SU1554196A1 - Устройство дл отделени ферромагнитных материалов от текучих сред - Google Patents

Description

Изобретение относится к магнитному разделению веществ и может быть использовано в металлургической, горнодобывающей .машиностроительной, химической, Нефтехимической, пищевой, фармацевтичё- 5 окой промышленности, тепловой и атомной энергетике, а также при очистке сточных и Природных вОд.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса отделения 10 ферромагнитных материалов и улучшение Процесса регенерации,

! На фиг. 1 показан корпус, вариант вертикального расположения; на фиг. 2 - разр!ез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - устройство с 15 горизонтальным размещением корпуса, общий вид; на фиг. 4 - то же, вид сверху; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 3.

Устройство содержит рабочий канал 1, разделенный перегородкой 2 и пластиной 3' 20 на секции; между секциями размещен электромагнит, включающий- сердечник-мэгнитопровод 4, установленный с возможностью перемещения, р'ассредоточенные элехтри-; ческие катушки 5 и 6, сердечник снабжен 25 упругой спиралью 7, снаружи рабочего канала размещён соленоид 8, выполненный криволинейной формы с увепичизающимися к обеим краям количеством витков, пс крайней мере на 20-30% , а торцовая повер- 30 хность соленоида выполнена с кольцевой проточкой. Для подвода текучей среды предусмотрены патрубки 9, 10, снаружи которых размещены электрические катушки симметрии 11, 12 для выравнивания намаг- 35 ниченности торцовых зон насадки и для подмагничивания отделяемых примесных частиц, находящихся в текучей среде.

Внутри каждой секции установлены упругие диафрагмы 13, изготовленные в виде 40 тонких плоских пластин либо в виде усеченного сферообразного сегмента. Диафрагмы разделяют секции, приблизительно на две равные части и перфорацию входного патрубка на две части 14, 15, причем пер- 45 форация в каждой части патрубка выполнена на противоположной к выходному патрубку поверхности с таким расчетом, чтобы текучая среда к выходному патрубку прошла как можно длиннее путь в поровых 50 каналах насадки.

Секции рабочей камеры заполнены насадкой 16, в качестве которой используют

ферромагнитные шары с антикоррозионным или без антикоррозионного покрытия, дробь, измельченную нержавеющую стружку, куски рубленой проволоки, антиферромагнетики в виде феррита, сегнетоэлектрики, смесь шаров с сегиетоэлектриками, сетки, гладкие и рифленные стержни, стальную антикоррозионную шерсть, спирали, рифленные пластины. Пористость насадки изменяется от 0Л до 0,5. Применение той или иной насадки определяется видом разделяемой текучей среды, требованиями, предъявляемыми к очищаемой среде.·

Фиксатор положения соленоида намагничивания содержит скользящие элементы 17, размещенные в обойме 18, конструктивно совмещенной с ферромагнитной оболочкой. Скользящие элементы содержат отверстия'либо пазы 19, в которые входит подвижный шток 20, подпружиненный пружиной 21. Снаружи обоймы размещена электрическая катушка 22. Форма скользящих элементов может быть другая, в виде, например, треугольника, сферы, прямоугольника, трубчатых элементов. По краям рабочей камеры жестко закреплены тяговые электромагнитные катушки 23, 24, наружный диаметр которых 'несколько меньше внутреннего диаметра кольцевых выступов и впадин. Катушки выполнены из обмоточного медного провода повышенного сечения для исключения возможных механических повреждений при включении электрической катушки в цепь больших значений электрического тока, например сотни ампер. Создание замкнутого магнитного контура обеспечивается ферромагнитной оболочкой 25, причем торцовые поверхности соленоида намагничивания снабжены также элементами ферромагнитной оболочки, ферромагнитными пластинами. Одновременно ферромагнитные пластины язляются "поршнем'’, взаимодействующим с напорной средой при перемещении соленоида.

