Сепаратор магнітний барабанний

Реферат: UA 105173 U UA 105173 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до технологічного обладнання процесів магнітної сепарації і може бути використана в гірничодобувній, скляній, керамічній та ін. галузях для сепарації сипких слабомагнітних продуктів. Відомий сепаратор магнітний барабанний [1], що містить тонкостінний немагнітний циліндр, встановлений з можливістю обертання, нерухому магнітну систему, виконану з постійних магнітів, намагнічених радіально та встановлених з чергуванням їхньої полярності і зменшенням ширини полюса в напрямку обертання тонкостінного немагнітного циліндра. Магнітна система встановлена всередині тонкостінного немагнітного циліндра, а полюси магнітної системи сепаратора магнітного барабанного [1] виконують одної полярності по всій довжині тонкостінного немагнітного циліндра, що обумовлює велику площу кожного з цих полюсів. Сепаратор магнітний барабанний [1], який вибраний як найближчий аналог, має суттєвий недолік, який усувається в запропонованому сепараторі магнітному барабанному. Для забезпечення ефективної сепарації слабомагнітних сипких продуктів виконання сепаратора магнітного барабанного [1] вимагає використання високоенергетичних постійних магнітів, які забезпечують отримання на робочій поверхні тонкостінного немагнітного циліндра величину магнітної індукції 0,7-0,9 Тл. Але збільшення величини магнітної індукції до вказаних значень супроводжується збільшенням величини вихрових струмів, індукованих в тілі тонкостінного немагнітного циліндра, що призводить до збільшенням кількості тепла, яке виділяється в тілі тонкостінного немагнітного циліндра і нагріває його. В свою чергу нагрівання тонкостінного немагнітного циліндра обумовлює нагрівання постійних магнітів магнітної системи через повітряний проміжок між тонкостінним немагнітним циліндром і магнітною системою. Кількість тепла, яке виділяється в тонкостінному немагнітному циліндрі, залежить ще і від площі кожного з полюсів магнітної системи, по контурах яких замикаються вихрові струми, індуковані в тонкостінному немагнітному циліндрі при його обертанні. Чим більша площа полюсів, тим менший еквівалентний електричний опір тіла тонкостінного немагнітного циліндра, а значить більші вихрові струми і кількість тепла, яке виділяється в тонкостінному немагнітному циліндрі. Таким чином при підвищенні значень магнітної індукції в сепараторі магнітному барабанному [1] може виділятися така кількість тепла в тілі тонкостінного немагнітного циліндра, при якій температура постійних магнітів піднімається до недопустимих значень, і відбувається руйнування структури постійних магнітів та їх незворотне розмагнічення. З викладеного вище випливає, що допустиме значення робочої магнітної індукції в сепараторі магнітному барабанному лімітується допустимою температурою постійних магнітів магнітної системи, нагрів яких залежить від кількості тепла, що виділяється в тілі тонкостінного немагнітного циліндра. В сепараторі-прототипі велика площа кожного із полюсів постійних магнітів магнітної системи обумовлює утворення значних вихрових струмів і, як результат, велику кількість тепла, яке виділяється в тонкостінному немагнітному циліндрі. Це обмежує підвищення допустимого значення робочої магнітної індукції та, як наслідок, забезпечення ефективної сепарації сипких слабомагнітних продуктів, що і є недоліком сепаратора магнітного барабанного [1]. В основу корисної моделі поставлена задача в сепараторі магнітному барабанному збільшити величину допустимого значення робочої магнітної індукції за рахунок зменшення площі кожного з полюсів постійних магнітів шляхом виконання магнітної системи із постійних магнітів з чергуванням полярності їхніх полюсів не тільки в напрямку обертання тонкостінного немагнітного циліндра, але і вздовж його осі, а також шляхом встановлення між постійними магнітами з більшою шириною полюса в напрямку обертання тонкостінного немагнітного циліндра додатково постійних магнітів, намагнічених тангенційно, які прилягають до постійних