магнитный сепаратор

Формула изобретения

1. Магнитный сепаратор, содержащий емкость с подводящим и отводящим патрубками для размещения очищаемой технологической жидкости; верхнюю и нижнюю приводную платформы, установленные с возможностью вертикального перемещения относительно емкости; вертикальные цилиндрические магнитные патроны, сгруппированные в виде кассет и установленные головной частью с радиальным зазором в отверстиях плиты, принадлежащей верхней платформе; средство периодической жесткой фиксации верхней платформы в верхнем положении; шламосъемник в виде совокупности манжет, которые охватывают нижней кромкой каждый магнитный патрон по скользящей посадке; средство транспортирования шлама в виде подводимого приводного конвейера, отличающийся тем, что магнитные патроны расположены в один ряд и выполнены в виде набора постоянных магнитов из материала с остаточной магнитной индукцией В_r величиной 0,1-3,0 Тл в форме дисков, разделенных прокладками из магнитомягкого материала и помещенных в немагнитную гильзу; а наборы дисков в двух смежных гильзах выполнены с вертикальным смещением так, что середина магнитомягкой прокладки в одном патроне расположена приблизительно на уровне середины диска в другом патроне.

2. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что в сепараторе средство периодической фиксации верхней траверсы в верхнем положении выполнено в виде балок, жестко связанных с траверсой, ориентированных в плане на верхние грани подводимого конвейера в режиме очистки патронов.

3. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что магнитные патроны закреплены в отверстиях плиты резьбовым соединением.

4. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что манжеты шламосъемника выполнены из эластичного материала; имеют сечение, сужающееся книзу, и охватывают магнитный патрон нижней кромкой манжеты.

5. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что в магнитном сепараторе платформы установлены с возможностью вертикального перемещения на стойках рамы, выполненных по периметру емкости.

6. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что приводы магнитного сепаратора выполнены в виде электродвигателей.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области магнитной очистки технологических жидкостей (ТЖ), смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), моющих растворов и может быть использовано на металлообрабатывающих производствах, включающих обработку металлов давлением, резанием, а также связанных с прокатом.

Известен магнитный сепаратор по авторскому свидетельству 915897 В01D 35/06, содержащий корпус с подводящим и отводящим патрубками и трубной доской в качестве установочной рамы в верхней части корпуса, к которой прикреплены посредством резьбового соединения вертикальные немагнитные стержни с нанизанными на них магнитными и немагнитными шайбами, по сечению корпуса стержни расположены в шахматном порядке, средство для удаления шлама выполнено в виде регенерационных труб, установленных вертикально между магнитными стержнями. Каждая из труб равноудалена от трех ближайших магнитных стержней и имеет в плоскостях немагнитных (сорбционных) шайб три радиальных отверстия в направлении осей магнитных стержней. Регенерационные трубы подключены к системе напорного водоснабжения, при этом распределительная система подачи отмывочной воды расположена внутри корпуса.

Известный сепаратор характеризуется недостаточной производительностью очистки, малой шламоемкостью стержней и технологической сложностью конструкции. Комплект водонапорных труб занимает большое место внутри корпуса и этот объем не участвует в решении задачи очистки ТЖ. Малоэффективна регенерация стержней путем создания напорных струй воды, поскольку первый слой магнитного шлама на поверхности шайб и ближайшие к нему, расположенные по месту концентрации магнитного поля, не сбиваются струей, что подтверждает указанная степень регенерации стержней 80-90%.

Наиболее близким изобретению по числу сходных признаков является магнитный сепаратор по патенту РФ 2207912 от 10.07.2003. Сепаратор содержит емкость с подводящим и отводящим патрубками для размещения обрабатываемой технологической жидкости; укрепленные на емкости консольно верхнюю и нижнюю приводную платформы (траверсы по терминологии прототипа), установленные с возможностью вертикального перемещения посредством линейного подшипника качения, укрепленного на вертикальной колонне. На верхней платформе установлены головной частью вертикальные цилиндрические магнитные патроны. На приводной платформе укреплен шламосъемник в виде совокупности манжет, которые охватывают каждый магнитный патрон по скользящей посадке.

