Спосіб одержання насадки магнітного фільтра

Спосіб одержання насадки магнітного фільтра, який включає розташування магнітного порошку на основі і прикладання постійного магнітного поля, який відрізняється тим, що формування насадки, яка складається з окремих часток магнітного порошку, проводиться шляхом прикладання до порошку No імпульсів магнітного поля з амплітудою Н2, при цьому розмір Н2 попередньо визначається по залежності діаметра області, зайнятої окремими елементами, від амплітуди зовнішнього поля, а величина No визначається із залежності КІЛЬКОСТІ кластерів у масиві магнітних часток від КІЛЬКОСТІ імпульсів Винахід відноситься до області одержання ефективних фільтрів для очищення рідких і газоподібних робочих середовищ у магнітному полі Він може бути використаний утих галузях промисловості, де є необхідність уловлювання рідкісних елементів і з'єднань (у мікроелектроніці), для очищення води від магнітних і шкідливих домішок (у харчовій промисловості) Відомий спосіб формування магнітних насадок фільтрів, який заснований на впливі імпульсів магнітного поля на колектив магнітних часток [Спосіб отримання насадки магнітного фільтра Патент України № 32641 Опубл 15 02 2001 Бюл №1] Найближчим технічним рішенням є спосіб отримання фільтруючого елементу [Спосіб одержання насадки магнітного фільтра Патент України №32640 Опубл 15 02 2001 Бюл №1] ВІДПОВІДНО до цього способу, для одержання низьких розмагнічуючих факторів окремих елементів насадки, формування масиву й окремих елементів насадки з магнітного порошку, розміщеного на основі, проводиться прикладанням до порошку магнітного поля з амплітудою вище деякого значення Н2 Розмір Н2 попередньо визначається по залежності діаметра області зайнятої окремими елементами від розміру зовнішнього поля пом є необхідність фіксації феромагнітних часток на основі за допомогою зв'язуючої речовини, прикладання магнітних полів у процесі формування, розташування перед формуванням насадки в області прикладання магнітних полів визначеної КІЛЬКОСТІ магнітного порошку Проте відомий спосіб формує окремі елементи, розміри котрих набагато більше розмірів окремої частки використовуваного порошку Великі кластери не дозволяють створювати високі градієнти, а отже, одержувати максимально можливі (для даного порошку) градієнти магнітних полів Крім того, затвердіння зв'язуючої речовини відбувається в присутності магнітного поля, що обмежує його застосування В основу винаходу поставлено завдання підвищення ефективності фільтруючого елементу за рахунок того, що будуть сформовані окремі елементи насадки мінімально можливих розмірів, що дозволяє одержати використання конкретного порошку Завдання полягає в тому, щоб сформовані з магнітного порошку окремі елементи містили не більш однієї частки цього порошку У цьому випадку будуть досягнуті максимальні градієнти неоднорідного магнітного поля біля кожної частки Поставлене завдання досягається тим, що у способі отримання насадки магнітного фільтра, який включає розташування магнітного порошку на основу і прикладання постійного магнітного поля, згідно з винаходом, формування насадки прово Застосування описаного способу дозволяє вибирати форму окремих кластерів і модулювати спектр розмірів областей градієнтного поля багаторівневої насадки Загальною ознакою з прототи ЗОВНІШНЬОГО ПОЛЯ (О ю о ю 50569 диться шляхом прикладання до порошку No імпуповідному виборі амплітуди цього поля можна дольсів магнітного поля з амплітудою Н2, при цьому сягти того, що при такому вмиканні картина розвирозмір Н2 попередньо визначається по залежності вається якісно аналогічно, тобто нові кластери, що діаметра області зайнятої окремими елементами утворилися при попередньому імпульсі, розпадавід