Дисковий магнітний сепаратор

УКРАЇНА 1 *1 *f\чо і АП (ІЗ) СІ (505 В 03 CJ/10 ОПИС ДО ПАТЕНТУ ДЕРЖАВНЕ ЛАТЕНТНЕ ВІДОМСТВО НА ВИНАХІД (54) ДИСКОВИЙ МАГНІТНИЙ СЕПАРАТОР 1 (20)94321707,02.04.93 (21)4929751/SU (22)19.04.91 (24)25.12.96 (46)25.12.96. Бюл. №4 (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 940850,кл. В 03 С 1/02, 1982. 2. Авторское свидетельство СССР № 1713650, кл. В 03 С 1/10, 1990. 3. Постоянные магниты. Справочник (Альман А.Б., Герберг A.M., Гладышев П.А. и др.; под ред. 10.М.Пятина - 2-е изд. перераб. и доп.) - М.: "Энергия", 1980, с.488. (72) Лозін Ігор Борисович, Євтушок Олександр Сергійович, Клепач Микола Іванович (73) Український Інститут Інженерів водного господарства (UA) (57) 1. Дисковый магнитный сепаратор, включающий рабочий орган, установленный с возможностью вращения и выполненный в виде кольцевых ограничителей, между которыми установлены ферромагнитные диски с немагнитными вставками, магнитную систему из постоянных магнитов, установленную неподвижно относительно дисков одноименными полюсами к их поверхности, очиститель из немагнитного материала, привод рабочего органа, приемники продуктов разделения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что диски выполнены с соосными кольцевыми канавками, немагнитные вставки выполнены кольцевыми, размещены в кольцевых канавках и установлены заподлицо с поверхностью диска, а магниты расположены внутри соосных дискам кольцевых ограничителей. 2. Сепаратор по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что немагнитные вставки выполнены с толщиной, определяемой из математического выражения; T-t S • В м, где Т - толщина дисков, м; R и t - соответственно радиус и толщина кольцевой немагнитной вставки, м; S - площадь магнитов, м 2 ; Вер - средняя индукция на поверхности магнита, тл; [В]-индукция насыщения материала диска, тл. 3. Сепаратор по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что кольцевые канавки с немагнитными вставками расположены с обеих сторон дисков. 4. Сепаратор по пп. 1-3, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что кольцевые канавки с немагнитными вставками у соседних дисков расположены друг против друга. 5. Сепаратор по пп.1-3, отл ич а ю щий с я тем, что кольцевые канавки с немагнитными вставками у соседних дисков расположены со смещением друг относительна Друга. 6. Сепаратор по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в дисках выполнены углубления в которых установлены кольцевые ограничи тел и. 7. Сепаратор по п . 1 , о т л и ч а ю щ и й с я тем, что очиститель выполнен в виде пакета выступающих за диски элементов, которые расположены между дисков и снаружи кольцевых ограничителей, и выполнены с зубом, прилегающим к рабочей поверхности диска. W О 11143 Изобретение относится к устройствам для извлечения ферромагнитных примесей из сыпучих и жидких сред и может быть использовано в металлургической, машиностроительной, горнообогатительной, пище- 5 вой и других отраслях промышленности. Известен магнитный сепаратор, включающий питатель, рабочий орган выполненный в виде установленных на ваіу с зазором дисков из немагнитного материала с разме- 10 щенными в них секторными магнитами, причем магниты обращены друг к другу одноименными полюсами, приемники продуктов разделения [1] Недостатком известного сепаратора яв- 15 ляется невысокая эффективность сепарации, за счет низких значений магнитного поля, действующего на улавливаемые ферромагнитные частицы, что обусловлено наличием магнитного сопротивления 20 (оболочка диска, конструктивные зазоры) между магнитами и поверхностью осаждения частиц, Кроме того, сепаратор ненадежен в работе вследствие сложности конструкции. 