Устройство для отделения ферромагнитных материалов от текучих сред

(71) Украинский институт инженеров водно го хозяйства(56) Авторское свидетф ф: 16"4 аф"3,.- В 0 Р г"Авторское свидетМ 1501356, кл, В 03 С о снабжена м патрубкам, чем адин из ированным в кции даполниафрагмами и я, саединяюс диафрагмаубок снабжен шкай симметельство СССР(54,(57) 1, УСТРОИСТВО ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ ОТ ТЕК."ЧИХ СРЕД, содержащее рабочий канал, заполне ный насадкой и разделенный перегородкой на секции, намагничивающую систему в виде соленоидов, устройство дл: возвратно-поступательного перемещения в виде жестко укрепленных на концах рабочих каналов электромагнитных тяговых катушек, устройство для снижения сил трения, входной и выходной патрубки, причем один из патрубков каждой секции размещен внутри насадки и снабжен размещенным внутри слоем насадки, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса отделения феоромагнитных материалов и улучшения процесса регенерации оно снабжено пластиной, герметично установленной внутри рабочего канала на расстоянии от перего родки и по крайней мере одним, размещенным на перегородке электромагнитом, сердечник-магнитоправод которого установлен с возможностью перемещения между пластиной и перегородкой, а соленоид, на торцовой поверхности которого выполнена кольцевая проточка, выполнен криволинейной формы с увеличивающимися к обоим краям количеством витков, кроме тоабГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР гс, каждая секция дополнител по крайней мерс еще одни введенным в насадку, при патрубков выполнен перфор центральной части секций, а се тельна снабжены упругими ди нитями переменнага сечени щими перегородку и пластину ми, кроме того, входной патр размещенной снаружи кату рии,2, Устройство иа и. 1, а т с я тем, что устройствО для во пательнога перемещения с жидкостепроводам с патруб отвода напорной среды. 3. Устроиства по и.1. отл икаю щеес я тем, что ксличество витков к обеим краям криволинейного соленоида увеличивается на 20 - 30 ф.4. Устройство по п, 1, атл ич а ю щеес я тем, что устройство для снижения сил трения при перемещении соленоидов снабжено электромагнитным фиксаторам в виде подпружиненного штока, электрической катушки, кожуха с фиксирующими пазами.5, Устройство па и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что кольцевая проточка на торцовой поверхности соленоидной намагничивающей системы снабжена упругим эластичным вкладышем,6. Устройство по и, 1, отл и ч а ю ще ес я тем, что электромагнит содержит по крайней мере две рассоелатаченные электрические катушки, размещенные по краям сердечника-магнитоправода,7. Устройство по и, 1, а т л и ч ая тем, что сердечник-магнитои ровен упругой спиралью, 8.Устройствопоп.1,отл ича ющее- С я тем, что упругая диафрагма разделяет Секции приблизительно на две равные час- ти.Ф 9, Устройство по и. 1 о т л и ч а ю щ е ес я тем, что нити вьполнены с утолщением сферообразной формы,Изобретение относится к магнитному Разделению веществ и может быть испольЗовано в металлургической, горнодобываюЩей,машиностроительной, химической, нефтехимической, пищевой, фармацевтической промышленности, тепловой и атомной энергетике, а также при очистке сточных и природных вод,Целью изобретения является повышение эффективности процесса отделения ерромагнитных материалов и улучшение процесса регенерации.На фиг. 1 показан корпус, вариант вертикального расположения; на фиг. 2 - разрез А - Р на фиг, 1; на фиг. 3 - устройство с горизонтальным размешением корпуса, общий вид; на фиг. 4 - то же, вид сверху; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 3,Устройство содержит рабочий канал 1, разделенный перегородкой 2 и пластиной 3 на секции; между секциями размещен электромагнит, включающий- седечник-магнитопровод 4, установленный с возможностью перемещения, рассредоточенные злектричвские катушки 5 и б, сердечник снабжен уПругой спиралью 7, снаружи рабочего канла размещен соленоид 8, выполненный криволинейной формы с увеличивающимися к Обеим краям количеством витков, по крайней мере на 2 О-ЗОф 4, а торцовая поверхность соленоида выполнена с кольцевой проточкой, Для подвода текучей среды предусмотрены патрубки 9, 10, снаружи которых размещены электрические катушки симметрии 11, 12 для выравнивания намагниченности торцовых зон насадки и для подмагничивания. Отделяемых примесных частиц, находящихся в текучей среде,Внутри каждой секции установлены упругие диафрагмы 13, изготовленные в виде тонких плоских пластин либо в аиде усеченного сферообразного сегмента. Диафрагмы разделяют секции. приблизительно на две равные части и перфорацию входного патрубка на две части 14, 15, причем перфорация в каждой части патрубка выполнена на противоположной к выходному патрубку поверхности с таким расчетом,чтобы текучая среда к выходному патрубку прошла как можно длиннее путь в поровых каналах насадки.