МАГНИТНАЯ ЛОВУШКА

Заявляемое техническое решение относится к устройствам, используемым при очистке жидкости от частиц ферромагнетиков, и может использоваться в различных отраслях промышленности.
Известен магнитомеханический фильтр (1), используемый для улавливания механических примесей (в том числе ферромагнетиков), и устанавливающийся перед расходомерными устройствами. Фильтр содержит Y-образный корпус с проточным каналом и каналом с заглушкой, которые соединяются друг с другом под тупым углом к потоку набегающей среды. В канале с заглушкой установлен сетчатый фильтр с магнитным фильтрующим элементом, установленным на держателе. Магнитный элемент выполнен в виде чередующихся немагнитных и магнитных шайб разного диаметра.
Недостатком данного технического решения является то, что магниты соприкасаются с рабочей средой. Для очистки магнитов необходимо, отсоединив заглушку, извлечь фильтрующий элемент с магнитами и промыть магниты вручную при помощи большого напора воды, что значительно повышет трудоемкость использования такого фильтра.
Наиболее близким по технической сущности и потому взятый за прототип, является фильтр магнитный (2), содержащий корпус с уплотняющей крышкой, в котором размещена магнитная система, снабженная не менее чем тремя постоянными магнитными элементами, расположенными в корпусе радиально и закрепленными в кассете, выполненной из немагнитного материала. Кассета снабжена сквозными отверстиями для протекания фильтруемой жидкости, расположенными между обращенными друг к другу полюсами магнитных элементов. Внутренний диаметр корпуса фильтра в месте установки магнитной системы превышает внутренний диаметр трубопровода в 1,1-1,4 раза.
Недостатком данного фильтра является то, что для регенерации фильтрующего элемента необходимо производить разборку корпуса.
Кроме того, рассматриваемый в качестве прототипа фильтр содержит магниты, имеющие непосредственный контакт с очищаемой жидкостью, вследствие чего происходит коррозия магнитов. Скорость протекания жидкости в зоне улавливания магнитов не значительно отличается от скорости в трубопроводе, что способствует смыванию или проскоку части ферромагнитных примесей и таким образом снижается степень очистки потока. Регенерация фильтров такой конструкции требует их разборки и ручной очистки.
Задачей заявляемой полезной модели является создание более эффективного, удобного в эксплуатации, безразборного, не требующего сложного технического обслуживания устройства для очистки жидкостей от частиц ферромагнетиков.
Техническим результатом является повышение качества очистки жидкостей от частиц ферромагнетиков, возможность проводить регенерацию магнитной ловушки без разборки и без применения дополнительных устройств и приспособлений.
Это достигается тем, что магнитная ловушка содержащая корпус с помещенной в него магнитной системой, выполненной в виде постоянных магнитов, закрепленных в кассете из немагнитного материала согласно заявляемому техническому решению содержит прямоугольный герметичный корпус из нержавеющей немагнитной стали, снабженный с двух сторон конусообразными патрубками, причем во входном патрубке установлен рассекатель потока. В боковой стенке корпуса выполнено одно или несколько прямоугольных отверстий, соединенных герметичным каналом с соответствующим отверстиями в противоположной боковой стенке корпуса. В герметичном канале установлена с возможностью перемещения прямоугольная кассета из листового немагнитного материала с постоянными магнитами, размещенными в один или несколько рядов на той части кассеты, которая находится внутри корпуса в процессе очистки потока жидкости, причем длина кассеты составляет от 2 до 3 длин герметичного канала.
Постоянные магниты находящиеся в прямоугольной кассете взаимодействуют с потоком жидкости, проходящим внутри корпуса, через стенки герметичных каналов, тем самым очищая его и позволяя не разбирая корпус выводить из герметичного канала прямоугольную кассету с постоянными магнитами для регенерации магнитной ловушки. Площадь сечения внутреннего пространства корпуса значительно (в 4 и более раз) больше площади сечения на входе и на выходе из патрубков. За счет установленного во входном патрубке рассекателя потока и разницы площадей сечения входного патрубка и корпуса, скорость потока в зоне действия магнитов уменьшается. Поток жидкости за счет геометрии корпуса меняет форму с круглой (в патрубках) на прямоугольную - щелевую (в области установки кассет с постоянными магнитами). Происходит снижение скорости потока жидкости и уменьшение толщины слоя в зоне действия магнитов, что увеличивает эффективность магнитной ловушки.
