МАГНИТНЫЙ СЕПАРАТОР

Полезная модель относится к машиностроению, более конкретно, к области магнитного разделения материалов и предназначена для отделения и удаления металломагнитных примесей из различных сыпучих или жидких продуктов.
Предлагаемый магнитный сепаратор может быть использован в пищевой, горно-обогатительной, химической, строительной, машиностроительной и других отраслях промышленности для извлечения из сыпучих или жидких материалов магнитных включений в тех случаях, когда к продукту предъявляется требование на отсутствие в нем металломагнитных примесей.
Известен магнитный сепаратор для удаления магнитных частиц из потока сыпучего продукта [US 5316151, В 03 С 1/00, 31.05.1994], который состоит из корпуса, входной и выходной труб, соединенных с корпусом. В корпусе установлены выдвижные, открытые сверху и снизу, ящики с рядом осадительных трубок, в которых размещены закрепленные на общей пластине магнитные стержни. Ящики установлены один под другим, при этом трубки расположены под углом 90°. Регенерация осуществляется путем предварительного вытягивания одного из выдвижных ящиков из корпуса и последующего удаления магнитных стержней из трубок.
Недостатком сепаратора является низкая эффективность процесса сепарации вследствие разнесенного по высоте расположения рядов осадительных трубок, а также попадание задержанных магнитных частиц с осадительных трубок в сепарируемый продукт при выдвижении ящиков для регенерации трубок.
Известен решетчатый магнитный сепаратор [US 5190159, В 03 С 1/00, 02.03.1993], который состоит из корпуса, функционально разделенного на камеры
осаждения и регенерации, установленных перпендикулярно потоку сепарируемой среды рядов осадительных элементов с магнитной системой внутри них в виде набора постоянных магнитов, обращенных одноименными полюсами друг к другу, а также устройства удаления примесей, размещенного на осадительном элементе с возможностью перемещения в камере регенерации при возвратно-поступательном движении осадительных элементов.
К числу его наиболее существенных недостатков следует отнести низкую эффективность процесса сепарации из-за нерационального конструктивного выполнения магнитной системы, что, например, приводит к прохождению частиц примесей, особенно тех, которые обладают малыми размерами и слабыми магнитными свойствами. Кроме того, как показывает опыт эксплуатации таких систем, в процессе регенерации часть уловленных примесей остается на верхней поверхности осадительных элементов в силу различных причин, например из-за их повышенной влажности и склонности к налипанию, и после регенерации повторно попадает в сепарируемый поток продукта, снижая эффективность работы сепаратора в целом.
Наиболее близким аналогом является магнитный сепаратор У1-БММ [см. справочник "Оборудование для производства муки и крупы". Сост. Демский А.Б. и др. Изд-во "Профессия", 2000, стр. 190-192, рис. 96], предназначенный для выделения металломагнитных примесей и муки.
Указанный сепаратор представляет собой полый цилиндр с продольным окном, которое закрывается дверкой. На дверке с внутренней стороны закреплен магнитный элемент цилиндрической формы с коническим обтекателем, который при закрытой дверке располагается внутри корпуса сепаратора вдоль его оси в потоке продукта, а при открывании дверки выходит из корпуса наружу. Сепарация продукта происходит в момент прохождения продуктом кольцевого канала между
стенками корпуса и магнитным элементом, на поверхности которого задерживаются металломагнитные примеси.
Конструкция прототипа имеет ряд особенностей, ограничивающих производительность и надежность его работы. Существенным недостатком является расположение магнитного элемента внутри корпуса сепаратора, в результате чего повышается вероятность его закупорки при сепарации малотекучих продуктов, то есть продуктов с высоким коэффициентом внутреннего трения. Таким образом ограничивается производительность работы сепаратора.
Задачей настоящей полезной модели является устранение вышеуказанных недостатков, обеспечение возможности сепарации более широкого перечня продуктов, в том числе продуктов с высоким значением коэффициента внутреннего трения, склонных, при наличии даже незначительных преград на пути, к слипанию, образованию пробок или заторов.
Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении надежности и производительности сепаратора, в обеспечении удобного и безопасного технического обслуживания.
