Електромагнітний сепаратор

Использование; очистка технических жидкостей и суспензий от содержащихся в них металлопримесей крупностью от 0,002 мм и выше. Сущность изобретения: внутри рабочего канала установлен ферромагнит ный концентратор, состоящий из ряда ферромагнитных пластин зубчатой формы, обращенных зубцами к верхнему полюсу. При этом зубцы выполнены трапецеидальной формы с отношением длины меньшегооснования к длине большего основания, равным 1/3-1/10. Зубчатые пластины установлены под острым углом к продольной оси рабочего канапа, а полюсный наконечник, на котором устанавливается рабочий канал с ферромагнитным концентратором, выполнен решетчатой формы и состоит из ферромзгнитых пластин прямоугольной формы, вертикально установленных на нижнем полюсе 3 ил. Изобретение относится к магнитной сепарации и предназначено для использования на фарфоровых и фаянсовых заводах, на предприятиях по производству керамических изделий и в других отраслях для очистки шликера, глазури и других технических жидкостей и суспензий от содержащихся в них металлопримесей крупностью от 0,002 мм и выше. Известны аналогичные конструкции, состоящие из электромагнитной или магнитной системы и рабочего органа (канала), через который проходит сепарируемый материал Недостатком известных устройств является их относительная конструктивная сложность, высокая металло- и энергоемкость и сравнительно низкая эффективность извлечения из жидкой среды мелких металлопримесей (например, крупностью менее 0,1 мм) вследствие практической невозможности реализации в рабочем органе достаточно высокой интенсивности и неоднородности магнитного поля. Известна также конструкция электромагнитного сепаратора, состоящая из желоба из немагнитного материала и магнитной системы, выполненной в виде соленоидов, размещенных с наружной стороны желоба по всей его длине. В рабочем режиме в желоб подается исходная жидкая среда, подлежащая сепарации, а соленоиды подключаются через коммутатор к сети постоянного тока, в результате чего в рабочем канале желоба создается движущееся магнитное поле, под действием которого реализуется разделение металлопримесей. Достоинством этой конструкции является возможность реализации непрерывности рабочего процесса сепарации. Недостатками данной конструкции являются высокая энергоемкость и малая эффективность сепарации мелких металлопримесей (крупностью менее 1 мм), так как известно, соленоидная система не может обеспечить достаточную интенсивность и неоднородность магнитного поля в немагнитном рабочем канале, а силы езаи \ 41 к> (Л 00 00 з 1722588 модейгтрия между движущимся магнитным полем и мегаплопримесями резко уменьшаются с уменьшением размеров мета'.лопримесей. Наиболее близкой по отношению к предлагаемому устройс і еу является известная конструкция электромагнитного сепаратора, Конструкция состоит из цилиндрических или прямоугольных сердечников с размещенными на них намагничивающнми катушками, двух попюсов (верхнего и нижнего), прикрепленных к торцовым частям сердечников, полюсных наконечников, прикрепленных к одному из полюсов, рабочего канала, выполненного в виде прямоугольного жплоба и установленного между полюсами с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости, внутри которого к боковым стенкам немагнитною желоба прикреплены цилмндрические пружины растяжения, выполненные из ферромагнитного материала и установленные ортогонально продольной оси канала с возможностью изгибания пружин в вертикальных и горизонтальных плоскостях. Пружины установлены в рабочем канале с шагом, равным шагу установки полюсных наконечников на полюсе, а сам рабочий канал установлен между полюсом и полюсными наконечниками таким образом, чтобы оси пружин и продольные оси полюсных наконечников находились в одних и тех же вертикальных плоскостях. Достоинствами конструкции прототипа являются простота, сравнительно низкая металлоемкость и энергоемкость, высокая эффективность извлечения мелких металлопримесей, налипающих в рабочем режиме к виткам цилиндрических пружин, установленных внутри рабочего канала.' Однако по мере накопления извлеченных (например, из шликера) металлопримесей на поверхности витков силы магнитного сцепления между металлопримесями и ферромагнитной массой пружин ослабляются и под напором потока шликера, движущегося по рабочему каналу, часть металлопримесей отрывается от пружин, что несколько снижает эффективность очистки шликера, Целью изобретения является повышение эффективности очистки и сниже-іие металлоемкости сепаратора. Указанная цель достигается тем, что внутри рабочего канала установлен ферромагнитный концентратор, состоящий из ряда ферромагнитных пластин зубчатой формы, обращенных зубцами к верхнему полюсу, при этом зубцы выполнены трапецеидальной формы с отношением длины меньшего основания к длине большего ос 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 нования 1/3...1/ТО. зуОчатыеплдсгины установлены под некоторым острым углом к продольной пг.