Подвод газожидкостной среды в оболочку осуществляется посредством дополнительных патрубков 26, а отвод посредством патрубков 27. Отвод текучей среды, освобожденной от примесей, осуществляется посредством патрубков 28-31. При необходимости использования спаренных рабочих каналов, в случае очистки теку5

1554196

6

«)

чих сред расходом 1000-3000 м /ч и выше, рабочие каналы соединяют магнитными шунтами 32 для уменьшения потерь магнитного потока в окружающую среду. Для интенсификации процесса регенерации насадки путем ее деформации, разобщения гранул, разрыхления осадков примесей перегородка и пластина соединены с упругой диафрагмой нитями 33 переменного сечения, например, в виде утолщений сферообразной, треугольной, конической или другой формы. Нити изготовляют из ферромагнитного материала с повышенной магнитной проницаемостью, например пермаллоя. Это приводит к тому, что нити дополнительно являются активными элементами насадки, обеспечивая повышенную намагниченность насадки и повышенное силовое воздействие поля на осажденные примеси.

Устройство для отделения ферромагнитных материалов от текучих сред работает следующим образом.

Включают магнитное поле намагничивающего соленоида 8, а при необходимости - дополнительно магнитное поле катушки 12 симметрии, тяговой катушки 23, одной из катушек 5 электромагнита. Все электрические катушки включают согласованно, т.е. таким образом, чтобы индукция результирующего магнитного поля суммировалась, увеличивая силовое воздействие поля на отделяемые примеси, дополнительно намагничивая весь объем насадки 16, в том числе слабые торцовые зоны насадки. Текучая среда в насадку поступает по входным патрубкам 10. Через части 14 и 15 перфорации среда равномерно распределяется в первой и второй частях насадки, например нижней, либо левых секций рабочего канала 1.

Под действием силового взаимодействия магнитного поля и примесей на гранулах насадки в зонах контакта происходит осаждение примесей, обладающих диамагнитными, ферромагнитными свойствами, При отделении примесей, обладающих ярко выраженными ферромагнитными свойствами, достаточно намагничивающего поля криволинейного соленоида 8 с увеличиваю? щимся к обоим краям количеством витков. При одновременном наличии парамагнитных, диамагнитных, ферромагнитных примесей эффективно процесс отделения происходит только при включении в рабрту соленоида 8 и электрических катушек 12 и 5. Освобожденная от примесей текучая среда выводится по патрубкам 28-31. Для интенсификации процесса отделения за счет флокуляции магнитных и слабомагнитных

примесей входные патрубки в зонах размещения катушек симметрии содержат слой ферромагнитной фильтрующей наездки.

Фиксация соленоида в нижнем либо левом положении, т.е. в режиме процесса отделения, обеспечивается электромагнитным фиксатором, в котором подвижный шток 20 входит в паз либо отверстие 19. расположенные з скользящих элементах 17. Эти элементы являются подвижными вдоль направляющей, закрепленной параллельно рабочему каналу. Для уменьшения сил трения поверхность скользящих элементов механически обработана с высоким классом чистоты либо между поверхностями скользящих элементов. Количество направляющих и скользящих элементов при необходимости устанавливается несколько.

Для осуществления процесса регенерации закрывают входной патрубок 10, открывают патрубок 9 и одновременно включают катушку 24, подавая электрический ток большого значения, при этом соленоид намагничивания 8 остается включенным. При необходимости значение электрического тока в соленоиде 8 увеличивается, например, одновременно с включением катушки 24. Одновременно включают электрическую катушку 22, которая, втягивая шток 20, освобождает скользящий элемент 17. Под действием сил отталкивания между электромагнитными катушками 24 и соленоидом 8 намагничивания последний в несколько секунд по направляющей переместится в нижнее либо правое положение. Для увеличения и регулирования силы взаимодействия через патрубки 26 подводят газожидкостную среду под давлением, которая при перемещении соленоида вниз демпфирует удар, а.при перемещении вверх увеличивает силу тяги. По мере приближения соленоида к нижнему либо правому конечному положению тяговая катушка 23 включается встречно, т.е. одноименным полюсом к приближающемуся соленоиду для смягчения удара. В момент начала движения соленоида включают согласованно электрическую катушку 5, которая сначала усиливает силу тяги, а в момент приближения соленоида к крайнему нижнему либо правому положению включают электрическую катушку 6, которая демпфирует удар соленоида, т.е. тормозит движение и гасит скорость соленоида. Отключая электрическую катушку 22, соленоид фиксируется в рабочем положении процесса отделения. При необходимости электрический ток соленоида уменьшают. Открывают патрубки 28, 29 и процесс отделения примесей от текучей среды нижней секции продолжается.

