SU1501356A1 - Магнитный сепаратор очиститель - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к магнитному разделению веществ на ферромагнитные и неферромагнитные фракции, преимущественно к аппаратурному оформлению устройств дл  осуществлени  этого процесса, и может быть использовано в горнодобывающей , металлургической, химической промышленности , тепловой и атомной энергетике.

Известен электромагнитный сепаратор дл  магнитной очистки жидкой среды, содержащий рабочую камеру, заполненную ферромагнитной насадкой, намагничивающую соленоидную катушку, патрубки ввода и вывода жидкой среды 1.

Режим работы этого устройства состоит из двух периодов: очистки - времени очистки загр зненной среды устройства, т.е. времени , при котором происходит полна  задержка примесных включений, и регенерации - времени очистки (отмывки) фильтрующей ферромагнитной насадки от задержанных примесных включений. При регенерации очищаемую среду по обводному трубопроводу пропускают в технологическую схему производства без очистки, а сепаратор в это врем  регенерирует, т.е. очищают от уловленных примесей. Когда очищаема  среда сильно загр знена примес ми , например оборотные воды прокатных станов металлургических заводов, в которых содержание продуктов коррозии достигает 70-100 мг/л, период между регенераци ми составл ет несколько часов, В этом случае обща  эффективность процесса очистки определ етс  не только эфсл о

ы с 

Оч

фектипностью работы сепаратора в режиме очистки, но также длительностью регенера- ционного процесса, т.е. временем, когда за- гр зненна  среда поступает в технологический процесс, мину  сепаратор и снижа  тем самым эффективность процесса очистки, его экономичность. Кроме того, в известной конструкции сепаратора использована намагничивающа  система, содержаща  короткие неэкономичные соленоиды. Потери магнитного потока в такой системе достигают 65-70%.

Из известных конструкций сепараторов наиболее близким потехнической сущности к предлагаемому  вл етс  сепаратор, содержащий рабочие каналы, заполненные насадкой и разделенные перегородкой на секции, магнитную систему, снабженную электроприводом дл  осуществлени  ее возвратно-поступательного движени , входные и выходные патрубки, причем входные патрубки каждой секции размещены внутри намагниченной насадки 2.

Дл  осуществлени  подмагничивани  и флокул ции примесных частиц, наход щихс  в очищаемой среде, и за счет этого интенсификации процесса очистки загр зненную среду в известном сепараторе пропускают по входным патрубкам, размещенным внутри рабочих канатов, заполненных намагниченной насадкой. За счет этого во входных патрубках создаетс  неоднородное магнитное поле. Однако магнитное no/ie (средн   индукци ) во входных патрубках известного сепаратора по величине в 5-7 раз меньше, чем в объеме намагниченной насадки, а следовательно , процесс предварительного намагничивани  и флокул ции примесных частиц осуществл етс  недостаточ но эффективно и соответственно недостаточно высока  эффективность процесса очистки. Кроме того, в известном сепараторе движение магнитной системы вверх вниз осуществл етс  электроприводом, состо щим из электродвигател , редуктора, черв чного винта и рычагов креплени  магнитной системы к электроприводу. Наличие этих элементов усложн ет конструкцию сепаратора. Кроме того, при перемещении магнитной системы вниз вверх работают электродвигатель и электромагниты. Электромагниты включены дл  создани  магнитной подушки , а электродвигатель - дл  перемещени  магнитной системы.

Перемещение магнитной системы вниз вверх при помощи электродвигател  и черв чной передачи сравнительно медленный процесс, на который затрачиваетс  врем  до нескольких минут. При этом электропривод во врем  всего процесса потребл ет

электроэнергию; кроме того, загр зненна  среда сбрасываетс  в дренаж, либо поступает в технологическую схему производства , снижа  общую эффективность и

экономичность процесса очистки.

Целью изобретени   вл етс  повышение экономичности процесса очистки за счетсокращени  времени замены регенерируемых секций, повышение эффективности

процесса очистки и улучшение технологичности конструкции сепаратора.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в магнитном сепараторе-очистителе, содержащем рабочие каналы, заполненные насадкой и разделенные перегородками на секции, намагничивающую систему в виде соленоидов, снабженную устройством дл  возвратно-поступательного перемещени , входной и выходной патрубки, причем входной патрубок каждой секции размещен внутри насадки, устройство дл  возвратно- поступательного перемещени  выполнено в виде жестко укрепленных на концах рабочих каналов электромагнитных т говых

катушек, взаимодействующих с намагничивающей системой, а входные патрубки снабжены размещенными внутри сло ми насадки.

Магнитный сепаратор-очиститель моЖ6Т содержать один или несколько рабочих каналов.

