Магнитный фильтр

 

Изобретение может быть использовано в металлургии, машиностроении, тепловой и атомной энергетике для магнитного разделения водно-дисперсных систем и позволяет увеличить эффективность очистки за счет создания условий одинаковой эффективности очистки по объему насадки и удлинить межрегенерационный период. Для этого на входной части корпуса 1 установлены направляющие плоскости 6, образующие дополнительные каналы, заполненные пористой загрузкой (ПЗ), в качестве которой могут использоваться ферромагнитные шары 7 либо перфорированные пластины 8, причем ПЗ в каждом канале обладает различным гидравлическим сопротивлением, а в корпусе фильтра расположены сквозные непроницаемые оболочки 9, ориентированные по направлению движения среды. Очищаемая среда поступает по патрубку 4 и разделяется на отдельные потоки каналами. Потоки очищаемой среды, проходя через ПЗ с различным гидравлическим сопротивлением, движутся через насадку (Н) 2 с различными скоростями, соотвествующими сопротивлению ПЗ, относительно с более высокими в зонах Н с повышенной индукцией магнитного поля. Для стабилизации скоростных режимов потоков, исключения их перемешивания предусмотрены сквозные непроницаемые оболочки, образующие с дополнительными каналами зоны одинаковой эффективности процесса очистки. Примесные частицы осаждаются в местах контакта гранул Н, намагниченной внешней намагничивающей системой 3, причем силовое воздействие на частицы по объему Н одинаковое. Очищенная среда выводится по патрубку 5. После насыщения Н примесями отключают намагничивающую систему и промывают Н. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОЩТСжИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„.80„„1507421

А1 ц 4 В 01 D 35/06

6,ГЦ1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬЗТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4270161/31-26 (22) 12.05.87 (46) 15.09.89. Бкл. В 34 (71) Украинский институт инженеров водного хозяйства (72) И.В.Волков и В.И.Гаращенко (53) 621. 928. 8 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 698658, кп. В 03 С 1/00, 1978 ° (54) МАГНИТНЫЙ ФИЛЬТР

,(57) Изобретение моюет быть использовано в металлургии, маияностроении, 2 тепловой и атомной энергетике для . магнитного разделения водно-дисперсных систем и позволяет увеличить эффективность очистки за счет создания условий одинаковой эффективности очистки по báúåìó насадки и удлинить межрегенерационный период. Дпя этого на входной части корпуса t установлены направляющие плоскости 6, образующие дополнительные каналы, заполненные пористой загрузкой (ПЗ), в качестве которой могут использоваться ферромагнитные шары 7 либо пер150742

3 форированные пластины 8, причем ПЗ в каждом канале обладает различным гидравлическим сопротивлением, а в корпусе фильтра расположены сквозные непроницаемые оболочки 9, ориентированные по направлению движения среды. Очищаемая среда поступает по патрубку 4 и разделяется на отдельные потоки каналами. Потоки очищаемой среды, проходя через ПЗ с различным гидравлическим сопротивлением, движутся через насадку (Н) 2 с различными скоростями, соответствующими сопротивлению ПЗ, относительно 15 с более высокими в зонах Н с повышенной индукцией магнитного поля. Для стабилизации скоростных режимов потоков, исключения их перемешивания предусмотрены сквозные непроницаемые оболочки, образующие с дополнительными каналами зоны одинаковой эффективности процесса очистки. Примесные частицы осаждаются в местах контакта гранул Н, намагниченной внешней намагничивающей системой 3, причем силовое воздействие на частицы по объему Н одинаковое. Очищенная среда выводится по патрубку 5. После насыщения Н примесями отключают намагничивающую систему и промывают Н. 2 з.п ° ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к магнитному разделению веществ и может быть использовано в обогащении полезных ископаемых, металлургии, тепловой и атомной энергетике и других отрас-, лях промышленности для магнитного разделения водно-дисперсных систем.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса очист- 30 ки за счет c,oçäàíèÿ условий одинако" вой эффективности процесса очистки по объему насадки.

На фиг. 1 изображен магнитннй фильтр; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фнг. 1; на фиг. 4 — разрез В-В на фиг. 1.

Фильтр содержит рабочую камеру 1, заполненную ферромагнитной насадкой . 40

2, намагничивающую систему в виде соленоида 3, патрубки 4 подвода очиа щаемой и 5 вывода очищенной среды, направляющие плоскости 6, между которыми размещена пористая загрузка в виде шаров 7 либо пластин 8, сквозные непроницаемые оболочки 9.

Фильтр работает следующим образом, Включают намагничивающую систему

3 и по патрубкам 4 подвода направля0 ют среду в корпус 1. При прохождении каналов, образованных плоскостями 6, вследствие различного гидравлического сопротивления загрузки 7, 8 основной поток разбивается на несколько потоков с различными скоростями, значения которых выше в тех зонах, где напряженность больше. Далее потоки изолированные друг от друга сквозными непроницаемыми оболочками 9, движутся через намагниченную насадку 2, в которой в точках контакта гранул осаждаются железосодержащие примеси.

Очищенная среда выводится по патрубку 5.

После насыщения насадки примесями прекращают подачу очищаемой среды, отключают намагничивающую систему 3 и промывают насадку водовоздушной смесью. Окончив регенерацию насадки, приступают к процессу очистки. !