Ί

1554196

8

Для регенерации верхней секции кратковременно подключают катушки 6, 12, 24к цепи переменного тока затухающей амплитуды, размагничивая насадку, Затем периодически ммпулЬсно включают и отключают : электрические катушки 5 и 6, Подвижный сердечник-магнитопровод 4 яри атом, уда_: ряясь об упругую пластину 3 !·; перегородку 2, приводит к периодической деформации объема насадки. Натянутые между, перегородкой 2 и упругой, например, выпуклой диафрагмой 13, ферромагнитные нити 33 |переменного сечения, деформируясь, зиб(рмруя в объема насадки при ударах сердеч(иика-магкйтбпроаода, интенсифицируют Процесс разобщения гранул, разрыхление

осадков примесей, что способствует улучшению процесса регенерации. Подаваемая водовоздушная смесь через входной патрубок 10 смывает разрыхленные осадки через

1 выходные патрубки 30, 31 в дренаж.

Применение устройства для отделения

ферромагнитных материалов от текучих сред позволит повысить эффективность процесса отделения на 15-20% за счет увеличения на0 магниченности торцовых зон ферромагнитной насадки и улучшить на 18-20% процесс регенерации за счет интенсификации процесса размагничивания, разобщения гранул насадки, разрыхлений осадков примесей и 15 повысить экономичность процесса нз 1012% зз счет увеличения производительности при незначительном увеличении

. материалоемкости.

ί’ίίλ

*:

1554196

--Ц Фиг.З

1554196

Claims (10)

1

(21)3877701/2е

(22) 2 04 85 (46)30.10.91 Б юл N- 40

(7i) Украинский институт инженеров оодно- го хоз йсгва

(7У) В И Гаращ нко A.R Сдндул ки О Ю К ор- хси

№3)621 9288{0f 88) (56) Ангорское свидетельство СССР № 1162492, ..ч В 03 С 1/00, 06 10 81 Аеторскоо ct и/,етрльс-во СССР V 1501356 к В TJ С 1/00 18 02 83

(5(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ стэЕРРОМлГНИТНЬ Х МАТЕРИАЛОВ 01 ТЕ к (ИХ СРГД содержащее рабочий канал , озпопнь шый насадксй и разделенный перегородкой н секции, намагничиваю- шу ю систему в виде соленоидов устройство д;, вспвратно-пг.ступате/ьього перемещени  в виде жестко укрепг нных ча концах каналов электромж читных т говых катушек, устройство дл  снижени  сил тре- нид, вуодной и выходной патрубки причем один , з патрубков каждой секции размещен внутри насадки и снабжен размещен ным внутри слоем насадки, отличающеес  тем, что, с целью повышени  эффективности процесса отделени  фер ромагнитных материалов и улучшени  процесса регенерации оно снабжено пластиной , герметично установленной внутри рабочего канала на рассто нии от перегородки и по крайней мере одним размещенным на перегородке электромагнитом, сердечник-магнитопровод которого установлен с возможностью перемещени  между пластиной и перегородкой а соленоид, на торцовой поверхности которого еыпол- ненз кольцева  проточка, выполнен коиво- линейной формы с увеличивающимис  к обоим кра м количеством витков, кроме тоге кажда  секци  дополнительно снабжена по крлиней мере еще одним патрубком, введенным в насадку, примем один из патрубков выполнен перфорированным в центральной части секций а секции дополни- ельно снабжены упругими диафрагмами и нмгчми перс-мечного сечени , соедин ющими перегородку и пластину с диафрагмами , кроме того, входной патрубок снабжен размещенной снаружи катушкой симметрии/ ,

2Устройство поп 1, о т л и ч а ю щ е е- с   тем, что устройство дл  возвратно-поступательного перемещени  снабжено гэзо- жидкостопроводом с патрубками подвода и отеода напорной среды

3Устройс во по п. 1, о т л и L а ю щ е е- с   тем, что количество витков к обеим крарм криволинейного соленоида увеличиваетс  на 20-30%

4Ус гройство поп 1,отличэющее- с   гем, что устройство дл  снижени  сил трени  при перемещении голеномпов снабжено электромагнитным фиксатором в виде подпружиненного штока, электрической катушки, кожуха с фиксирующими пазами.