Секции рабочей камеры заполнены насадкой 16, в качестве которой используют 5 1 О 1 Г;2 Г) 3,-;4 ферромагнлтнье шары с антикоррозионным или без ан гикоррозионнаго покрытия, дробь, измельченную нержавеюшую Стружку, куски рубленой проволоки, антиферромагнетики в виде феррита, сегнетозлектрики, смесь шаров с сегнетоэлектриками, сетки, гладкие и рифленные стержни. стальную антикоррозионную шерсть, спирали, рифленные пластиньь По" истость насадки иэменяется от 0,1 до 0,9. Применение той или иной насадки Определяется видом разделяемой текучей соеды, требованиями, предьявляемыми к очищаемой среде,Фиксатор положения соленоида намагничивания содержит скользящие злементь 17, размещенные 8 Обойме 18, конструктивно совмешенной с ферромагнитной оболочкой, Скользящие элементы содержат Отверстия либо пазы 19, в которые входит подвижнй шток 20, подпружиненныЙ поукиной 21, Снаружи обоймы размещена электрическая катушка 22, йорма скользящих злементов может бьть доугаЯ, в Виде, например, треугольника, сферы, прямоугольника, трубчатых элементов, По краям рабочей камеры жестко закреплены тЯГОЯые :лектоомагнитные катушки 23, 24, наружный диаметр которых несколько меньше внутреннего диаметра кольцевых выстуГ Ов и впадин. Катуш ки выполнены из О. моточного медного провода повышенного с 8 чения для исключения возмокных мехае и ч 8 с к и х и О В р е ж д О н и Й и р и в к л ю ч 8 г и и лектрической катушки в Цепь больших значений электрического т ка., напоимер сотни ампер, Создание замкнлтого магнит нго контура обеспечивае;:сЯ ферромагнитнол оболочкой 25, причем торцовые поверхно. с-и соленоида намагничиваниЯ снабжень; также элементами ферромагнитнОЙ Оболочки, ферромагнитными пластинами, Одновременно ферромагнитные пластины я,"ляюгся "поршнем, взаимодействукщим с напорной соедой при перемещении соленоида,Подвод газож 1 лдкостно средь. в Оболюку осуществляется посредством дополни-"ельных па 1 рубк 18 28 а отсо посредством патоубков 27, Отвод текучей средь; освобожденной от прлмесей, осуществляется посредством патрубков 28-31, При необходимости использования спаренных рабочих каналов, в случае Очистки теку 5 155419650 чих сред расходом 1000 - 3000 м /ч и выше,зрабочие каналы соединяют магнитными шунтами 32 для уменьшения потерь магнитного потока в окружающую среду. Для интенсификации процесса регенерации насадки путем ее деформации, разобщения гранул, разрыхления осадков примесей перегородка и пластина соединены с упругой диафрагмой нитями 33 переменного сечения, например, в виде утолщений сферообразной, треугольной, конической или другой формы, Нити изготовляют из ферромагнитного материала с повышенной магнитной проницаемостью, например пермаллоя. Это приводит к тому, что нити дополнительно являются активными элементами насадки, обеспечивая повышенную намагниченность насадки и повышенное силовое воздействие поля на осажденные примеси.Устройство для отделения ферромагнитных материалов от текучих сред работает следующим образом,Включают магнитное поле намагничивающего соленоида 8, а при необходимости - дополнительно магнитное поле катушки 12 симметрии, тяговой катушки 23, одной из катушек 5 электромагнита. Все электрические катушки включают согласованно, т,е. таким образом, чтобы индукция результирующего магнитного поля суммировалась, увеличивая силовое воздействие поля на отделяемые примеси, дополнительно намагничивая весь объем насадки 16, в том числе слабые торцовые зоны насадки. Текучая среда в насадку поступает по входным патрубкам 10. Через части 14 и 15 перфорации среда равномерно распределяется в первой и второй частях насадки, например нижней, либо левых секций рабочего канала 1.