УСТРОЙСТВО ИЗВЛЕЧЕНИЯ И ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ИЗМЕЛЬЧЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ
DEVICE FOR EXTRACTION AND SEPARATION OF CRUSHED MATERIALS

Изобретение относится к порошковой металлургии и может найти применение в рудоперерабатывающей промышленности, в теплоэнергетике и очистке промышленных и сточных вод.
Известно устройство, реализующее способ обезвоживания измельченных ферромагнитных материалов (Авторское свидетельство СССР №749405, Кл. В03С 1/00, опублик. 23.07.80 г.), содержащее магнитную систему постоянного магнитного поля, охватывающую конвейер и кожух, снабженный газоходами для подачи газа-теплоносителя и отвода отработанных газов.
Однако это устройство формирует из измельченного материала конические структуры-флокулы и позволяет удалять влагу только с поверхности и пор, хотя сами флокулы внутри себя удерживают влагу, захватывая ее при своем формировании в магнитном поле. При контакте флокул и газа-теплоносителя происходит испарение влаги из пор и с поверхности только до 6-9% влажности
Наиболее близким по технической сущности является изобретение «Устройство извлечения и обезвоживания измельченных ферромагнитных материалов» (Патент РФ №2059442, опублик. 10.05.96 г.)
Устройство выполнено в виде трубы, разделенной на две части, которые можно устанавливать под разными углами друг к другу. На трубу надета магнитная система, создающая постоянное и переменное магнитные поля внутри трубы с взаимно перпендикулярными векторами индукции, причем питание магнитов постоянного поля осуществляется так, чтобы его индукция возросла от начала трубы к ее концу. Устройство работает следующим образом: ферромагнитная пульпа через питающее отверстие подается в трубу, где за счет суперпозиции магнитных полей постоянное поле направлено по оси трубы и увеличивается от входа устройства к его выходу, а переменное поле, создаваемое однофазным током промышленной частоты, направлено перпендикулярно оси трубы, оно создает движение частиц от стенки до стенки. В результате наложения этих двух полей создается магнитоожиженный слой из обособленных ферромагнитных частиц, перемещающихся в направлении сборника готового продукта. В магнитоожиженном слое происходит "кипение" обособленных друг от друга ферромагнитных частиц. Частицы освобождаются от основной жидкости, которая уходит в отверстие на участке I трубы. На участке II трубы "кипящие" частицы взаимодействуют с газом-теплоносителем всей своей поверхностью, что значительно ускоряет сушку, так как нет затруднений массо- и теплообмена. В том случае, когда не требуется глубокая сушка частиц, газ-теплоноситель может не применяться, а жидкость, удерживающаяся на поверхности частиц, будет стряхиваться на участке II за счет процессов "кипения". Наклон участка I и участка II трубы определяется магнитными и реологическими свойствами измельченных ферромагнитных частиц.
К недостаткам данного устройства можно отнести: 1) сложную в изготовлении магнитную систему; 2) невозможность извлекать и обезвоживать неферромагнитные измельченные материалы.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание устройства для извлечения и сушки до необходимой влажности не только ферромагнитных, но и других измельченных материалов из пульпы.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве извлечения и обезвоживания измельченных материалов, включающем магнитную систему, установленную наклонно с возможностью изменения угла наклона, и газоход, магнитная система погружена одним концом в бак, в который поступает пульпа и состоит из активного магнитопровода с электрическими обмотками и пассивного магнитопровода, отделенных друг от друга зазором, в котором расположен газоход для подачи газа-теплоносителя в верхнюю часть магнитной системы, а также перемещения отделенных от пульпы частиц в сборник готового продукта с одновременной их сушкой и восстановлением, выполненный в виде трубы, снабженной газовым затвором для отработанного газа, при этом обе части магнитной системы изолированы от пульпы, а питание магнитной системы осуществляется трехфазным током.
Расположение магнитной системы в баке с пульпой обусловлено возможностью транспорта отделяемых частиц бегущим магнитным полем, что позволяет исключить использование специальных средств, например транспортера. Кроме того, жидкость, которая стряхивается с поверхности частиц в процессе их транспорта по газоходу, стекает обратно в бак с пульпой. Магнитная система закреплена на подвижной оси с помощью винтового зажима. Изменение угла наклона магнитной системы осуществляется с помощью телескопической штанги, закрепленной на одной из стенок бака. Магнитная система разделена зазором на две части - активную с электрическими обмотками и пассивную, выполненные из электротехнической стали. Питание активной части магнитной системы осуществляется трехфазным током, который создает бегущее магнитное поле, индуцирующее в частицах их собственное магнитное поле. Взаимодействие этих двух полей и позволяет извлекать частицы из пульпы. Изоляция активной и пассивной частей магнитной системы от пульпы осуществляется с помощью водостойкого герметика, например, виксинта. Подача газа-теплоносителя в верхнюю часть магнитной системы создает противоток его по отношению к потоку транспортируемых частиц, что позволяет интенсифицировать процесс сушки.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображен общий вид устройства.
На фиг. 2 дан разрез магнитной системы по А-А.
На фиг. 3 дан фрагмент магнитной системы.
На фиг. 4 показаны примеры изготовления пассивного магнитопровода.
Устройство состоит из магнитной системы 1, состоящей из двух магнитопроводов: активного 2 с электрическими обмотками 3 и пассивного 4, разделенных друг от друга зазором 5 (фиг. 2). Оба магнитопровода изолированы от пульпы (изоляция на чертеже показана штрихом 6). В зазор 5 вставлена труба 7, по которой в верхнюю часть подается газ-теплоноситель, а также транспорт извлеченных из пульпы частиц. Отработанный газ удаляется из устройства через отверстие 8. Питание магнитной системы производится трехфазным током, который создает бегущее магнитное поле, индуцирующее в частицах их собственное магнитное поле.
На фиг. 3 представлен фрагмент активной части системы с изолированными (изоляция 6 показана на чертеже штрихом) электрическими обмотками 3.
Пассивный магнитопровод может быть выполнен в виде параллелепипеда 1 (фиг. 4), собранного из плоских элементов 2, параллелепипеда с желобом 3, собранного из плоских элементов 4, цилиндра, охватывающего активный магнитопровод 2 (фиг. 2) и трубу 7 (фиг. 2) и собранного из кольцевых элементов 6.
Устройство работает следующим образом: из реактора 9 (фиг. 1) пульпа поступает в бак 10, в котором находится магнитная система 1, создающая бегущее магнитное поле. Это магнитное поле индуцирует в извлекаемых из пульпы частицах 11 собственное магнитное поле, которое взаимодействует с внешним бегущим магнитным полем. Это взаимодействие приводит их в движение по трубе 7 по направлению к сборнику готового продукта 12.
Поскольку частицы имеют различные размеры, скорости движения у них различны, что приводит к столкновениям между ними и перемешиванию, возникает своеобразное «кипение», которое наиболее существенно на участке вне пульпы: с частиц «стряхиваются» остатки жидкости. Применение газа-теплоносителя (восстановителя), подаваемого в верхнюю часть магнитной системы, через трубу 7, позволяет высушить и частично восстановить окисленные частицы (окисление некоторых материалов происходит при взаимодействии частиц и жидкости). Отработанный газ-теплоноситель (восстановитель) удаляется через отводное отверстие в магнитной системе 8.
Разработанное устройство было изготовлено и испытано в лабораторных условиях. При испытании извлекались ультрадисперсные частицы меди, полученные электролизом из водного электролита. Испытания показали, что заявляемое устройство извлекает и высушивает частицы любой магнитной природы. Устройство отличается простотой и не сложно в эксплуатации.