Электромагнитный сепаратор

/06, 198 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ И ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Украинский инститГо хозяйства(54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ СЕПАРАТОР (57) Изобретение касается магнитного разделения веществ и может быть использовано в металлургии, машиностоении, тепловой и атомной энергетике для магнитного разделения водно-дисперсный систем, Цель - снижение удельных энергозатрат при поднятии массы насадка и повышение эффективности процесса очистки. Корпус 1 сепаратора снабжен палым стаканом (ПС) 7 и кольцеобраэным элементом (КЭ) 8, размеИзобретение относится к магнитному разделению веществ, преимущественнодля очистки жидких и газовых сред от магнитных примесей и может быть использовано в химической, нефтехимической, металлургической, машиностроительной, пищевой и энергетической и ромышленности.Цель изобретения - снижение удельных энергозатрат при поднятии массы насадки на необходимую высоту и повышение эффективности процесса очистки,На фиг, 1 изображена схема электромагнитного сепаратора; на фиг. 2 - разрез з В 01 О 35/Об, В 03 С 1/О щенными снаружи корпуса 1 с возможностью перемещения вдоль нео и выполненными из ферромагнитного материала, а в зазоре между катушкой намагничивания (КН) 6 и корпусом 1 расположен упругий элемент 13, При пад. еме кассеты 1 К) 5 с ферромагнитной насадкой (ФН) 4 за счет сил магнитного взаимодействия их с КН 6 ферромагнитный ПС 7 входиг в полость КН 6 и прижимается сверху КЭ 8, сжимач упругий элемент 13, при этом К 5 освобождается от действия магнитной выталкивающей силы и поднимается на требуеглую высоту. После этого выводится из полости КН б ПС 7 и начинается процесс очистки, Осуществление операции вывода ПС 7 и КЭ 8 происходит при незначительных изменениях конструкции. Наличие ПС 7, КЭ 8 обеспечивает более полное втягивание ФН 4 с К 5 в полость КН б, вследствие чего повышается эффективность очистки и снижаются удельные знергозатраты на поднятие К 5 и ФН 4, 7 з,п. ф-лы, 5 ил,А-А на фиг. 1; на фиг, 3 - верхняя часть рабочей камеры, к которой крепится с помощью пружин кольцеобразный элемент; на фиг. 4 - электромагнит и прилегающий к нему кольцеобразный элемент: на фиг, 5 - стакан переменного по высоте сечения.Сепаратор содержит корпус 1, включающий верхнюю рабочую 2 и нижнюю регенерационную 3 камеры. ферромагнитную насадку 4, помещенную в кассету 5, намагничивзющую систему в виде катушки б, полый стакан 7, кольцеобразный элемент 8, патрубок 9 подачи очищаемой и вывода 101015 20 25 30 35 40 45 50 55 очищенной среды. Кассета 5 имеет перфорированные верхнее 11 и нижнее 12 днища Для облегчения подъема стакана 7 и кольце- образного элемента 8 сепаратор может содержать упругий элемент 13, расположенный а зазоре между катушкой б и корпусом 1, либо пружины 14. закрепленные одним концом на кольцеобразном элементе, а другим - на корпусе, либо электромагнит, расположенный в верхней части корпуса 1 над катушкой 6, содержа щей электрическую катушку 15 и кольцо 16 иэ магнитожесткого материала.Сепаратор работает следующим образом.Включают катушку б так, что ее полярность и полярность стакана 7 и кольцеобраэного элемента 8 противоположна /Й-Я/. При этом происходит втягивание стакана 7 в зазор между катушкой б и корпусом 1, а упругий элемент 13 при эам сжимается. Магнитный поток проходит через стакан и кольцеобразный элемент, что уменьшает его рассеивание. Одновременно кассета 5 с насадкой 4 перемещается под действием л 1 агнитных сил в верхнюю рабочую камеру и устанавливается на требуемой высоте, которая Оегулируется величиной питания катушки. Выбор лю,ой,;.,соты возможен из-за наличия ферромагнитного стака а, который ер расп рделяе г ма - нитныЙ поток и является СВО.оОраэным )1 аГ- нитным экраном. Дале" Кассета закрепляется наподвиж О Я,;1 ос 1 и рабочей,камеоы и.