Индукция В магнитного поля в нАсадке, а значит, и напряженность поля Н уменьшаются в радиальном направлении корпуса фильтра: от пристенной области к центральной — приблизительно в 2 раза, т.е. Н„/Но 2, где Н, Н вЂ” напряженность поля соответственно в пристенной и осевой области корпуса. Исходя из постоянства величины

Й /V (Ч <- скорость фильтрования) для обеспечения одинаковых условий процесса очистки по объему насадки, определяем, что уменьшению напряженности в 2 раза соответствует уменьшение скорости фильтрования,в. 1,7 раза, т.е. Ч „, (1-1,7)Уф „где Ч ф „

Чф, соответственно скорости фильтро,вания в пристенной и приосевой областях насадки. С учетом различных скоростей в пристенной и приосевой области корпуса соотношение потерь напора для этих областей имеет вид

15074 21 где 4Р „потери напора в пристенной области насадки;

4P, — потери напора в осевой области насадки« р„ - плотность жидкости; кинематическая вязкость; !Π— длина насадки; ьи — пористость насадки;

d — характерный размер гранул насадки.

Для одинаково эффективной работы насадки в пристенной и приосевой областях корпуса, отделенных друг от друга непроницаемыми оболочками, давление очищаемой среды на выходе из слоев насадки, расположенных между 20 обо»»очками и между корпусом и оболочкой, должно быть одинаково. С учетом одинакового давления и одинаковой скорости подачи очищаемой среды в каждый дополнительный канал с загрузкой получаем, что для создания необходимых скоростных потоков в слоях насадки нужно в дополнительных каналах создать соотношение потерь напора, равное 4Р„/4P, = 1/(1 1,7)

1/(1... 2, 53) . Используя приведенную выше формулу для определения потерь напора, получаем соотношение для определения параметров загрузки

40 Ф о Р м У л:-. и э о б р е т е н и я где L L„

» n t o s в о

Граничные величины изменения параметров загрузки (t 2,53) выбраны из

55 условия изменения напряженности маг«шть»агэ поля в радиальном направлении кор гса фильтра при различном соотг нс:u««»мк длины соленоида к его ди5

Р ) L t>5 t 7

/1 75 — — --- V = (1 1 7) е

id лdt,zs фаq

1, 75 »,75

L,V> L,V„

4Р /4Ря — — «д i,gg / о,z «д (- )(- ) (- — ) = 1-2,53

» и 4,1 dn» 5 л " о длина загрузки в осевой и пристенной области загрузки; пористость загрузки в пристенной и осевой областях загрузки соответственно; характерный размер гранул загрузки пристен ной и осевой области загрузки соответственно. аметру. Так, для длинного соленоида 1 при «./D ) 4 (L — длина соленоида, D — диаметр соленоида) напряженность магнитного поля в радиальном направлении корпуса фильтра практически постоянна, а значит, соотношение скоростей в слоях насадки равно 1. Для короткого соленоида при Ь/D = 1 величина напряженности поля изменяется в два раза, что соответствует степенному соотношению параметров загрузки, равному 2,53. Величину соотношения в каждом конкретном случае выбирают исходя из падения напряженности поля в осевой области корпуса по сравнению с пристенной областью.

Так, например, при изменении напряженности в 1,5 раза скорость фильтрования необходимо уменьшить в осевой области в 1,36 раза, а параметры загрузки, соответственно, выбрать из «»риведенного выше соотношения, равного .1,71. Существенное влияние на скорость фильтрования оказывает также пористость загрузки. Так, в данном случае при одинаковой длине загрузки L и с учетом пористости загрузки в пристенной и осевой областях d „= 0,6 мм, d „= 0,56 мм, получаем, что величина пористости »)д=

0,50, »),= 0,45. Путем выбора огтимального скоростного режима в пристенной и осевой области насадки достигается вырав»»»»ва»п»е условий проце"са очистки, увеличение емкости по -, глощения насадки и эффективности процесса очистки в целом.

1. Магн»»тный фильтр, содержащий неферромагнитный цилиндроконический корпус, эа»»олненньл насадкой, намаг ничивающ. ю систему, внутреннюю непро«ицаемую перегородку, па»рубки подвода очищаемой и вывода очищ иной жидкости, отличающийся тем, что, с целью увеличен»»я эффективности процесса очистки за счет выравнивания ус.;овий процесса очистки по объему насадки, он снабжен направляющими элементами в виде конических обечаек, установленных соосно в конической части корпуса с образова»»нем кольцевь»х каналов, дополнительной гранулированной насадкой.размещенной в кольцевых каналах, причем насадки соседних каналов выпслнены с

1507421 рактерный размер гранул загрузки в приосевой области корпуса; — то же, в пристенной области корпуса. @ n> dn

b-Ю фие2

Составитель О.Симоненко

Редактор Л.Веселовская Техред М.Моргентал Корректор М.Самборская

Заказ 5485/11 Тирах 600 Нодпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10! разными пористостью, длиной и характерным размером гранул, а внутренняя перегородка выполнена в виде цилиндрических обечаек, установленных в продопаение направляющих элементов.

2. Фильтр поп. 1, отличаю@ и и с я тем, что пористость, длина и характерный размер гранул загрузки удовлетворяют соотношению:

Ь| о о где I., ю, и д, - соответственно длина, пористость, ха3. Фкпьтрпоп. 1, отличаю

1О шийся тем, что поркстость и характерный размер гранул уменьшаются, а длина загрузки увеличивается в радиальном направлении корпуса от периферии к центру.