Магнітний фільтр-осаджувач

Реферат: Винахід належить до магнітного розділення речовин, переважно до очищення рідких, газових і сипучих середовищ в магнітному полі, та може бути використаний в енергетиці, хімічній, металургійній, скляній, спиртовій, харчовій промисловості, в газоочистці, а також при фільтрації стічних і природних вод. Магнітний фільтр-осаджувач, для очищення рідких і газових середовищ складається з робочих корпусів, заповнених феромагнітною фільтруючою насадкою, і основної намагнічуючої системи у вигляді електромагнітів з осердями, які утворюють разом з фільтруючою насадкою замкнений контур, причому осердя встановлені зі зміщенням відносно лінії, що з'єднує центри суміжних робочих корпусів, а бокові поверхні кінців осердь-полюсів виготовлені з заглибленнями, в яких розміщені корпуси, причому робочі корпуси оснащені додатковою намагнічуючою системою у вигляді електромагнітів з осердями, встановленими в площині, перпендикулярній до площини розміщення електромагнітів з осердями основної намагнічуючої системи, які зміщені так, як і електромагніти основної намагнічуючої системи, відносно лінії, що з'єднує центри суміжних корпусів, а бокові поверхні кінців осердь-полюсів виготовлені з заглибленнями, в яких розміщені корпуси. Винахід дозволяє підвищити інтенсивність намагнічування всього об'єму феромагнітної фільтруючої насадки, збільшити силову дію магнітного поля на домішки, що осаджуються в насадці і, за рахунок цього, збільшити коефіцієнт магнітного очищення та, відповідно, ефективність процесу очищення середовища. UA 104938 C2 (12) UA 104938 C2 UA 104938 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до магнітного розділення речовин, переважно до очищення рідких, газових і сипучих середовищ в магнітному полі, та може бути використаний в енергетиці, хімічній, металургійній, скляній, спиртовій, харчовій промисловості, в газоочистці, а також при фільтрації стічних і природних вод. Відомий електромагнітний фільтр-сепаратор для очищення рідких і газових середовищ [1], що складається з робочих каналів з фільтруючою феромагнітною насадкою та електромагнітів з осердями, які оснащені феромагнітними пластинами, і разом з насадкою електромагніти утворюють замкнений магнітний контур. Недоліком відомого електромагнітного фільтра-сепаратора є наявність у феромагнітній фільтруючій насадці зон, які найбільш віддалені від феромагнітних пластин електромагнітів, в яких індукція магнітного поля має низьке значення, недостатнє для ефективного очищення рідкого середовища, що проходить через ці зони і, відповідно, невисокий коефіцієнт магнітного очищення середовища. Відомий електромагнітний фільтр-флокулятор для очищення рідких середовищ [2] від феромагнітних домішок, що складається із каналів з феромагнітною пористою насадкою та електромагнітів, які утворюють з насадкою замкнений магнітний контур, причому міжосердна відстань і діаметр кожного каналу знаходяться у співвідношенні 3:2. Недоліком відомого електромагнітного фільтр-флокулятора є також наявність у феромагнітній фільтруючій насадці зон з невисоким значенням індукції магнітного поля, які найбільш віддалені від полюсів електромагнітів, що призводить до зменшення коефіцієнта магнітного очищення. Відомий також електромагнітний фільтр-осаджувач [3], що складається з робочих трубчастих корпусів, заповнених феромагнітною фільтруючою насадкою і намагнічуючої системи у вигляді електромагнітів з осердями, які утворюють разом з насадкою замкнений контур, причому осердя встановлені зі зміщенням відносно лінії, що з'єднує центри суміжних корпусів, а бокові поверхні осердь-полюсів виготовлені з заглибленнями, в яких розміщені корпуси. Недоліком відомого електромагнітного фільтра-осаджувача є невисокий коефіцієнт магнітного очищення, обумовлений наявністю у феромагнітній фільтруючій насадці зон з невисоким значенням індукції магнітного поля. Особливо це проявляється при очищенні воднодисперсних систем, що містять високодисперсні домішки (0,01-10 мкм) і невисоку концентрацію домішок (50-200 мкг/л). Для очищення таких середовищ необхідно створити умови для високоінтенсивного намагнічування всього об'єму феромагнітної фільтруючої насадки. В основу винаходу поставлена задача підвищити інтенсивність намагнічування всього об'єму феромагнітної фільтруючої насадки, збільшити силову дію магнітного поля на домішки, що осаджуються в насадці і, за рахунок цього, збільшити коефіцієнт магнітного очищення та, відповідно, ефективність процесу очищення середовища. