Гидромагнитное устройство для перемещения ферромагнитных сыпучих материалов

 

(72) Авторы изобретения

А.И. Куприн, В.И. Володин, Г.И. Федоренко и Н.А. йарянчиков

Днепродзержинский ордена Трудового Красного Знамени индустриальный институт им. И. И.. Арсеничева (71) Заявитель (54) ГНЙРОНАГННТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕНЕНЕННЯ

ФЕРРОМАГНИТНЫХ СЫПУЧИХ ИАТЕРИДЛДВ;"-:

1 !

Изобретение относится к гидротранс1порту и может быть использовано при непрерывном транспортировании стальной и чугунной стружки, агломерата, окалины, колошниковой пыли, концентрата магнитного обогащения и т.д.

Я

Известно гидромагнитное устройство для перемещения ферромагнитных сыпучих материалов, включающее желоб, закрытый крышкой из немагнитного материала, и размещенные над ним генера

Ю торы переменных магнитных полей. Генераторы выполнены в виде электромагнитных катушек

Недостатком данного устройства является применение электрического тока

И для питания установки, что создает опасность поражения электрическим током, взрывоопасности в средах, опасных по газу и пыли, и обязательному наличию устройств, регулирующих элект ропереключение магнитных полей, их изменение по величине, а также большой расход электроэнергии. Кроме то/

2 го, данное устройство за счет элект ромагнитных полей позволяет перемещать частицы только в одном направлении "вверх".

При этом отходящая от электромагнита частица удерживается (тормозится) им, и за счет снижения скорости частиц происходит снижение произ" водительности транспортирования.

Целью изобретения является повышение производительности, исключение опасности поражения электрическим током обслуживающего персонала и взрывоопасности.

Поставленная цель достигается тем, что каждый генератор образован траверсами, установленными с возможностью вращения в плоскости, перпендикулярной направлению перемещения материала, и закрепленными на концах траверс постоянными магнитами, при этом между каждым генератором и крышкой смонтирован экран.

906864

На фиг. 1 изображено гидромагнитное устройство для перемещения ферромагнитных сыпучих материалов, общий вид; на фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 — разрез А-A на фиг. 2.

Гидромагнитное устройство состоит из желоба 1, накрытого крышкой 2, выполненных иэ немагнитного материала (например из пластмассы, ситалла) и комплекта смонтированных над крышкой 2 генераторов, слу><ащих для создания изменяющегося магнитного поля, Каждый генератор представляет собой ось 3, вращающуюся на опорах 4. На оси смонтированы две траверсы 5 с по- 1> стоянными магнитами 6 и 7, Вращение каждого генератора осуществляется с помощью электрического привода и набора приводных 8 и промежуточных 9 шестерен, служащих для создания синхронного между собой врацения магнитов. Для подачи транспортирующей жидкости служит насадка 10, присоединенная с помощью шланга ll к напорному трубопроводу 12. В начале желоба установлен бункер 13. Для исключения притягивания частиц перед магнитами установлены экраны 14. Улавливание сыпучего материала производится ситом 15.

Гидромагнитное устройство для перемещения ферромагнитных сыпучих материалов работает следующим образом. ферромагнитный сыпучий материал из бункера поступает с помощью струи жидкости, вытекающей иэ насадки 10 в желоб 1. Смесь сыпучего материала с жидкостью перемещается по желобу 1 за счет гидродинамической силы и бегущего магнитного поля, создаваемо40 го генераторами. Частицы ферромагнитного материала внутри жидкости совершают сложное движение: под действием гидродинамической сиды потока они перемещаются вдоль желоба 1, а под действием магнитного поля — вдоль желоба 1 и перпендикулярно к оси потока жидкости. Таким образом, частицы совершают скачкообразные движения.

При вращении генератора в момент приближения магнитов 6 или 7 к крышке 2 магнитная индукция поля увеличивается, частицы поднимаются со дна желоба и движутся в направлении к крышке 2. При удалении магнита 6 или 7 от крышки 2 магнитная индукция умень- шается и частицы отпадают от крышки 2 за счет собственного веса и переносятся в сито 15. Как при движении частиц вверх (ко дну желоба), они пересекают поток жидкости, > oòoðûé оказывает давление на частицы и переносит их вдоль желоба. При этом происходит активное взаимодействие мелких и крупных частиц, что в конечном счете способствует повышению эффективности использования энергии потока.

За счет того, что значительная масса частиц, движущихся в желобе, в каждый данный момент времени магнитом взвешивается в потоке, суммарная сила трения материала о дно меньше, чем при обычном идротранспорте. Для исключения тормо><ения движуцихся в потоке ферромагнитных частиц магнитами целесообразно обеспечить врацение магнитных генераторов так, чтобы окружная скорость по величине и направлению совпадала со средней скоростью движения потока пульпы. Одинаковое направление векторов средней скорости магнита в области, близкой >; крышке 2, приводит к сложению силы гидродинамического давления потока на частицы, и, в конечном счете, к увеличению транспортирующей способности потока.

