитной жидкости изменяется от ρмакс до ρмин.The specific magnetic force f m in the upper half of the working gap filled with magnetic fluid can vary from a maximum value of f m max to a minimum value of f m min . Accordingly, the effective density of the magnetic fluid varies from ρ max to ρ min .
Главное требование при выборе геометрии профиля пары полюсных наконечников на каждом участке, начиная со второго (k≥2), заключается в том, что в верхней половине заполненного магнитной жидкостью межполюсного зазора разница значений эффективной плотности не должна превышать разницы значений плотностей разделяемых фракцийThe main requirement when choosing the profile geometry of a pair of pole pieces in each section, starting from the second (k≥2), is that in the upper half of the interpolar gap filled with magnetic fluid, the difference in the values of the effective density should not exceed the difference in the densities of the separated fractions
(ρk макс-ρk мин)<(ρФ(k-1)-ρФ k).(ρ k max -ρ k min ) <(ρ Ф (k-1) -ρ Ф k ).
Кромки на поверхности полюсных наконечников, обращенной к межполюсному зазору, скруглены для исключения концентрации магнитных силовых линий и резкого локального изменения эффективной плотности магнитной жидкости.The edges on the surface of the pole pieces facing the interpolar gap are rounded to exclude the concentration of magnetic lines of force and a sharp local change in the effective density of the magnetic fluid.
Магнитогидростатический сепаратор работает следующим образом.Magnetohydrostatic separator operates as follows.
В обмотке намагничивания 2 устанавливают ток I, необходимый для удерживания в рабочем зазоре сепаратора необходимого количества магнитной жидкости 5. С помощью устройства регулирования угла наклона магнитную систему сепаратора устанавливают под углом α к горизонту (0<α<45°), в результате чего плавающие на поверхности магнитной жидкости частицы будут двигаться по этой поверхности в направлении выходного торца сепаратора. Величина угла α выбирается из условий обеспечения необходимой производительности и точности процесса работы сепаратора. Из загрузочного устройства 6 на поверхность магнитной жидкости в зону первой ступени поступает смесь немагнитных частиц, подлежащих разделению. Величина тока I в обмотке 2 пропорционально влияет на величину напряженности магнитного поля и магнитную силу fм. Ток регулируется таким образом, чтобы по мере движения частиц по наклонной поверхности магнитной жидкости происходило последовательное разделение фракций по плотности на каждом участке межполюсного зазора. Повышение точности разделения фракций по плотности производится путем дополнительного регулирования напряженности магнитного поля в пределах каждого участка зазора с помощью перемещения пластин 8 и/или магнитного шунта 9. При подъеме пластин 8 магнитное сопротивление для магнитного потока, обусловленное зазором Δ1, увеличивается, что приводит к уменьшению напряженности магнитного поля в зазоре и уменьшению силы fм. При опускании магнитного шунта 9 (фиг.4) происходит уменьшение зазора Δ2 и усиление эффекта шунтирования магнитного потока, вследствие чего напряженность магнитного поля в межполюсном зазоре и сила fм уменьшаются.In the magnetization winding 2, the current I is set, which is necessary to hold the required amount of
В итоге поступающая из загрузочного устройства 6 (фиг.2) смесь немагнитных материалов сортируется по величине плотности на отдельные фракции, попадающие в контейнеры 7. В предлагаемом магнитогидростатическом сепараторе при однократной загрузке сепарируемой смеси увеличивается количество разделяемых по плотности фракций, что способствует повышению производительности и эффективности работы магнитогидростатического сепаратора.As a result, the mixture of non-magnetic materials coming from the loading device 6 (FIG. 2) is sorted by density in separate fractions falling into
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011112604/03A RU2464101C1 (en) | 2011-04-01 | 2011-04-01 | Magnetohydrostatic separator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011112604/03A RU2464101C1 (en) | 2011-04-01 | 2011-04-01 | Magnetohydrostatic separator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011112604A RU2011112604A (en) | 2012-10-10 |
RU2464101C1 true RU2464101C1 (en) | 2012-10-20 |
Family
ID=47079141
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011112604/03A RU2464101C1 (en) | 2011-04-01 | 2011-04-01 | Magnetohydrostatic separator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2464101C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105792941A (en) * | 2013-10-04 | 2016-07-20 | 尔本麦宁有限公司 | Improved magnetic density separation device and method |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU535106A1 (en) * | 1975-02-03 | 1976-11-15 | Ордена Трудового Красного Знамени Институт Сверхтвердых Материалов Академии Наук Украинской Сср | Magnetohydrostatic separator |