Под действием силового взаимодействия магнитного поля и примесей на гранулах насадки в зонах контакта происходит осаждение примесей, обладающих диамагнитными, ферромагнитными свойствами, При отделении примесей, обладающих ярко выраженными ферромагнитными свойствами, достаточно намагничивающего поля криволинейного соленоида 8 с увеличиваю-,щимся к обоим краям количеством витков. При одновременном наличии парамагнитных, диамагнитных, ферромагнитных примесей эффективно процесс отделения происходит только при включении в рабрту соленоида 8 и электрических катушек 12 и 5. Освобожденная от примесей текучая среда выводится по патрубкам 28-31. Для интенсификации процесса отделения за счет флокуляции магнитных и слабомагнитных 5 10 15 20 25 30 35 40 примесей входные патрубки в зонах размещения катушек симметрии содержат слой ферромагнитной фильтрующей насадки.Фиксация соленоида в нижнем либо левом положении, т,е. в режиме процесса отделения, обеспечивается электромагнитным фиксатором, в котором подвижный шток 20 входит в паз либо отверстие 19. расположенные в скользяцих элементах 17, Эти элементы являются подвижными вдоль направляющей, закрепленной параллельно рабочему каналу. Для уменьшения сил трения поверхность скользящих элементов механически обработана с высоким классом чистоты либо между поверхностями скользящих элементов. Количество направляющих и скользящих элементов при необходимости устанавливается несколько.Для осуществления процесса регенерации закрывают входной патрубок 10, открывают патрубок 9 и одновременно включают катушку 24, подавая электрический ток большого значения, при этом соленоид намагничивания 8 остается включенным, При необходимости значение электрического тока в соленоиде 8 увеличивается, например, одновременна с включением катушки 24. Одновременно включают электрическую катушку 22, которая, втягивая шток 20, освобождает скользящий элемент 17. Под действием сил отталкивания между электромагнитными катушками 24 и соленоидом 8 намагничивания последний в несколько секунд по направляющей переместится в нижнее либо правое положение. Для уве- . личения и регулирования силы взаимодействия через патрубки 26 подводят газожидкостную среду под давлением, которая при перемещении соленоида вниз демпфирует удар, а при перемещении вверх увеличивает силу тяги. По мере приближения соленоида к нижчему либо правому конечному положению тяговая катушка 23 включается встречно, т.е. одноименным полюсом к приближающемуся соленоиду для смягчения удара. В момент начала движения соленоида включают согласованно электрическую катушку 5, которая сначала усиливает силу тяги, а в момент приближения соленоида к крайнему нижнему либо правому положению включают электрическую катушку б, которая демпфирует удар соленоида, т,е. тормозит движение и гасит . скорость соленоида, Отключая электрическую катушку 22 соленоид фиксируется в рабочем положении процесса отделения. При необходимости электрический ток соленоида уменьшают.Открывают патрубки 28, 29 и процесс отделения примесей от текучей среды нижней секции продолжается, 1554196Для регенерации верхней секции кратковременно подключают катушки б, 12, 24 кцепи переменного тока затухающей амплитуцы, размагничивая насадку, Зятем перио"дически импулЬсно включают и отключаот 5электрические катущки 5 и 6, Подвижныйсердечник-магнитог 1 ровод 4 пкэи атом ъда"ряясь Об упоугую пластину 3 1.: перегородку2, пРиВОРИТ к периодФРско" дефпрмации,ПерЕМВННОГП "8 ЦЕНИя Пр.")од .- ; ор,рируя в Объеме насаяки при озоах сео 33 чника магнитспровода ин гесфицируер)г 5процесс разобщения гоанул Оазрыулени осадков примесей, что способствует улучщению и роцесса регенерации. Подаваемая водовоздущная смесь через входной патрубок Ю смывает разрыхленные осадки через Выходные патрубки ЗО, 31 в дренаж.Применение устройства для отделения ферромагнитных материалов от текучих сре д пОзволит пОВысить эффектиВность проц 8 сса ТДЕЛРНИЯ На 1 Ц-РРо а СЧет УВЕЛИЧЕНИЯ На магниченности торцовых зон ферромагнит 18 р,о/ регенерации за счет интенсификации процесса размагничивания, разобцения гранул на- СВРКИ ОВЗРЫХоеНИР ОСВДиОВ РРИМ 8 Ей почысить зкономичность процесе а ча 12 оО За СЧЕТ УВЕЛИЧЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНО- сти при незначительном увеличении мат 8 риалоемкОсти,остаеитель д грдионенкТехред М.Моргентал Редак орректор Т, Цала Лодписн ори И 6 Т ССГ Производстаенно-издательский комбинат Патент, г, Ужгород, ул Гагарина 1 Ц 1 Тираж 417 сударствен ного комите 113 О 35, Москаа