магнітів, намагнічених радіально, однойменною полярністю. Поставлена задача вирішується в сепараторі магнітному барабанному, що містить тонкостінний немагнітний циліндр, встановлений з можливістю обертання, нерухому магнітну систему, виконану з постійних магнітів, намагнічених радіально та встановлених з чергуванням їхньої полярності і зменшенням ширини полюса в напрямку обертання тонкостінного немагнітного циліндра, всередині якого розміщена магнітна система, в якому згідно з корисною моделлю, постійні магніти встановлюють з чергуванням їхньої полярності не тільки в напрямку обертання тонкостінного немагнітного циліндра, але і вздовж його осі, а між постійними магнітами з більшою шириною полюса в напрямку обертання тонкостінного немагнітного циліндра додатково встановлюють постійні магніти, намагнічені тангенційно, які прилягають до постійних магнітів, намагнічених радіально, однойменною полярністю. 1 UA 105173 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Зв'язок між суттєвими ознаками запропонованої корисної моделі і отриманим позитивним результатом наступний: - встановлення постійних магнітів з чергуванням їхньої полярності не тільки в напрямку обертання тонкостінного немагнітного циліндра, але і вздовж його осі, призводить до розділення полюсів одної полярності довжиною рівною довжині тонкостінного немагнітного циліндра на декілька полюсів меншої довжини, а значить і меншої площі. Це обумовлює відповідно зменшення розмірів контурів, по яких замикаються вихрові струми в тілі тонкостінного немагнітного циліндра, що призводить до збільшення величини еквівалентного електричного опору тонкостінного немагнітного циліндра, зменшення величини вихрових струмів, відповідно зменшення нагрівання цього циліндра вихровими струмами і постійних магнітів, розміщених всередині тонкостінного немагнітного циліндра; - додаткове встановлення між постійними магнітами з більшою шириною полюса, в напрямку обертання тонкостінного немагнітного циліндра постійних магнітів намагнічених тангенційно, які прилягають до радіально намагнічених постійних магнітів однойменною полярністю, частково змінює картину магнітного поля і відповідно додатково збільшує величину еквівалентного електричного опору тонкостінного немагнітного циліндра та зменшує величину вихрових струмів, що також зменшує нагрівання постійних магнітів. Таким чином запропоноване конструктивне виконання магнітної системи сепаратора магнітного барабанного дозволяє підвищити допустиме значення робочої магнітної індукції, не збільшуючи при цьому нагрівання постійних магнітів, і тим самим підвищити ефективність процесу магнітної сепарації сипких слабомагнітних продуктів. Суть корисної моделі пояснюється графічними матеріалами. На фіг. 1 зображено поперечний переріз сепаратора магнітного барабанного. На фіг. 2 зображено розгортку магнітної системи сепаратора магнітного барабанного. Запропонований сепаратор магнітний барабанний (фіг. 1) містить: живильник продукту 1; тонкостінний немагнітний циліндр 2, встановлений з можливістю обертання в корпусі 3 сепаратора магнітного барабанного; розміщену всередині тонкостінного немагнітного циліндра 2 нерухому магнітну систему, виконану з постійних магнітів 4, намагнічених радіально і встановлених з чергуванням їхньої полярності і зменшенням ширини полюса 1, 2, 3 при 1> 2> 3 (фіг. 2) в напрямку обертання тонкостінного немагнітного циліндра 2, та постійних магнітів 5 з висотою полюса h, намагнічених тангенційно та встановлених між постійними магнітами 4 з більшою шириною полюса (1, 2) в напрямку обертання тонкостінного немагнітного циліндра 2, які прилягають до радіально намагнічених постійних магнітів 4 однойменною полярністю; феромагнітний шунт 6 (фіг. 1), на якому встановлені радіально намагнічені постійні магніти 4 з чергуванням полярності як в напрямку обертання тонкостінного немагнітного циліндра 2, так і вздовж його осі (фіг. 2), та тангенційно намагнічені постійні магніти 5; приймач магнітної фракції продукту 7 та приймач немагнітної фракції продукту 8 (фіг. 1). Запропонований