вестн 1 гми 1 е ическими способами (магнитными, лнемо- либо электрофиксаторам 1. Затем полярность катушки б изменяют на противоположную. Нто приводит к Отталкиваниюольцеобразного элемента 8 и стака а 7 от катушки б Перемещению . лемента 8 и стакана 7 пособствует упругий элемент 13, который до этого был сжат, В случае необходимости большой вес стакана либо недоста 1 очно ысокая ве личина магнитной силы ла 1 ушхи б) в пере- МЕЩЕНИИ СтаКаНа И КОЛКЦЕОбРаЗНОГО элемента могут участвова 1 ь пружины 14 (сл 1, фиг, 3). В этом же случае для фиксации стакана и кольцеобразного элел 1,нтэ е верхней части рабочей камеры распо,ахают электромагнит, состоящий из каушки 15 и кольца 16 из магн;,тожесткого мз риала ,см. фИГ. 4), ПрИ ПрИбЛИжЕНИИ КОЛьцЕОбраэноо элемента к электромагниту включается катушка 15, ув личиваетгл подьемная сила. причем полярность катуп .и такова, что усиливает магнитную силу кольца 1 б. Например, если обращенный к не 1;Ооец кольца 16 имеет "южный полюс",;О соо аетствующая ему торцеваяэсть:,э-шки 15 имеет"северный полюс",После контакта кольца и кольцеобразного элемента катушка 15 отключается, а кольцеобразный элемент удерживается силами магнитного взаимодействия между ними и кольцом 16. При необходимости разрыва контакта катушку 15 включают с противоположной ранее полярностью, уменьшая тем самым силу магнитного взаимодействия, что приводит к перемещению кольцеобразного элемента вниз. Если для перемещения стакана и кольцеобразного элемента вверх достаточно магнитной силы катушки 6, то они не соединяются жестко, а при необходимости оказания дополнительного силового воздействия с помощью пружин либо электромагнита стакан и кольцеобраэный элемент соединены жестко,После перемещени стакана вверх и фиксации кассеты с насадкой через патрубок 9 подают очищаемую среду, которая ос:;обождается от ма нитных примесей, проходя через намагниченную насадку 4. Счищенная среда выводится по патрубку 10, После насыщения примесями насадки 4 о;ключаот катушку б и кассета с насадкой перемещается в регенерационную камеру, где при ударе о дно корпуса происходит лстряхивание насадки, что способствует отделению примесей от гранул насадки. Далее подают промывочную смесь водно-воздушную) и после отмывки насадки приступают к процессу очистки. Длина полого стакана выбирается из условия 0,5 ., так как для коротких соленоидов возрастание индукции происходит от горца до центра и затем снижается, т.е. на 0,5 длины соленоида эффективно действует втягивающая сила и соответственно ей на, остальной длине вы гал кивающая магнитная сила, действие которой необходимо исключить на верхнем торце соленоида, Для длинных соленоидов между зонами возрастания и падения индукции добавляется зона равномерного распределения индукции, в которой втягивающая сила отсутствует, пс:кольку дгапб Н = О, В этих (длинных) соленоидах длина зоны возрастания (падения) индукции меньше 0,5 длины соленоида и может составить, например 0.3: 0,2; 0,1 и т,д. длины соленоида, т.е, определяется в каждом конкретном случае. Увеличение длины стакана более чем на 0,5 длины соленоида приводит в случае длинных соленоидоа к увеличению веса и нецелесообразному использованию металла, а при коротких соленоидах - к уменьшению втягивающей силы, так как магнитный поток перераспределяется в области дейст:.ч силы иэ внутренней полости соленоидав объем стакана. Для перемещения стакана и кольцеобразного элемента вдоль корпуса после выполнения подтягивания кассеты с насадкой (в противном случае стакан экранирует верхнюю область насадки, препятствуя ее намагничиванию) предусмотрено следующее. Кольцеобразный элемент и полый стакан могут быть выполнены из магнитожесткого материала и предварительно намагничены. В этом случае при включении катушки намагничивания так, что полярность ее части. обращенной к стакану и кольцеобразному элементу, совпадает их полярностью, что позволяет переместить их вдоль корпуса при помощи магнитных сил отталкивания. При достаточном отталкивающем взаимодействии между кольцеобразным элементом и катушкой можно кольцеобразный элемент соединить со стаканом жестко, причем последний выполнить из пермаллоя, уменьшив тем самым вес и зазор между корпусом и катушкой, т.