Устройство для сепарации магнитных частиц

(5) В 03 С 1 0 ПАТЕН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ(54) (57) 1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕПАРАЦИМАГНИТНЕХ ЧАСТИЦ, содержащее фильтровальный элемент,. выполненный в видмножества плотно прилегающих другк другу проволочных сеток из ферромагнитного некорродирующего материала, с заданным шагом сеток и толщиной их проволоки, установленныхперпендикулярно продольной оси устроиства, и магнитную систему, выполненную в виде катушки, установленнойкоаксиально Фильтровальному элементуи Ферромагнитного ярма в виде трубы,охватывающей катушку, с двумя круглыми пластинами, установленными наторцах трубы, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышенияэффективности сепарации за счет равномерного распределения потока очищаемой среды по поверхности фильтровального элемента, устройство снабжено набором Ферромагнитных элементов,установленных равномерно междуфильтровальным элементом и пластинойФерромагнитного ярма, размещеннойна входе, а их общая площадь поперечного сечения занимает 1/4-1/2входной поверхности фильтровальногоэлемента.1069608 2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно снабжено набором Ферромагнитных элементов, установленных на выходе аппарата, соответствующим набору ферромагнитных элементов, установленных яа входе.3. Устройство по п, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что ферромагнитные элементы выполнены в виде штырей, установленных на фильтровальном элементе по окружности. 1Изобретение относится к сепарации магнитных частичек размером до 1 мкм по принципу высокоградиентной техники магнитного сепарирования из текущей среды. 5Самые маленькие ферромагнитные частички диаметром порядка 1 мкм или слабомагнитные частички, т.е. антиферро- или парамагнитные частички с большей степенью сепарации 10 могут быть отфильтрованы из текущей среды магнитным путем практически только с помощью фильтровальных устройств так называемой высоко- градиентной техники магнитного сепарирования (ВГМ-техники ).Известно устройство для сепарации магнитных частиц, включающее фильтро вальный элемент, выполненный в виде множества плотно прилегающих друг к другу проволочных сеток из ферромагнитного некорродирующего металла с заданным шагом сеток и толщиной их проволоки, установленных перпендикулярно продольной оси устройства, и магнитную систему, выполненную в виде катушки, установленной коаксиально фильтровальному элементу, и ферромагнитного ярма в виде трубы, охватывающей катушку с двумя круглыми пластинами, установленными на торцах трубы. В известном устройстве магнитное поле направлено параллельно или антицараллельно направлению потока среды в области фильтровальной структуры и создает там 35 магнитную индукцию порядка 1 Т. Толщина проволок из ферромагнитного материала, образующих сетки, при этом очень мала и составляет менее 0,1 мм. Градиенты магнитного поля, образо ванные на них, следовательно, очень высоки, поэтому сепарирующим устройством могут быть отфильтрованы и слабо магнитиэируемые частички. Центральное фильтрующее пространство известного сепарирующего устройства, в котором находится фильтровальный 4. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что ферромагнитные элементы выполнены в виде листов, свернутых в форме усеченных конусов, установленных коаксиально друг к другу и большими основаниями на круглых пластинах ярма.5. Устройство по пп. 1-4, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что ферромагнитные элементы жестко укреплены одними концами на круглых пластинах ярма. 2элемент из проволочных сеток, помещено между двумя полюсными башмаками, которые являются частями ярма, сделанного из ферромагнитного материала, которое служит в качестве магнитопровода для магнитного поля, создаваемого магнитной катушкой. При этом среда, подлежащая фильтрованию или через сверления в этих полюсных бажаках, или через зазоры, остающиеся между полюсными башмаками и кольцевыми камерами, вводится в фильтрующее пространство или выводится из него 11.