Указанный технический результат достигается за счет того, что магнитный сепаратор содержит корпус, выполненный в виде тонкостенной полой емкости с фланцами для подсоединения входного и выходного патрубков на торцах. В корпусе выполнено, по крайней мере, одно окно, при этом каждое из окон ориентировано вдоль продольной оси корпуса и снабжено дверкой. Каждая из дверок выполнена из немагнитного материала и на внешней поверхности каждой из дверок установлены магниты.
Предпочтительно, чтобы поперечное сечение корпуса представляло собой геометрическую фигуру, такую, например, как окружность или овал или параллелепипед или трапецию.
Целесообразно, чтобы на каждой из упомянутых дверок были предусмотрены, по меньшей мере, две обоймы, в гнездах которых размещены магниты, и чтобы каждая из обойм была установлена перпендикулярно продольной оси соответствующей ей дверки.
Целесообразно, чтобы каждая обойма представляла собой жестко закрепленную на дверке гибкую цепь, звеньями которой являются связанные между собой гнезда для размещения магнитов, при этом расстояние между звеньями цепи должно быть выбрано минимальным, с учетом возможности обеспечения плотного прилегания обоймы к соответствующей ей дверке.
Магниты могут иметь форму дисков, а гнезда обойм для размещения магнитов могут быть выполнены в виде тонкостенных немагнитных стаканчиков, В каждом гнезде может быть установлено несколько магнитов.
Предпочтительно, чтобы магниты были установлены в гнезда таким образом, что направление магнитного поля в гнездах одной обоймы было одинаково. При этом, обоймы на каждой дверке желательно устанавливать так, чтобы направление магнитного поля каждой последующей обоймы менялось бы на противоположное относительно предыдущей обоймы.
Целесообразно, чтобы, если смотреть вдоль продольной оси сепаратора, на каждую пару гнезд с магнитами, установленными разноименными полюсами к корпусу, мог бы крепится общий магнитопровод.
За счет того, что магнитные элементы вынесены на внешнюю часть корпуса, внутренняя часть сепаратора, предназначенная для прохода обрабатываемого продукта, освобождается от каких-либо конструктивных элементов (помех) - происходит повышение производительности сепаратора, а также исключается возможность возникновения заторов, что, очевидно, способствует как повышению производительности, так и повышению надежности сепаратора.
За счет того, что вся магнитная система вынесена на наружную поверхность корпуса, появилась возможность удобного и безопасного технического обслуживания, исключающая, при очистке магнитов, попадание металломагнитных примесей в сепарируемый поток продукта.
Настоящая полезная модель поясняется конкретными примерами реализации, которые, однако, не являются единственно возможными, но наглядно демонстрируют возможность достижения приведенной совокупностью признаков требуемого технического результата.
На фиг.1 схематично представлен общий вид сепаратора;
на фиг.2 - вариант выполнения сепаратора с поперечным сечением в форме окружности, поперечный разрез по А-А фиг.1;
на фиг.3 представлена развертка - вид Б фиг.2, со снятыми магнитопроводами;
на фиг.4 представлено сечение по В-В фиг.2;
на фиг.5 - вариант выполнения сепаратора с поперечным сечением в форме сплюснутой окружности.
Магнитный сепаратор (фиг.1) содержит корпус 1, выполненный в виде тонкостенной полой емкости с фланцами для подсоединения входного и выходного патрубков на торцах. В зависимости от типоразмера сепаратора и условий его применения толщина стенок корпуса 1 может колебаться в пределах 3-8 миллиметров.
Поперечное сечение корпуса 1 представляет собой геометрическую фигуру, например, окружность, овал (или сплюснутую окружность, у которой сплюснутые стенки параллельны /см. фиг.5/), параллелепипед, трапецию и т.д. (см. фиг.6). В корпусе 1 выполнено, по крайней мере, одно окно 2. Если окон 2 более одного, то
они разделены узкими ребрами 3. Каждое окно 2 ориентировано вдоль продольной оси корпуса 1 и снабжено дверкой 4 из немагнитного материала. Каждая из дверок 4 установлена на петлях 5 и имеет возможность открывать и герметично закрывать одно или несколько окон 2. В закрытом состоянии каждая из дверок 4 надежно удерживается замком 6. В качестве замков 6 могут быть использованы любые, подходящие в данном случае замки, например, накидные, пружинные, защелки и т.п.