5.Устройство по п. 1 отличающее- с   тем, «то кольцевч  проточка на торцовом поверхности соленоидной намагничивающей системы снабжена упругим эластичным вкладышем.

6.Устройство ПОР , о т л и « а ю ш е е- с   там, что электромагнит содержит по крайней мере две рассоепэтсченные электрические катушки, размещенные пс кра м сердечника-магнитопровида

7.Устройство по п, 1, о т /1 и а ю щ е 9- с   тем, что сердечник-маг читопоовод снабжен упругой спирапью

№

d

kra%

8. Устройство по п. 1,отличающее- с   тем, что упруга  диафрагма раздел ет секции приблизительно на две равные части .

9. Устройство поп 1, о т л и ч а ю щ е е- с   тем, что нити выполнены с утолщением сферообразной формы

Изобретение относитс  к магнитному разделению веществ и может быть использовано в металлургической, горнодобывающей .машиностроительной, химической, нефтехимической, пищевой, фармацевтиче- ской промышленности, тепловой и атомной энергетике, а также при очистке сточных и природных вод.

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности процесса отделени  ферромагнитных материалов и улучшение процесса регенерации.

На фиг. 1 показан корпус, вариант вер тикального расположени ; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - устройство с горизонтальным размещением корпуса, общий вид; на фиг. 4 - то же, вид сверху; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 3.

Устройство содержит рабочий канал 1, разделенный перегородкой 2 и пластиной 3 на секции; между секци ми размещен электромагнит , включающий сердечник-ма-чи- топровод4, установленный с возможностью перемещени , рассредоточенные электрические катушки 5 и 6, сердечник снабжен упругой спиралью 7, снаружи рабочегс канала размещён соленоид 8, выполненный криволинейной формы с увеличивающимис  к сбеим кра м количеством витков, пс крайней мере на 20-30%, а торцова  мовер- хность соленоида выполнена с кольцевой проточкой, Дл  подвода текучей среды предусмотрены патрубки 9 10, снаружи кото рых размещены электрические катушкп симметрии 11, 12 дл  выравнивани  намзг- ниченности торцовых зон насадки и дл  подмагничивани  отдел емых примесных частиц, наход щихс  в текучей среде,

Внутри каждой секции установлены л- ругие диафрагмы 13, изготовленные в виде тонких плоских пластин либо в виде усеченного сферообразного сегмента. Диафрагмы раздел ют секции приблизительно на две равные части и перфорацию входного патрубка на две части 14, 15, причем пер- фораци  в каждой части патрубка выполнена на противоположной к выходному патрубку поверхности с таким расчетом чтобы текуча  среда к выходному патрубку прошла как можно длиннее путь в поровых каналах насадки.

Секции рабочей камеры заполнены насадкой 16, в качестве которой использую-.

ферромагнитные ша, и с аптикоррозпон ным или безани/.ксррозиош.ого покрыти , дробь, измельченную нержавеющую стружку, куски рубленой проволоки ромагнетики в виде fjfpp ia, илнеп лекг рики, смесь шаров с сегнетоэлектрик ми сетки, гладкие и рпфл-нные стержни стальную антикоррозионную шерсть спирали ри-фленные пластины .г п счдкч измен етс  от 0 1 до 0 Применение той или иной НОСРДКИ определи о пьдом раздел емой текуче/, сррды, п ни ми предь вл емими к отмщаемой среде

Фиксатор положени  соленоида нама: наливани  содержит з щи one мен 1Ы 17, размещенные в обойме (8, конструктивно соамеи енно-1 с феррит- ни i ней обопоч кой. С У о л ь з   тц и е элементы содержат отверсти  либо пазы 19 Q которое вх дит подвигни шток 20, поднгУхпненннп жиьой 21 СНоружп об(Н ,:-1ы ПоЗмеаен згектричигка  кагушкп 22. Оорма скольз  щих оле,1ентов может бгть доу а  .- Bi-vi4j HnnfK vop, треугольника, 1фрры, пр.мо уоль 1ичр,, грубча1Ь|Х : ic uH C-B По кра м fiboi ( .-iMt-ры закреплены т юдые

