магнитный сепаратор

Формула изобретения

1. Магнитный сепаратор, состоящий из корпуса, внутренней намагничивающей системы периодического действия и размещенной между ними намагничиваемой фильтр-матрицы, отличающийся тем, что фильтр-матрица снабжена охватывающим торообразным проточным кожухом с возможностью перемещения кожуха и находящейся в нем фильтр-матрицы вдоль корпуса вплоть до полного вывода из корпуса сепаратора, причем кожух выполнен удлиненным по отношению к размещенной в нем фильтр-матрице.

2. Магнитный сепаратор по п.1, отличающийся тем, что торцевые поверхности кожуха выполнены из перфорированного листа.

3. Магнитный сепаратор по п.1, отличающийся тем, что торцевые поверхности кожуха выполнены из системы концентрических колец.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области магнитного разделения и может быть использовано в химической, пищевой, энергетической, металлургической, машиностроительной и других отраслях промышленности для удаления из жидких и газообразных сред различных ферропримесей, склонных к магнитному осаждению. В их числе, например, частицы коррозии и износа оборудования, окалина, различные металлические включения (последствия металлообработки, ремонта, обслуживания, дробления и размола сырьевых компонентов и пр.). Снижая качество сред, эти примеси нередко еще и дестабилизируют производственные процессы, уменьшая надежность и долговечность работы оборудования: поломки и выход из строя оборудования, аварийные остановки производства и т.д.

Известен магнитный сепаратор (патент США №4602997), имеющий периодически действующую намагничивающую систему и намагничиваемую фильтр-матрицу. Однако намагничивающая система такого сепаратора является внешней, опоясывающей фильтр-матрицу, что практически всегда обусловливает неполную (т.е. не исключительно посредством фильтр-матрицы) замкнутость магнитной цепи, а значит, прохождение части магнитного потока в "обход" фильтр-матрице и неизбежные потери поля. Кроме того, форма и объем фильтр-матрицы в корпусе этого сепаратора являются стационарными (после засыпки фильтр-матрицы в корпус), точки контакта ее элементов остаются одними и теми же (этому способствует также фактор остаточного магнетизма), а потому осуществление регенерации такого сепаратора осложнено. Стало быть, реальная опасность некачественной промывки (продувки) существует практически всегда, при этом сокращается фильтроцикл, уменьшается эксплуатационная эффективность работы сепаратора, к тому же накапливающиеся примеси со временем уплотняются вплоть до "сращивания" с элементами фильтр-матрицы, выводя из строя фильтр-матрицу и сепаратор в целом. Для проведения же эффективной регенерации любого магнитного сепаратора с фильтрующей (гранулированной) фильтр-матрицей доминирующим условием является размыкание точек контакта элементов фильтр-матрицы (например, шаров), где, в основном, и происходит аккумулирование примесных частиц. Для этого сквозь фильтр-матрицу должно подаваться большое количество промывной жидкости, причем с высокой скоростью, для того, чтобы создать псевдоожижженый слой элементов фильтр-матрицы (именно для размыкания точек контакта элементов гранул и сброса осадка). Однако это связано с дополнительными затратами промывной среды (которую впоследствии тоже необходимо подвергать очистке), а также энергозатратами.

Известен магнитный сепаратор - прототип (патент ФРГ №3314923), состоящий из корпуса, внутренней, периодически действующей, намагничивающей системы и размещенной между ними намагничиваемой фильтр-матрицы, при этом весь генерируемый такой системой магнитный поток проходит сквозь фильтр-матрицу. Недостатком этого сепаратора, как и аналога, является то, что форма и объем фильтр-матрицы в корпусе такого сепаратора также являются стационарными, фильтр-матрица труднорегенерируема, требует дополнительных затрат промывной среды, энергии, недостаточно эффективна не только по показателям регенерации, но, как следствие, и по показателям очистки (сепарации) в эксплуатационном режиме.

Задача изобретения заключается в повышении эффективности и экономичности процесса регенерации сепаратора, повышении эксплуатационной эффективности его работы.

Сущность изобретения заключается в том, что магнитный сепаратор (см. фиг.1), состоящий из корпуса 1, внутренней намагничивающей системы периодического действия 2 и размещенной между ними намагничиваемой фильтр-матрицы 3, выполнен таким образом, что фильтр-матрица дополнительно снабжена охватывающим эту фильтр-матрицу торообразным проточным кожухом 4, причем этот кожух имеет возможность перемещения (с находящейся в нем фильтр-матрицей 3) вдоль корпуса (как правило, неподвижного, смонтированного в технологической линии) вплоть до его полного вывода из корпуса 1 сепаратора (для последующего проведения с находящейся в нем фильтр-матрицей соответствующих операций, нарушающих ее прежнее, стационарное состояние). При этом кожух выполнен удлиненным по отношению к размещенной в нем фильтр-матрице: для образования дополнительного свободного объема, позволяющего изменять форму и объем фильтр-матрицы, взаимное положение ее элементов. Это легко реализуется путем вибровоздействия на кожух с находящейся в нем фильтр-матрицей, переворачиванием (пересыпкой), встряхиванием кожуха (и элементов фильтр-матрицы), тем самым интенсифицируется регенерация и обеспечивается полное восстановление работоспособности фильтр-матрицы. При этом верхняя и нижняя торцевые поверхности проточного кожуха, обеспечивая, во-первых, беспрепятственное прохождение очищаемой среды, а во-вторых, исключение проникновения гранул фильтр-матрицы вне кожуха, изготавливаются либо из перфорированного листа (фиг.2), либо в виде замкнутых концентрических колец (фиг.3), но в любом случае с размером отверстий (прорезей, зазоров, щелей), меньшим по сравнению с размерами элементов фильтр-матрицы (гранул).

