Безстрічковий роликовий магнітний сепаратор

1. Безстрічковий роликовий магнітний сепаратор, який містить магнітний ролик, магнітоіндукційний очисний пристрій, виконаний у вигляді одного або декількох розміщених один за одним по колу нерухомих загострених до поверхні ролика феромагнітних зубців, встановлену уздовж ролика систему подавання під тиском повітря в напрямку обертання ролика в зазор між поверхнею ролика і магнітоіндукційним очисним пристроєм, приймачі просепарованого продукту, який відрізняється 3 у відкритий простір корпуса сепаратора і витають довго не осідаючи в приймачі магнітної або немагнітної фракції продукту. При цьому можливе повторне багаторазове осадження магнітних частинок на поверхню магнітного ролика. Не виключається також хаотичне осадження дрібних частинок магнітної фракції продукту в приймачі вже відсепарованої немагнітної фракції продукту. Крім того, встановлення нагнітача або всмоктувача повітря поза корпусом сепаратора [1] разом з повітропроводами і автономним електроприводом вала-нагнітача робить сепаратор в цілому більш громіздким і створює конструктивні труднощі щодо забезпечення рівномірного подавання стислого повітря (або його всмоктування) по всій довжині магнітного ролика, яка може досягати 1,0-1,5 метра. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалити безстрічковий роликовий магнітний сепаратор шляхом установлення пневмотранспортної системи для усунення в ньому хаотичного переміщення "здутих" з поверхні магнітного ролика частинок і формування упорядкованого пневмотранспортування цих частинок в приймачі магнітної фракції просепарованого продукту, а також шляхом установлення автономного нагнітача стислого повітря безпосередньо в корпусі сепаратора. Поставлена задача вирішується в безстрічковому роликовому магнітному сепараторі, який містить магнітний ролик, магнітоіндукційний очисний пристрій, виконаний у вигляді одного або декількох розміщених один за одним по колу нерухомих загострених до поверхні ролика феромагнітних зубців, установлену уздовж ролика систему подавання під тиском повітря в напрямку обертання ролика в зазор між поверхнею ролика і магнітоіндукційним очисним пристроєм, приймачі просепарованого продукту, в якому, згідно корисної моделі, систему подавання під тиском повітря виконують як пневмотранспортну систему, котра включає вентилятор вихрового типу встановлений всередині корпуса сепаратора уздовж магнітного ролика, нагнітаючий і всмоктуючий патрубки вентилятора та транспортуючі повітропроводи. Поставлена задача вирішується в безстрічковому роликовому магнітному сепараторі, в якому всмоктуючий патрубок вентилятора з'єднують додатково через всмоктуюче сопло з вільним об'ємом корпуса сепаратора. Поставлена задача вирішується в безстрічковому роликовому магнітному сепараторі, в якому привід валу вентилятора здійснюють через механічну передачу від приводного валу магнітного ролика. Поставлена задача вирішується в безстрічковому роликовому магнітному сепараторі, в якому привід валу вентилятора здійснюють через механічну передачу безпосередньо від валу електричного двигуна привода магнітного ролика. Запропоноване виконання безстрічкового роликового сепаратора з пневмотранспортною системою, яка транспортує "здуті" стислим повітрям частинки продукту з поверхні магнітного ролика дозволяє в закритих від об'єму корпуса сепаратора повітропроводах транспортувати магнітну фра 54968 4 кцію продукту в приймачі цієї фракції. При цьому практично усувається попадання таких "здутих" частинок у вільний об'єм всередині корпуса сепаратора та їхнє повторне осаджування на магнітний ролик і попадання в приймачі немагнітної фракції продукту. Використання як нагнітача (або всмоктувача) повітря саме вентилятора вихрового типу, в якому повітря всмоктується і виштовхується через відповідні патрубки, виконані у вигляді вузьких каналів уздовж вала вентилятора, дозволяє просто і природно вирішити технічну задачу: нагнітання (або всмоктування) повітря в вузький зазор між зубцем і поверхнею магнітного ролика по всій його довжині без принципових обмежень цієї довжини. Технічні характеристики вихрових вентиляторів [2] (великий напір і малі витрати повітря) добре узгоджуються з вимогами щодо параметрів і характеристик повітропроводів системи пневмотранспортування здутих з поверхні ролика частинок продукту, що підлягає сепарації. Конструктивне виконання вихрових вентиляторів у вигляді поздовжнього циліндричної форми корпуса з поздовжніми вхідними і вихідними патрубками і радіальними лопатками дозволяє встановлення такого вентилятора в самому корпусі сепаратора паралельно магнітному ролику. При