УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МАГНИТНЫХ ЧАСТИЦ ИЗ ЖИДКОЙ СРЕДЫ
DEVICE FOR EXTRACTION OF MAGNETIC PARTICLES FROM LIQUID MEDIUM

Изобретение относится к области магнитной очистки технологических жидкостей (ТЖ), смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), моющих растворов и может быть использовано на металлообрабатывающих производствах при обработке металлов давлением, резаньем и прокатке.
Известно устройство «Магнитный фильтр-сепаратор» (см. А.С. №915897. Кл. B01D 35/06, B03C 1/00. Опубл. 30.03.1982 г. Бюл. №12), заключающееся в том, что удаление из жидкости магнитных включений осуществляется за счет осаждения последних на магнитных стержнях, расположенных соосно движению очищаемой жидкости, а регенерационный смыв осажденных на магнитных стержнях магнитных включений осуществляется напором жидкости, направленным перпендикулярно магнитным стержням из труб, расположенных соосно вокруг магнитных стержней.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, относится то, что очищаемая жидкость сепарируется в корпусе фильтра в турбулентном режиме, что существенно снижает качество ее очистки, а регенерационный смыв осажденных на магнитных стержнях магнитных включений, осуществляемый напором жидкости, направленным перпендикулярно магнитным стержням из труб, расположенных соосно вокруг магнитных стержней, мало эффективен вследствие того, что сам основной поток регенерационный жидкости в корпусе направлен вниз соосно магнитным стержням. При этом основной поток регенерационной жидкости изменяет вектор силы смыва и тем самым полностью не обеспечивается удаление магнитных включений с магнитных стержней.
Кроме того, конструкция известного устройства не позволяет использовать мощные магниты, магнитные стержни значительной длины, а также располагать магнитные стержни близко друг к другу, так как магнитные силы из-за разной полярности способствуют притягиванию магнитных стержней друг к другу, а в конечном итоге «слипанию» их между собой.
Эти обстоятельства резко снижают качество очистки жидкости и ограничивают производительность устройства очистки.
Сущность изобретения заключается в том, корпус устройства выполнен в виде вытянутого параллелепипеда и дополнительно оснащен вставками, разделяющими внутренний объем корпуса на рабочие и нерабочие зоны, а магнитная система выполнена в виде труб с расположенными в них постоянными кольцевыми магнитами, чередующимися с шариками, образующими локальную магнитную систему с длиной, равной длине рабочей зоны, и немагнитными вставками, разделенными шариками, при этом обеспечена возможность перемещения внутри труб постоянных кольцевых магнитов, шариков и немагнитных вставок посредством исполнительного механизма на величину, равную длине рабочей зоны, причем исполнительный механизм может быть выполнен в виде линейного привода.
Кроме того, прямые участки труб магнитной системы соединены между собой радиусными отводами, причем конец первого прямого участка трубы через радиусный отвод соединен с началом следующего прямого участка трубы, тем самым образуя сплошной единый контур, начинающийся и заканчивающийся линейными приводами.
Радиусные отводы заполнены шариками и немагнитными вставками, а внутренняя часть трубы магнитной системы и радиусных отводов заполнена жидким наполнителем с малым коэффициентом трения.
Входной и выходной патрубки для сепарируемой жидкости присоединены к боковым большим граням вытянутого параллелепипеда, а входной и выходной патрубки для промывочной жидкости присоединены соответственно к верхней и нижней граням вытянутого параллелепипеда.
Использование предлагаемого изобретения обеспечивает следующий технический результат:
- повышение производительности устройства очистки,
- упрощение конструкции устройства очистки и снижение его стоимости,
- повышение эффективности промывки.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что устройство для извлечения магнитных частиц из жидкой среды состоит из вертикального корпуса с распределителями потока и с магнитной системой, состоящей из магнитных и немагнитных вставок, систему регенерационного смыва.
Особенность заключается в том, что корпус устройства выполнен в виде вытянутого параллелепипеда и дополнительно оснащен вставками, разделяющими внутренний объем корпуса на рабочие и не рабочие зоны, а магнитная система выполнены в виде труб с расположенными в них постоянными кольцевыми магнитами, чередующимися с шариками, образующими локальную магнитную систему с длиной, равной длине рабочей зоны, и немагнитными вставками, разделенными шариками, при этом обеспечена возможность перемещения внутри труб постоянных кольцевых магнитов, шариков и немагнитных вставок посредством исполнительного механизма на величину, равную длине рабочей зоны, причем исполнительный механизм может быть выполнен в виде линейного привода.
Кроме того, прямые участки труб магнитной системы соединены между собой радиусными отводами, причем конец первого прямого участка трубы через радиусный отвод соединен с началом следующего прямого участка трубы, тем самым образуя сплошной единый контур, начинающийся и заканчивающийся линейными приводами.
