Фильтр

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 111 М" ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Украинский ордена Дружбы народов институт инженеров водного .хозяйства(56) Авторское свидетельство СССР У 597410, кл. С 02 Р 1/48, 1976.Авторское свидетельство СССР У 1022739, кл. С 02 Р 1/48, 1981. (54)(57) 1, ФИЛЬТР, содержащий цилиндрическую рабочую камеру, заполненную ферромагнитной. насадкой, намагничивающую систему, внутренние и внешние электроды, в качестве одного из которых служит корпус камеры, входной и выходной патрубки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса очистки за счет увеличения магнитного и электростатнческого воздействия на металлосодержащие примеси, фильтр снабжен концентрато ром металлосодержащих частиц, установленным на входе рабочей камеры,ЯО257059 511С 02 Р 1/48//В 03 С 1/00/ В 01 0 35/06 и выполненным в виде двух соосных воронок, внешняя иэ которых выполнена намагниченной или с укрепленными на ней постоянными магнитами, внутренний электрод выполнен в виде перфорированного цилиндра, заглушенного на входе, расположенного по оси рабочей камеры, и подключен вместе с внешней воронкой к отрицательному полюсу источника тока, а корпус и внутренняя воронка подключены к положительному полюсу.2. Фильтр по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что внутренняя поверхность внешней воронки выполнена с рифлениями, направленными о19 вдоль образующей воронки.3. Фильтр по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что отношение внешнего диаметра перфорированного электрода к внутреннему диаметру камеры находится в пределах 0,5-0,7.4. Фильтр по п. 1, 3, о т л и- ффффф ч а ю щ и й с я тем, что перфорированный электрод выполнен с анти- Я коррозионным диэлектрическим покрытием.Изобретение относится к магнитному и электростатическому разделению веществ, преимущественно для очистки текучих сред от магнитных н немагнитных фракций, и может быть 5 использовано в горнодобывающей, металлургической, машиностроительной, пищевой, химической промышленности.Целью.изобретения является повышение эффективности процесса очист О ки за счет увеличения магнитногои электростатического воздействня на металлосодержащие примеси.На фиг, 1 показан фильтр, продольный разрез, на фиг. 2 - то же, попе речный разрез на фиг. 3 - магнитоэлектрический концентратор, поперечньй разрез на фиг. 4 - то же, продольный разрез.гоФильтр содержит рабочую камерузаполненную ферромагнитной насадкой2, намагничивающую систему в видесоленоида 3, расположенного снаружикамеры, магнитоэлектрический концентратор, включающий внутреннюю 4и внешнюю 5 воронки, перфорированныйэлектрод 6 с заглушкой 7, диэлектрическую вставку 8, патрубки подводаочищаемой 9 и отвода очищенной 10 ЗОсреды.фильтр работает следующим образом,Очищаемая среда по патрубку 9поступает в зазор, образованный35внешней 5 и внутренней ч воронкамимагнитоэлектрического концентратора,На внутренней поверхности внешнейворонки под действием магнитныхэлектростатических сил происходитобразование из ионов металлов, металлосодержащих и ферромагнитныхчастиц укрупненной фракции, отрицательно заряженной и подмагниченной.Укрупненные частицы смываются проходящеГ: средой в ферромагнитнуюнасадку 2, где под действием высокоградиентного магнитного поля, генерируемого соленоидом, осаждаютсяв точках контакта гранул насадки,Причем осаждение происходит в пристенных областях рабочей камеры,где значение магнитного поля максимально, а для исключения попаданиячастиц в центральную область камеры55служит перфорированный электрод 6,который ограждает область камеры снизкими значениями магнитного поля,но не снижает производительности фильтра, так как не препятствуетпроникновению очищаемой среды,Очищенная среда выводится по патрубку 10, По истечении полного насыщения насадки металлосодержащимичастицами отключают источники магнитного и электростатического полейи промывают насадку водовоздушнойсмесью и приступают к следующемуциклу очистки,Известно, что распределение магнитного поля в объеме ферромагнитной насадки неоднородно, его значение максимально в пристенной области рабочей камеры и минимально в осевой части (примерно в 2 раза меньше), т.е. эффективно процесс очистки происходит в определенном объеме насадки, расположенном в пристенной части рабочей камеры, остальной объем насадки работает малоэффективно, Поэтому желательно, чтобы возможно большая часть частиц проходила в пристенной области. ра" бочей камеры. Для выполнения этого условия в конструкцию устройства введена новая система электродов, выполненная в виде двух пар: первая в виде двух соосных воронок, причем внешняя воронка изготовлена из постоянного магнита, а вторая в виде камеры и коаксиально расположенного к ней цилиндрического перфорированного электрода, заглушенного на входе, В рабочей зоне концентратора, т.