и рабочего канала, а полюсный наконечник, на котором устанавливается рабочий канал с ферромагнитным концентратором, выполнен решетчатой формы и состоит из ряда ферромагнитных пластин прямоугольной формы, вертикально установленных на нижнем nnntn^gj Такое техническое решение позволяет создать в рабочем канапе дополнительные вертикальные составляющие градиента напряженности магнитного поля, направленные к вершинам зубцов пластин концентратора, что способстауег повышению надежности извлечения металлопримесей и понижает вероятность "оірьіоа" извлеченных металлопримесей под напором потока шликера или какой-либо другой суспензии, что повышает эффективность очистки в целом При этом трапецеидальная форма з\ тцов с указанным отношением геометрических параметров позволяет получить наиболее благоприятную топографию магнитного поля в зоне размещения зубчатых пластин и, соответственно, наибольшую эффективность очистки. Наконец, решетчатая форма полюсного наконечника в сочетании с указанной конструкцией ферромагнитного концентратора позволяет существенно понизить относительную долю потоков рассеяния в магнитной системе, что снижает металлоемкость сепаратора в целом На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, общий вид, па фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - профиль трапецеидального зубца концентратора. Сепаратор состоит из электромагнитной системы, выполненной в видесердечни• ов 1 с размещенными на них • намагничивающими катушками 2, верхнего полюса 3 и нижнего полюса 4, прикрепленных к торцовым поверхностям сердечников, полюсного наконечника 5 решетчатой формы, выполненного в виде ферромагнитных прямоугольных пластин, прикрепленных с определенным шагом к нижнему полюсу 4 (фиг.2), рабочего канала б, выполненного в виде желоба из немагнитного материала, внутри которого установлен ферромагнитный концентратор, состоящий из общего осногзания в виде плоской ферромагнитной пластины 7 (трлщиной 1,5...2,5 мм) и зубчатых пластин 8, обращенных зубцами трапецеидальной формы к верхнему полюсу 3 и установленных под некоторым острым углом к продольной оси рабочего канала 6. Сепаратор работает следующим обра і 1722588 В рабочем режиме электромагнит вместе с рабочим каналом устанавливают под некоторым углом к горизонту (практически 15...20 ), достаточным для протекания суспензии по рабочему каналу самотеком, поспе чего с помощью питателя или какого-либо другого устройства в рабочий канал 6 подают суспензию (по стрелке С на фиг,2), а намагничивающие катушки 2 подключают к источнику постоянного тока. Катушки 2 включают в магнитном отношении встречно и поэтому основная часть магнитного потока замыкается в рабочем зазоре между верхним полюсом 3 и полюсным наконечником 5, т.е. в зоне размещения зубчатых пластин 8. В результате зубчатые ферромагнитные пластины 4 сильно намагничиваются и, таким образом, в локальных объемах внутри рабочего канала создается высокоинтенсивное и высокоградиентное магнитное поле. Наилучшая топография магнитного поля, обеспечивающая наибольшие значения дополнительной составляющей градиента напряженности магнитного поля, имеет место при bi 3 4 10 ' где b'2 и bi - длима соответственно меньшего и большего основания зубца, а решетчатая форма полюсного наконечника 5 в сочетании с указанной конструкцией ферромагнитного концентратора позволяет понизить магнитные проводимости на путях потоков рассеяния между верхним и нижним полюсами 3 и 4 и, тем самым, уменьшить относительную долю потоков рассеяния в магнитной системе, а значит и металлоемкость сепаратора в целом. В результате установки зубчатых пластин 8 под некоторым острым углом к продольной оси рабочего канала 6 в процессе прохождения потока суспензии по рабочему каналу (по стрелкам С и В на фиг.2), содержащиеся в суспензии металломримеси в подавляющей своей массе механически контактируют с сильнонасыщенной ферромагнитной массой зубчатых пластин 4 и интенсивно осаждаются на гранях зубцов этих пластин, а очищенная таким образом сус 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 пензия свободно проходит самотеком по рабочему каналу 6 и подается в какой-либо приемник (по стрелке В на фиг.2). При этом под действием указанных дополнительных вертикальных составляющих градиента напряженности магнитного поля извлеченные металлопримеси "выталкиваются" вверх и накапливаются в зоне размещения меньших оснований трапецеидальных зубцов пластин 8, т.е. практически на уровнях, располагающихся выше потока суспензии, проходящего в рабочем режиме по каналу 6. По мере накопления ферромагнитных метйллопримесей на зубчатых пластинах 8 осуществляется их периодическая ручная разгрузка. С этой целью прекращается подача суспензии в рабочий канал б и отключаются катушки 2, после чего осуществляется ручная выемка рабочего канала 6 и удаление металлопримесей из канала, например, путем промывки канала. Формула изобретения Электромагнитный сепаратор, включающий электромагнитную систему, состоящую из сердечников с размещенными на них намагничивающими катушками, верхнего и нижнего плоских полюсов, прикрепленных к сердечникам, полюсного наконечника, прикрепленного к нижнему полюсу, выполненною в виде ряда ферромагнитных пластин прямоугольной формы, установленных с зазором одна относительно другой, и рабочего канала, выполненного в виде прямоугольного немагнитного желоба, установленного между полюсами, отл и чага щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса сепарации и снижения металлоемкости сепаратора, он снабжен ферромагнитным концентратором, установленным внутри рабочего канала, состоящим из ряда ферромагнитных плзстин зубчатой формы, обращенных зубцами к верхнему полюсу, при этом зубцы выполнены трапецеидальной формы с отношением длины меньшего основания к длине большего основания 1/3,..1/10, зубчатые пластины установлены под острым углом к продольной оси рабочею канала. 1722588 7 /JA 6 \ 'У7 } S } } / Г 8 1 фае. 2 Фигэ Редактор С.Лисина Составитель Б. Левчаев Техред М.Моргентал Корректор М.Максимиші^нец Заказ 1016 Тираж Подписное . , ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "I атент", г. Ужгород, ул Гагарина, 101