В емкости патроны располагаются поперек потока. Удаление шлама в известном сепараторе осуществляют путем сброса шлама в подводимый приводной конвейер. Консольные нагрузки на линейный подшипник минимизируются с помощью противовесов.

Сепаратор, использующий вертикальные магнитные патроны, является средством очистки магнитного шлама с высокой производительностью ввиду высокой разделительной поверхности патронов. Однако при большой высоте патронов, 2 м и более, которые закреплены головной частью с радиальным зазором, может наблюдаться отклонение патронов от вертикального положения, что негативно отражается на работе шламосъемника. Также взаимовлияние магнитных полей снижает шламоемкость патронов.

Изобретение позволяет решить задачу повышения надежности сепаратора и создания возможности увеличения высоты патронов и соответственно производительности сепаратора.

Заявляется магнитный сепаратор, содержащий емкость с подводящим и отводящим патрубками для размещения очищаемой технологической жидкости; верхнюю и нижнюю приводную платформы, установленные с возможностью вертикального перемещения относительно емкости; вертикальные цилиндрические магнитные патроны, сгруппированные в виде кассет и установленные головной частью с радиальным зазором в отверстиях плиты, принадлежащей верхней платформе; средство периодической жесткой фиксации верхней платформы в верхнем положении; шламосъемник в виде совокупности манжет, которые охватывают нижней кромкой каждый магнитный патрон по скользящей посадке; средство транспортирования шлама в виде подводимого приводного конвейера, отличающийся тем, что магнитные патроны расположены в один ряд и выполнены в виде набора постоянных магнитов из материала с остаточной магнитной индукцией В_r величиной 0,1-3,0 Тл в форме дисков, разделенных прокладками из магнитомягкого материала и помещенных в немагнитную гильзу; а наборы дисков в двух смежных гильзах выполнены с вертикальным смещением так, что середина магнитомягкой прокладки в одном патроне расположена приблизительно на уровне середины диска в другом патроне.

В сепараторе средство периодической фиксации верхней платформы в верхнем положении выполнено в виде балок, жестко связанных с платформой, ориентированных в плане на верхние грани подводимого конвейера в режиме очистки патронов.

Магнитные патроны закреплены в отверстиях плиты резьбовым соединением.

Манжеты шламосъемника выполнены из эластичного материала, имеют сечение, сужающееся к низу, и охватывают магнитный патрон нижней кромкой манжеты.

В магнитном сепараторе платформы установлены с возможностью вертикального перемещения на стойках рамы, выполненных по периметру емкости.

Приводы магнитного сепаратора выполнены в виде электродвигателей.

Изобретение поясняется чертежами. На фигуре 1 показан сепаратор в режиме очистки технологической жидкости с нижним расположением платформы с патронами. На фигуре 2 дан другой вид сепаратора в режиме очистки патронов. На фигуре 3 показан магнитный патрон, его взаимодействие с манжетами шламосъемника и закрепление в плите.

Стойки 1 установочной рамы расположены по периметру емкости 2 с подводящим и отводящим патрубками 3 и 4. Перемещение верхней платформы 5 и нижней платформы 6 относительно стоек осуществляется электродвигателем 7, редуктором 8, установленным на нижней платформе (звездочки и цепи редуктора на фигуре показаны, но позиции не имеют).

Ряд (ряды) патронов 9, 10, 11 крепятся к плите 12, жестко связанной разъемным соединением с верхней платформой 5. Шламосъемник 13 имеет совокупность манжет для ряда (рядов), укрепленных на одной плите.

Приводной подводимый конвейер 15 имеет свой привод (на фигуре не показан). В верхнем положении платформы 5 ее балки 16 опираются на площадку, принадлежащую верхней грани конвейера 15.