25 Наиболее близким по технической сущности является дисковый магнитный сепаратор, включающий рабочий орган в виде установленных с возможностью вращения дисков с немагнитными вставками, магнит- 30 ную систему из постоянных магнитов, зафиксированных ограничителями, установленных неподвижно и со смещением относительно оси вращения дисков, при этом магниты обращены к дискам одноимен- 35 ными полюсами [2] Недостатком данного сепаратора является невысокая эффективность очистки сред, особенно от мелкодисперсных ферромагнитных частиц, вследствие слабого сило- 40 вого воздействия на них (неизбежные конструктивные зазоры между магнитами и дисками увеличивают сопротивление магнитной цепи и снижают абсолютные значения напряженности магнитного поля в 45 междисковых зазорах), а также сложность конструкции. Цель изобретения - повышение эффективности процесса сепарации, упрощение конструкции сепаратора, 50 Поставленная цель достигается тем, что в дисковом магнитном сепараторе, включающем рабочий орган, установленный с возможностью вращения и выполненный в виде кольцевых ограничителей, между которыми 55 установлены ферромагнитные диски с немагнитными вставками, магнитную систему из постоянных магнитов, установленную неподвижно относительно дисков одноименными полюсами к их поверхности, очиститель из немагнитного материала, привод рабочего органа, приемник продуктов разделения, согласно изобретению, диски выполнены с соосными кольцевыми канавками, немагнитные вставки выполнены кольцевыми, размещены в кольцевых канавках и установлены заподлицо с поверхностью диска, а магниты расположены внутри соосных дискам кольцевых ограничителей. Толщина коаксиальных колец определяется из выражения ,. . S • Всо 1 1 лН[Щ где Т - толщина дисков, R и t - соответственно радиус и толщина кольца. Вер - средняя индукция на поверхности магнита, S - площадь магнита, [В]-индукция насыщения материала диска. Кольца могут быть выполнены с обеих сторон диска и расположены для смежных дисков друг против друга либо со смещением. Кроме того, кольцевые ограничители могут быть установлены в углубления, выполненные в дисках, а очиститель выполнен в виде пакета выступающих за диски элементов, которые расположены между дисков снаружи кольцевых ограничителей и снабжены зубом, прилегающим к торцевой поверхности диска. Выполнение дисков с немагнитными вставками в виде коаксиальных колец, которые утоплены в диски, установлены заподлицо с их поверхностью и расположены с обеих сторон диска, а также совокупность всех элементов заявляемого технического решения и их неразрывная взаимосвязь способствуют достижению положительного эффекта. На фиг.1 показан общий вид магнитного сепаратора; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг 3-сечение Б-Б на фиг.2, кольца смежных дисков расположены со смещением относительно друг друга; нафиг.4-тоже, кольца расположены друг протип друга. Дисковый магнитный сепаратор включает рабочий орган из установленных с возможностью вращения и дистанционно друг к другу ферромагнитных дисков 1 с немагнитными вставками 2, намагничивающую систему в виде постоянных магнитов 3, которые размещены между лісками 1 внутри соосных дискам кольцевых ограничителей 4. Магниты 3 установлены неподвижно относительно дисков 1 и обращены к ним одноименными полюсами. Немагнитные вставки 2 выполнены с обеих сторон диска 1 а виде коаксиальных колец, углубленных в диск 1 и установленных заподлицо с его поверхно 11143 стью, при этом кольца 2 смежных дисков твердого феррита, из которого он сделан. могут быть расположены друг напротив друКроме того, средняя индукция для магнитов га(фиг.4)либососмещением(фиг.З). Кольцеиз ферритов марок22БА220,22РА220 и ряда вые ограничители 4 жестко связаны с других может быть определена по эмпиричедисками 1 за счет сварки (фиг.З) или плотной 5 ской зависимости Вер = 41 (где I - толщина посадки в углубления, выполненные в диске магнита). 1 (фиг.4), Сепарируемая среда на рабочий Генерируемый поток Фм должен сооторган подается через бункер 5. Удаление ветствовать магнитному потоку Ф д , прохоферромагнитных примесей с дисков 1 осудящему в радиальном направлении через ществляется очистителем б в виде цельной 10 диск 1 и определяемому из выражения гребенки (фиг.З) или пакета выступающих за Ф д = 2 *RCT-t)[B]. (2) диски элементов (фиг.4), Лоток 7 предназнагде Т - толщина дисков, R и t - соответственчен для сбора ферропримесей. но радиус и толщина немагнитной вставки Работает сепаратор следующим обра(кольца), [В]-индукция насыщения материазом. 