.ЛеКТГ.ОГ-1гИН.ПН11С КЯР I «KM 2J, Г А ЧТР,|

ими диаметр которых н Скольис -нутпенне ) диаметр- кольце вы высту- .в i смадин Катушки jpu- r - , -, ь

МОТОЧНОГО ГОДНОГО ЛрОВОДа ijCHUi Г1

селени  дл  и(ж 1ючс ч„11 возможны ri:/. ч lecKiix поврежден/и при ькшп ir ч 1,, ;. -е три в:хой катушки в гъ Рольиих знэ

РК.ЧЙ ОП - л 0 НЧППГМер СС ГН|Ч с МПРр. СоЗДаНИС ЗГМЧг КЯС МЛГН.- сО О

/омтура обеспечирдр.о. еоромэг ит iun оЬолочкой 25, причем тораоьые чмеркн CT/I соленоида иамап ;ч1 гани  .аьхйиь, зкхе элем iiiatvin ерромагн ч1ои JOQ- /;очк1л, ферромагнитны и-,1 т сгпнам Од повременно ферромг s 1ныэ п/.астлны

ЯГЛЯК ГСЯ ПОрШН И гз- Ч МО/1 ItCTfVt. ИМ

с напорной средой при .ei гииг, со е юида.

Подвод газожидюстно) в fao лсчку осуществл етс  посредством допол- ни.ёльны- патрубкии 6 a or пд - посредством патрубков 27 Отвод текучи греды, освобожденной .эт примесей, оо - ще- стйл етс  посредством патрубков 23 31 При необходимости использовани  сглрен ных рабочих кзналов, вслуи р очисг1 и сред расходом 1000-3000 м /ч и выше, рабочие каналы соедин ют магнитными шунтами 32 дл  уменьшени  потерь магнитного потока в окружающую среду. Дл  интенсификации процесса регенерации насадки путем ее деформации, разобщени  гранул, разрыхлени  осадков примесей перегородка и пластина соединены с упругой диафрагмой нит ми 33 переменного сечени , например, в виде утолщений сфе- рообразной, треугольной, конической или другой формы. Нити изготовл ют из ферромагнитного материала с повышенной мчг- нитной проницаемостью, например пермалло . Это приводит к тому, что нити дополнительно  вл ютс  активными элементами насадки, обеспечива  повышенную намагниченность насадки и повышенное силовое воздействие пол  на осажденные примеси.

Устройство дл  отделени  ферромагнитных материалов от текучих сред работает следующим образом.

Включают магнитное поле намагничивающего соленоида 8, а при необходимости - дополнительно магнитное поле катушки 12 симметрии, т говой катушки 23, одной из катушек 5 электромагнита Все электрические катушки включают согласованно , т.е. таким образом, чтобы индукци  результирующего магнитного пол  суммировалась, увеличива  силовое воздействие пол  на отдел емые примеси, дополнительно намагничива  весь объем насадки 16, в том числе слабые торцовые зоны насадки. Текуча  среда в насадку поступает по входным патрубкам

10. Через части 14 и 15 перфорации среда равномерно распредел етс  в первой и второй част х насадки, например нижней, либо левых секций рабочего канала 1.

Под действием силового взаимодействи  магнитного пол  и примесей на гранулах насадки в зонах контакта происходит осаждение примесей, обладающих диамагнитными , ферромагнитными свойствами. При отделении примесей, обладающих  рко выраженными ферромагнитными свойствами , достаточно намагничивающего пол  криволинейного соленоида 8 с увеличивающимс  к обоим кра м количеством витков При одновременном наличии парамагнитных , диамагнитных, ферромагнитных примесей эффективно процесс отделени  происходит только при включении в рабрту соленоида 8 и электрических катушек 12 и 5. Освобожденна  от примесей текуча  среда выводитс  по патрубкам 28-31. Дл  интенсификации процесса отделени  за счет фло- кул ции магнитных и слабомагнитных

примесей входные патрубки в зонах размещени  катушек симметрии содержат слой ферромагнитной фильтрующей насадки.