На фиг.1 показан сепаратор-очиститель , вид сбоку в разрезе; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг,3 - разрез А-А на фиг.1,

Сепаратор содержит два рабочих канала 1 каждый из которых разделен на правую и левую секции, заполненные ферромагнитной насадкой 2, например, в виде шаров, стружки, стержней или рифленых пластин.

При очистке агрессивных сред элементы нз ездки покрывают защитным антикоррозионным покрытием. Рабочий канал разделен сплошной ферромагнитной перегородкой 3 на правую и левую секции. Магнитна  система содержит соленоидные катушки 4, раз- мещенные снаружи рабочих каналов. Катушки креп тс  на шарикоподшипниковых катках 5 и направл ющих 6, могут быть использованы также элементы скольжени 

с направл ющими, причем соленоиды размещены снаружи рабочих каналов таким образом , что, с целью уменьшени  их трени , они не соприкасаютс  с поверхностью рабочих каналов.

Устройство качени  или скольжени  может быть также размещено внутри соленоидов на поверхности рабочих каналов. Движение намагничивающей системы вдоль поверхности рабочих каналов осуществл етс  при силовом взаимодействии

рит гивани  либо отталкивани  магнитых полей малогабаритных т говых катушек . жестко укрепленных на концах рабочих аналов и соленоидов. Сепара- ор содержит акже магнитопровод щие пластины 8, прирепленные с двух сторон соленоидных каушек дл  обеспечени  их жесткости и инхронности при движении. Уменьшаютс  акже потери магнитного пол , так как содаетс  замкнута  магнитна  цепь.

Сепаратор содержит входные патрубки 9,10 и выходные патрубки 11,12 левых секций и входные патрубки 13,14 и выходные патрубки 15,16 правых секций. Дл  осуществлени  интенсификации подмагничива- ни  и флокул ции примесных частиц, наход щихс  в очищаемой среде, и повышени  за счет этого эффективности процесса очистки, входные патрубки, размещенные внутри рабочих каналов, содержат ферромагнитную насадку 17. В результате этого во входных патрубках создаетс  неоднородное магнитное поле. Демпферы дл  исключени  механического удара могут быть размещены на торцовой поверхности т говых катушек, либо между торцовыми поверхност ми соленоидов и т говых катушек либо креп тс  на жестко металлической пластине,устанавливаемой на поверхности рабочих каналов вблизи торцовой поверхности т говых катушек.

Сепаратор работает следующим образом .

Очищаема  среда по входным патрубкам 9,10 через флокул ционную насадку 17, где примеси интенсивно намагничиваютс  и в патрубках флокулируютс  (укрупн ютс ), поступа-эт в намагниченную насадку 2 левых секций, снаружи которых размещены соленоиды катушки. Входные патрубки 13,14 и выходные патрубки 15,16 правых секций при этом закрыты. Под действием магнитных сил загр зн ющие жидкую среду примеси осаждаютс  на намагниченных элементах насадки 2, а очищенна  среда выводитс  по патрубкам 11,12. При насыще- НИИ фильтрующей насадки задержанными примес ми на короткое врем  ( в течение секунды или несколько секунд, в зависимости от габаритов и массы катушек) импульс- но включают ток питани  электрических т говых катушек 7. При этом между т говыми катушками 7 и соленоидами 4 возникает импульс с отталкивающей силой. Поскольку катушки 7 жестко укреплены, то катушки 4, опирающиес  на шарикоподшипниковые катки 5, по направл ющим 6 под действием полученного импульса силы быстро перемещаютс  на правые секции, где дл  фиксации

положени  соленоидных катуиек установлены фиксаторы или защелки, а также демпферы , см гчающие возможны удары или толчки.

5Функциональное назначение т говых

катушек - обеспечить кратковременное сильное магнитное взаимодействие (прит гивание либо отталкивание) с соленоидами. Поэтому, поскольку при импульсном вклю0 чении электрического питани  возникают уси;.и , стрем щиес  нарушить механическую прочность катушек, они изготовлены из обмоточного провода повышенного сечени  и механически укреплены, например,

5 имеют бандажи. При таком конструктивном исполнении т говые катушки малогабаритны и содержат небольшое количество витков обмоточного провода, подключенного к иcтoчt икy напр жени  таким образом, что

0 имеют противоположные магнитные полюса по отношению к соленоидам намагничивающим катушкам.

При перемещении катушек на правые секции открываютс  патрубки 13-16 и за5 крываютс  патрубки 9-12. Дл  оперативного выполнени  этих переключений входные и выходные патрубки снабжены запорно- регулирующей арматурой с электрическим, электромагнитным либо гидравлическим

0 приводом.

