Валковий сепаратор
Номер патенту: 79935
Опубліковано: 13.05.2013
Формула / Реферат
1. Валковий сепаратор, що містить магнітну систему, всередині якої встановлений з зазором і з можливістю обертання феромагнітний валок, зовнішню поверхню якого виконують у вигляді виступів, загострених до внутрішньої поверхні магнітної системи, який відрізняється тим, що загострені виступи на поверхні феромагнітного валка виконують у вигляді конусоподібних шипів, розміщених поздовжніми рядами, які зміщені вздовж феромагнітного валка один відносно одного на половину кроку між шипами.
2. Валковий сепаратор за п. 1, який відрізняється тим, що западини між шипами частково або по всій висоті шипів заповнюють немагнітним неелектропровідним матеріалом.
3. Валковий сепаратор за п. 2, який відрізняється тим, що валковий сепаратор доповнюють натяжним барабаном і гнучкою стрічкою, яка охоплює феромагнітний валок і натяжний барабан.
4. Валковий сепаратор за п. 1, який відрізняється тим, що в зазорі між магнітною системою і поверхнею валка встановлюють відбійники для направлення падаючого потоку продукту на вістря шипів феромагнітного валка.
Текст
Реферат: UA 79935 U UA 79935 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до валкових сепараторів, які використовуються в скляній, гірничій, керамічній та інших галузях для магнітної сепарації дрібнодисперсних слабомагнітних продуктів. Відомий валковий сепаратор [1], що містить магнітну систему, феромагнітний валок, встановлений з зазором до магнітної системи, який може обертатися відносно нерухомих електромагнітів. Феромагнітний валок виготовлений у вигляді циліндричного вала, на зовнішній поверхні якого вздовж його осі виконані по колу виступи, загострені до внутрішньої поверхні магнітної системи. Магнітну систему сепаратора [1] виконують з електромагнітів двополюсною з замиканням магнітного потоку між полюсами через феромагнітний валок і повітряні проміжки (зазори) між електромагнітами і феромагнітним валком. Продукт, що підлягає магнітній сепарації, подають в зазори між феромагнітним валком, що обертається, і електромагнітами, де і відбувається осадження магнітної фракції продукту на вістря виступів, а немагнітна фракція, не взаємодіючи з магнітною системою, вільно проходить зазор і попадає в приймачі немагнітної фракції. Осаджена на виступи магнітна фракція опадає з поверхні феромагнітного валка в приймачі магнітної фракції при виході цієї поверхні з зони дії магнітного поля електромагнітів, внаслідок обертання феромагнітного валка. Валковий сепаратор [1], який взятий як найближчий аналог запропонованому валковому сепаратору, має суттєві недоліки. Виконання зовнішньої поверхні феромагнітного валка у вигляді загострених по колу виступів не дозволяє, в принципі, досягти на вістрях виступів найбільш можливих магнітних сил поля Fm=H grad H, так як градієнт напруженості магнітного поля (grad H) виникає при "деформації" магнітного поля загостреним виступом по двох координатах (радіальна і тангенціальна складові напруженості Н), тоді як найбільші значення величини grad H і магнітних сил поля досягаються при зміні напруженості магнітного поля по трьох координатах [1]. Неможливість отримати найбільших величин магнітних сил Fm магнітного поля при виконанні загострених виступів слід віднести до основного недоліку сепаратора-аналога. При виконанні робочої поверхні феромагнітного валка в сепараторі [1] з чергуванням уздовж його осі виступів і западин між ними вздовж осі феромагнітного валка створюється нерівномірна напруженість магнітного поля. При цьому, на вістрях виступів створюються найбільші напруженості магнітного поля, а посередині западин - найменші напруженості. Відповідно до періодичної зміни напруженості магнітного поля вздовж феромагнітного валка періодично змінюється і сила магнітного поля: від найбільших своїх значень на вістрі виступів (до яких і притягуються магнітні частинки продукту) до