SU671847A1 (en) * | 1977-12-19 | 1979-07-05 | Государственный проектно-конструкторский институт "Гипромашуглеобогащение" | Magnetic-hydrostatic separator |
SU782870A1 (en) * | 1978-08-14 | 1980-11-30 | Государственный проектно-конструкторский институт "Гипромашуглеобогащение" | Magnetihydrostatic separator |
US4347124A (en) * | 1980-06-24 | 1982-08-31 | Nittetsu Mining Co., Ltd. | Method and device of separating materials of different density by ferromagnetic liquid |
SU1041154A1 (en) * | 1981-08-03 | 1983-09-15 | Государственный проектно-конструкторский институт "Гипромашуглеобогащение" | Magnetohydrostatic separator |
SU1136840A1 (en) * | 1983-10-19 | 1985-01-30 | Государственный проектно-конструкторский институт "Гипромашуглеобогащение" | Ferrohydrostatic separator |
DE3324536A1 (en) * | 1983-07-07 | 1985-03-14 | Gosudarstvennyj proektno-konstruktorskij institut "Gipromašugleobogaščenie, Vorošilovgrad | Magnetohydrostatic separator |
-
2011
- 2011-04-01 RU RU2011112604/03A patent/RU2464101C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU535106A1 (en) * | 1975-02-03 | 1976-11-15 | Ордена Трудового Красного Знамени Институт Сверхтвердых Материалов Академии Наук Украинской Сср | Magnetohydrostatic separator |
SU671847A1 (en) * | 1977-12-19 | 1979-07-05 | Государственный проектно-конструкторский институт "Гипромашуглеобогащение" | Magnetic-hydrostatic separator |
SU782870A1 (en) * | 1978-08-14 | 1980-11-30 | Государственный проектно-конструкторский институт "Гипромашуглеобогащение" | Magnetihydrostatic separator |
US4347124A (en) * | 1980-06-24 | 1982-08-31 | Nittetsu Mining Co., Ltd. | Method and device of separating materials of different density by ferromagnetic liquid |
SU1041154A1 (en) * | 1981-08-03 | 1983-09-15 | Государственный проектно-конструкторский институт "Гипромашуглеобогащение" | Magnetohydrostatic separator |
DE3324536A1 (en) * | 1983-07-07 | 1985-03-14 | Gosudarstvennyj proektno-konstruktorskij institut "Gipromašugleobogaščenie, Vorošilovgrad | Magnetohydrostatic separator |
SU1136840A1 (en) * | 1983-10-19 | 1985-01-30 | Государственный проектно-конструкторский институт "Гипромашуглеобогащение" | Ferrohydrostatic separator |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105792941A (en) * | 2013-10-04 | 2016-07-20 | 尔本麦宁有限公司 | Improved magnetic density separation device and method |
US10974255B2 (en) | 2013-10-04 | 2021-04-13 | Urban Mining Corp. B.V. | Magnetic density separation device and method |
US11931748B2 (en) | 2013-10-04 | 2024-03-19 | Urban Mining Corp. B.V. | Magnetic density separation device and method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011112604A (en) | 2012-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6540088B2 (en) | Method and apparatus for sorting particles with electric and magnetic forces | |
Chen | Effect of magnetic field orientation on high gradient magnetic separation performance | |
US4235710A (en) | Methods and apparatus for separating particles using a magnetic barrier | |
CN104321127B (en) | Ionic migration spectrometer comprising deceleration ion gate | |
JP2014174139A (en) | Flow channel device, particle sorter, particle outflow method, and particle sorting method | |
US4003830A (en) | Non-ferromagnetic materials separator | |
RU2464101C1 (en) | Magnetohydrostatic separator | |
AU2011231885B2 (en) | Device and method for the magnetic separation of a fluid | |
US9039815B2 (en) | Vane electrostatic precipitator | |
RU2344879C1 (en) | Drum magnetic separator | |
CN106000637A (en) | Metal sorting machine | |
BR112021012323A2 (en) | MATERIAL FEEDING PROCESS TO MAGNETICALLY SEPARATE MAGNETIC AND NON-MAGNETIC PARTICLES BY MEANS OF A MAGNETIC ROLLER SEPARATOR, AND, MATERIAL FEEDING ASSEMBLY | |
Zhang et al. | Effect of coaxial electromagnetic field on separation density of dense-medium cyclone | |
RU2634768C1 (en) | Magnetic liquid separator for recovering gold from mineral raw material | |
US2591122A (en) | Crossbelt magnetic separator | |
RU180753U1 (en) | Electromechanical dust suppression device | |
KR101411465B1 (en) | Magnetic separator and magnetic drum for the same | |
RU2380164C1 (en) | Drum magnetic separator | |
RU187553U1 (en) | SEPARATOR FOR SEPARATION OF BULK MATERIALS BY FRICTIONAL MAGNETIC CHARACTERISTICS | |
RU2554622C1 (en) | Method of magnetic concentration of ores and device for its implementation | |
CN105913537B (en) | A kind of coin separating device | |
RU2469793C1 (en) | Electromagnetic roll separator | |
RU131998U1 (en) | SEPARATOR FOR WET MAGNETIC ENRICHMENT | |
RU2375117C1 (en) | Separator-analyser | |
CN106040428B (en) | Adjustable metal sorting machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150402 |