Радиусные отводы заполнены шариками и немагнитными вставками, а внутренняя часть трубы магнитной системы и радиусных отводов заполнена жидким наполнителем с малым коэффициентом трения.
Входной и выходной патрубки для сепарируемой жидкости присоединены к боковым большим граням вытянутого параллелепипеда, а входной и выходной патрубки для промывочной жидкости присоединены соответственно к верхней и нижней граням вытянутого параллелепипеда.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном изобретении, изложенных в формуле изобретения.
Следовательно, заявленное изобретение - способ и устройство для его реализации - соответствует условию «новизна».
Конструкция изобретения, реализующая заявленный способ, представлена на чертежах (фиг.1-4).
Фиг.1 - продольный разрез устройства в режиме очистки жидкости.
Фиг.2 - вид сбоку.
Фиг.3 - вид сверху.
Фиг.4 - продольный разрез устройства в режиме промывки.
Устройство очистки жидкостей состоит из корпуса 1, выполненного в виде вытянутого параллелепипеда, немагнитных вставок 2, разделяющих внутреннюю часть корпуса на рабочую 3 и нерабочую 4 зоны, магнитной системы, состоящей из труб 5 с расположенными в них постоянными кольцевыми магнитами 6, чередующимися с шариками, и немагнитными вставками 7, разделенными шариками 8, исполнительных механизмов, состоящих из гидроцилиндров 9 и 10, входного 11 и выходного 12 патрубков для сепарации жидкости, входного 13 и выходного 14 патрубков для системы регенерации (смыва) шлама с поверхности труб 5. В процессе очистки жидкости на поверхности труб 5 намагничивается шлам 16. Корпус оснащен распределителями потока 17 и 18, а трубы 5 соединены между собой радиусными отводами 19. Трубы 5 и радиусные отводы 19 заполнены жидкостью 20 с малым коэффициентом трения.
Устройство работает следующим образом.
В режиме очистки. Сепарируемая жидкость по входному патрубку 11 подается в корпус 1 со стороны больших граней и проходит через распределитель потока 17. Очистка жидкости от магнитных включений осуществляется в процессе движения последней перпендикулярно оси труб 5 в рабочей зоне 3 корпуса 1 со скоростью, необходимой для притягивания магнитных включений к поверхности труб 5. Очищенная жидкость сливается через распределитель потока 18 и патрубок 12.
В режиме промывки. При накоплении магнитного шлама 16 на поверхностях труб 5 до заданной массы осуществляется переключение режима работы устройства. В этом случае перекрываются патрубки 11 и 12, а промывочная жидкость направляется по патрубку 13 и сливается по патрубку 14. В этот же момент гидроцилиндр 9 смещает магнитную систему (состоящую из постоянных кольцевых магнитов 6, немагнитных вставок 7 и шариков 8), расположенную в трубе 5, снимая тем самым магнитное поле в рабочей зоне 3. В результате снятия магнитного поля магнитный шлам 16 смывается с поверхности труб 5 и вместе с жидкостью отправляется на дальнейшую сепарацию. Скорость жидкости в режиме промывки должна обеспечивать смыв шлама 16 с поверхности труб 5.
После промывки магнитная система посредством гидроцилиндра 10 возвращается в рабочее состояние, а устройство переводят в режим очистки (закрываются патрубки 13 и 14, открываются патрубки 11 и 12).
С целью снижения трения элементов магнитной системы (кольцевых магнитов 6, немагнитных вставок 7 и шариков 8) по внутренней поверхности трубы 5 и радиусных отводов 19 последние заполняются жидкостью 20 с малым коэффициентом трения.
Конструкция предлагаемого устройства позволяет использовать постоянные магниты с мощным магнитным полем и располагать их близко друг к другу в трубах 5, не опасаясь их «слипания» между собой. В предлагаемой конструкции отсутствуют какие-либо элементы смыва шлама с поверхности магнитов в период промывки. Снятие магнитного поля с поверхности труб в рабочей зоне ускоряет процесс удаления магнитного шлама в режиме промывки.
Все это в конечном итоге повышает производительность устройства, упрощает конструкцию, снижает его стоимость и повышает эффективность промывки.
Таким образом, вышеизложенное описание свидетельствует о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленное изобретение, при его осуществлении предназначено для магнитной очистки технологических жидкостей (ТЖ), смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), моющих растворов и может быть использовано на металлообрабатывающих производствах при обработке металлов давлением, резаньем и прокатке;
- для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в изложенной формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов;
- средство, воплощающее заявленное изобретение при осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемых заявителем поставленных технических задач. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».