цьому, конструктивно просто здійснити привід вала вентилятора через механічну передачу безпосередньо від вала магнітного ролика або від вала приводного електродвигуна магнітного ролика. Цим самим усувається індивідуальний електропривід вентилятора і суттєво спрощується конструкція сепаратора. Встановлення вентилятора з пневмотранспортною системою всередині корпуса сепаратора і привід вала вентилятора від вала магнітного ролика дозволяє створити і розглядати запропонований безстрічковий роликовий магнітний сепаратор з магнітоіндукційним очисним пристроєм конструктивно і технологічно як одне ціле. Оскільки роликові сепаратори призначені для магнітної сепарації сильно подрібнених (дрібнодисперсних) слабомагнітних продуктів, то при подаванні продукту, що. підлягає сепарації, на робочу поверхню ролика відбувається розпилення самих дрібних мікрочастинок і їх витання в об'ємі корпуса сепаратора. Запропонований пневмозв'язок об'єму повітря в корпусі сепаратора з всмоктуючим патрубком вентилятора через всмоктуюче сопло (під'єднано до всмоктуючого патрубка) дозволяє подавати у вентилятор повітря не тільки з простору поза корпусом, але і з внутрішнього простору корпуса сепаратора. Так як повітря всередині корпуса сепаратора містить дуже дрібні частинки переважно немагнітної фракції продукту, що сепарується, то разом з повітрям ці частинки засмоктуються у вентилятор і надалі під дією лопаток вентилятора розганяються і направляються в зазор між зубцем очисного пристрою і поверхнею магнітного ролика. При цьому за рахунок кінетичної енергії мікрочастинок, які рухаються з потоком повітря, відбувається своєрідне "бомбардування" цими частинками тонкого шару магнітної фракції продукту осадженого на поверхню магнітного ролика, що 5 додатково підвищує ефективність очищення поверхні ролика. На Фіг.1 зображено поперечний переріз безстрічкового роликового магнітного сепаратора з одним всмоктуючим патрубком вентилятора. На Фіг.2 зображено поперечний переріз безстрічкового роликового магнітного сепаратора з двома всмоктуючими патрубками вентилятора. На Фіг.3 зображено кінематичну схему приводу вентилятора від валу магнітного ролика безстрічкового роликового магнітного сепаратора. На Фіг.4 зображено кінематичну схему приводу вентилятора від валу електродвигуна безстрічкового роликового магнітного сепаратора. Запропонований безстрічковий роликовий магнітний сепаратор (Фіг.1, Фіг.2) містить живильник 1, корпус 2, всередині якого встановлений з можливістю обертання магнітний ролик 3. Під магнітним роликом уздовж його робочої поверхні встановлений із зазором (8) загострений до цієї поверхні зубець 4. Безстрічковий роликовий магнітний сепаратор оснащують пневмотранспортною системою, яка включає вентилятор вихрового типу 5 з всмоктуючим патрубком 6 і напірним патрубком 7, який закінчується звужуючим соплом 8, всмоктуючий повітропровід 9 і випускний повітропровід 10. Випускний повітропровід 10 через отвір в корпусі 2 з'єднаний з приймачем 11 частинок продукту, що пневмотранспортуються через повітропровід 10. Повітропровід 10 ущільнюють повстяним (або іншим) ущільнювачем 12. В корпусі 2 встановлений приймач немагнітної фракції продукту 13. При виконанні сепаратора за Фіг.2 всмоктуючий повітропровід 9 доповнюють всмоктуючим соплом 14, яке безпосередньо зв'язане з внутрішнім простором корпуса 2. Привід валу 15 магнітного ролика 3, як це зображено на Фіг.3, Фіг.4, здійснюють від електродвигуна 16 через редуктор 17. Привід валу 18 вентилятора 5 може здійснюватися по одній з двох кінематичних схем (Фіг.3, Фіг.4). За схемою Фіг.3 привід валу 18 вентилятора 5 здійснюється від валу 15 магнітного ролика 3 через пасову (або ланцюгову) передачу 19, яка встановлена всередині корпуса 2. Передача 19 повинна підвищувати швидкість 2 валу вентилятора 5 порівняно зі швидкістю 1 валу 15 магнітного ролика 3. За схемою Фіг.4 привід валу 18 вентилятора 5 здійснюється від валу 16 через механічну переда3 чу 20, коефіцієнт передачі якої зале2 жить від швидкості обертання 3 двигуна 16 , яка визначається заданою швидкістю обертання 1 магнітного ролика 3. Описана пневмотранспортна система (Фіг.1, Фіг.2) з подаванням стислого повітря в зазор, тобто напірна пневмотранспортна система, може замінятись витяжною системою, як це має місце у витяжних пневмотранспортних системах в промисловості і побутових вентиляторах, така заміна напірної системи на витяжну не є принциповою. У витяжній системі пневмотранспорту не можна 54968 6 отримати тиску більше 0,1 МПа, тоді як тиск в напірній системі необмежений особливо при використанні компресорів замість вентиляторів. Запропонований магнітний сепаратор