е. между плоскостями воронок, очищаемая среда движется в магнитоэлектростатическом поле: маг - нитное создается постоянным магнитом, иэ которого выполнена внешняя воронка, а электростатическое - внутренней и внешней воронками. Как было отмечено, осаждаемые частицы необходимо ориентировать в пристенные области рабочей камеры, где поле максимально, Для этого внешняя воронка выполнена из постоянного магнита и одновременно служит отрицательным электродом, знак которого выбран из-за наличия в очищаемой среде ионов металлов, так как движение их направлено к отрицательному электроду. В результате, сконцентрированные на внутренней поверхности внешней воронки металлосодержащие частицы под действием магнитного и электростатического взаимодействия притягиваются друг к другу,55 з 12570 образуя укрупненные частицы (флокулы). Для подтягивания ферромагнитных частиц из очищаемой среды к поверхности внешней воронки требуется магнитное поле с различной напряженностью, величина которой изменяется в зависимости от удаления частицы, ее размеров, химического состава, Выполнять внешнюю воронку из постоянного магнита с постоянной 1 О максимальной напряженностью по высоте воронки, рассчитанной на улавливание частиц с экстремальными параметрами, нецелесообразно, так как они не характерны для очищаемой15 среды. Поэтому предлагается сечение магнита изменять пропорционально .изменению сечения между внутренней и внешней воронками, изменяя тем самым напряженность поля в определенных диапазонах - от напряженности, необходимой для захвата менее удаленных крупных частиц, и до напряженности, обеспечивающей захват более удаленных высокодисперсных частиц. Величина этой пропорциональности устанавливается в каждом кон- . кретном случае, исходя из исходных параметров. Например, при очистке производственного конденсата ТЭЦ, ГРЭС, АЭС, где фракция частиц О, 1- 10 мкм, исходя из опыта эксплуатации электромагнитных фильтров, рекомендуется диапазон напряженности магнитного поля 20-80 кА/м. С целью создания высокоградиентного магнитного поля на внутренней поверхности внешней воронки изготовлены рифления. В результате, на выходе нз концентратора отделяемые частицы40 укрупнены, подмагничены и имеют отрицательный заряд (внешняя воронка отрицательно заряжена), кроме того, сыыв частиц с поверхности воронки происходит в пристенной области ра 45 бочей камеры, т,е. частицы имеют ориентацию движения в область рабочей камеры с повышенной напряженностью магнитного поля. В объеме рабочей камеры отрицательно заряжен 50 ные частицы движутся под деиствием электростатического поля .к положительному электроду, которым является корпус камеры,и осаждаются в пристенной области камеры, где поле максимально, в местах контакта гранул насадки, Приосевой объем камеры, где напряженность поля в 2 раза меньше чем в пристенной, ограничен 59 4перфорированным электродЬм. Область с низкими значениями магнитного поля в зависимости от соотношения длины к диаметру соленоида находится в пределах 0,5-0,7 от внутреннего диаметра камеры, исходя из чего выбран диаметр электрода, который ограничивает эту область низких значений магнитного поля. Посл 6 бб работки частиц вконцентраторе оЮи получают отрицательный заряд, а значит движение их направлено от. отрицательного электрода. Таким обра-, зом, рабочая зона "захвата" частиц находится между поверхностями рабочей камеры и электрода, Увеличение диаметра электрода ведет. к снижению рабочего объема насадки, т.е. к уменьшению фильтроцикла работы устройства и неполному использованию возмож-. ностей намагничивающей системы. Уменьшение диаметра электрода приводит к оголению низкоэффективной зонынасадки, которую часть примесей будет "проскакивать" из-за невысокой напряженности магнитного поля, а также к увеличению межэлектродного расстояния, что повысит энергопотребление. В качестве антикоррозионного покрытия перфорированного электрода, ввиду дефицитности никеля, кадмия, хрома и др, металлов, в технике используют покрытия на основе эмалей, пластмасс, смол, которые являются хорошими диэлектриками, исключающими замыкание электродов через на" садку и обеспечивающие поляризацию гранул насадки, что позволяет повысить эффективность очистки сред от примесных включений, несущих на себе электрический заряд. Благо" даря перфорации электрода, т,е, выполнению его с отверстиями, очищаемая среда свободно проникает внутрь электрода, заполненного ферромагнитной насадкой, Ферромагнитная насадка в электроде служит двум целям. Первая цель - она стабилизирует гидравлический режим работы фильтра. Если электрод выполнить полым, то из-за гидравлического сопротивления насадки очищаемая среда будет проходить через электрод, минуя рабочие зоны насадки, если выполнить электрод сплошным, то уменьшится площадь живого сечения, а значит производительность фильтра снизится. Вторая цель - осаждение ферромагнитных частиц, которые проннк 3ли в электрод, т.е. которые не попали в пристенную область рабочей камеры. Эта часть примесей из-за малого соотношения концентраций (от,относительно абсолютной концентрации металлсодержащих примесей в очищаемой среде, так как основная масса попадает в пристенную область) к длине насадки будет осаждена в объе" ме насадки электрода,В предлагаемом фильтре повьппение эффективности очистки достигается путем укрупнения металлосодержащих 257059 ьчастиц и включением в их состав подмагниченной ферромагнитной составляющей, а также направлением движения их в области насадки с магнитнымполем высокой напряженности, крометого, производительность фильтране снижается. Существенным являетсятакже то, что фильтр позволяет улавливать, благодаря укрупнению частиц 1 О в концентраторе, высокодисперснуюфазу. Поэтому применение предлагаемого фильтра позволяет повысить,эффективность очистки на 10-153.1257059 умрание ищжеиу РРЮЮЛЕродмгюия рректорЛ.Пилипен Подписное аказ 4877/ 18 комитет открыт ская н Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектна Составитель С.Декинедактор Т.Парфенова Техред М.Ходанич Тираж 864 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Ра