Фиксаци  соленоида в нижнем либо левом положении, т.е. в режиме процесса отделени , обеспечиваетс  электромагнитным фиксатором, в котором подвижный шток 20 входит в паз либо отверстие 19, расположенные з скольз щих элементах 17. Эти

0 элементы  вл ютс  подвижными вдоль направл ющей , закрепленной параллельно рабочему каналу. Дл  уменьшени  сил трени  поверхность скопьз щих элементов механически обработана с высоким классом

5 чистоты либо между поверхност ми скольз щих элементов. Количество направл ющих и скольз щих элементов при необходимости устанавливаетс  несколько.

Дл  осуществлени  процесса регенера0 ции закрывают входной патрубок 10, открывают патрубок 9 и одновременно включают катушку 24 подава  электрический ток большого значени , при этом соленоид намагничивани  8 остаетс  включенным. При

5 необходимости значение электрического тока в соленоиде 8 увеличиваетс , например , одновременно с включением катушки 24. Одновременно включают электрическую катушку 22, котора , вт гива  шток

0 20, освобождает скольз щий элемент 17. Под действием сил отталкивани  между электромагнитными катушками 24 и соленоидом 8 намагничивани  последний в несколько секунд по направл ющей переместитс  в

5 нижнее либо правое положение. Дл  увеличени  и регулировани  силы взаимодействи  через патрубки 26 подвод т газожидкостную среду под давлением, котора  при перемещении соленоида вниз де0 мпфирует удар, а,при перемещении вверх увеличивает силу т ги. По мере приближени  соленоида к нижнему либо правому конечному положению т гова  катушка 23 включаетс  встречно, т.е. одноименным по5 люсом к приближающемус  соленоиду дл  см гчени  удара. В момент начала движени  соленоида включают согласованно электрическую катушку 5, котора  сначала усиливает силу т ги, а в момент приближе0 ни  соленоида к крайнему нижнему либо правому положению включают электрическую катушку 6, котора  демпфирует удар соленоида, т.е. тормозит движение и гасит скорость соленоида. Отключа  электриче5 скую катушку 22, соленоид фиксируетс  в рабочем положении процесса отделени . При необходимости электрический ток соленоида уменьшают. Открывают патрубки 28, 29 и процесс отделени  примесей от текучей среды нижней секции продолжаетс .

Дл  регенерации верхней секции крат ковременно подключают катушки Ь 12 24 к цепи переменного тока затухающей амплитуды размагничира  н-чсадку Затем порио- дичегки чмпулЪсно включают м олопочаюг электрические катушки 5 и б Подвижный

Cep,G Н 1К lift ITjnpn 4 Д «.1 ,1Г ,/ ЭМ ,

р  сь об упр-гу-о плчг ину 3 ief/ 2, подводит к чериод 1 jfCKO 1 деформации г-a J/UH Hs flMT

РОДКСМ 2 И /np,rCM llSIIpMHf C dll ТУХЛОЙ

диафрагмой 1 ф«. 1 р( v iPr/THoie 33 переменьзго «. ifnv ч, pop.i ip .f риру  L. е лэ -, д р y/rstv ,ика-маг jtiTrri 1 щиоую процесс ра 5 1 ерч г л ул ра рыукн - е

осадкоо примесей что способствует улучшению процесса регенерации Подаваема  водовоздушна  смесь через входной патрубок 10 смывает разрыхленные осадки через

выходные патрубки 30, 31 в дренаж

Применение устройгтпа дл  отделени  ферромагнитных материэлов от текучих сред позволит повысив эффе тивность процесса отделени  на 15-20% за счет увеличени  нарлзгнич8чностм торцовых зон ферромзгнит Hof нзгодки и /лучшип нз 10-2)0/ процесс pprrHfp M /iH З ТчетинтР -(сификацми процег- са размагничивани  разсЬидечии ( на сад-п рэзоыхтени  осадков примести и

говьк 1ть экономичность ппоцег а п 10- 12% з счет увеличени  тоизводитетьнс гти при незнэчитетьном /вглмченим м териало 1 кости

гг

Фиъ 2

6

;/

м ы s

vW

/ «f/ff 5 - fff/ M4/9/L itf

Щ

oi x ot

Qi Utt Zl

Й

geit SSi