Электромагнитный сепаратор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5 ц 5 В 03 С 1/О ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ОПИС Т БР ЕИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1651965, кл. В 03 С 1/02, 1989.(57) Использование: очистка техническихжидкостей и суспензий от содержащихся вних металлопримесей крупностью от 0,002мм и выше. Сущность изобретения: внутрирабочего канала установлен ферромагнитительный инститение относится к магнитной сепредназначено для использоваоровых и фаянсовых заводах, на ях по производству керамичей и в других отраслях для очист, глазури и других технических и суспензий от содержащихся в примесей крупностью от 0,002 мм нисто ной черте риал.Недостатком известных устройств является их относительная конструктивная сложность, высокая металло- и энергоемкость и сравнительно низкая эффективность извлечения из жидкой среды мелких металлопримесей (например, крупностью менее 0,1 мм) вследствие практической невозможности реализации в рабочем органе достаточно высокой интенсивности и неоднородности магнитного поля. Изобреации ина фарфедприятих изделишликерадкостейметаллоыше.Известящие изсистемез котор ыаналогичные конструкции, соэлектромагнитной или магниты и рабочего органа (канала), ый проходит сепарируемый маный концентратор, состоящий из ряда ферромагнитных пластин зубчатой формы, обращенных зубцами к верхнему полюсу. При этом зубцы выполнены трапецеидальной формы с отношением длины меньшего основания к длине большего основания, равным 1/3-1/10. Зубчатые пластины установлены под острым углом к продольной оси рабочего канала, а полюсный наконечник, на котором устанавливается рабочий канал с ферромагнитным концентратором, выполнен решетчатой формы и состоит из ферромагнитых пластин прямоугольной формы, вертикально установленных на нижнем полюсе. 3 ил. Известна также конструкция электромагнитного сепаратора, состоящая из желоба из немагнитного материала и магнитной системы, выполненной в виде соленоидов, размещенных с наружной стороны желоба по всей его длине. В рабочем режиме в желоб подается исходная жидкая среда, подлежащая сепарации, а соленоиды подключаются через коммутатор к сети постоянного тока, в результате чего в рабочем канале желоба создается движущееся магнитное поле, под действием которого реализуется разделение металлопримесей, Достоинством этой конструкции является возможность реализации непрерывности рабочего процесса сепарации.Недостатками данной конструкции являются высокая энергоемкость и малая эффективность сепарации мелких металлопримесей (крупностью менее 1 мм), так как известно, соленоидная система не может обеспечить достаточную интенсивность и неоднородность магнитного поля в немагнитном рабочем канале, а силы взаимодействия между движущимся магнитным полем и мегаллопримесями резко уменьшаются с уменьшением размеров металлопримесей.Наиболее близкой по отношению к предлагаемому устройству является известная конструкция электромагнитного сепаратора, Конструкция состоит из цилиндрических или прямоугольных сердечников с размещенными на них намагничивающими катушками, двух полюсов (верхнего и нижнего), прикрепленных к торцовым частям сердечников, полюсных наконечников, прикрепленных к одному из полюсов, рабочего канала, выполненного в виде прямоугольного желоба и установлен-. ного между полюсами с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости, внутри которого к боковым стенкам немагнитного желоба прикреплены цилиндрические пружины растяжения, выполненные из ферромагнитного материала и установленные ортогонально продольной оси канала с возможностью изгибания пружин в вертикальных и горизонтальных плоскостях. Пру-. жины установлены в рабочем канале с шагом, равным шагу установки полюсных наконечников на полюсе, а сам рабочий канал установлен. между полюсом и полюсными наконечниками таким образом, чтобы оси пружин и продольные оси полюсных наконечников находились в одних и тех же вертикальных плоскостях.Достоинствами конструкции прототипа являются простота, сравнительно низкая металлоемкость и энергоемкость, высокая эффективность извлечения мелких металло- примесей, налипающих в рабочем режиме к виткам цилиндрических пружин, установленных внутри рабочего канала.Однако по мере накопления извлеченных например, из шликера) металлопримесей на поверхности витков силы магнитного сцепления между металлопримесями и ферромагнитной массой пружин ослабляются и под напором потока шликера, движущегося по рабочему каналу, часть металлопримесей отрывается от пружин, что несколько снижает эффективность очистки шликера,Целью изобретения является повышение эффективности очистки и снижение металлоемкости сепаратора,Указанная цель достигается тем, что внутри рабочего канала установлен ферромагнитный концентратор, состоящий из ряда ферромагнитных пластин зубчатой формы, обращенных зубцами к верхнему полюсу, при этом зубцы выполнены трапецеидальной формы с отношением длины меньшего основания к длине большего ос 15 20 25 30 35 40 45 50 55 нования 1/3.1/10, зубчатые пластины установлены под некоторым острым углом к продольной оси рабочего канала, а полюсный наконечник, на котором устанавливается рабочий канал с ферромагнитным концентратором, выполнен решетчатой формы и состоит из ряда ферромагнитных пластин прямоугольной формы, вертикально установленных на нижйем полюсе,Такое техническое решение позволяет создать в рабочем канале дополнительные вертикальные составляющие градиента напряженности магнитного поля, направленные к вершинам зубцов пластин концентратора, что способствует повышению надежности извлечения металлопримесей и понижает вероятность "отрыва" извлеченных металлопримесей под напором потока шликера или какой-либо другой суспензии, что повышает эффективность очистки в целом, При этом трапецеидальная форма зубцов с указанным отношением геометрических параметров позволяет получить наиболее благоприятную топографию магнитного поля в зоне размещения зубчатых пластин и, соответственно, наибольшую эффективность очистки. Наконец, решетчатая форма полюсного наконечника в сочетании с указанной конструкцией ферромагнитного концентратора позволяет существенно понизить относительную долю потоков рассеяния в магнитной системе, что снижает металлоемкость сепаратора в целом,На фиг,1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 - разрез А - А на фиг,1; на фиг.