На (Фиг.1) изображена магнитная ловушка в изометрии, например, с двумя кассетами, и ее разрез по вертикальной оси (А-А).
На (Фиг.2) изображена кассета с постоянными магнитами.
На (Фиг.3) изображена магнитная ловушка, например, с двумя кассетами (рабочее положение).
На (Фиг.4) изображена магнитная ловушка, например, с двумя кассетами (режим регенерации).
Магнитная ловушка состоит из герметичного прямоугольного корпуса 1 (Фиг.1) сварной конструкции, выполненного из нержавеющей немагнитной стали, с двух сторон к которому приварены конусообразные входной 2 и выходной 3 патрубки, заканчивающиеся фланцами 4 для подсоединения к трубопроводам с обрабатываемой жидкостью. Во входном патрубке 2 магнитной ловушки установлен рассекатель потока жидкости 5, представляющий собой, например, изогнутую перфорированную пластину. Корпус снабжен ребрами жесткости 6 и выдерживает избыточное давление (до 0,6 Мпа).
Прямоугольные отверстия 7, на боковых стенках корпуса, соединены сквозными герметичными каналами 8, имеющими по периметру ребра жесткости 9. Внутри герметичного канала 8 вставлена кассета 10 (фиг.2), в которой закреплены постоянные магниты 11, например, в три ряда. В зависимости от диаметра входного патрубка и степени загрязненности рабочей среды допускается выполнение одного и более герметичных каналов в корпусе магнитной ловушки и, соответственно, установка кассет с постоянными магнитами в каждый канал.
Кассета с постоянными магнитами (10) изготовлена из листового немагнитного материала, например, текстолита в виде прямоугольника с размерами, позволяющими ей свободно, с минимальным зазором перемещаться в канале, причем ее длина составляет от 2 до 3 длин герметичного канала. В каждой кассете закреплены постоянные магниты 11. Постоянные магниты закреплены, например, в один или несколько рядов на той части кассеты, которая находится внутри корпуса в процессе очистки, вторая часть, выступающая из корпуса, свободна от магнитов.
Магнитная ловушка работает следующим образом. Поток обрабатываемой жидкости по трубопроводу через фланец 4 поступает в входной патрубок 2 ловушки, проходит через рассекатель потока жидкости 5, предназначенный для распределения потока, омывает с двух сторон стенки герметичных каналов 8, в которых находятся кассеты 10 с постоянными магнитами 11. В этой зоне уменьшается скорость потока и толщина слоя потока. Ферромагнитные примеси, находящиеся в очищаемой жидкости, оседают на стенках герметичных каналов за счет их удержания магнитным полем постоянных магнитов.
После нескольких часов работы, в зависимости от степени загрязненности жидкости, проводят регенерацию ловушки. При этом за ловушкой устанавливается трехходовой кран (не показан) для отвода потока.
Регенерация выполняется следующим образом:
- трехходовой кран переключается на отвод потока;
- часть кассеты 10, на которой закреплены постоянные магниты 11, из герметичного канала 8 выдвигается за пределы корпуса;
- часть кассеты без магнитов при этом перемещается по герметичному каналу внутрь корпуса, не позволяя кассете выпасть из него;
- в магнитную ловушку через входной патрубок 2 подается напор воды для удаления примесей.
Так как действие магнитов прекращается, водяной поток смывает все примеси, которые собрались в корпусе. Процесс очистки возобновляется путем повторного ввода кассеты с постоянными магнитами в герметичный канал корпуса и подачи рабочей жидкости.
Использование в корпусе заявляемой магнитной ловушки герметичного канала для кассеты с постоянными магнитами, позволило исключить непосредственный контакт магнитов с очищаемой жидкостью и дало возможность избежать загрязнения и коррозии магнитов, что привело к повышению надежности и увеличению срока службы устройства. Такое конструктивное решение дало возможность проводить быструю регенерацию без ее разборки, что привело к уменьшению эксплуатационных затрат и снижению трудоемкости при техническом обслуживании.
В настоящий момент изготовлено, смонтировано и эксплуатируется несколько магнитных ловушек с диаметром входного патрубка 150 мм и двумя кассетами в каждом. Результаты эксплуатации показали высокую эффективность улавливания, удобство обслуживания и длительный срок службы.
Используемые источники
1. Патент РФ №2200614, класс МПК В01D 35/06, дата приоритета 12.11.1999 г.
2. Заявка РФ 2003118728, класс МПК В01D 35/06, дата приоритета 25.05.2003 г.