Недостатком известного устройства является то, что в случае аксиаль-. ного подвода и отвода среды получаются сравнительно большие скорости протекания через просверленные полюсные башмаки и негомогенная сепарация у входа в фильтр по поре- речному сечению фильтра. Кроме того, при, радиальном поступлении и выте- кании среды образуется турбулентное движение по поперечному сечению фильтра, которое приводит к,неравномерной сепарации в фиЖтрующей структуре.Целью изобретения является повышение эффективности сепарации за счет равномерного распределения потока очищаемой среды по поверхности фильтровального элемента.С этой целью устройство для сепарации магнитных частиц, содержащее фильтровальный элемент, выполненный в виде множества плотно прилегающих друг к другу проволочных сеток из ферромагнитного некорродирующего материала, с заданным шагом сеток и толщиной их проволоки, установленных перпендикулярно продольной оси устройства, и магнитную систему, выполненную в виде катушки, установленной коаксиально фильтровальиому элементу,и ферромагнитного ярма в виде трубы,охватывающей катушку, с двумя круглыми пластинами, установленными наторцах трубы, снабжено набором ферромагнитных элементов, установленных равномерно между фильтровальным элементом и пластиной ферромагнитного ярма, размещенной на входе, а их общая площадь поперечного сечения 5 занимает 1/4-1/2 входной поверхности Фильтровального элемента.Крома этого, устройство может быть снабжено набором ферромагнитных элементов, установленных на выходе 10 из аппарата, соответствующим набору ферромагнитных элементов, установленных на входе.Ферромагнитные элементы выполнены в виде штырей, установленных на 15 Фильтровальном элементе по окружности.Ферромагнитные элементы могут быть выполнены в виде листов, свернутых в форме усеченных конусов, установленных коаксиально друг к другу и большими основаниями на круглых пластинах ярма.Ферромагнитные элементы жестко укреплены одними концами на круглых пластинах, ярма.25На фиг. 1 изображен сепаратор, общий вид; на фиг. 2 и 3 - формы выполнения элементов Ферромагнитных элементов.Устройство сепарирования содержит корпус ярма в виде сиьюетричной относительно вертикальной оси фигуры вращения из магнитного железа, который составлен из трубчатого цилиндра ярма 1 и двух пластин 2 и 3 ярма 35 с его торцовых сторон в виде круглых дисков. Цилиндр ярма охватывает полую цилиндрическую магнитную катушку 4, например медный соленоид, который, при необходимости, может быть 40 подвергнут форсированному охлаждению. Корпус ярма и магнитная катушка 4 образуют таким образом магнитную систему устройства сепарирования. Магнитная катушка 4, заключен ная во внутреннее пространство корпуса ярма, имеет в осевом направлении такой размер, чтобы между ее торцовими сторонами и пластинами 2 и 3 ярма было образовано цилиндрическое и промежуточное пространство в виде распределительных камер 5 и 6 с малой осевой протяженностью. Хагнатной катушкой 4 образуется магнитное поле, которое в ограниченном ею цилиндрическом промежуточном55 фильтрующем пространстве направлено, по меньшей мере приблизительно параллельно вертикальной оси и проходит между пластинами 2 и 3 ярма. Магнитная индукция поля в фильтрующем 60 пространстве обозначена стрелками В.В фильтрующем пространстве помещен фильтрующий элемент 7, который представляет собой стопку из большого числа сеток, так называемых 65 сеточных кружков, состоящих из тончайших проволок, имеющих заданную густоту сетки. Соответствующая стопка содержит, например 150 тонких сеток с толщиной проволок 0,067 мм и с шагом сетки 0,14 мм. При этом сетки этой стопки, обращенные к пластинам 2 и 3 ярма, имеющим форму круглых дисков, могут, быть грубее и, например, иметь толщину проволоки 0,3 мм и шаг сетки 0,5 мм. Сетки состоят из некорродирующего ферромагнитного материала, например из специальной стали, и установлены перпендикулярно направлению магнитного поля, имеющего в области фильтрующей структуры направление, параллельное вертикальной оси.