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в магнітному фільтрі-осаджувачі, для очищення рідких і газових середовищ, що складається з робочих корпусів, заповнених феромагнітною фільтруючою насадкою, і основної намагнічуючої системи у вигляді електромагнітів з осердями, які утворюють разом з фільтруючою насадкою замкнений контур, причому осердя встановлені зі зміщенням відносно лінії, що з'єднує центри суміжних робочих корпусів, а бокові поверхні кінців осердь-полюсів виготовлені з заглибленнями, в яких розміщені корпуси, причому робочі корпуси оснащені додатковою намагнічуючою системою у вигляді електромагнітів з осердями, встановленими в площині, перпендикулярній до площини розміщення електромагнітів з осердями основної намагнічуючої системи, які зміщені так, як і електромагніти основної намагнічуючої системи, відносно лінії, що з'єднує центри суміжних корпусів, а бокові поверхні кінців осердь-полюсів виготовлені з заглибленнями, в яких розміщені корпуси. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що електромагніти з осердями додаткової намагнічуючої системи розміщені, по висоті корпусів, посередині між основними електромагнітами з полюсами. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що електромагніти з осердями додаткової намагнічуючої системи розміщені, по висоті корпусів, не посередині між основними електромагнітами з полюсами. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що центральна частина основної і додаткової намагнічуючих систем виготовлені у вигляді блоків постійних магнітів. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що полюси основної і додаткової намагнічуючих систем закріплені до корпусів, а центральна частина намагнічуючої системи встановлена з можливістю повороту в межах 0-90°. 1 UA 104938 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Поставлена задача вирішується за рахунок того, що полюси додаткової і основної намагнічуючих систем виготовлені з матеріалів з високою магнітною проникністю і високою індукцією насичення, наприклад з пермалою, пермендюра. На фіг. 1, 2 зображений магнітний фільтр-осаджувач з основною і додатковою намагнічуючими системами, полюси яких закріплені до корпусів, а центральна частина намагніченої системи встановлена з можливістю повороту в межах 0-90°. На фіг. 3 зображений магнітний фільтр-осаджувач з основною і додатковою намагнічуючими системами, які виготовлені у вигляді блоків постійних магнітів, встановлених з можливістю повороту в межах 0-90°. Магнітний фільтр-осаджувач складається з немагнітного корпуса 1, заповненого феромагнітною фільтруючою насадкою 2; основної намагнічуючої системи у вигляді електромагнітів 3, полюси 4, яких закріплені до корпусів фільтра; додаткової намагнічуючої системи у вигляді електромагнітів 5, полюси 6 яких також закріплені до корпусів; патрубків вводу 7 і виводу 8, середовища, що очищується. Електромагніти додаткової намагнічуючої системи 5 встановлені в площині, перпендикулярній до площини розміщення електромагнітів основної намагнічуючої системи 3. Електромагніти 3 і 5 зміщені відносно лінії, що з'єднує центри суміжних корпусів, а бокові поверхні кінців осердь-полюсів 4, 6 виготовлені з заглибленнями, в яких розміщені корпуси 1. Полюси основної і додаткової намагнічуючих систем виготовлені з матеріалів з високою магнітною проникністю і високою індукцією насичення, наприклад, з пермалою, пермендюра. Такі матеріали мають індукцію магнітного насичення до 2,5Т (тесла). Таке технічне рішення буде сприяти збільшенню індукції поля в об'ємі феромагнітної фільтруючої насадки, відповідно, збільшенню силової дії поля на домішки, що осаджуються, підвищенню коефіцієнта магнітного очищення і, відповідно, ефективності процесу очищення. Кількість основних і додаткових електромагнітів, по висоті корпусів фільтра, може збільшуватись. Це визначається вимогами, які висуваються до середовища, що підлягає очищенню. Для забезпечення ефективної регенерації феромагнітної фільтруючої насадки, центральні частини електромагнітів або блоки постійних магнітів встановлюють з можливістю повороту в межах 0-90°. Магнітний фільтр-осаджувач працює наступним чином. Включають основну 3, 4 і додаткову 5, 6 намагнічуючі системи, які створюють в об'ємі феромагнітної фільтруючої насадки 2 неоднорідне магнітне поле високої інтенсивності по всій висоті робочих корпусів. Зони з низьким значенням індукції поля в насадці компенсуються інтенсивним полем, що створюється полюсами додаткових електромагнітів 5, 6. Середовище, що очищується, наприклад водний потік з домішками, надходить по роздільних патрубках 7 у робочі корпуси 1, де відбувається процес осадження домішок на гранулах насадки, а очищене середовище по збірних патрубках 8 виводиться з магнітного фільтра. Наявність додаткової намагнічуючої системи у вигляді електромагнітів або блоків постійних магнітів 5, 6, що встановлені в площині, перпендикулярній до площини розміщення електромагнітів з осердями 3, 4 основної намагнічуючої системи, дозволяє намагнічувати феромагнітну фільтруючу насадку 2 по висоті корпусів фільтра з однаковою високою інтенсивністю, що виключає наявність зон з низьким значенням індукції поля у феромагнітній фільтруючій насадці. Полюси 4, 6 основної і додаткової намагнічуючих систем, виготовлених з матеріалів, що