е. снизить потери магнитного поля. Для этой цели стакан выполняется переменного по высоте сечения, что уменьшает потери магнитного поля, связанные с намагничиванием объема стакана, При недостаточном выталкивающем магнитном воздействии в зазоре между наружной поверхностью корпуса и внутренней поверхностью катушки установлен упругий элемент. Для этой же цели кольцеобразный элемент по наружному периметру крепится с помощью пружин к верхней части рабочей камеры. В этом случае упругий элемент либо пружины способствуют подъему стакана с кольцеобразным элементом. Для фиксации стакана и кольцеобразного элемента в поднятом состоянии можно установить электромагнит в верхней части рабочей камеры в виде электрической катушки и прилегающего боковой поверхностью к ней кольца из магнитожесткого намагниченного материала, причем нижняя его поверхность обращена к верхней поверхности кольцеобразного элемента. При перемещении кольцеобразного элемента со стаканом вверх включают катушку электромагнита так, чтобы ее полярность и полярность магнитожесткого кольца были противоположны (И-Я), что увеличивает силовое воздействие на кольцеобразный элемент, При осуществлении контакта кольца и кольцеобразного элемента катушку отключают, при этом кольцеобразный элемент удерживается силами магнитного взаимодействия между ним и магнитожестким кольцом. При необходимости разрыва контакта катушку электромаг 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 нита включают с одинаковой полярностью скольцом (й - Й), уменьшая магнитное взаимодействие между кольцом и кольцеобразным элементом. Формула изобретения1. Электромагнитный сепаратор, содержащий корпус, выполненный в виде верхней рабочей и нижней регенерационнойкамеры, ферромагнитную насадку, помещенную в кассету, катушку намагничивания, размещенную снаружи рабочейкамеры, патрубки подачи очищаемой и вывода очищенной среды, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения эффективностипроцесса очистки, снижения удельных энергозатрат при поднятии массы насадки изрегенерационной в рабочую камеру, онснабжен полым стаканом и кольцеобразным элементом, выполненными из ферромагнитного материала, установленнымиснаружи корпуса соосно с ним и с возможностью перемещения вдоль корпуса, причем длина стакана составляет10,5 Егде- длина катушки намагничивания.2. Сепаратор пои, 1, о тл и ч а ю щи йс я тем, что полый стакан и кольцеобразныйэлемент соединены жестко.3, Сепаратор по и, 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что полый стакан и кольцеобразныйэлемент выполнены из магнитожесткого материала и намагничены аксиально.4, Сепаратор поп.1, отличающийс я тем, что кольцеобразный элемент выполнен из магнитожесткого материала и намагничен аксиально, а стакан - из пермаллоя.5 Сепаратор по п, 1, о т л и ч а ю щ и й.с я тем, что он снабжен упругим элементом,установленным между наружной поверхностью корпуса и внутренней поверхностьюкатушки намагничивания,б, Сепаратор по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что кольцеобразный элемент понаружному периметру прикреплен с помощью пружин к верхней части рабочей камеры,7. Сепаратор пои. 1, отлича ющийс я тем, что он снабжен дополнительнойэлектромагнитной катушкой с кольцом измагнитожесткого материала, намагниченного аксиально, прикрепленным к нижнейее части, установленной снаружи корпуса вверхней части рабочей камеры,8. Сепаратор по и, 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что полый стакан выполнен с переменным по высоте сечением,оставитель О. Симоненкохред М,Моргентал Корректор Т Кол Тираж 427 Подписноеарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5