Вихрострумовий сепаратор

Реферат: Винахід належить до вихрострумових магнітних сепараторів і може використовуватись в технологіях вилучення електропровідних частинок з кольорових металів з загального потоку продукту, наприклад, з потоку склобою в скляній промисловості, з потоку промислових відходів в інших галузях, з потоку побутових відходів. Вихрострумовий сепаратор містить лоток живильника продукту, пристрій транспортування продукту, тонкостінний барабан, виконаний з неелектропровідного немагнітного матеріалу, всередині якого ексцентрично до нього встановлений з можливістю обертання магнітний ротор, магнітна система якого виконана з постійних магнітів, встановлених по колу з чергуванням полярності. У запропонованому сепараторі пристроєм для транспортування продукту є тонкостінний барабан, лоток живильника продукту виконують з можливістю подавання продукту безпосередньо на зовнішню поверхню тонкостінного барабана, а магнітну систему магнітного ротора виконують з тангенціально намагнічених постійних магнітів, розділених між собою по колу феромагнітними концентраторами клиноподібної форми, до яких постійні магніти прилягають однойменними полюсами. Винахід дозволяє підвищити ефективність сепарації продукту з меншими розмірами електропровідних частинок і з меншою величиною їхньої електропровідності. UA 105283 C2 (12) UA 105283 C2 UA 105283 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до вихрострумових магнітних сепараторів і може використовуватись в технологіях вилучення електропровідних частинок з кольорових металів з загального потоку продукту, наприклад, з потоку склобою в скляній промисловості, з потоку промислових відходів в інших галузях, з потоку побутових відходів. Відомий вихрострумовий сепаратор [1], який містить лоток живильника продукту, пристрій транспортування продукту, що включає натяжний барабан і гнучку стрічку, тонкостінний барабан виготовлений з неелектропровідного немагнітного матеріалу, всередині якого ексцентрично до нього встановлений з можливістю обертання магнітний ротор. Магнітний ротор містить магнітну систему, постійні магніти якої встановлені по колу з чергуванням їхньої полярності. Сепаратор [1], який приймається як прототип має ряд недоліків, які усуваються в запропонованому вихрострумовому сепараторі. Так стрічкове виконання сепаратора [1] з натяжним барабаном і гнучкою стрічкою суттєво збільшує вартість сепаратора за рахунок використання гнучкої стрічки, яка швидко стирається (зношується) і вимагає частої заміни. Крім того, під гнучкою стрічкою на поверхню тонкостінного барабана, в який вмонтований магнітний ротор, можуть осідати і накопичуватись сильномагнітні частинки. Значний шар таких осаджених частинок виводить з ладу сепаратор. А наявність в самому продукті, що транспортується на поверхні гнучкої стрічки, сильномагнітних частинок може призвести до "застрявання" цих частинок в зоні дії на них магнітних сил магнітного ротора. При цьому гнучка стрічка піддається швидкому руйнуванню внаслідок тертя нерухомих частинок по поверхні приведеної в рух стрічки. Оскільки ефективність вихрострумових сепараторів залежить від частоти перемагнічування електропровідних частинок продукту, то магнітний ротор виконують багатополюсним. Так як величина діаметра магнітного ротора обмежена, то його багатополюсне виконання призводить до зменшення ширини полюсів постійних магнітів, внаслідок чого магнітна індукція стрімко зменшується в напрямку від поверхні магнітного ротора. Наявність гнучкої стрічки віддаляє продукт на величину товщини стрічки, що зменшує ефективність сепарації, це теж слід вважати недоліком сепаратора-прототипу. Виконання магнітного ротора сепаратора-прототипу з радіально намагнічених постійних магнітів створює на його поверхні найменші нормальні і найбільші тангенціальні складові повного вектора магнітної індукції. Найбільш ймовірне положення частинок продукту на поверхні пристрою транспортування "плоске", тобто коли частинки більшою своєю поверхнею лежать на поверхні пристрою транспортування. В цих випадках ефективність сепарації