Магнитный гидроциклон

Полезная модель относится к области очистки вязких сред от механических частиц, содержащих магнитные примеси, и может найти применение в металлургической, горно-обогатительной, машиностроительной и других отраслях промышленности, в том числе и в инфраструктуре водного транспорта.
Из существующего уровня техники известны магнитные гидроциклоны, состоящие из немагнитного цилиндрического корпуса, на который одевается магнитная насадка; бункера; входного и выходного патрубков с размещенной на последнем электромагнитной катушкой. [1-3]. Недостатком таких устройств является то, что магнитное поле, создаваемое между выходным патрубком и корпусом, увеличивается от внешней стенки к выходному патрубку. Таким образом, магнитная сила будет направлена от периферии к центру. Для того, чтобы магнитная сила, действующая на частицу, не противодействовала центробежной, цилиндрическую часть корпуса можно выполнить из чередующихся между собой секторов из магнитного и немагнитного материалов [4]. Однако данное конструктивное решение дорогостоящее и тяжело в изготовлении из-за большого количества сварных швов, нестандартных деталей и необходимости в качественной обработке мест стыковки.
Наиболее близким к полезной модели по конструкции является магнитный гидроциклон [5], состоящий из немагнитного цилиндрического корпуса, на который одевается магнитная насадка в виде клетки, выполненной из вертикальных полос; бункера; входного и выходного патрубков с размещенной на последнем электромагнитной катушкой. Недостаток устройства заключается в том, что напряженность поля между близлежащими магнитными полосами насадки мало и бывает недостаточной для сохранения флокулы в условиях большой турбулентности.
Задачей, на решение которой направлено заявляемая полезная модель, является увеличение степени очистки вязких сред при относительно небольших материальных затратах.
1
4
Данная задача решается за счет того, что на немагнитную часть цилиндрической части корпуса магнитного гидроциклона одевается насадка, изготовленная из магнитного материала, представляющая цилиндр с толщиной стенок / от толщины стенки выходного патрубка, вдоль внешней поверхности которого имеются полосы из стали с толщиной стенки, превышающей в 6-8 раз толщину цилиндрической части насадки; суммарная площадь пластин по отношению к поверхности выходного патрубка составляет 40-60%.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является увеличение напряженности магнитного поля в рабочей камере аппарата за счет особой конструкции магнитной насадки, позволяющее повысить степень коагуляции частиц, что в свою очередь ведет к повышению эффективности работы магнитного гидроциклона.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено:
На фиг. 1 - Общий вид магнитного гидроциклона;
На фиг. 2 - Разрез магнитного гидроциклона;
На фиг. 3 - Векторы напряженности магнитного поля;
На фиг. 4 - Процесс захвата немагнитных частиц магнитными.
Корпус гидроциклона состоит из немагнитной цилиндрической части 1 и конической части 2. Поверх цилиндрической части надевается насадка 3. Магнитная насадка 3 состоит из цилиндрического корпуса 4, вдоль внешней поверхности которого имеются полосы из толстостенной стали 5. Для замыкания магнитного потока сверху предусмотрена магнитная крышка 6, имеющая ту же толщину, что и выходной патрубок 7. Магнитная насадка 3, выходной патрубок 7 и крышка 6 прилегают плотно друг к другу для сохранения целостности магнитопровода. Подача очищаемой жидкости осуществляется через входной патрубок 8, расположенный под источником магнитного поля (катушки) 9, надетой на верхнюю часть выходного патрубка 7; немагнитная перегородка 10 расположена под катушкой и служит для защиты последней от очищаемой жидкости и механических примесей, которые могут повредить целостность изоляции. Немагнитное кольцо 11 предназначено для предотвращения выноса сползающих флокул с выходного патрубка вместе с обратным потоком. Для сбора уловленных механических примесей предусмотрен бункер 12. Небольшое отверстие 13 служит для вывода концов катушки и подключения к ним регулируемого напряжения постоянного тока.
Устройство выполнено разборным для легкого монтажа и замены изношенных частей; ставя различные магнитные насадки можно изменять распределение магнитного поля в рабочей зоне гидроциклона.
Сборка магнитного гидроциклона осуществляется в следующей последовательности: На выходной патрубок одевается катушка, затем конструкция вставляется в цилиндрическую часть корпуса; после закрепления болтовыми соединениями на конец выходного патрубка насаживается немагнитная насадка; последний этап - соединение цилиндрической и конической частей корпуса. Разборка осуществляется в обратном порядке.
Работает гидроциклон следующим образом.
Загрязненный поток через входной патрубок 8 попадает в рабочую зону гидроциклона. Коагулирующие магнитные частицы захватывают немагнитные примеси и под действием центробежной и пандеромоторных сил отбрасываются от выходного патрубка 7 к корпусу 1 циклона, где, пройдя коническую часть корпуса 2, по внешней спирали перемещаются вниз, к разгрузочному отверстию в бункер 12.
Предложенная конструкция магнитного гидроциклона повысит эффективности очистки жидкостей при сравнительно небольших капиталовложениях. К преимуществам данной конструкции можно отнести и то, что она легка в сборке и замене изношенных частей.
Источники информации
3
1. А.С. СССР 539612, МКИ В03С 3/14 Электромагнитный циклон /М.Л.Варламов, В.И. Просвириин, Е.А. Капустин и др./ Открытия. Изобретения. - 2333548/22-26; Заявл. 15.03.76; Опубл. 15.03.78; Бюл. №10.
3
2. А.С. СССР 432928, МКИ Б04С 5/12 Циклон /В.И. Просвирнин, Е.А. Капустин, Б.Я. Грицай, В.Г. Зыков/ Открытия. Изобретения. - 1863379/23-26; Заявл. 26.12.72; Опубл. 25.06.74; Бюл. №23.
3
3. А.С. СССР 580913, МКИ В04С 5/12 Циклон /В.И. Просвирнин, Е.А. Капустин и др./ Открытия. Изобретения. - 2110339/23-26; Заявл. 07.06.75; Опубл. 15.1 1.77; Бюл. №43.
2
4. А.С. СССР 700208, М. Кл. В03С 1/30 В04С 9/00 Циклон /Е.А. Капустин, В.И. Просвирнин и др./ Открытия. Изобретения. - 2613383/26-26; Заявл. 05.05.78; Опубл. 30.11.79; Бюл. №44.
5. Пат.UА 85261, МПК В04С 5/24, Магнитный гидроциклон / Просвирнин В.И., Масюткин Е.П., Авдеев Б.А., Просвирнина Э.В., Масюткин Д.Е. (UA). - и 2013 07331; Заявл. 10.06.2013; Опубл. 11.11.2013; Бюл. №21.