Способ очистки растворов

СОЮЗ СоаЕТСКИХсОцидлистическихРЕСПУБЛИК 06, В 03 С 1/00 51 ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТ л. М 20овский металлургический повысить проствора. В бара- центрифуги, итной системы, образованный ых сил магнит- магнитомягких(57) Изобретение позволяет иэводительность очистки ра баны 3 планетарной охваченные полюсами магн в секторе В на стенку и на . под действием центробежн ный фильтр, состоящий из.Ы 2 17365 б 5 А 1 тел 7, подают раствор из распределительного устройства, снабженного дозатором, Происходит центрнфугирование раствора и его фильтрация в течение времени сохранения очистных свойств тел 7, Затем отключают магнитное поле со знакопеременной его релаксацией, прекращают подачу раствора и включают промывочные узлы 11 для подачи воды на тела 7 и одновременно с этим изменяют число оборотое барабана так, что результирующая центробежных сил в секторе В направлена к центру барабана, Это приводит к отслоению тел 1 от стенок барабанов, частичному их рыхлению с одновременной промывкой, Знекопеременная релаксация магнитного поля позволяет снизить уровень остаточной намагниченности тел 7, что значительно повышает зффективность промывки. 1 з.п.ф-лы., 3 ил., 1 табл,Изобретение относится к процессам кой привода, вид сбоку; на фиг,2 - то же, вид очистки растворов различных производств, сверху; на фиг.3 - зависимости снижения содержащих частицы преимущественно с индукции магнитного поля от времени.магнитными свойствами, и может быть ис- При этом ротор 1 установлен на приводпользовано в металлургической, химиче ном валу 2, а барабаны 3 смонтированы на ской, машиностроительной и других периферии ротора 1 с возможностью враотраслях народного хозяйства, щения вокруг своих осей. РаспределительНаиболее близким по технической сущ- ное устройство 4 для подачи исходного ности к предлагаемому является способ, ос- материала включает питающие трубки 5, вынованный на прохождении растворов 10 ходные отверстия которых расположены в сквозь вращающиеся вокруг своей оси ба- плоскости барабанов 3 по радиусу, отстоя- рабаны с ферромагнитными телами в маг- щему от проходящего через радиус ротораонитном поле. Данный способ позволяет радиуса на угол а= 50-60 по ходу вращеувеличить степень извлечения магнитного ния барабанов, и дозатора подачи 6, Бара- материала из растворов за счет того, что 15 баны 3 заполнены магнитомягкими телами обеспечивает возможность вращения бара, например шарами, цилиндра и т,д. условбанов вокруг своей оси при прохождении их но показаны только на одном барабане). Не- в магнитное поле и после выхода из него, подвижно на роторе установлены Однако производительность этого способа магнитные системы 8, полюса 9 и 10, кото- недостаточно высока, поскольку скорость 20 рые охватывают каждый из барабанов с торпрохождения раствора сквозь ферромаг- цов в области их рабочих зон. В секторах нитные тела ограничена, так как обеспечи- барабанов, осью симметрии которых являвается только силой тяжести подаваемого ются совпадающий с радиусом радиус барабана, а угол 3 при вершине этого секторацелью изобретения является повыше равен удвоенному углу а, расположены соние производительности процесса. пла промывочных узлов 11. Привод устройПоставленнаяцельдостигаетсятем,что ства может состоять, например, из в способе очистки раствора от частиц пре- многоступенчатого электродвигателя 2, свяимущественно с магнитными свойствами, занного ременной, передачей 13 с привод- включающем пропускание растворов 30 ным валом 2, на котором установлен ротор сквозь слой тел иэ магнитомягкого матери, и иэ зчбчатых передач 14 - 15, 16-17 иала, помещенных в барабаны, вращающие- двухпозиционной муфты 18. выполняющих ся в магнитном поле вокруг собственных роль регулятора скорости привода барабаосей и оси ротора, перед началом процесса на. Устройство снабжено сборниками 19 и очистки и формируют слой из магнитомяг 20 для продуктов разделения и пультом упких тел на поверхности стенок барабанов и равления не показано), согласующим рабоэатем прапускакЪт через слой очищаемый ту основных узлов по заявляемому циклу.раствор, прекращают подачу раствора, от- Способ реализуется на приведенном усключают магнитомягкое поле и изменяют . тройствеследующим образом.