З - профиль трапецеидального зубца концентратора,Сепаратор состоит из электромагнитной системы, выполненной в видесердечников 1 с размещенными на них намагничивающими катушками 2, верхнего полюса 3 и нижнего полюса 4, прикрепленных к торцовым поверхностям сердечников, полюсного наконечника 5 решетчатой формы, выполненного в виде ферромагнитных прямоугольных пластин, прикрепленных с определенным шагом к нижнему полюсу 4 фиг.2), рабочего канала 6, выполненного в виде желоба из немагнитного материала, внутри которого установлен ферромагнитный концентратор, состоящий из общего основания в виде плоской ферромагнитной пластины 7 (толщиной 1,5.2,5 мм) и зубчатых пластин 8, обращенных зубцами трапецеидальной формы к верхнему полюсу 3 и установленных под некоторым острым углом к продольной оси рабочего канала 6,Сепаратор работает следующим образг м.В рабочем режиме электромагнит вместе с рабочим каналом устанавливают под некотооым углом к горизонту (практически 1520 ), достаточным для протекания суспензии по рабочему каналу самотеком, после чего с помощью питателя или какого-либо другого устройства в рабочий канал 6 подают суспензию (по стрелке С на фиг,2), а намагничивающие катушки 2 подключают к источнику постоянного тока. Катушки 2 включают в магнитном отношении встречно и поэтому основная часть магнитного потока замыкается в рабочем зазоре между верхним полюсом 3 и полюсным наконечником 5, т.е. в зоне размещения зубчатых пластин 8. В результате зубчатые ферромагнитные пластины 4 сильно намагничиваются и, таким образом, в локальных объемах внутри рабочего канала создается высокоинтенсивное и высокоградиентное магнитное поле.Наилучшая топография магнитного поля, обеспечивающая наибольшие значения дополнительной составляющей градиента напряженности магнитного поля, имеет место приЬ 2 11 1Ь 1 3 4 10где Ьг и Ь 1 - длина соответственно меньшего и большего основания зубца,а решетчатая форма полюсного наконечника 5 в сочетании с указанной конструкцией ферромагнитного концентратора позволяет понизить магнитные проводимости на путях потоков рассеяния между верхним и нижним полюсами 3 и 4 и, тем самым, уменьшить относительную долю потоков рассеяния в магнитной системе, а значит и металлоемкость сепаратора в целом,В результате установки зубчатых пластин 8 под некоторым острым углом к продольной оси рабочего канала 6 в процессе прохождения потока суспензии по рабочему каналу (по стрелкам С и В на фиг.2), содержащиеся в суспензии металлопримеси в подавляющей своей массе механически контактируют с сильнонасыщенной ферромагнитной массой зубчатых пластин 4 и интенсивно осаждаются на гранях зубцов этих пластин, а очищенная таким образом сус 25 3035 40 45 50 5 10 15 20 пензия свободно проходит само геком по рабочему каналу б и подается в какой-либо приемник (по стрелке В на фиг.2). При этом под действием указанных дополнительных вертикальных составляющих градиента напряженности магнитного поля извлеченные металлопримеси "выталкиваются" вверх и накапливаются в зоне размещения меньших оснований трапецеидальных зубцов пластин 8, т,е. практически на уровнях, располагающихся выше потока суспензии, проходящего в рабочем режиме по каналу 6,По мере накопления ферромагнитных металлопримесей на зубчатых пластинах 8 осуществляется их периодическая ручная разгрузка. С этой целью прекращается подача суспензии в рабочий канал б и отключаются катушки 2, после чего осуществляется ручная выемка рабочего канала б и удаление металлопримесей из канала, например, путем промывки канала,Формула изобретения Электромагнитный сепаратор, включающий электромагнитную систему, состоящую из сердечников с размещенными на них намагничивающими катушками, верхнего и нижнего плоских полюсов, прикрепленных к сердечникам, полюсного наконечника, прикрепленного к нижнему полюсу, выполненного в виде ряда ферромагнитных пластин прямоугольной формы, установленных с зазором одна относительно другой, и рабочего канала, выполненного в виде прямоугольного немагнитного желоба, установленного между полюсами, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса сепарации и снижения металлоемкости сепаратора, он снабжен ферромагнитным концентратором, установленным внутри рабочего канала, состоящим из ряда ферромагнитных пластин зубчатой формы, обращенных зубцами к верхнему полюсу, при этом зубцы выполнены трапецеидальной формы с отношением длины меньшего основания к длине большего основания 1/3,1/10, зубчатые пластины установлены под острым углом к продольной оси рабочего канала., ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям пр113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Т СССР изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 Редактор С;Лисина Т Корректор М.Максимишинец