СЕПАРАТОР МАГНИТНЫЙ БАРАБАННЫЙ

Полезная модель относится к области магнитной сепарации продуктов и может быть использована в горной, керамической, стекольной и других отраслях промышленности.
Известен сепаратор магнитный барабанный [1], включающий магнитную систему, выполненную из постоянных магнитов и установленную внутри немагнитного двухслойного барабана, внутренний слой которого выполняют неэлектропроводным в форме полого цилиндра, изготовленного из стеклопластика, а внешний - в виде резиновой манжеты, футерующей внутренний слой барабана.
Внутренний слой такого двухслойного барабана обеспечивает его механическую прочность, а верхний слой обеспечивает его износостойкость относительно абразивного действия продуктов, которые движутся по поверхности барабана. Так как износостойкость резины относительно небольшая, то по мере работы сепаратора [1], его резиновая манжета, как внешний рабочий слой барабана, интенсивно изнашивается и требует частой периодической замены в процессе эксплуатации сепаратора. Периодичность замены резиновой манжеты определяется толщиной слоя резины манжеты. Для увеличения промежутка времени между заменами манжеты необходимо увеличивать толщину слоя резины. Но чем больше толщина слоя резины манжеты, тем меньше значение величины магнитной индукции и магнитной силы, как на поверхности барабана, так и во всем слое продукта, который движется вдоль поверхности барабана.
Таким образом, в сепараторе магнитном барабанном [1], принятом в качестве прототипа, в связи с относительно небольшой абразивной износостойкостью его резиновой манжеты, для достижения заданной эффективности сепарации уменьшается промежуток времени между заменами
резиновой манжеты, вследствие чего соответственно уменьшается производительность сепаратора.
Незначительная жесткость и прочность резины, как конструктивного материала, обуславливает незначительное влияние резиновой манжеты на общую жесткость и прочность такого двухслойного барабана, а выполнение резиновой манжеты монолитной уменьшает мобильность ее замены после очередного износа.
Кроме того, абразивная износостойкость резиновой манжеты не может быть усилена известным и распространенным способом нанесения на ее поверхность карбидообразующих легирующих элементов, как наиболее износоустойчивых покрытий, например, покрытий из нитрид титана или карбид хрома [2].
В основу полезной модели поставлена задача повысить абразивную износостойкость, механическую прочность и мобильность замены внешнего слоя двухслойного барабана сепаратора магнитного барабанного.
Поставленная задача решается в сепараторе магнитном барабанном, включающем магнитную систему, установленную внутри немагнитного двухслойного барабана, внутренний слой которого выполнен в форме полого цилиндра, изготовленного из стеклопластика большой механической прочности, а внешний слой выполнен из легированной износостойкой стали.
Поставленная задача решается в сепараторе магнитном барабанном, в котором внешний слой барабана выполнен разборным, составленным, по крайней мере, из двух частей, соединенных между собой механическим креплением.
Поставленная задача решается в сепараторе магнитном барабанном, в котором внешний слой барабана выполнен из стальной проволоки, плотно намотанной на внутренний слой барабана.
Поставленная задача решается в сепараторе магнитном барабанном, в котором внешний слой барабана намотан из проволоки покрытой электроизоляционной пленкой.
Поставленная задача решается в сепараторе магнитном барабанном, в котором на внешний слой барабана нанесено покрытие из карбид хрома или нитрид титана.
Выполнение внешнего слоя барабана в предлагаемом сепараторе из легированных абразивноизносостойких марок стали, в особенности, из сплавов стали с содержимым до 4% карбидообразующих легирующих элементов [3] резко увеличивает ресурс работы внешнего слоя барабана даже при незначительной (2-3 мм) толщине этого слоя. При этом одновременно увеличивается механическая жесткость и прочность барабана в целом за счет механических свойств стального внешнего слоя барабана.
Для улучшения мобильности замены изношенного внешнего слоя барабана этот слой могут выполнять разборным, составленным из двух или более частей, соединенных между собой механическим креплением.
При выполнении внешнего слоя барабана в виде стальной проволоки, плотно намотанной на внутренний слой барабана, резко уменьшается выделение тепла от протекания вихревых токов в объеме стального слоя барабана при его движении в зоне действия сильных магнитных полей быстровращающихся барабанов.