мають високу магнітну проникність та високу індукцію насичення, наприклад з пермалою, пермендюра. Завдяки високим магнітним властивостям полюсів збільшується інтенсивність намагнічування феромагнітної насадки і коефіцієнт магнітного очищення середовища. В залежності від виду середовища (водне чи газове середовище), що очищується від домішок, які присутні у середовищі (високодисперсні чи грубодисперсні), електромагніти додаткової намагнічуючої системи, по висоті корпусів, розміщені посередині або не посередині між основними електромагнітами з полюсами. Так, наприклад, при очищенні водного середовища з високою концентрацією феромагнітних домішок (20000-100000 мкг/л) і більше, електромагніти додаткової намагнічуючої системи необхідно перемістити вверх, ближче до електромагнітів основної намагнічуючої системи. При очищенні малоконцентрованих рідких середовищ (50-1000 мкг/л), електромагніти додаткової намагнічуючої системи необхідно перемістити вниз, ближче до нижніх електромагнітів основної намагнічуючої системи. При досягненні періоду фільтроциклу, тобто моменту часу, при якому необхідно виконувати регенерацію насадки, відключають намагнічуючі системи 3, 4 і 5, 6, при цьому центральні частини намагнічуючих систем повертають на 90°, що обумовлює зменшення залишкової 2 UA 104938 C2 5 10 15 20 намагніченості феромагнітної насадки та покращення умов для регенерації насадки, і потоком водоповітряної суміші змивають осаджені в об'ємі феромагнітної насадки домішки в дренаж. Застосування запропонованого магнітного фільтра-осаджувача, в якому робочі корпуси оснащені додатковою намагнічуючою системою у вигляді електромагнітів з осердями, встановленими в площині, перпендикулярній до площини розміщення електромагнітів з осердями основної намагнічуючої системи, які зміщені так, як і електромагніти основної намагнічуючої системи, відносно лінії, що з'єднує центри суміжних корпусів, а бокові поверхні кінців осердь-полюсів виготовлені з заглибленнями, в яких розміщені корпуси, крім того, полюси намагнічуючих систем встановлені з можливістю повороту в межах 0-90°, дозволить підвищити інтенсивність намагнічування всього об'єму феромагнітної фільтруючої насадки, збільшити силову дію магнітного поля на домішки, що осаджуються в насадці і, за рахунок цього, збільшити коефіцієнт магнітного очищення та, відповідно, ефективність процесу очищення середовища. Джерела інформації: 1. А.С. СССР №784894, B01D 35/06, Електромагнітний фільтр-сепаратор. 07.12.80. Бюл. № 45 2. А.С. СССР №1151264 А, В01D 35/06, Електромагнітний фільтр-флокулятор. 23.04.85. Бюл. № 15 3. А.С. СССР №1044310 А, В01D 35/06, Електромагнітний фільтр-осаджувач. 30.09.83. Бюл. № 36 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 25 30 35 40 45 1. Магнітний фільтр-осаджувач, що складається з робочих корпусів, заповнених феромагнітною фільтруючою насадкою, і основної намагнічуючої системи у вигляді електромагнітів з осердями, які утворюють разом з фільтруючою насадкою замкнений контур, причому осердя встановлені зі зміщенням відносно лінії, що з'єднує центри суміжних робочих корпусів, а бокові поверхні кінців осердь-полюсів виготовлені з заглибленнями, в яких розміщені корпуси, який відрізняється тим, що робочі корпуси оснащені додатковою намагнічуючою системою у вигляді електромагнітів з осердями, встановленими в площині, перпендикулярній до площини розміщення електромагнітів з осердями основної намагнічуючої системи, які зміщені так, як і електромагніти основної намагнічуючої системи, відносно лінії, що з'єднує центри суміжних корпусів, а бокові поверхні кінців осердь-полюсів виготовлені з заглибленнями, в яких розміщені корпуси. 2. Магнітний фільтр-осаджувач за п. 1, який відрізняється тим, що електромагніти з осердями додаткової намагнічуючої системи розміщені, по висоті корпусів, посередині між основними електромагнітами з полюсами. 3. Магнітний фільтр-осаджувач за п. 1, який відрізняється тим, що електромагніти з осердями додаткової намагнічуючої системи розміщені, по висоті корпусів, зі зміщенням від середини між основними електромагнітами з полюсами. 4. Магнітний фільтр-осаджувач за п. 1, який відрізняється тим, що центральна частина основної і додаткової намагнічуючих систем виготовлені у вигляді блоків постійних магнітів. 5. Магнітний фільтр-осаджувач за п. 1, який відрізняється тим, що полюси основної і додаткової намагнічуючих систем закріплені до корпусів, а центральна частина намагнічуючої системи встановлена з можливістю повороту в межах 0-90°. 6. Магнітний фільтр-осаджувач за п. 1, який відрізняється тим, що полюси додаткової і основної намагнічуючих систем виготовлені з матеріалів з високою магнітною проникністю і високою індукцією насичення, наприклад з пермалою, пермендюра. 3 UA 104938 C2 4 UA 104938 C2 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 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 5