Магнитные патроны каждого ряда, например, 9, выполнены в виде набора постоянных магнитов 17 (фигура 3) в форме дисков, разделенных прокладками 18 из магнитомягкого материала и помещенных в немагнитную гильзу 19, которая обеспечивает сохранность магнитов и хорошее скольжение манжет 14. Прокладки необходимы для уменьшения рассеивания между полюсами магнитного потока в зазоре. Магнитные диски выполнены из материала с остаточной магнитной индукцией В_r величиной 0,1-3,0 Тл. Например, для изготовления магнитных колец могут быть использованы керамические ферритобариевые магниты, изготавливаемые на ОАО «МСЗ» (Машиностроительный завод), г.Электросталь. Использование таких магнитных дисков позволяет повысить степень тонкой очистки не менее чем на 30-40%, что, очевидно, объясняется тем, что тонкие частицы обладают малым магнитным взаимодействием и для их магнитной сепарации необходимы более мощные магнитные поля. Работа магнитного сепаратора с патронами, набранными из указанных магнитов, может осуществляться и вне указанного интервала 0,1-3,0 Тл. Заявляемый интервал определен, исходя из технической и технологической целесообразности. Так, при величине В _r менее 0,1 Тл степень очистки недостаточна при требуемой производительности сепаратора около 20 тыс.куб.м в час. Чем меньше размер ферромагнитных частиц, которые улавливаются сепаратором, тем больше В_r приближается к В _r=3,0 Тл. При В_r более 3,0 Тл благодаря сильному магнитному полю магнитный шлам эффективно извлекается из очищаемой жидкости, но вместе с тем встает серьезная технологическая задача съема магнитного шлама с патронов. Увеличение В _r выше 3,0 Тл экономически неоправданно, так как при этом существенно удорожается стоимость создания магнитного сепаратора.

В каждом ряду патронов магнитные диски 17 смещены относительно дисков в смежных гильзах равным образом для всех дисков, то есть середина магнитомягкой прокладки 18 в одном патроне расположена на уровне середины магнитного диска в другом патроне. При расположении дисков 17 на одном уровне при любой направленности магнитного поля магнитное взаимодействие между дисками в двух патронах (расстоянии между ними 4-6 см) было максимальным (или притяжение, или отталкивание), и при движении манжет наблюдались биения. При заявленном вертикальном смещении магнитных дисков в двух патронах при сохранении плотности шага патронов в ряду 4-6 см шламоемкость патронов увеличилась на 18% и появилась возможность увеличить высоту патронов без снижения надежности работы сепаратора и повысить производительность процесса очистки.

Расстояние между рядами патронов выбирается из условия обеспечения слабого влияния магнитных полей патронов - это не менее 6 см (в зависимости от диаметра патронов).

Патроны 20 крепятся головной частью с радиальным зазором в сквозных отверстиях плиты 12, принадлежащей верхней платформе 5, резьбовым соединением: шайбы 21, гайки 22 и контргайки 23. Радиальный зазор патронов позволяет избежать заклинивания при работе шламосъемника. Для плотного и хорошего скольжения манжет 14 они выполнены из эластичного материала (например, резины), имеют сужающееся к низу сечение, и трение манжеты зависит только от площади касания патрона нижней кромкой манжеты.

Магнитный сепаратор работает следующим образом.

В режиме сепарации обе платформы 5 и 6 находятся в крайнем нижнем положении, при котором магнитные патроны погружены в очищаемую технологическую жидкость поперек потока ТЖ в емкости. Происходит активное осаждение магнитного шлама на патронах. Для удаления ферромагнитного шлама приводом 7 обе платформы поднимаются в верхнее положение. Под ряды патронов подводятся конвейеры 15. Затем выполняется спуск платформ, верхняя платформа 5 через 2-3 см хода останавливается, так как ее балка 16 устанавливается на опорной площадке конвейера 15. При спуске нижней платформы 6 по неподвижным патронам шлам сбрасывается с патронов на конвейеры 15 и удаляется из зоны очистки в стационарный конвейер или лоток (не показаны на фигурах). Затем нижняя платформа движется вверх, приподнимает на 2-З см верхнюю платформу и из-под патронов отводятся конвейеры. Обе платформы опускаются в нижнее положение. Достаточность цикла сепарации определяется либо оператором опытным путем, либо иными средствами (по времени, по массе шлама и пр.).

Магнитный сепаратор может быть изготовлен с использованием известных технологий, материалов и оборудования.