Для подвода среды, содержащей частички, подлежащие отделению в фильтрующий элемент 7, служит образованное между пластиной 2 ярма и магнитной катушкой 4 или Фильтрующим пространством пространство в виде распределительной камеры 5, которое имеет боковой вход 8 для очищаемой среды. Соответствующим образом верхнее пространство распределительной камеры 6 между магнитной катушкой и пластиной 3 ярма служит сборным каналом, имеющим боковой выпуск 9 отфильтрованной среды.Для обеспечения равномерного поступления среды, подлежащей Фильтрованию, в Фильтрующий элемент 7 и, в особенности, для того чтобы избежать возникновения турбулентности течения между пластиной ярма 2 и фильтрующим элементом предусмотрены отдельные элементы в виде стоек 10, например болты из ферромагнитного материала. Эти элементы укреплены, например, на пластине 2 ярма. Магнитное поле, таким образом, выгодно привязывается без разрыва к фильтрующему элементу. 7. Общая площадь поперечного сечения ведущих и направлящцих магнитное поле элементов 10 перекрывает при этом примерно, по меньшей мере, 1/4-1/2 входной поверхности Фильтрующей структуры, причем обеспечивается не слишком высокая входная скорость среды н Фильтрующую структуру. Далее, ввиду того, что элементы распределены и установлены по входной поверхности равномерно, достигается достаточно равномерное, с незначительной турбулентностью течение при входе. Таким образом, против засорения Фильтрующей структуры на стороневхода приняты профилактические меры.Сторона выпуска устройства сепарирования, так же, как и впускнаясторона, может быть снабжена элементами 11, ведущими и направляющимимагнитное поле между пластиноГ. 3 ярма и фильтрующим элементом 7 ( фиг.11 .10 б 9608 Составитель О, Симоненкоедактор Н, Егорова Техред И,Иетелева Кг) тор С, Шекма каз 11498 Подписи ВНИИ по 13035, митета СССРрытийнаб., д. 4 государственного елам изобретений сква, Ж, Раушс ко ая П "Пат г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Соответствующим числом этих элементов, их установкой и на выпускной стороне можно предупредить возникновение турбулентности течения.В распределительной камере 5 на стороне, обращенной к нходу 8, могут 5 быть предусмотрены направляющие 12, влияющие на распределение потока. , Наряду с представленной на фиг. 1 выравнивающей конструктивной формой элементов 10 и 11, направляющих 10 магнитное поле, для этой цели подходят также и другие размещаемые между пластинами 2 и 3 ярма и Фнльтрующим элементом 7 ферромагнитные элементы, предназначеннЫе для предотвращения турбулентности на входной поверхности или на соответствующей выходной поверхности структуры ( Фиг. 2 и 31Такие элементы могут быть установлены наклонно относительно вертикальной оси фиг. 2) . При этом элементы, более удаленные относительно этой оси, могут быть сильнее, чем близлежащие. Этим можно влиять на дальнейшее выравнивание распределения потока среды, поступающего вФильтрующую структуру.Кроме того, расположенные между пластиной 2 ярма и нходной поверхностью фильтрующего элемента 7 3 О ведущие магнитное поле Ферромагнит)ные элементы могут иметь не толькоцилиндрическую форму, но также бытьвыполненными, например в формеусеченного конуса (Фиг. 3.Устройство работает следующимобразом,Очищаемая среда через патрубок 8ввода поступает н распределительнуюкамеру 5, откуда, проходя междуферрома):нитными элементами 10,поступает в Ытьтрующий элемент 7,где очищается от магнитных частиц иудаляется через выпуск 9.Преимущества устройства состоятв том, что Фильтруемая среда распределяется сраннительно равномернопо поперечному сечению Фильтрующегоэлемента, поступает в него с невысокой скоростью, поскольку привходе н фильтр имется только сравнительно короткиейути между отд льными элементами, ведущими и направляющими магнитное поле. Кроме того, спомощью этих элементов магнитноеполе непосредственно привязано к.Фнльтующему элементу, При этом нэтребуется сравнительно длинногоснерления через полюсные башмакикоторое может быть сделано толькопри соответствующих высоких затратахсредств,