Технический результат, который достигается от использования изобретения, заключается в следующем. Вследствие наличия торообразного проточного кожуха-оболочки фильтр-матрицы, обеспечения возможности перемещения кожуха-оболочки вдоль корпуса сепаратора вплоть до полного вывода из корпуса, наличия свободного объема в кожухе (выполнен удлиненным по отношению к размещенной в нем фильтр-матрице) легко осуществляется изменение формы и объема фильтр-матрицы, разрушение точек контакта ее элементов либо за счет дополнительного вибровоздействия на кожух с находящейся в нем фильтр-матрицей, либо путем встряхивания кожуха (вручную), либо путем одно- или многократного переворачивания кожуха (изменения его ориентации в пространстве на противоположное для осуществления внутренней пересыпки фильтр-матрицы). Как следствие, обеспечивается экономичная и эффективная регенерация сепаратора (при гарантированном перемещении фильтр-матрицы и ее элементов в пределах ограничивающего кожуха), а при эксплуатации - высокая и стабильная эффективность работы сепаратора.

На фиг.1 изображена схема предлагаемого сепаратора. На фиг.2-3 показаны варианты выполнения рабочего узла - удлиненного кожуха с находящейся в нем фильтр-матрицей: с торцевой поверхностью в виде перфорированного листа (фиг.2), с торцевой поверхностью в виде концентрических замкнутых колец (фиг.3). На фиг.4-5 (фото) показан опытный образец предлагаемого сепаратора: в сборе (фиг.4) и в разборе (фиг.5).

Сепаратор состоит из корпуса 1 (фиг.1, фиг.4-5), внутренней намагничивающей системы 2 периодического действия, фильтр-матрицы 3, например гранулированной (зернистой) среды, состоящей из шаров, дроби, цилиндриков или других тел правильной или неправильной формы. Фильтр-матрица помещена в проточный торообразный кожух 4 (фиг.1, 2, 3), продольный размер которого превышает продольный размер фильтр-матрицы 3 (для создания свободного объема, необходимого для регенерационной "деформации" объема самой фильтр-матрицы 3, например, путем пересыпки в замкнутом объеме после извлечения кожуха 4 с находящейся в нем фильтр-матрицей 3 из корпуса 1). Намагничивающая система 2 (периодического действия), представляющая собой, например, блок постоянных магнитов с направляющими магнитопроводами, выполнена с возможностью периодического вывода ее из корпуса 1 (фиг.1, фиг.4-5), наиболее целесообразно - сначала вместе с кожухом 4 и находящейся в нем фильтр-матрицей 3, а затем - из кожуха 4 для временного прерывания магнитного воздействия на фильтр-матрицу 3 и проведения регенерационных действий (в частности, пересыпки и промывки). Специально же изготовленные торцевые поверхности кожуха 4 - перфорированные (фиг.2, фиг.4-5) или в виде концентрических колец (фиг.3) - служат беспрепятственному прохождению очищаемой среды, в том числе вязкой.

Сепаратор работает следующим образом. Очищаемая среда, поступая в корпус 1 (фиг.1, фиг.4-5), проходит последовательно сквозь верхнюю торцевую поверхность торообразного проточного кожуха 4 (фиг.1-3), затем сквозь намагниченную фильтр-матрицу 3, а затем сквозь нижнюю торцевую поверхность кожуха 4. Намагничивающая система 2, включающая, например, блок постоянных магнитов с направляющими магнитопроводами, вместе с фильтр-матрицей 3 создает замкнутый магнитный контур (на фиг.1 условно показан слабыми штриховыми линиями), благодаря чему фильтр-матрица 3 эффективно намагничивается, подвергая проходящую сквозь нее очищаемую среду воздействию интенсивного магнитного поля. При этом находящиеся в этой среде ферропримеси притягиваются к элементам фильтр-матрицы, оседают на них (преимущественно в точках контакта элементов, например шаров), а очищенная среда выводится из сепаратора.

Для осуществления регенерации сепаратора (фильтр-матрицы) необходимо: сначала из корпуса 1 вывести систему намагничивания 2, предпочтительно (во избежание преждевременного разрушения осадка и попадания его в корпус) вместе с кожухом 4 и помещенной в нем фильтр-матрицей 3, а затем из кожуха 4 вывести систему намагничивания 2 (наглядно это показано на фиг.4-5). После завершения этих операций прекращается воздействие магнитного поля на фильтр-матрицу 3 (вне корпуса 1), а фильтр-матрица, находящаяся в несколько увеличенном собственном объеме кожуха, легко поддается регенерации. Так, вибровоздействие на кожух, его встряхивание или переворачивание (при наличии свободного пространства в кожухе между фильтр-матрицей и торцом кожуха, который выполнен удлиненным по отношению к габариту фильтр-матрицы) обеспечивает свободное перемещение (перетекание) фильтр-матрицы и ее элементов-гранул, размыкание точек контакта между гранулами, разрушение накопившегося осадка ферропримесей. Тем самым создаются все необходимые условия для эффективной промывки (или продувки) фильтр-матрицы от уловленных ферропримесей.

Использование изобретения позволяет гарантировать высокую эффективность регенерации сепаратора, снизить количество промывной жидкости, уменьшить энергозатраты, избежать уменьшения фильтроцикла, осуществлять эффективную очистку жидких и газообразных сред от различных ферропримесей, таких как последствия коррозии и износа оборудования, металло- и термообработки, ремонта и обслуживания оборудования, дробления и размола сырьевых компонентов и пр. Тем самым улучшается качество сред, повышается надежность и долговечность работы оборудования из-за предотвращения поломок и выхода из строя оборудования, аварийных остановок оборудования.