найменших - всередині западин. Так як потік продукту, що сепарується, подають в зазор однаковим шаром вздовж робочої поверхні феромагнітного валка, то часткові потоки повного потоку попадають в зони дії або найбільших, або найменших магнітних сил поля, внаслідок чого, ефективність осадження магнітних частинок з потоку продукту вздовж феромагнітного валка різна. При наявності в продукті, що сепарується, сильномагнітних частинок (наприклад, магнетиту або продукту корозії і руйнування металевих поверхонь технологічного обладнання) ці частинки, внаслідок дії залишкової намагніченості виступів, не опадають з поверхні виступів навіть при виході виступів з зони дії магнітної системи. Поступове накопичення сильномагнітних частинок на робочій поверхні феромагнітного валка валкового сепаратора [1] приводить до створення на його поверхні шару з таких частинок, що може зменшувати ефективність магнітної сепарації до недопустимих значень. Перелічені недоліки сепаратора-аналога усуваються в запропонованому валковому сепараторі. В основу корисної моделі поставлена задача в валковому сепараторі підвищити ефективність сепарації шляхом виконання феромагнітного валка з виступами у вигляді конусоподібних шипів, розміщених поздовжніми рядами, які зміщені вздовж феромагнітного валка один відносно одного на половину кроку між шипами. Поставлена задача вирішується тим, що в валковому сепараторі, що містить магнітну систему, всередині якої встановлений з зазором і з можливістю обертання феромагнітний валок, зовнішню поверхню якого виконують у вигляді виступів, загострених до внутрішньої поверхні магнітної системи, в якому, згідно з корисною моделлю, загострені виступи на поверхні феромагнітного валка виконують у вигляді конусоподібних шипів, розміщених поздовжніми рядами, які зміщені вздовж феромагнітного валка один відносно одного на половину кроку між шипами. Крім того, згідно з корисною моделлю, западини між шипами частково або по всій висоті шипів заповнюють немагнітним неелектропровідним матеріалом. Крім того, згідно з корисною моделлю, валковий сепаратор доповнюють натяжним барабаном і гнучкою стрічкою, яка охоплює феромагнітний валок і натяжний барабан. 1 UA 79935 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Крім того, згідно з корисною моделлю, в зазорі між магнітною системою і поверхнею валка встановлюють відбійники для направлення падаючого потоку продукту на вістря шипів феромагнітного валка. Виконання загострених феромагнітних виступів у вигляді шипів дозволяє отримати на вістрях шипів магнітні сили набагато більші, ніж магнітні сили на вістрях виступів в сепараторіаналозі, що й забезпечує підвищення ефективності сепарації. Запропоноване в корисній моделі виконання валкового сепаратора з розташованими на його поверхні конусоподібними шипами, розміщеними поздовжніми рядами, які зміщені вздовж феромагнітного валка один відносно одного на половину кроку між шипами, забезпечує в середньому однакову величину дії магнітних сил поля по всій робочій поверхні валка, тобто створює однакові умови щодо ймовірності проходження всіма частинками продукту зони дії найбільших магнітних сил, тобто зони вістря конусоподібних шипів, що суттєво підвищує ефективність сепарації. Крім того, форма шипів і їхнє взаємне положення в потоці продукту розпушує потік продукту, створюючи найбільш сприйнятливі умови для вилучення з потоку продукту частинок магнітної фракції, що теж підвищує ефективність сепарації. Запропоноване в корисній моделі заповнення западин між шипами немагнітним неелектропровідним матеріалом збільшує ефективність сепарації за рахунок обмеження попадання продукту в зони дії найменших сил поля, так як продукт переміщується тонким шаром на рівні вершин шипів, тобто саме в зоні дії найбільших магнітних сил. Варіант виконання валкового сепаратора стрічковим за рахунок доповнення його натяжним барабаном і гнучкою стрічкою, яка охоплює