15 ла диска. Разница параметров T-t представСепарируемая среда через бункер 5 поляет собой рабочую толщину лиска в месте дается в зону очистки на рабочий орган. Под размещения немагнитных встааок. действием неоднородного магнитного поля, Приравнивая (1) и (2), после математичекоторое создается вокруг дисков 1 и на их ских преобразований получим поверхности, ферромагнитные частицы при- 20 S B c p - 7iR(T-t)[B]. тягиваются к поверхности дисков 1 и осаждаются на ней. Причем за счет того, что S* B T-t = (3) диски 1 снабжены немагнитными вставками 2, в междисковом пространстве создается Увеличение напряженности магнитного высокоградиентное магнитное поле, -"арак- 25 поля в рабочей зоне сепаратора (в междитеризующееся наличием локальных неодносковых зазорах) может быть достигнуто за родностей возле вставок 2. Осевшие на счет изменения условий прохождения магдисках 1 частицы при вращении рабочего нитного потока в диске в месте размещения органа выводятся из зоны очистки и затем вставок. Для этого толщина t вставки опреудаляются D лоток 7 с помощью очистителя 30 деляется не из уравнения (3), а принимается 6. из неравенства За счет выполнения немагнитных встаT-t< R[B] вок в виде коаксиальных колец, которые расположены в диске 1 па заданной глубине, Принятое из (4) значение t будет больше определяемой толщиной вставок 2, достига- 35 того, при котором весь магнитный поток моется решение нескольких целей. В междижет пройти через ферромагнитный участок сковом пространстве в местах размещения диска. При этом данный участок пропустит вставок 2 создается локальная неоднородлишь часть потока, а остальная часть будет ность магнитного поля и, как следствие этопроходить через воздух междископого зазого, увеличивается силовое воздействие на 40 ра. извлекаемые примеси, что приводит к повыВыполнение немагнитных вставок 2 с шению эффективности процесса сепарации; обеих сторон диска 1 делает сепаратор униТак как немагнитные вставки 2 выполнены версальным в том плане, что позволяет соне на всю толщину диска 1, то намагничивабирать рабочий орган применительно к ется весь диск, включая его торцы. 45 конкретной сепарируемой среде и примесям, содержащимся в ней. При большой конВзаимосвязь толщины t коаксиальных центрации однородных по размерам колец 2 и толщины Т диска 1 устанавливаетпримесей целесообразно немагнитные ся из следующих соображений. Значение вставки 2 смежных дисков 1 располагать со магнитного потока Фм, генерируемого по- 50 смещением относительно друг друга (фиг.З), стоянными магнитами, прилегающими к дичто обеспечивает создание большего числа ску с двух сторон, определяется из локальных неодиородностей магнитного повыражения ля о радиальном направлении в междисковом зазоре. Для сепарации среды, OM = 2 S B C P , (1) содержащей примеси широкого спектра где S - площадь магнитов, ВСр - средняя 55 крупности, целесообразно немагнитные индукция на поверхности магнита, которая вставки 2 смежных дисков 1 располагать вычисляется с использованием известных друг напротив друга (фиг.4). При этом увелизависимостей [3] по таким конструктивным чивается силовое воздействие на мелкие параметрам постоянного магнита как его геометрические размеры и марка магнито 11143 8 примесные частицы и, таким образом, повыплотного прилегания элементов очистителя шается эффективность процесса сепарации. к диску в результате их индивидуальной усЗа счет установки кольцевых ограничитановки. тепей 4 в углублениях, выполненных в дисках 1 (фиг.4), достигается повышение Заявляемый дисковый магнитный сепатехнологичности и упрощение конструкции ратор позволяет по сравнению с прототисепаратора. Сборка и стяжка всего рабочего пом повысить эффективность процесса органа может быть выполнена на одном васепарации и при этом значительно упролу. стить конструкцию, повысить технологичВыполнение очистителя 6 в виде пакета 10 ность изготовления и сборки конструкции. выступающих за диски элементов позволяет Кроме того, сепаратор обладает универсальностью в отношении размера улавливаемых добиться полного удаления уловленных припримесей. месей со всей поверхности диска 1 за счет Л Фиг. Фиг.2 ҐА 11143 B-B Фиг. З Упорядник Замовлення 4050 Техред М.Моргентал Фиг. 4 Коректор Л.Філь Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІна, 101