Магнитожидкостный сепаратор

. ройства. М.: Р Б.И, Радиоэлектро дио и связь, 1984, с е ус 20 Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам ПИСАНИЕ И(71) Научно-исследовательский институт механики МГУ им, М,В,Ломоносова(56) Авторское свидетельство СССР1 ч. 671848. кл. В 03 С 3/02. 1977.Авторское свидетельство СССРМ 1505588, кл. В 03 С 1/30, 1987.Губаревич В.Н. Разделение материаловжидкостях. МНедра, 1987,ация производства и про электроника. / Под ред : Советская энциклопедия Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано для разделения по плотности минеральных смесей и других немагнитных материалов.Известен магнитожидкостный сепаратор, включающий в себя магнитную систему с полюсными наконечниками гиперболического профиля, магнитную жидкость (МЖ) в межполюсном зазоре, питатель и приемники продуктов разделения.Недостатком известной конструкции сепаратора является нестабильность во времени выталкивающей силы из-за перераспределения концентрации магнитной жидкости по объему. Перераспределение концентрации происходит за счет крупных агрегатов, образующихся из мелких магнит(54) МАГНИТОЖИДКОСТНЫЙ СЕПАР(57) Использование: разделение по плотности минеральных смесей и упругих немагнитных материалов, Сущность изобретения: магнитожидкостный сепаратор оснащен электронной системой стабилизации выталкивающей силы, включающей в себя датчик для преобразования выталкивающей силы в напряжение с поплавковым элементом, электронный блок управления. подключенный по каналу отрицательной обратной связи к входу внешнего управления станции питания, задающиг ток в обмотках возбуждения магнитной системы сепаратора, 2 ил. ных частиц магнитнои жидкости при помещении ее в магнитное поле и перемещающихся в обьеме МЖ под действием магнитной силы со стороны неоднородного магнитного поля, При этом образуется область с повышенной концентрацией магнитных частиц, что нарушает процесс сепарации,Известен магнитожидкостный сепаратор, выбранный в качестве прототипа, включающий магнитную систему с полюсными наконечниками гиперболического профиля, магнитную жидкость в межполюснол 1 зазоре. питатель и приемники продуктов разделения, который снабжен кожухал 1 и и. немагнитного материала, устанавливаемы ми на нижнюю и боковую поверхности по люсных наконечников. Кожухи устраня50 55 чнепосредственный контакт МЖ с полюсными наконечниками, что существенно уменьшает возможность образования агрегатов. а следовательно, замедляет процесс перераспределения концентрации магнитных частиц по обьему,Однако перераспределение концентрации по обьему МЖ - не единственный дестабилизирующий фактор, нарушающий процесс сепарации. Величина выталкивающей силы зависит от концентрации МЖ, которая может меняться со временем иэ-за испарения жидкости-носителя (керосин, вода и т.п,) с большой открытой поверхности из-эа уноса сепарируемыми частицами, изза отличия концентрации МЖ, добавляемой в рабочую зону с целью компенсации уноса, из-за колебаний температуры МЖ,Во-вторых, выталкивающая силы зависит от величины градиента напряженности магнитного поля 7 Н, который, в свою очередь, пропорционален напряженности магнитного поля. Напряженность магнитного поля может меняться со временем из-за нестабильности тока е обмотках возбуждения, обусловленной нестабильностью напряжения питающей сети, изменением сопротивления обмоток возбуждения иэ-за самораэогрева и др,Цель изобретения - повышение эффективности процесса сепарации эа счет стабилизации выталкивающей силы, действующей на частицы сепарируемого материала, при воздействии всех указанных выше дестабилизирующих факторов,Указанная цель достигается тем, что магнитожидкостный сепаратор. включающий соединенную с источником питания магнитную систему с полюсными наконечниками гиперболического профиля, имеющими кожухи, магнитную жидкость в межполюсном зазоре, питатель и приемники продуктов разделения, снабжается электронной системой стабилизации, выполненной в виде датчика для преобразования выталкивающей силы е напряжение с поплавковым элементом, размещенным е магнитной жидкости, и дифференциального усилителя для сравнения напряжения с датчика с опорным напряжением, выход которого соединен с управляющим входом источника питания.На фиг.1, 2 представлен магнитожидкостный сепаратор, оснащенный системой стабилизации выталкивающей силы.Сепаратор влючэет в себя магнитную систему, состоящую из гиперболических полюсогпокрытых кожухами 2 из немагнитного материала и обмоток 3 возбуждения, расположенных на матитопроводе 4, питателя 5 лпест 1 д 1,ц.- о подачч и. чоЛого 5 10 15 20 25 30 35 40 45 материала в магнитную жидкость б, приемника 7, имеющего две отделенные перегородкой емкости для тяжелой и легкой фракций, и систему стабилизации выталкивающей силы, состоящую из датчика 8 выталкивающей силы, электронного блока 9 управления (БУ), подключенного по каналу отрицательной обратной связи к входу внешнего управления источника 10 питания, задающей ток в обмотках 3 возбуждения магнитной системы.Работа сепаратора осуществляется следующим образом.Исходный материал посредством питателя 5 попадает в магнитную жидкость 5, размещенную в межполюсном зазоре, образованном гиперболическими полюсами 1, Исходный материал под действием выталкивающих сил, действующих в магнитной жидкости, находящейся в неоднородном магнитном поле. расслаивается на дее фракции. Тяжелая фракция тонет и попадает е емкость приемника 7, находящуюся под магнитной жидкостью, а легкая фракция плывет по наклонной поверхности магнитной жидкости вдоль полюсных наконечников и скатывается в емкость для легкой фракции приемника 7.