амплітуди зовнішнього поля, а величина No ються практично незалежно при наступному імпувизначається з залежності КІЛЬКОСТІ кластерів у льсі При доведенні КІЛЬКОСТІ імпульсів до визнамасиві магнітних часток від КІЛЬКОСТІ імпульсів зовченого значення можна досягти переходу до нішнього поля окремих часток (кульок) Звідси випливає, що існує можливість зробити роздрібнення вихідного масиПричинно-наслідковий зв'язок між запропонову порошку аж до досягнення мінімальних розмірів ваними ознаками та технічним результатом буде в окремих елементів насадки наступному Відомо, ЩО насадка (фільтруючий елемент) є Сутність способу одним з основних елементів магнітного фільтра У запропонованому способі поставлена задаПри розташуванні насадки в магнітному полі фільча вирішується тим, що розподіл феромагнітного тра, навколо одиночних елементів насадки форпорошку по поверхні основи фільтра виконують у муються області високоградієнтного магнітного зовнішньому імпульсному полі визначеної ампліполя Середовище, яке підлягає очищенню, протітуди, а процес роздрібнення повторюють визначекає в безпосередній близькості від одиночних ну КІЛЬКІСТЬ раз При цьому окремі елементи насаелементів насадки, і домішки затримуються висодки формуються з окремих часток магнітного коградієнтними полями Оскільки сила взаємодії порошку домішки з неоднорідним полем визначається доРеалізація способу заснована на тому факті, бутком Н VH, то ефективність роботи фільтра бущо, з одного боку, характер прямування часток де залежати як від розміру поля (Н), так і від розпорошку при формуванні насадки залежить від міру його градієнту (VH) Насадки амплітуди магнітного поля, а з іншої сторони, КІЛЬвикористовуються для того, щоб збільшити локаКІСТЬ елементів насадки і КІЛЬКІСТЬ магнітних часток льні градієнти магнітних полів Добре відомо, що в окремому елементі залежить від КІЛЬКОСТІ імпувеличина градієнту, що утворюється магнітною льсів цього поля 3 наростанням КІЛЬКОСТІ вмикань насадкою, визначається її розмірами Використанпостійного магнітного поля КІЛЬКІСТЬ окремих еленя імпульсних полів на колективи часток дозволяє ментів у масиві часток росте Проте, при досягформувати окремі елементи магнітного фільтра ненні визначеного значення КІЛЬКОСТІ імпульсів No різноманітної форми або ж, використовуючи матпроцес стабілізується і подальшого роздрібнення рицю, розташовувати їх необхідним чином елементів масиву не спостерігається Схематично залежність КІЛЬКОСТІ кластерів у масиві магнітних Ціллю запропонованого способу є вибір такого часток NK від КІЛЬКОСТІ прикладених імпульсів зоврежиму формування насадки магнітного фільтра, нішнього поля Цнп - приведена на фіг щоб він забезпечив розбив масиву часток до мініВажливим фактором є вибір амплітуди магнітмальних розмірів, тобто до окремих часток вихідного поля Н В залежності від розміру Н, реалізуного порошку У цьому випадку досягається мініються різноманітні механізми формування насадмальний розмір окремого елемента насадки, а ки Зміна амплітуди постійного магнітного поля отже, і максимальний градієнт магнітного поля, призводить до зміни сил взаємодії часток порошку тобто підвищується ефективність уловлювання і характеру їх прямування Збільшення Н призводомішок Ця ціль досягається шляхом формування дить до збільшення взаємодії між частками Якщо фільтруючого елемента шляхом впливу на магнітчастки знаходяться в одній площині, то вони розний порошок імпульсів постійного поля Особливіштовхуються В результаті відбувається роздрібстю є те, що цей вплив проводиться багаторазово нення масиву часток Проте, починаючи з деякого Спосіб заснований на тому факті, що багатозначення Н2, виявлятися процес прямування часкратний вплив магнітного поля на кластери з магток