роторный электромагнитный сепаратор для очистки технологических жидкостей от слабомагнитных мелкодисперсных частиц

Формула изобретения

РОТОРНЫЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ СЕПАРАТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ ОТ СЛАБОМАГНИТНЫХ МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ, состоящий из электромагнитной системы и вращающегося ротора с рабочим каналом, образованным двумя тонкостенными гладками коаксиальными цилиндрами из немагнитной стали и разделенным на ячейки, отличающийся тем, что электромагнитная система выполнена со сверхпроводящей катушкой возбуждения, заключенной в сосуд Дюара, причем внутри сосуда Дюара размещен формирующий магнитное поле экран из сверхпроводящего материала.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для отделения от технологической жидкости мелкодисперсных слабомагнитных частиц и может быть использовано в химической и химико-металлургической промышленности.

Известен электромагнитный сепаратор для отделения фракций размером от 1 до 0,1 мкм. Он состоит из электромагнитных систем и блока роторов с ферромагнитными пластинами, образующими рабочий канал. При повороте часть ротора выводится из зоны действия магнитного поля. В этой зоне происходит осыпание и смыв осажденных частиц. Магнитопроводящие пластины имеют различную полярность. Градиенты поля невелики, а индукция не выше 1,2-1,4 Тл [1] Недостаток сепаратора трудность очистки сепаратора, так как остаточная намагниченность 0,02-0,03 Тл препятствует осыпанию частиц.

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. Ротор разделен на ячейки, заполненные ферромагнитными телами [2] 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. Кроме того, рассмотренные сепараторы имеют тяжелые массивные магнитопроводы.

Предлагается роторный электромагнитный сепаратор для очистки технологической жидкости, отличающийся повышенным качеством очистки жидкостей с мелкодисперсными слабомагнитными примесями, для чего в рабочем канале создано высокоградиентное поле с индукцией 3,5-4 Тл и обеспечено качественное удаление задержанных частиц из рабочего канала.

Для этого вращающийся ротор образован двумя тонкостенными гладкими коаксиальными цилиндрами из немагнитной стали, зазор между цилиндрами разделен радиальными перегородками на ячейки, а электромагнитная система выполнена со сверхпроводящей катушкой возбуждения в сосуде Дюара, причем внутри сосуда Дюара размещен экран из сверхпроводящего материала, формирующий магнитное поле.

На чертеже показан предлагаемый сепаратор.

Он состоит из электромагнитной сверхпроводящей катушки возбуждения 1, заключенной в сосуд Дюара 2 с жидким гелием, и вращающегося ротора 3. Сосуд Дюара имеет паз с дополнительной теплоизоляцией 4 для размещения на угле 180-200^о ротора. Внутри сосуда Дюара размещен экран 5 из сверхпроводящего материала. В зоне охвата ротора экран имеет кольцевые вырезы. В паз сосуда Дюара введен ротор 3. Рабочий канал ротора образован двумя коаксимальными гладкостенными цилиндрами из немагнитной стали. Зазор между ними разделен радиальным и немагнитными проставками на ряд ячеек. В верхней части ротора выполнена кольцевая приемная воронка. Ротор установлен на подшипниках и оси и заключен в герметичную камеру 6. Ротор вращается герметичным электроприводом 7, укрепленным на камере 6. Ввод очищаемой и промывочной жидкостей в рабочий канал осуществляется через патрубки 8 и 9 и коллекторы 10 и 11, а отвод через коллекторы и патрубки 12 и 13. Подача жидкого гелия производится через патрубок 13, отвод газообразного гелия через патрубок 14.

Сепаратор работает следующим образом. В сосуде Дюара 2 находится жидкий гелий, обеспечивающий сверхпроводимость обмотки возбуждения 1 и экрана 5. Сепаратор может периодически заправляться жидким гелием или работать по замкнутому циклу с ожижительной установкой. При питании обмотки возбуждения 1 вокруг нее создается мощное магнитное поле. Экран 5 обеспечивает прохождение магнитного потока через рабочий канал ротора. Наличие кольцевых вырезов обуславливает создание в канале периодически изменяющегося по направлению потока жидкости поля с максимальной индукцией до 4 Тл. Ротор 3 при включении привода 7 начинает вращаться. Сепарируемая жидкость подается в зону очистки через патрубок 8 и коллектор 10 в рабочий канал ротора. Под действием магнитного поля слабомагнитные частицы осаждаются на стенках рабочей камеры. Очищенная жидкость стекает через коллектор и патрубок 12. Ротор, непрерывно вращаясь, выводит заполняемые частицами ячейки ротора из зоны подачи очищаемой жидкости и действия магнитного поля. Вне зоны действия магнитного поля частицы ссыпаются со стенок и смываются чистой жидкостью, подаваемой через патрубок 9 и коллектор 11, в коллектор 11 и удаляются через патрубок 13. Таким образом, сепаратор обеспечивает непрерывное сепарирование мелкодисперсных слабомагнитных частиц и выведение их из сепаратора.

Экономический эффект использования предлагаемого сепаратора состоит в повышении качества сепарирования мелкодисперсных (менее 0,1 мкм) частиц со слабыми магнитными свойствами при полной герметичности процесса.