Роторный электромагнитный сепаратор для очистки технологических жидкостей от мелкодисперсных ферромагнитных частиц

Роторный электромагнитный сепаратор для очистки технологических жидкостей от мелкодисперсных ферромагнитных частиц

Реферат

 

Роторный электромагнитный сепаратор для очистки технологических жидкостей относится к устройствам для отделения от рабочей жидкости мелкодисперсных ферромагнитных частиц и может быть использовано в химико-фармацевтической, пищевой и химической промышленностях. Роторный электромагнитный сепаратор для очистки технологических жидкостей отличается повышенным качеством очистки сред от мелкодисперсных ферромагнитных примесей за счет создания в рабочем канале высокоградиентного магнитного поля с индукцией в зазоре до 2 Тл и исключения остаточной намагниченности ротора. Для этого стенки ротора и магнитопровода выполнены с кольцевыми, трапецеидальными в радиальном сечении зубцами, чередующимися в направлении потока жидкости. Зубцы магнитопровода расположены с зазором в зубцах стенок ротора. Зубцы ротора расположены друг против друга. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для отделения от рабочей жидкости мелкодисперсных ферромагнитных частиц и может быть использовано в химико-фармацевтической, пищевой и химической промышленностях.

Известен электромагнитный сепаратор для сепарирования фракций размером от 1 до 0,1 мкм. Он состоит из электромагнитных систем и блока роторов с зубчатыми ферромагнитными пластинами, образующими рабочий канал. Рабочий канал образован зазором между магнитопроводящими пластинами разноименной полярности. При повороте часть ротора выводится из магнитного поля и происходит осыпание и смыв осажденных частиц [1] Градиенты поля невелики, а индукция в зазоре вследствие конструкции магнитной системы и рабочего канала не может быть выше 1,2-1,4 Тл, что приводит к необходимости устанавливать после сепаратора пресс-фильтр для улавливания мелких частиц.Остаточная намагниченность ротора порядка 0,02-0,03 Тл препятствует полному осыпанию частиц со стенок ротора. С учетом вышесказанного качество сепарирования недостаточно эффективно.

Наиболее близким к предлагаемому является электромагнитный роторный сепаратор, состоящий из электромагнитной системы, вращающегося ротора с рабочим каналом, ограниченным двумя тонкостенными гладкими коаксиальными цилиндрами из немагнитного материала [2] Ротор разделен на ячейки, заполненные ферромагнитными телами. Недостатками этой системы являются низкая индукция в рабочем канале, трудность очистки сепаратора в том числе и из-за остаточного намагничивания ферромагнитных тел, высокое гидравлическое сопротивление рабочего канала. Сепаратор не удерживает мелкодисперсные и слабомагнитные частицы.

Предлагается роторный электромагнитный сепаратор для очистки технологических жидкостей, отличающийся повышенным качеством очистки сред от мелкодисперсных ферромагнитных примесей за счет создания в рабочем канале высокоградиентного магнитного поля с индукцией в зазоре до 2 Тл и исключения остаточной намагниченности ротора. Для этого стенки ротора и магнитопровода выполнены с кольцевыми, трапецеидальными в радиальном сечении зубцами, чередующимися в направлении потока жидкости. Зубцы магнитопровода расположены с зазором в зубцах стенок ротора. Зубцы ротора расположены друг против друга.

На чертеже показан предлагаемый сепаратор.

Он состоит из электромагнитной системы 1 и вращающегося ротора 2. Электромагнитная система состоит из наружного магнитопровода 3 и центрального стержня 4. Между ними расположена кольцевая катушка возбуждения 5. Электромагнитная система охватывает часть окружности ротора до 220-280^о. В верхней части магнитопровода 3 и стержня 4 установлены полюсные наконечники, имеющие на обращенных друг к другу поверхностях перпендикулярно направлению потока жидкости кольцевые трапецеидальные зубцы концентраторы магнитного потока.

В зазоре между полюсными наконечниками 6 введен ротор 2, рабочий канал которого образован двумя коаксиальными цилиндрами из немагнитной стали с кольцевыми трапецеидальными зубцами: зазор между цилиндрами разделен радиальными немагнитными проставками 8 на ряд ячеек. В верхней части ротора выполнена кольцевая приемная воронка. Ротор установлен на подшипниках и оси 9. Электромагнитная система и ротор заключены в герметичную камеру 10 с крышкой 11. С помощью синхронной герметичной муфты 12 ротор соединен с электроприводом 13, установленным на крышке камеры 11.

Вводы очищаемой и промывочной жидкостей в рабочий канал ротора осуществляются через патрубки 14 и 15, установленные на крышке камеры, а отвод через соответствующие сборники 16 и 17.

Сепаратор работает следующим образом.

При подаче напряжения на катушку возбуждения 5 сепаратора в рабочем канале ротора 2 в зоне очистки возникает высокоградиентное поле, периодически чередующееся в направлении потока жидкости (по вертикали) с максимальной индукцией между зубцами 6. Форма зубцов обеспечивает концентрацию магнитного потока и получение высокой индукции.

Ротор 2 при включении привода 13 начинает вращаться.

Сепарируемая жидкость подается в зону очистки из патрубка 14 в рабочий канал зазор ротора 2. Под действием основного магнитного поля и турбулизации потока из-за изменений сечения рабочего канала в зоне зубцов ферромагнитные частицы осаждаются на стенках рабочего канала ротора, заполняя зазор в ячейках ротора. Очищенная жидкость стекает в сборник 16. Для предотвращения заполнения рабочего канала, способного вызвать изменение режима сепарации, ротор, вращаясь, выводит заполняемые ячейки из зоны подачи очищаемой жидкости и основного магнитного поля.

Вне зоны основного магнитного поля 4 частицы, осевшие на стенках рабочего канала, сползают вниз и поступают в сборник 7. Для полной очистки рабочего канала ротора в него подается через патрубок 15 промывочная жидкость, также стекающая в сборник 17 отработанной промывочной жидкости.

При вращении ротора вне зоны подачи промывочной жидкости она стекает с внутренней поверхности канала 2 и чистая ячейка ротора вводится в рабочий зазор магнитной системы.

Таким образом, сепаратор обеспечивает непрерывное сепарирование феррочастиц и выведение их из сепаратора при полной герметичности рабочего объема.

Экономический эффект использования предлагаемого сепаратора состоит в повышении качества очистки технологической жидкости от мелкодисперсных частиц (до 0,1 мкм), а также производительности очистки при полной герметичности процесса и отсутствии необходимости использования пресс-фильтров.

Формула изобретения

РОТОРНЫЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ СЕПАРАТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ ОТ МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ЧАСТИЦ, состоящий из электромагнитной системы и вращающегося ротора с рабочим каналом, образованным двумя тонкостенными коаксиальными цилиндрами из немагнитной стали и разделенным на ячейки, отличающийся тем, что стенки ротора и магнитопровода выполнены с кольцевыми, трапецеидальными в радиальном сечении зубцами, чередующимися в направлении потока жидкости, при этом зубцы магнитопровода расположены с зазором в зубцах прилегающих к ним стенок ротора расположены друг против друга.

РИСУНКИ

Рисунок 1