Вертикальная плоскость у-у, проведенная через ось вращения магнита, разделяет поток на две области, где действие магнитных сил отличается по своим результатам. Бсли в правой области магниты помогают движению частиц, то в левой подтормаживают их.

Частицы некоторое время удерживаются магнитами, а затем перемещаются за счет гидродинамических сил. Это предполагает целесообразность установки выше крышки ? специальных экранов 14, которые бы исключили притягивание частиц, когда они проходят левую область. Для надежного (непрерывного) движения материала по ><елобу длиной над ним должно быть расположено определенное количество Z магнитных генераторов (фиг. 1), так что расстояние между ними равно

1 (1)

Слишком малое расстояние 1 приводит к усложнению всего гидромагнитного устройства для перемещения сыпучих материалов, так как число магнитных генераторов будет нецелесообразно большим. При значительном расстоянии

1 могут образовываться такие эоны, в которых подъемная сила магнитов мапа, частицы сыпучего материала останавли5 906864 ваются, что неизбежно приводит к забучиванию желоба.

Время одного оборота магнита вокруг точки 0" приближенно равно полному времени падения частицы от верх- 5 ней крышки до дна желоба (фиг. 2)

t = t + tg+ tg, (2) где t — время движения частицы в

1 воздухе от верхней крышки до свободной поверхности жидкости; время падения частицы в воде от уровня свободной поверхности до дна желоба; время движения частицы в во3 де по инерции от места падения ее на дно желоба до зоны действия следующего магнита.

Время движения частицы в воздухе

+ Л

1 2h< h

KV„g Ыз (8) При сравнении с обычным гидротранспортом стальной стружки, имеющим применение на Волжском автомобильном заводе имени 50-летия Советской власти, производительность транс.. портирования может быть увеличена в 3-4 раза. Это происходит вследствие тоГо, что давление ферромагнитных частиц на дно желоба уменьшается, эа счет этого уменьшается сила трения; при магнитном воздействии частица взвешиваетсл в потоке, влияние механического воздействия дна желоба уменьшается, миделевое сечение м> частицы становится больше, чем если бы частица двигалась у дна желоба. Вследствие этой причины сила F„ лобового давления, действующая на частицу, увеличивается

25 д у0Гк = Схц>х (9) о где С> — коэфс>ициент лобового давленил;

ЬЧ - относительнал скорость потока и частицы; 4q - ииделевое сечение частицы; с - ускорение свободного падения частиц; объемный вес жидкости.

Движение частицы у дна чаще всего бывает скачкообразным (особенно при малой энергии потока), поэтому значительная часть энергии потока расходуется на преодоление сил инерции, как при остановке частиц, так и при их разгоне. Взвешенная частица движется более равномерно в потоке, поэтому расход энергии в этом случае меньше; при взвешивании частица попадает из зоны малых придонных скоростей в область, близкую к гидродинамической оси потока, где осредненные скорости потока несоизмеримо больше, чем у дна. Транспортирующая же способность (производительность) пропорциональна скорости движения потока. (211 .

Время движенил в воде — — 1

hg 3 (4) где h - глубина потока;

Ы - гидравлическая крупность частицы.

Связь между геометрическими, гидравлическими параметрами потока, характеристикой частиц сыпучего материала и расстоянием между магнитами можно определить из следующего.

Время движения частицы от одного

40 магнита до другого

Г2 1 — — Ф

Время t движения частицы в потоке должно быть таким, чтобы проекция пути 1 ее на плоскость, совпадающую с дном желоба, была равна расстоянию

1 между крайними положениями двух соседних магнитов, т.е.

t (6) где V — среднлл скорость движения частицы в потоке, причем

55 где V — коэффициент пропорциональности;

V — среднял скорость потока пульпы.

Формула изобретения где h — расстояние от верхней крыш1 ки до свободной поверхности жидкости; ускорение свободного падения.

Принимая во внимание (5) и (6), получаем

Гидромагнитное устройство для перемещения ферромагнитных сыпучих материалов, содержащее желоб, закрытый крышкой из немагнитного материала, и

906864 размещенные над ним генераторы переменных магнитных полей, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности, исключения опасности поражения электрическим током обслуживающего персонала и варывоопасности, каждый генератор образован траверсами, установленными с возможностью вращения в плоскости, .перпендикулярной к направлению пере- И мещения материала, и закрепленными на концах траверс постоянными магнитами, при этом между каждын генератором и крышкой смонтирован экран.

Источники информации, принятые so внимание при экспертизе

Ф

1. Авторское свидетельство СССР

Н 550321, кл. 8 65 G 53/30, 1975 (прототип).

906864

Составитель И цветкова

Редактор П. Коссеи Техре Е Ха итонч

Заказ 490/24 Тираж 972

ИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113Р илиал ППП "Патент" г Уж о . П жгород, ул. Проектная, 4