роторный электромагнитный сепаратор для очистки технологических жидкостей

Формула изобретения

РОТОРНЫЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ СЕПАРАТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ от мелкодисперсных ферромагнитных частиц, состоящий из электромагнитной системы и вращающегося ротора с рабочим каналом, образованного двумя коаксиальными цилиндрами и разделенного радиальными перегородками на ячейки, отличающийся тем, что ротор выполнен из магнитомягкой стали, имеет на поверхностях, обращенных к рабочему каналу, ряды зубцов в виде усеченных четырехгранных пирамид, зубцы одной стенки ротора расположены между зубцами другой стенки ротора, причем ротор оборудован размагничивающей магнитной системой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для отделения от рабочей жидкости мелкодисперсных ферромагнитных частиц и может быть использовано в химико-фармацевтической, пищевой и химической промышленности.

Известен электромагнитный сепаратор для сепарирования фракций размером от 1 до 0,1 мкм [1] Он состоит из электромагнитных систем и блока роторов с зубчатыми ферромагнитными пластинами, образующими рабочий канал. При повороте часть ротора выводится из магнитного поля и происходит осыпание и смыв осажденных частиц. Рабочий канал образован зазором между магнитопроводящими плоскими пластинами разноименной полярности. Градиенты поля и индукция в зазоре невелики и сепарирование недостаточно эффективно. Остаточная намагниченность ротора порядка 0,02-0,03 Тл препятствует полному осыпанию частиц со стенок ротора. Кроме того, индукция в зазоре из-за конструкции магнитопровода и рабочего канала не может быть выше 1,2-1,4 Тл, что приводит к необходимости после сепаратора устанавливать пресс-фильтр для улавливания мелких частиц.

Наиболее близким к предлагаемому является электромагнитный роторный сепаратор, состоящий из электромагнитной системы, вращающегося ротора с рабочим каналом, ограниченным двумя тонкостенными гладкими коаксиальными цилиндрами из немагнитного материала. Ротор разделен на ячейки, заполненные ферромагнитными телами [2] Недостатками этой системы являются низкая индукция в рабочем канале, трудность очистки сепаратора, в том числе и из-за остаточного намагничивания ферромагнитных тел, высокое гидравлическое сопротивление рабочего канала. Сепаратор не удерживает мелкодисперсные и слабомагнитные частицы.

Предлагается роторный электромагнитный сепаратор для очистки технологических жидкостей от мелкодисперсных ферромагнитных частиц, отличающийся повышенным качеством очистки, для чего в рабочей камере создано высокоградиентное поле с индукцией до 2 Тл и обеспечены условия для качественного удаления задержанных примесей из рабочего канала. Для этого ротор образован двумя коаксиальными цилиндрами из магнитомягкой стали. На поверхностях, обращенных к рабочему каналу, выполнены ряды зубцов в виде усеченных четырехгранных пирамид, зубцы одной части ротора расположены между зубцами другой части ротора. Зазор между цилиндрами разделен радиальными перегородками на ячейки, причем ротор оборудован размагничивающей магнитной системой.

На чертеже показан сепаратор.

Он состоит из электромагнитной системы 1 и вращающегося ротора 2. Электромагнитная система состоит из наружного магнитопровода 3, центрального стержня 4. Между ними расположена кольцевая катушка возбуждения 5. Электромагнитная система охватывает часть окружности ротора (до 220-280^о). В верхней части магнитопровода 3 и стержня 4 установлены полюсные наконечники 6, имеющие гладкие поверхности на обращенных друг к другу поверхностях. В зазор между полюсными наконечниками 6 введен ротор 2. Ротор 2 образован коаксиальными магнитомягкими цилиндрами 7 и 8 с зубцами в виде усеченных четырехгранных пирамид 9. Зазор между ними образует рабочий канал сепаратора. По окружности зазор разделен радиальными проставками 10 на ячейки. В верхней части ротора выполнена кольцевая приемная воронка 11. Ротор установлен на подшипниках и оси 12.

Размагничивание ротора осуществляется размагничивающей системой, установленной в зоне удаления частиц и состоящей из магнитопровода 13 и катушки 14 или постоянного магнита. Электромагнитная система и ротор заключены в герметичную камеру 15 с крышкой 16. С помощью синхронной герметичной муфты 17 ротор соединен с электроприводом 18, установленным на крышке камеры 16. Вводы очищаемой и промывочной жидкостей в рабочий канал ротора осуществляются через патрубки 19 и 20, установленные на крышке камеры, а отвод через соответствующие сборники 21 и 22.

Сепаратор работает следующим образом. При подаче напряжения на катушку возбуждения 5 сепаратора в рабочем канале ротора 2 в зоне очистки создается основное магнитное поле. Между зубцами ротора возникает высокоградиентное поле, периодически чередующееся по вертикали с максимальной индукцией между зубцами 9. Форма зубцов обеспечивает концентрацию магнитного потока и получение высокой индукции в канале.

Ротор 2 при включении привода 18 начинает вращаться. Сепарируемая жидкость подается в зоне очистки из патрубка 19 в зазор ротора 2. Под действием основного магнитного поля и турбулизации потока из-за изменений сечения канала в зоне зубцов ферромагнитные частицы осаждаются на стенках рабочего канала ротора, заполняя рабочий зазор в ячейках ротора. Очищенная жидкость стекает в сборник 21. Для предотвращения заполнения рабочего канала, способного вызвать изменение режима сепарации, ротор, вращаясь, выводит заполняемые ячейки из зоны подачи очищаемой жидкости и основного магнитного поля.

Вне зоны основного магнитного поля материал ротора сохраняет остаточное намагничивание, препятствующее осыпанию задержанных частиц. Размагничивающая система создает поле, противоположное остаточному, и гасит его. После этого осевшие на стенках рабочей камеры частицы сползают вниз и поступают в сборник 22. Для полной очистки рабочего канала ротора в него подается через патрубок 20 промывочная жидкость, также стекающая в сборник 22 отработанной промывочной жидкости. При вращении ротора вне зоны подачи промывочной жидкости она стекает с внутренней поверхности ротора 2 и чистая ячейка ротора вводится в рабочий зазор магнитной системы.

Таким образом, сепаратор обеспечивает непрерывное сепарирование феррочастиц и выведение их из сепаратора при полной герметичности рабочего объема.

Экономический эффект использования предлагаемого сепаратора состоит в повышении качества очистки технологической жидкости от мелкодисперсных частиц (до 0,1 мкм), а также высокой производительности очистки при полной герметичности процесса и отсутствии необходимости использования пресс-фильтров.