визначається саме величиною нормальної складової вектора магнітної індукції і в меншій мірі величиною її тангенціальної складової. Тому магнітну систему сепаратора [1] слід вважати не оптимізованою щодо вимог самого фізичного процесу вихрострумової сепарації, що теж є недоліком сепаратора-прототипу. У винаході поставлена задача підвищити ефективність сепарації шляхом виконання вихрострумового сепаратора безстрічковим, в якому функцію транспортування продукту виконує тонкостінний барабан, а також шляхом виконання магнітної системи магнітного ротора з тангенціально намагнічених постійних магнітів, розділених між собою по колу клиноподібної форми феромагнітними концентраторами. Поставлена задача вирішується в вихрострумовому сепараторі, який містить лоток живильника продукту, пристрій транспортування продукту, тонкостінний барабан, виконаний з неелектропровідного немагнітного матеріалу, всередині якого ексцентрично до нього встановлений з можливістю обертання магнітний ротор, магнітна система якого виконана з постійних магнітів, встановлених по колу з чергуванням полярності, в якому згідно з винаходом, пристроєм для транспортування продукту є тонкостінний барабан, лоток живильника продукту виконують з можливістю подавання продукту безпосередньо на зовнішню поверхню тонкостінного барабана, а магнітну систему магнітного ротора виконують з тангенціально намагнічених постійних магнітів, розділених між собою по колу феромагнітними концентраторами клиноподібної форми, до яких постійні магніти прилягають однойменними полюсами. Поставлена задача вирішується тим, що зовнішню поверхню тонкостінного барабана виконують покритою тонким шаром зносостійкого матеріалу. Поставлена задача вирішується тим, що вихідну частину лотка живильника продукту, наближену до зовнішньої поверхні тонкостінного барабана, виконують з неелектропровідного немагнітного матеріалу. Зв'язок між ознаками запропонованого сепаратора і отриманим позитивним результатом наступний. 1 UA 105283 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Виконання запропонованого вихрострумового сепаратора безстрічковим, в якому функцію транспортування продукту виконує тонкостінний барабан, спрощує і здешевлює його конструкцію та зменшує відстань від продукту, що лежить на поверхні пристрою транспортування, до поверхні магнітного ротора в робочій зоні вихрострумового сепаратора на величину товщини гнучкої стрічки. А покриття зовнішньої поверхні тонкостінного барабана тонким шаром зносостійкого матеріалу вирішує проблему стирання і руйнування поверхні тонкостінного барабана як частинками продукту взагалі, так і особливо сильномагнітними частинками. Відповідно до фізичного принципу вихрострумової сепарації ефективність сепарації залежить як від величини, так і від напрямку вектора магнітної індукції в шарі продукту на поверхні пристрою його транспортування. Встановлення між тангенціально намагніченими постійними магнітами феромагнітних концентраторів клиноподібної форми збільшує абсолютну величину магнітної індукції. Але ще більший ефект досягається встановленням феромагнітних концентраторів саме в магнітних системах вихрострумових сепараторів за рахунок отримання найбільшої величини нормальної складової вектора магнітної індукції на поверхні феромагнітних концентраторів, яка рівна величині повної магнітної індукції. Створення тільки нормальної складової магнітної індукції на поверхні феромагнітних концентраторів пояснюється фізикою магнітного поля, магнітний потік якого виходить з поверхні феромагнетиків під прямим кутом. Досягнення найбільшої складової вектора магнітної індукції збільшує ефективність сепарації. Виконання феромагнітних концентраторів клиноподібними в запропонованому вихрострумовому сепараторі збільшує величину магнітного потоку, який замикається через зовнішню (робочу) поверхню магнітної системи магнітного ротора і відповідно зменшує величину магнітного потоку, який замикається через її внутрішню (не робочу) поверхню. Що також сприяє підвищенню ефективності сепарації. Виконання живильника з можливістю подавання продукту