феромагнітний валок і натяжний барабан, радикально і просто вирішує проблему безперервного очищення поверхні феромагнітного валка від її покриття шаром таких сильномагнітних частинок, які можуть утримуватися на шипах феромагнітного валка за рахунок залишкового магнітного поля тіла феромагнітного валка, як феромагнетика. Усунення створення такого шару сильномагнітних частинок підвищує ефективність осадження магнітної фракції при сепарації продукту. Встановлення в зазорі між робочою поверхнею валка і магнітною системою відбійників дозволяє формувати траєкторію руху і швидкість руху продукту в робочому зазорі, досягаючи максимальної ефективності сепарації конкретних продуктів. Суть корисної моделі пояснюється кресленням. На Фіг. 1 зображено поперечний переріз валкового сепаратора. На Фіг. 2 зображено поздовжній переріз валкового сепаратора. На Фіг. 3 зображено розгортку феромагнітного валка. На Фіг. 4 зображено поперечний переріз феромагнітного валка з частковим заповненням западин. На Фіг. 5 зображено поперечний переріз валкового сепаратора з натяжним барабаном і гнучкою стрічкою. Запропонований валковий сепаратор (Фіг. 1, 2, 4) містить живильник 1, магнітну систему 2, феромагнітний валок 3 з конусоподібними шипами 4, западини між якими заповнені немагнітним неелектропровідним матеріалом 5, розподілювач просепарованого продукту 6, приймач немагнітної фракції 7 і приймач магнітної фракції 8. На зовнішній поверхні феромагнітного валка 3 (Фіг. 3) вздовж його осі рядами розміщені конусоподібні шипи 4. Шипи 4 встановлені в рядах з кроком , а суміжні ряди зміщені один відносно одного по осі феромагнітного валка 3 (вздовж феромагнітного валка) на відстань / 2 . Западини між конусоподібними шипами 4 можуть бути заповнені немагнітним неелектропровідним матеріалом 5 частково по висоті шипів 4 (Фіг. 4) або повністю (Фіг. 5). При виконанні валкового сепаратора стрічковим (Фіг. 5) в сепараторі встановлюють гнучку стрічку 9, яка охоплює феромагнітний валок 3 і натяжний барабан 10. Магнітна система 2 відділена від феромагнітного валка 3 зазором (Фіг. 2). В зазорі можуть встановлюватися відбійники 11 (Фіг. 1). Магнітна система виконується двополюсною (Фіг. 2) з замиканням магнітного потоку через зазор , шипи 4 і тіло феромагнітного валка 3. Феромагнітний валок 3 (Фіг. 1) встановлений з можливістю обертання відносно магнітної системи 2 з кутовою швидкістю ω. Запропонований валковий сепаратор працює наступним чином. При сухій сепарації з верхньою подачею сипкий продукт, що підлягає сепарації, з живильника 1 (Фіг. 1, 4) висипається і попадає переважно в западини між шипами 4 феромагнітного валка 3, який обертається з кутовою швидкістю . По мірі обертання феромагнітного валка 3 продукт під дією сили тяжіння і відцентрової сили поступово пересипається по поверхні шипів 4 і западин між ними, багаторазово попадаючи в зони як вістря шипів 4, так і западин між ними. При входженні продукту в зону дії магнітної системи 2 на 2 UA 79935 U 5 10 15 20 25 30 35 магнітні частинки продукту додатково починають діяти магнітні сили поля, направлені на вістря шипів 4. Частинки магнітної фракції, осаджені на вістря шипів 4, транспортуються на цих шипах по мірі обертання феромагнітного валка 3 і при виході кожного з шипів 4 з зони дії магнітних сил поля під дією механічних сил (відцентрових і тяжіння) відриваються з поверхні шипів 4 і через розподілювач просепарованого продукту 6 попадають в приймач магнітної фракції 8, а немагнітна фракція під дією тільки механічних сил попадає в приймач немагнітної фракції 7. Частина продукту під дією в основному відцентрових сил і частково сил тяжіння може відриватися з поверхні шипів 4 і попадати на внутрішню циліндричну поверхню магнітної системи 2. Оскільки ця частина продукту може містити в собі і магнітну фракцію, яка ще не осіла на вістря шипів 4 при попередніх контактах з ними, виникає необхідність повторного