число оборотов барабанов по следующему 40 При включении электродвигателя 12 чесоотношению: рез ременную передачу 13 вращения переп 2=(0,7-0,9) Ю п 1, дается приводному валу 2, на которомустановлен ротор 1. Одновременно с этим где п 1- число оборотов ротора, об/с; при включенной нижней позиции муфты 18п 2 - число оборстов барабанов, об/с; 45 через зубчатые пары 14-15 вращение перей. - радиус ротора до барабана, мм; дается. барабанам 3 со скоростью, опредег - радиус барабана, мм, ляемой, например, при данном варианте одновременно осуществляют приэтом про- кинематической схемы привода, числом мывку магнитомягких тел, после чего про- зубьев указанной пары. При вращении.бацесс очистки возобновляют, Кроме того, с 50 рабанов 3 находящиеся в барабанах магницелью повышения эффективности промыв- томягкие тела (например, шарики) 7 под ки путем снижения уровня их остаточной действием центробежных сил прижимают- намагниченности, отключение магнитного ся к стенкам. Включается магнитная систе-.поля производят со знакопеременной его ма 8 и под действием образованного1 1 и 55 магнитного поля шарики выстраиваются врелаксацией в течение 3 - 2 времени про осевые флокулы вследствие осевого направмывки.ления магнитных силовых линий, обеспеченного расположением полюсов 9 и 10На фиг.1.приведено устройство, реали- относительно барабана.зукицее предложенный сг особ, с кинемати10 20 30 35 40 50 После этого включается устройство подачи и раствор через питающие патрубки 5 подается на стенку барабана на образованный из магнитомягких тел магнитный фильтр, Производится центрифугирование раствора с одновременным оседанием магнитных частиц на магнитомягких шариках 7. Основной наиболее эффективной зоной центрифугирования будет совокупность наиболее удаленных от оси ротора точек барабана, поскольку в этой зоне центробежные силы (в силу планетарного принципа устройства) будут складываться. В точках (по окружности сечения барабана), наиболее приближенных к оси ротора, будет эона наименьшего действия центробежных сил, поскольку силы вычитаются, Зона минимального действия центробежных сил определена сектором поперечного сечения барабанов Р.В этой зоне расположены сопла промывочных устройств. Центрифугирование и фильтрация производится до тех пор, пока сохраняются очистные свойства магнитного фильтра. Это время определяется конкретными условиями - дисперсно- стью магнитомягких тел (размером шариков), уровень загрязненности растворов и т,д. На это время настраивают дозатор подачи раствора, по истечении этоговремени подачу раствора прекращают, отключают магнитное поле с соблюдением заявляемых закономерностей его изменения на этой фазе и при этом переключением регулятора скорости 18 (например, муфты) изменяют число оборотов барабана по заявляемому соотношению, При заявляемой скорости вращения барабанов результирующая центробежных сил в секторе Р будет направлена к центру их вращения. Поэтому в этой зоне слой магнитомягких тел будет отслаиваться от стенок барабана, одновременно промываясь водой, поступающей из включенных в это время промывочных узлов 11, а, пройдя эту зону(зону регенерации), вновь будет прижиматься к стенкам барабана. Таким образом будет производится рыхление, промывка и восстановление фильтрующих свойств магнитомягких тел. Для повышения эффективности промывки отключение магнитного поля производят со знакопеременной его релаксацией в течение --- времени промывки Тпр (фиг,3). Это 1 13 2дает возможность снизить уровень остаточной намагниченности фильтрующих тел,предотвратить их магнитное взаимодействие в отсутствии внешнего магнитного поля.Кроме того, знакопеременное перемагничивание фильтрующих тел приводит к их встряхиванию и частичной переориентации, что способствует повышению качестваих промывки и регенерации.Если время релаксации Тр будет меньше - времени промывки Тпр, то эта операция (промывка) будет недостаточноэффективна за счет необоснованногоуменьшения фазы встряхивание и переориентации фильтрующих тел в знакопеременном магнитном поле. Если это время будетбольше - времени промывки, то фильтрую 12щие тела будут чрезмерно долго находитсяпод действием магнитного поля в ущербдлительности фазы свободной их промывки.