Дверки 4 закреплены на корпусе 1 с внешней стороны таким образом, что при закрытой дверке 4 во внутренней рабочей поверхности корпуса 1 образуется уступ (углубление) глубиной 3-8 мм (см. фиг.4).
На каждой из дверок 4 установлено четное число обойм с гнездами 7 в виде тонкостенных стаканчиков 8 из немагнитного материала. Каждый стаканчик 8 закрыт крышкой 11, выполненной в виде диска и зафиксированной в стаканчике 8 любым доступным и надежным способом, например, клеем, резьбовым соединением, дополнительными крепежными элементами в виде болтов, штифтов и т.п.
Каждая из обойм установлена перпендикулярно продольной оси соответствующей ей дверки 4. Количество обойм на каждой дверке 4 определяется типоразмером сепаратора и его производительностью - при высокой производительности предпочтительно увеличить количество обойм.
Каждая обойма представляет собой жестко закрепленную на дверке 4 гибкую цепь, звеньями которой являются связанные между собой гнезда 7 для размещения магнитов 9. Расстояние между звеньями цепи выбирается минимальным, с учетом возможности обеспечения плотного прилегания обоймы к соответствующей ей дверке 4.
Количество звеньев и их соединение в цепи может отличаться по исполнению и зависит от типоразмера сепаратора или непосредственно от размеров дверцы 4.
В гнездах 7 обойм размещены магниты 9.
Магниты 9 могут быть электрическими или постоянными, например, из сплава Ne-Fe-B (неодим-железо-бор).
Магниты 9 имеют форму дисков (шайб). В каждом гнезде 7 может быть установлено несколько магнитов 9.
Магниты 9 установлены в гнездах 7 таким образом, что направление магнитного поля во всех гнездах 7 одной обоймы одинаково.
Обоймы на каждой дверке 4 установлены так, что направление магнитного поля в гнездах 7 каждой последующей обоймы меняется на противоположное относительно предыдущей обоймы, то есть, в двух соседних обоймах, установленных на одной дверке 4, магниты установлены в гнезда 7 разноименными полюсами. При этом, если смотреть вдоль продольной оси сепаратора, на каждую пару гнезд 7 с магнитами 9, установленными разноименными полюсами к корпусу 1 на одной дверке 4, крепится общий магнитопровод 10.
Магнитопровод 10 крепится к крышке 11 стаканчика 8.
Ребра 3 корпуса 1 сепаратора расположены так, что не перекрывают полюса магнитов 9 и не мешают их контакту с сепарируемым продуктом.
Для безопасности и надежности работы сепаратора вся магнитная система, размещенная на наружной части корпуса 1, может быть закрыта кожухом или кожухи могут быть установлены на каждой дверке 4, защищая установленные на ней обоймы с магнитами 9.
Магнитный сепаратор работает следующим образом.
Внутренняя поверхность корпуса сепаратора является рабочей, т.е. сепарируемый продукт проходит внутри корпуса сепаратора. При нахождении сепарируемого продукта внутри сепаратора металломагнитные примеси, имеющиеся в продукте, испытывая воздействие магнитного поля высокой интенсивности, ориентируются вдоль силовых магнитных линий и устремляются к полюсам магнитов, где надежно удерживаются в процессе всего рабочего цикла сепаратора. Надежному удержанию металломагнитных примесей у полюсов магнитов способствует еще и тот факт, что накопление металломагнитных примесей происходит в уступах, образованных закрытыми дверками во внутренней рабочей поверхности корпуса.
По мере накопления на магнитных полюсах сепаратора металломагнитных примесей, необходимо производить соответствующую чистку. Периодичность таких чисток зависит от количества примесей в сепарируемом продукте и производительности сепаратора.
Для очистки магнитных полюсов сепаратора сначала открывают замки дверок, затем открывают наружу дверки и с внутренней поверхности дверок, вне зоны проходного сечения сепаратора, удаляют накопленные металломагнитные примеси, без риска уронить их в продуктовод.
Не рекомендуется открывать дверки сепаратора во время его работы.