Роторный электромагнитный сепаратор для очистки технологических жидкостей от мелкодисперсных ферромагнитных частиц

 

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