Как первое, так и второе отрицательно сказывается на производительности процессаочистки.Заявляемое соотношение для определения скорости вращения барабанов в процессе промывки фильтрующих телобеспечивает оптимальный режим их регенерации, Если скорость вращения барабанабудет меньше указанного соотношения, тов зоне промывки барабана результирующаяцентробежная сила будет направлена от осиротора на периферию в большей части барабана, что приведет к отбрасыванию фильтрующих тел в самую отдаленную от осиротора зону барабана и будет при этом сопровождаться разрушением пристеночногофильтрующего слоя, для образования которого требуется время и определенные режимы работы центрифуги, Еслирассматриваемая скорость будет больше заявляемого соотношения, то результирующая центробежных сил в зоне промывкибарабана будет хоть и направлена от осиротора, однако недостаточна по величинедля преодоления слипания и молекулярноговзаимодействия частиц фильтрующих тел,что необходимо для эффективной их про- .мывки и регенерации.По истечении времени промывки, которое также будет зависеть от конкретных условий, промывочные узлы 11 отключают ипроцесс очистки возобновляют: изменяютскорость вращения барабанов переключением муфты 18 в первоначальное положение, включают магнитное поле иодновременно устройство подачи раствора.Таким образом, предлагаемый способпозволяет производить магнитную очисткурастворов и регенерацию магнитного фильтра без остановки центрифуги и практически непрерывно, что значительно повышаетпроизводительность процесса,В условиях лаборатории ДМетИ былипроведены, испытания заявляемого способана центрифуге лабораторного типа, усовер1736565 В скобках указаны соответствующие значения коэффициент шенствованной по заявляемым признакам, Диаметр барабанов 150 мм, диаметр ротора 450 мм. Скорость вращения ротора 200 об/мин, скорость вращения барабанов 600 об/мин. В качестве растворов использовались моечные растворы механических цехов Днепровского машиностроительного завода, содержащие мелкодисперсные примеси с магнитными свойствами. Время промывки 30 с. Скорость вращения барабанов во время регенерации магнитомягких тел определялась.согласно выражению:п 2:=(0,7-0,9) 1 п 1,Были проведены испытания при скоростях вращения барабанов во время промывки тел, определяемых заявляемым соотношением, а также за его пределами, Был также апробирован заявляемый предел времени релаксации магнитного поля.Для реализации способа-прототипа использовалось только вращение заполненных магнитомягкими телами барабанов вокруг своих осей в магнитном поле, Скорость вращения была равна 600 об/мин,Прототип и заявляемый способ оценивались по их производительности. Данные сведены в таблцу.Сравнение результатов показало,.что, используя заявляемый способ, можно повысить производительность очистки по сравнеению с прототипом в 1,5-1,8 раз. Формула изобретения1. Способ очистки растворов от частиц,преимущественно с магнитными свойствами, включающий пропускание раствора5 .сквозь слой тела из магнитно-мягкого материала, помещенных в барабаны, вращающиеся в магнитное поле вокруг собственныхосей и оси ротора, о тл ич а ю щи йс ятем,что, с целью повышения производительно 10 сти процесса, перед началом стенок барабанов и затем пропускают через слойочищаемый раствор, прекращают подачураствора, отключают магнитное поле и изменяют число оборотов барабана по следу 15 ющему соотношению:п 2 =(0,7 - 0,9) Л п,где п 1 - число оборотов ротора, об/с;20 п 2 - число оборотов барабана, об/с:В - радиус ротора до барабана, мм;г - радиус барабана, мм,одновременно осуществляют при этом промывку магнитно-мягких тел, после чего про цесс очистки возобновляют.2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щи й с ятем, что, с целью повышения эффективностипромывки путем снижения уровня их остаточной намагниченности, отключение маг нитного паля производят сознакопеременной его релаксацией в тече 1 1ние --- времени промывки.3 21736565 Фиу.,УСоставитель Н.УрицкаТех ед М.Моргентал актор Н.Горват р Корректор С,Черн оизводстве но-и: дательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, Л Заказ 1848 ВНИИПИ Госудрств нн 11303аж Подписноекомитета поизобретениям и открытиям при ГКНТ Москва, Ж-ЗБ, Раушская наб., 4/5