у вертикальному напрямку Це призводить до нітних часток призводить до їхнього подальшого зміни характеру взаємодії і процес притягування роздрібнення при кожному новому вмиканні магнічастинок починає переважати Тому найбільш витного поля При цьому, при деякому значенні КІЛЬгідною є така ситуація, коли поле велике і взаємоКОСТІ імпульсів досягається повне роздрібнення дія між частками велика Проте розмір поля не кластерів до дрібних часток і подальше роздрібповинен бути достатнім для зміни характеру взаєнення не відбувається Таким чином, такий спосіб модії між частками Розмір поля, що задовільняє формування насадки призводить до того, що розцим умовам, відповідає полю Н2, спосіб визначенмір окремого її елементу мінімальний і дорівнює ня якого розглянуто в прототипі розміру часток вихідного порошку З іншого боку, дослідження показують, що якщо на магнітний порошок, розташований на магнітній основі впливати багаторазово імпульсами магнітного поля, то відбувається цілий каскад руйнацій окремих кластерів при першому імпульсі початковий кластер розбивається на великі кластери, що складаються з великої КІЛЬКОСТІ часток і при припиненні наростання магнітного поля прямування часток не відбувається Повторне вмикання магнітного поля призводить до подальшої руйнації кожного з цих кластерів, причому при від Розмір No також може залежати від Н Тому спочатку визначається Н2, а потім - No Таким чином, спосіб містить у собі таку ПОСЛІДОВНІСТЬ операцій - визначення розміру Н2, - визначення розміру No, - розташування на основі фільтра феромагнітного порошку зі зв'язуючою речовиною, - прикладання до порошку постійного магнітного поля з амплітудою Н = Н2 і КІЛЬКІСТЮ імпульсів No 50569 ся Фіксацію часток проводили при виключеному - закріплення порошку звязуючою речовиною полі У такий спосіб були отримані насадки, сфорПриклад здійснення способу мовані при різноманітних значеннях КІЛЬКОСТІ вмиОдержання фільтруючих насадок із мінімалькань і відключень поля (імпульсів ІЧмп) Для насаними розмірами окремих елементів виконують док, отриманих при різноманітних значеннях N|Hn шляхом впливу магнітного поля на ВИХІДНІ кластеза допомогою оптичного мікроскопа була знайдена ри магнітних часток ВИХІДНІ кластери формувалиКІЛЬКІСТЬ окремих елементів у ній NK Залежність NK ся з каліброваних по розмірі затравочних елемен(ІЧмп) будувалася з усередненням даних по серії з тів, що виготовлялися у формі кульок діаметром 4 вимірів для кожного значення N|Hn За схемою, Do = 1мм із похибкою форми 0,1мм У якості матеприведеної на фіг було визначено граничне знаріалу для формування затравочних елементів вичення КІЛЬКОСТІ імпульсів No(No = ЗО) Був проведекористовували порошок із Ni кульок із діаметрами ний вимір розмірів окремих елементів насадок для в інтервалі від 3 до 15мкм, осаджений у розплаврізноманітних значень N|Hn При N|Hn > No у насадці леному парафіні Вміст часток Ni у цій суміші скла3 менше 1% окремих елементів мали розміри, що дало 3,54г/см Затравочні кульки при Т = 115°С перевищують розмір окремої частки порошку Отпоміщали у центр кювети з розплавленим парафіже, даний спосіб визначення розміру No достатньо ном і при їх плавленні формувались ВИХІДНІ класточний та надійний тери Розмір поля Н2 = 110 Э був визначений способом, який описаний в прототипі При Т = 95°С вмикалось постійне магнітне поле Тривалість фронту імпульсу вмикання біля 1 сек Після завершення видимих змін (вихідний кластер розпався на декілька кластерів), магнітне поле відключало Таким чином, запропонований спосіб дозволяє створювати насадки, одиночні елементи яких являють собою окремі кульки, вони можуть бути використані для створення високоградієнтних магнітних полів у робочому середовищі N N N, Фіг. ІМП