сепаратор магнітний барабанний працює наступним чином. Сипкий продукт із живильника 1 (фіг. 1) подають в корпус 3 сепаратора магнітного барабанного на поверхню тонкостінного немагнітного циліндра 2 в зону дії магнітного поля постійних магнітів 4 з більшою шириною полюса (1, 2) і встановлених між ними постійних магнітів 5. Відповідно до ширини полюса (1, 2) постійних магнітів 4 та висоти полюса (h) постійних магнітів 5 магнітне поле, створене цими магнітами діє на висоту відповідну висоті шару продукту, що сепарується, при малій частоті перемагнічування продукту, що рухається на поверхні тонкостінного немагнітного циліндра 2. На цьому етапі сепарації забезпечується осадження магнітної фракції продукту на поверхню тонкостінного немагнітного циліндра 2. Немагнітна фракція продукту під дією відцентрових сил відділяється з шару продукту і надалі під дією сили інерції і сили тяжіння рухається в напрямку приймача немагнітної фракції продукту 8. Магнітна фракція продукту, рухаючись далі на поверхні тонкостінного немагнітного циліндра 2, попадає в зону дії магнітного поля постійних магнітів 4 з меншою шириною полюса (3). На цьому етапі сепарації відбувається інтенсивне перемагнічування (зміна полярності) частинок магнітної фракції продукту, частота якого залежить від швидкості обертання тонкостінного немагнітного циліндра 2 і ширини полюса (3) постійних магнітів 4. Інтенсивне перемагнічування забезпечує відділення осадженої магнітної фракції від частинок немагнітної фракції, яка не була видалена на попередньому етапі сепарації. Надалі магнітна фракція продукту на поверхні тонкостінного немагнітного циліндра 2 виноситься з зони дії магнітного поля постійних магнітів 4 і опадає під дією сили тяжіння в приймач магнітної фракції продукту 7. В процесі сепарації при обертанні тонкостінного немагнітного циліндра 2 в ньому індукуються вихрові струми, що призводить до виділення тепла в тілі тонкостінного немагнітного циліндра 2, яке нагріває його. В свою чергу нагрівання тонкостінного немагнітного циліндру 2 2 UA 105173 U 5 10 обумовлює нагрівання постійних магнітів 4 і 5 магнітної системи. Так як площа полюсів постійних магнітів 4 і 5 незначна, нагрівання, в наслідок цього, тонкостінного немагнітного циліндра 2 і відповідно постійних магнітів 4 і 5 теж буде незначним, що дозволяє використовувати в запропонованому сепараторі магнітному барабанному високоенергетичні постійні магніти 4 і 5, які створюють магнітне поле з величиною магнітної індукції до 0,9 Тл. Сепарування в магнітному полі з таким високим значенням магнітної індукції дозволяє досягти ефективної сепарації сипкого слабомагнітного продукту в сепараторі магнітному барабанному. Використання запропонованого сепаратора магнітного барабанного дозволяє значно підвищити допустиме значення робочої магнітної індукції порівняно з прототипом, не збільшуючи при цьому нагрівання постійних магнітів, і отримати ефективне сепарування сипкого слабомагнітного продукту. Джерело інформації: 1. Патент України на винахід № 57571, МПК В03С 1/10, публ. Бюл. № 6 2006 р. 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Сепаратор магнітний барабанний, що містить тонкостінний немагнітний циліндр, встановлений з можливістю обертання, нерухому магнітну систему, виконану з постійних магнітів, намагнічених радіально та встановлених з чергуванням їхньої полярності і зменшенням ширини полюса в напрямку обертання тонкостінного немагнітного циліндра, всередині якого розміщена магнітна система, який відрізняється тим, що постійні магніти встановлено з чергуванням їхньої полярності не тільки в напрямку обертання тонкостінного немагнітного циліндра, але і вздовж його осі, а між постійними магнітами з більшою шириною полюса, в напрямку обертання тонкостінного немагнітного циліндра, додатково встановлено постійні магніти, намагнічені тангенційно, які прилягають до постійних магнітів, намагнічених радіально, однойменною полярністю. 3 UA 105173 U 4 UA 105173 U Комп’ютерна верстка О. Гергіль Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5