При очистке жидкой среды правой секции устройства насадка в левой секции не намагничена и регенерируетс  потоком во- довоздушной смеси. При насыидении насад5 ки правой секции магнитна  система возвращаетс  на левые секции (с соответствующим переключением вентилей или кла- пйнов) и процесс повтор етс . В предложенном сепараторе два рабочих

Q канала и две соленоидные катушки, соединены между собой пластинами, обеспечивающими жесткость конструкции и синхронность передвижени  катушек, а также позвол ющими создать замкнутую магg нитную цепь и исключить потери магнитного потока. При этом пластины выполнены магнитопровод щими. В частном случае, когда возникает необходимость очистки небольшого объема жидкой среды,

Q используют один рабочий канал, разделенный на две секции, при этом дл  уменьшени  потерь магнитного потока геометрические размеры соленоидной катушки выбирают таким образом, что отное шение диаметра соленоида к его длине можно быть не менее 0,4.

Кроме того, намагничивающа  система дополнительно снабжена устройством дл  снижени  сил трени  при ее передвижении, выполненным в виде шарикоподшипниковых катков с направл ющими либо элементов скольжени  с направл ющими.

Устройство качени  (скольжени ) может быть размещено внутри соленоидов на поверхности рабочих каналов либо снаружи соленоидов. Патрубки ввода дополнительно снабжены слоем ферромагнитной насадки. При этом дл  фиксации (удержани ) в определенном положении (на направл ющих правых и левых секций) намагничивающих соленоидов электрические малогабаритные т говые катушки и рабочие каналы целесообразно снабжать фиксаторами, а дл  исключени  механического удара намагничивани  системы о т говые катушки при ее быстром перемещении сепаратор целесообразно снабжать демпферами, например, механическими, гидравлическими, пневматическими или магнитными.

Таким образом, изготовление сепарато- ра-очистител  с устройством, обеспечивающим возвратно-поступательное движение, выполненным в виде малогабаритных т говых катушек и соленоидной системы, позво- л ет до минимума сократить врем  перевода намагничиваю,щей системы с одних рабочих секций на другие. Это достигаетс  за счет быстроты перемещени  намагничивающей системы в результате взаимодействи  ее магнитного пол  и про- тивоположного по знаку магнитного пол  т говых катушек. При этом использование системы качени -скольжени , исключающей возникновение больших сил трени , позвол ет использовать т говые катушки с небольшим количеством ампер-витков, снизить их мощность и потребление электроэнергии . Наличие же фиксаторов и демпферных устройств обеспечивает надежность креплени  секций в каждом рабо- чем положении и исключает возможность повреждени  элементов и деталей устройства от удара при перемещении намагничивающей системы. Применение новых

н

п.п

конструктивных элементов - дополнительные электрические т говые катушки (жестко установленные на концах рабочих каналов), соленоиды, шарикоподшипниковые катки и направл ющие - исключает необходимость применени  электродвигател , редуктора, черв чного вала, соединительных муфт и рычагов, что упрощает конструкцию устройства , услови  ее обслуживани  и проведени  процесса регенерации. Сборка, разборка, технологические осмотры предложенного сепаратора просты и технологичны . Например, т говые катушки легко монтируютс  и демонтируютс  на поверхности рабочих каналов, а соленоиды без специальных механизмов и больитх усилий накатываютс  на рабочие каналы.

Предлагаемый сепаратор обеспечивает непрерывность процесса очистки, причем исключаетс  попадание неочищенной жидкости в технологическую схему производства . В нем также созданы услови  дл  предварительного подмагничивани  приемочных частиц, что способствует повышению эффективности процесса очистки. Кроме того, в предлагаемой конструкции использованы длинные соленоиды, у которых отношение длины корпуса к диаметру Составл ет не менее 2,5, что обеспечивает снижение потерь магнитного потока на 30%.

Таким образом, применение сепаратора позволит повысить экономичность и качество процесса очистки, сэкономить значительное количество электроэнергии, упростить конструкцию устройства, повысить ее технологичность.

Сепаратор рекомендуетс  использовать преимущественно в металлургической, горно-обогатительной промышленности дл  очистки сильно загр зненных сред, концентраци  примесей в которых исчисл етс  дес тками, сотн ми и где необходима часта  регенераци .

Фае.1

/V

Физ.г

Физ.З

Claims (1)

1. МАГНИТНЫЙ СЕПАРАТОРОЧИСТИТЕЛЬ, содержащий рабочие каналы, заполненные насадкой и разделенные перегородками на секции, намагничивающую систему в виде соленои-