Выполнение внешнего слоя барабана из стальной проволоки покрытой электроизоляционной пленкой, минимизирует выделение тепла от вихревых токов еще больше, что в особенности важно при использовании в магнитной системе постоянных магнитов больших энергий (Nd-Fe-B или Co-Sm), которые могут создавать на поверхности барабана магнитную индукцию величиной 0,5-0,7 Тл. Выполнение внешнего слоя барабана стальным, с покрытием этого слоя карбид хромом или нитрид титаном позволяет достичь наибольшей абразивной стойкости барабана [4].
На фиг.1 изображен поперечный разрез барабана, предлагаемого сепаратора при выполнении внешнего слоя барабана стальным, цельным и неразборным.
На фиг.2 изображен поперечный разрез барабана, внешний слой которого выполнен разборным из двух частей.
На фиг.3 изображен продольный разрез барабана, внешний слой которого выполнен из намотанной проволоки.
На фиг.4 изображен поперечный разрез барабана, внешний слой которого выполнен из намотанной проволоки.
Внутренний слой 1 барабана (фиг.1 - фиг.4) изготовлен из стеклопластика большой механической прочности в виде полого тонкостенного цилиндра. Толщину слоя стеклопластика выбирают из условия обеспечения заданной прочности и жесткости барабана. Внутри внутреннего слоя 1 устанавливают неподвижную магнитную систему 2 (фиг.1 - фиг.4). Внешний слой 3 барабана, который выполняет функцию износоустойчивой футеровки внутреннего слоя может выполняться стальным цельным (фиг.1) или разборным (фиг.2). Толщину внешнего слоя выбирают из условия обеспечения заданной износостойкости барабана и допустимого минимального значения магнитных осаждающих сил на поверхности этого слоя. При изготовлении магнитной системы из постоянных магнитов большой энергии (Nd-Fe-B или Co-Sm) и большой частоты перемагничивания барабана при его вращении относительно магнитной системы (f>10-15 Гц) внешний слой барабана может выполняться в виде плотно намотанной на внутренний слой 1 слоя стальной проволоки 3 (фиг.3 и фиг.4). Такое выполнение внешнего слоя позволяет резко уменьшить выделения тепла в этом слое от протекания в нем вихревых токов. Дальнейшую минимизацию теплового выделения достигают использованием проволоки с покрытием электроизоляционной пленкой (из стеклоткани, эмали, лака).
Для достижения максимальной износостойкости барабана внешний слой может покрываться дополнительно тонким слоем карбид хрома или нитрид титана [3].
При выполнении внешнего слоя 3 барабана (фиг.1) цельным, замена этого слоя при его изнашивании требует хотя бы частичной разборки сепаратора. Вместе с тем, как при выполнении внешнего слоя 3 разборным (фиг.2), его замену выполняют простой разборкой изношенных частей внешнего слоя и заменой этих частей новыми.
При этом сам сепаратор не разбирают и поэтому операция замены внешнего слоя выполняется мобильно за короткий промежуток времени.
Выполнение внешнего слоя 3 барабана (фиг.3 и фиг.4) наматыванием на внутренний слой 1 плотного слоя стальной проволоки тоже обеспечивает мобильную замену внешнего слоя барабана, так как сам процесс замены не требует обязательной разборки сепаратора. Наматывание нового слоя проволоки можно выполнить при медленном вращении барабана сепаратора.
Предлагаемый сепаратор работает следующим образом.
На внешнюю поверхность вращающегося барабана, подают продукт, подлежащий сепарации. Поток продукта, двигаясь по внешней поверхности барабана постепенно изнашивает внешний слой барабана. После полного (или допустимого) износа внешнего слоя барабана, который определяется визуально или измерительными приборами, внешний изношенный слой заменяют новым после остановки сепаратора и прекращения подачи продукта на барабан. Следует отметить, что при выполнении внешнего слоя барабана разборным (фиг.2), конструктивный узел механического крепления частей слоя барабана между собой одновременно может выполнять функцию очистительной планки барабана.
Источники информации:
1. В.В.Кармазин, В.И.Кармазин, В.А.Бинкевич "Магнитная регенерация и сепарация при обогащении руд и углей", "Недра", 1968, с.92
2. В.Башара, А.Луговой, В.Савин "Вместо стальной - стеклопластиковую арматуру", "Строительная газета" от 19.02.2003.
3. Э.А.Сухарев "Технология и свойства защитных покрытий в машинах", Ровно - 2004.
4. Патент США №5, 051, 177, 24.09.1991, МПК В 03 С 1/00.