подавання продукту на поверхню феромагнітного валка 3. Таке подавання продукту досягається за рахунок встановлення в зазорі відбійників 11 (Фіг. 1), розміри, форму і положення яких визначають емпірично в залежності від продукту, що сепарується, швидкості обертання феромагнітного валка 3, зазору , заданої продуктивності валкового сепаратора і вимог щодо ефективності процесу магнітної сепарації. Найбільша ефективність магнітної сепарації досягається тоді, коли феромагнітний валок 3 виконують з частковим заповненням западин між шипами 4 (Фіг. 4). При такому варіанті виконання валкового сепаратора продукт рухається тільки в зонах дії найбільших магнітних сил. В запропонованому валковому сепараторі можливо здійснювати, як і в сепараторі-прототипі, як суху, так і мокру сепарацію продуктів при верхній і нижній подачі продукту. В випадках, коли при сепарації продуктів відбувається залипання на вістрях шипів 4 сильномагнітних частинок під дією залишкового намагнічення шипів 4, необхідно виконувати валковий сепаратор стрічковим (Фіг. 5). При такому конструктивному виконанні сепаратора западини між шипами 4 заповнюють немагнітним неелектропровідним матеріалом 5 по всій висоті шипів 4, щоб гнучка стрічка 9 не руйнувалась їх вістрями. При обертанні феромагнітного валка 3 відповідно рухається і гнучка стрічка 9. Осаджена на гнучку стрічку 9 магнітна фракція продукту в зоні віддалення гнучкої стрічки 9 від поверхні феромагнітного валка 3 вся магнітна фракція опадає з поверхні гнучкої стрічки 9 і попадає через розподілювач просепарованого продукту 6 в приймач магнітної фракції 8. Найбільша ефективність запропонованого валкового сепаратора досягається при його використанні для очищення від слабомагнітних домішок в кварцових пісках в скляній промисловості та при сепарації дрібнодисперсних слабомагнітних руд, наприклад гематитових, біотитових та інших руд. Джерело інформації: 1. Справочник по обогащению руд. Основные процессы. / Под редакцией О.С. Богданова. – Москва: Недра, 1983 г. - С. 147; 183-193. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 50 1. Валковий сепаратор, що містить магнітну систему, всередині якої встановлений з зазором і з можливістю обертання феромагнітний валок, зовнішню поверхню якого виконують у вигляді виступів, загострених до внутрішньої поверхні магнітної системи, який відрізняється тим, що загострені виступи на поверхні феромагнітного валка виконують у вигляді конусоподібних шипів, розміщених поздовжніми рядами, які зміщені вздовж феромагнітного валка один відносно одного на половину кроку між шипами. 2. Валковий сепаратор за п. 1, який відрізняється тим, що западини між шипами частково або по всій висоті шипів заповнюють немагнітним неелектропровідним матеріалом. 3. Валковий сепаратор за п. 2, який відрізняється тим, що валковий сепаратор доповнюють натяжним барабаном і гнучкою стрічкою, яка охоплює феромагнітний валок і натяжний барабан. 4. Валковий сепаратор за п. 1, який відрізняється тим, що в зазорі між магнітною системою і поверхнею валка встановлюють відбійники для направлення падаючого потоку продукту на вістря шипів феромагнітного валка. 3 UA 79935 U 4 UA 79935 U 5 UA 79935 U Комп’ютерна верстка М. Ломалова 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 6
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюRoller separator
Автори англійськоюLozin Andrii Afoniiovych, Arseniuk Vitalii Mykhailovych
Назва патенту російськоюВалковый сепаратор
Автори російськоюЛозин Андрей Афоньевич, Арсенюк Виталий Михайлович
МПК / Мітки
МПК: B03C 1/00
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/8-79935-valkovijj-separator.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Валковий сепаратор</a>
Попередній патент: Спосіб прогнозування виникнення хондроперихондриту щитоподібного хряща після резекції гортані
Наступний патент: Автостереоскопічна система
Випадковий патент: Зварювальний трансформатор