Датчик 8 выталкивающей силы, погруженный в магнитную жидкость е межполюсном зазоре, формирует электрический сигнал, пропорциональный величине выталкивающей силы, который поступает на вход блока 9 управления. БУ сравнивает этот сигнал с заданным опорным и формирует управляющее напряжение, которое по каналу отрицательной обратной связи поступает на вход внешнего управления источника 10 питания, обеспечивающего ток в обмотках 3 возбуждения, Как указывалось выше, выталкивающая сила пропорциональна напряженности магнитного поля е межполюсном зазоре, поэтому в заявляемом устройстве предлагается регулировать значение выталкивающей силы путем изменения тока в обмотках возбуждения магнитной системы с помощью управляемого источника питания. Если при воздействии внешних дестабилизирующих факторов (колебание напряжения питающей сети. изменение концентрации магнитной жидкости со временем из-за испарения, температуры, уноса сепарируемыми частицами и т.п.) величина выталкивающей силы отклоняется от заданного значения, БУ формирует сигнал рассогласования что приводит к изменению напряжения на входе пн п.го управления источника 10 питаич та сл.лжательно, тока Е ОбмОтахи.:1 Г /рл.;нОСти40 50 источника питания. магнитного поля в зазоре) и восстановлению заданного значения выталкивающей силы.Система стабилизации может быть реализована с помощью известных технических решений (см, фиг,2).Датчик выталкивающей силы представляет собой устройство. преобразующее силу, действующую на тело 11, закрепленное на конце пружины 12 с малым модулем упругости для обеспечения высокой чувствительности) и помещенное в магнитную жидкость 13, в его линейное перемещение, Тело представляет собой шарик Я 6 мм или цилиндр О 6 х 6 мм, изготовленный из материала с плотностью, близкой к значению граничной плотности разделения тяжелой и легкой фракций ( р= 9 Г/смз). Расположенная на нем вертикально шторка 14 выступает над поверхностью МЖ и частично перекрывает световой канал, образованный светодиодом 15 и фоторезистором 16. Светодиод питается генератором 17 стабильного тока, а цепь фоторезистора, образованная резистором 18 и фоторезистором 16, от источника 19 стабильного напряжения, С фоторезистора снимается напряжение, пропорциональное коэффициенту перекрытия светового канала, который, в свою очередь, пропорционален величине выталкивающей силы. действующей на тело.Напряжение с фоторезистора поступает на вход дифференциального усилителя 20. На другой вход усилителя подается опорное напряжение от источника 21. Разностное напряжение с выхода усилителя поступает на вход внешнего управления источника 22 питания, обеспечивающего ток в обмотках 23 возбуждения магнитной системы. Элементы 11, 12, 14, 15, 16 входят в состав датчика выталкивающейсилы, а элементы 17, 18, 19, 20, 21 - в состав блока управления. БУ может быть дополнен вольтметром, проградуированным в единицах выталкивающей силы (или "эффективной плотности" МЖ), или другим устройством, позволяющим контролировать режим работы, например, компаратором, сравнивающим напряжение на фотореэисторе с заданным опорным напряжением. Режим работы стабилизатора плотности (заданную 5 10 15 20 25 30 35 величину стабилиэируемой выталкивающей силы) можно плавно регулировать путем изменения опорного напряжения на входе дифференциального усилителя, либо изменения рабочей точки фотореэистора с помощью резистора 18.Для преобразования линейного перемещения поплавка, закрепленного на пружине и погруженного в магнитную жидкость, в напряжение могут быть использованы и другие известные устройства; тензодатчики, емкостные индуктивные, реостатные датчики.В,условиях сильных внешних электромагнитных помех целесообразно применять синхронное детектирование сигнала с датчика с целью повышения помехоустойчивости системы стабилизации,Оснащение сепаратора системой стабилизации выталкивающей силы обеспечивает независимость процесса сепарации от различных дестабилизирующих факторов, что позволяет значительно увеличить точность разделения исходного материала по плотности и повысить эффективность процесса сепарации.Система стабилизации выталкивающей силы прошла испытания на объектах ПО "Северовостокзолото" и ПО "Алданэолото" и показала хорошие результаты. Акт испытаний прилагается.Формула изобретения Магнитожидкостный сепаратор, включающий соединенную с источником питания магнитную систему с полюсными наконечниками гиперболического профиля,имеющими кожухи, магнитную жидкость в межполюсном зазоре, питатель и приемники продуктов разделения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эффективности процесса сепарации эа счет стабилизации выталкивающей силы, действующей на сепарируемые частицы, сепаратор снабжен электронной системой стабилизации, выполненной в виде датчика для преобразования выталкивающей силы в напряжение с поплавковым элементом, размещенным в магнитной жидкоСти, и дифференциального усилителя для сравнения напряжения с датчика с опорным напряжением, выход которого соединен.с управляющим входом2000146 Фиг 1 Составитель М,ЛукашевичТехред М,Моргентал Корректор В,Петраш Редактор С,Кулакова Тираж Подписное НПО " Поиск " Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Заказ 3056 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул. Гагарина. 101