безпосередньо на поверхню тонкостінного барабана може створити умови для недопустимого нагрівання вихідної частини лотка живильника, дією вихрових струмів в тілі лотка живильника. В таких випадках вихідна частина лотка живильника виконується з неелектропровідного немагнітного матеріалу. На Фіг. 1 зображено поперечний переріз запропонованого вихрострумового сепаратора. На Фіг. 2 зображено поперечний переріз магнітної системи магнітного ротора. Вихрострумовий сепаратор включає лоток 1 живильника продукту (Фіг. 1) з вихідною його частиною 2, виконаною з неелектропровідного немагнітного матеріалу, тонкостінний барабан 3, виготовлений з неелектропровідного немагнітного матеріалу і встановлений з можливістю обертання з кутовою швидкістю ω1 магнітний ротор 4, магнітна система якого виконана з постійних магнітів з чергуванням їхньої полярності по колу. Магнітна система магнітного ротора 4 складається з тангенціально намагнічених постійних магнітів 5 (Фіг. 2), між якими встановлені клиноподібної форми феромагнітні концентратори 6 магнітний ротор 4 встановлений з можливістю обертання з кутовою швидкістю ω2. Для електропровідних частинок встановлений приймач 7, а для неелектропровідних частинок - приймач 8. Запропонований сепаратор працює наступним чином. Продукт з лотка 1 живильника (Фіг. 1) через його вихідну частину 2 подають на поверхню приведеного в обертовий рух тонкостінного барабана 3. Надалі продукт, який транспортується на поверхні тонкостінного барабана 3, поступово наближається до поверхні магнітного ротора 4, магнітна система 5, 6 якого створює обертове магнітне поле. При цьому по мірі наближення до поверхні магнітного ротора 4 на електропровідні частинки діють все більшої наростаючої інтенсивності імпульси магнітного потоку, який виходить по нормалі з поверхонь клиноподібних феромагнітних концентраторів 6 (Фіг. 2). При переміщенні продукту на поверхні тонкостінного барабана в зоні встановлення магнітного ротора на частинки продукту діють потужні імпульси магнітного потоку переважно радіального напрямку, що і створює електродинамічні сили, під дією яких траєкторія електропровідних частинок відхиляється від поверхні тонкостінного барабана 3, тоді як траєкторія неелектропровідних частинок від дії обертового магнітного поля не змінюється, чим і досягається розділення продукту, що піддається вихрострумовій сепарації, на електропровідні частинки, що попадають в приймач 7 та неелектропровідні частинки, що попадають в приймач 8. Використання запропонованого вихромтрумового сепаратора дозволяє підвищити ефективність сепарації продукту з меншими розмірами електропровідних частинок і з меншою величиною їхньої електропровідності. Джерело інформації: 2 UA 105283 C2 1. Патент DE 3823944, ВОЗС 1/18, публ. 30.11.89. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 15 1. Вихрострумовий сепаратор, який містить лоток живильника продукту, пристрій транспортування продукту, тонкостінний барабан, виконаний з неелектропровідного немагнітного матеріалу, всередині якого ексцентрично до нього встановлений з можливістю обертання магнітний ротор, магнітна система якого виконана з постійних магнітів, встановлених по колу з чергуванням полярності, який відрізняється тим, що пристроєм для транспортування продукту є тонкостінний барабан, лоток живильника продукту виконаний з можливістю подавання продукту безпосередньо на зовнішню поверхню тонкостінного барабана, а магнітна система магнітного ротора виконана з тангенціально намагнічених постійних магнітів, розділених між собою по колу феромагнітними концентраторами клиноподібної форми, до яких постійні магніти прилягають однойменними полюсами. 2. Сепаратор за п. 1, який відрізняється тим, що зовнішня поверхня тонкостінного барабана виконана покритою тонким шаром зносостійкого матеріалу. 3. Сепаратор за п. 1, який відрізняється тим, що вихідна частина лотка живильника продукту, наближена до зовнішньої поверхні тонкостінного барабана, виконана з неелектропровідного немагнітного матеріалу. 3 UA 105283 C2 Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4