працює наступним чином. Магнітний ролик 3 (Фіг.1, Фіг.2) системою електропривода 16,17 (Фіг.3, Фіг.4) приводиться в обертовий рух з кутовою швидкістю 1, а вентилятор 5 з кутовою швидкістю 2. Після чого на робочу поверхню магнітного ролика 3 через отвір в корпусі 2 від живильника 1 подається продукт, що підлягає сепарації (темними крапками позначені частинки магнітної фракції продукту, а кільцями-частинки немагнітної фракції продукту). Під дією магнітних сил частинки магнітної фракції продукту осаджуються на поверхню магнітного ролика 3, а частинки немагнітної фракції під дією відцентрової сили і сили тяжіння відриваються від поверхні магнітного ролика 3 і попадають в приймач 13 немагнітної фракції продукту. Частинки продукту, які осіли на поверхню магнітного ролика 3, внаслідок обертання цього ролика транспортуються в зону взаємодії феромагнітного зубця 4 з магнітною системою магнітного ролика 3. Внаслідок такої взаємодії магнітні сили, які утримують частинки магнітної фракції на поверхні магнітного ролика 3, змінюють напрямок своєї дії на протилежний (тобто направлені на загострення зубця 4) або хоча б суттєво зменшують свою величину. Так, як при обертанні магнітного ролика 3 одночасно обертається вентилятор 5, то через всмоктуючий повітропровід 9 потік повітря Q1 (Фіг.1) через всмоктуючий патрубок 6 вентилятора 5 потрапляє на лопатки вентилятора 5 і надалі через напірний патрубок 7 вентилятора 5 попадає в напірне сопло 8, через яке під тиском подається в зазор між зубцем 4 і робочою поверхнею магнітного ролика 3. Так, як напірне сопло 8 звужується в напрямку зазору (Фіг.1), то в зазорі швидкість і тиск потоку повітря Q1 багатократно зростає чим і створюються умови для "здування" частинок продукту з поверхні магнітного ролика 3 у випускний повітропровід 10. Надалі "здуті" частинки продукту пневмотранспортуються з потоком повітря Q1 через повітропровід 10 в приймач магнітної фракції продукту 11. При необхідності в приймачі 11 може встановлюватися повітряний фільтр для відокремлення транспортованих частинок продукту від повітря, яке виводиться у вільний простір поза корпусом 2, а вказані частинки накопичуються як окремий продукт процесу сепарації. М'яке повстяне ущільнення 12 усуває "видування" частинок продукту із зазору в об'єм корпуса 2 поза повітропроводом. При виконанні запропонованого сепаратора з додатковими всмоктуючим соплом 14 (Фіг.2) у вентилятор 5, крім основного потоку повітря Q1, яке поступає з простору поза корпусом 2 сепаратора, додатково поступає потік повітря Q2 безпосередньо з внутрішнього об'єму корпуса . При цьому з потоком повітря Q2 у вентилятор 5 потрапляють мікрочастинки продукту, які витають всередині корпуса 2. Ці частинки з потоком повітря Q2 (Фіг.2) розганяються лопатками вентилятора 5 до великих швидкостей, які ще більше зростають в зоні зазору між загостренням зубця 4 і поверхнею маг 7 нітного ролика 3 досягаючи максимальних значень кінетичної енергії. При цьому відбувається "бомбардування" поверхні магнітного ролика 3 мікрочастинками з високою кінетичною енергією, що додатково інтенсифікує процес очищення робочої поверхні магнітного ролика 3 від осаджених на неї як магнітних, так і немагнітних частинок. В запропонованому сепараторі використовується загальноприйнятий привід валу 15 магнітного ролика 3 від електродвигуна 16 через понижуючий швидкість редуктор 17 (Фіг.3, Фіг.4). Привід валу 18 вентилятора 5 пневмотранспортної системи сепаратора по кінематичній схемі Фіг.3 від валу 15 магнітного ролика 3 дозволяє розмістити механічну передачу 19 від валу 15 магнітного ролика 3 до валу 18 вентилятора 5 всередині корпуса 2 і тим самим обмежитись одним валом 15 в корпусі сепаратора. А привід валу 18 вентилятора 5 через механічну передачу 20 (Фіг.4) 54968 8 дозволяє отримати без обмежень найвищі швидкості 2 валу 18 вентилятора 5 так як швидкість 3 електродвигуна багатократно більша, ніж швидкість 1 валу 15 магнітного ролика 3. Найбільш ефективне використання запропонованого сепаратора може бути в скляній промисловості для очищення кварцового піску від дрібних, дуже слабомагнітних домішок окислів заліза, які знаходяться в піску в дуже малих концентраціях (долі відсотка), а також для збагачення слабомагнітних дуже подрібнених гематитових і марганцевих руд в гірничій промисловості. Джерела інформації: 1. Патент України на винахід №87914, В03С1/00, публ. 25.08.2009р., Бюл. №16. 2. М.П.Калинушкин. Вентиляторные установки. - Москва: "Высшая школа", 1979. - С.83. 9 54968 10 11 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 54968 Підписне 12 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601