CN1041703A - 从流体介质分离铁磁性物料的装置 - Google Patents

Abstract

分离铁磁性物料的装置，包括一个充满铁磁性填充物3的工作室1，填充物制成带孔隙5的板片4的形式，孔隙5的周边有花纹状凸出部分6，该装置还包括一个磁化***9，一个流体介质入口管14和出口管15。板片4上孔隙5的分布密度、其尺寸、形状、凸出部分6的尺寸和两块板片4之间的间距根据欲净化流体介质铁磁性杂质颗粒的磁性、其尺寸和流体介质粘度，按工作室1的体积变化地选择。

Description

本发明涉及从流体介质分离铁磁性物料的装置。

本发明可用于化学、冶金、机械制造、热力工程、生物工业以及污水和气体的净化方面，特别适用于精细纯化例如冷凝水、循环水、油、氨、碱、蒸气、气体和其他流体介质，以除去其中的设备腐蚀产物、机器和机械零件磨损产物、分散的氧化皮等。

在SU，A，1029990中描述了一种从流体介质中分离铁磁性物料的装置。该装置包括一个圆柱形的工作室，该室的外部设置有一个磁化***，而其内部装有做成多孔板形式的铁磁性填充物。工作室具有需净化流体介质的供料管和已净化流体介质的出口管。

在已知的装置中，多孔板是沿工作室的高度等距分布的。同时，在多孔板之间形成可让被净化的流体介质通过的缝隙。在形成不均匀磁场区的板片上的孔边缘处产生被净化介质杂质的沉淀。但是，不均匀磁场对这些区域的杂质颗粒的磁力作用并不强。此外，所有不均匀磁场区在整个工作室的体积内具有大致相同的磁场不均匀性，这样不能有效地净化含有不同分散程度、不同磁性的杂质的流体介质，为了除去这些杂质，在工作室的整个体积内必须有不同的磁场不均匀性。

此外，在已知的装置中，板片与板片之间是刚性连接并且不可能相互移动和分开，这使得不能保证有效地再生并相应地不能保证良好地洗净板片以除去它所滞留的杂质。

SU，A，1152618还叙述了一种从流体介质中分离铁磁性物料的装置，该装置包括一个工作室，在室中设置有以多块带有多个穿孔的板片形式的铁磁性填充物，这些穿孔具有花纹状凸出物，该凸出物的取向与多孔板的平面成一夹角，该装置还包括用来与铁磁性填料互相作用并使其磁化的磁化***，用来把被净化的流体介质输入工作室的入口管和用于接收通过填充物后已净化的流体介质的出口管。

在已知的装置中，具有相同尺寸孔隙的板片包含有花纹的凸出部分，该凸出部分形成多个不均匀磁场区，在这些区中的不均匀磁场值通常大于在无凸出部分的多孔板片中的值。该装置可在净化含有粒度大小和磁性皆相同的杂质颗粒的流体介质时有效地工作。如净化介质形式有变化，即该介质含有在粒度大小和性能方面不同的杂质，这时就需要改变板片填充物，该填充物具有不同的尺寸和孔隙分布率以及花纹凸出部分。被净化介质的粘度对净化效率和填充物的选择也有重要的影响。具有相同尺寸的孔隙和凸出物以及相同分布密度的板片的存在导致在净化流体介质时，在该装置中沿工作室高度的各部分体积内的填充物在净化工序中工作不一致。填充物体积的下部（接近出口管）很快被杂质沾污，其中部的沾污较慢，而上部（近进口管处）则更慢。此时，在再生工序的两次连续过程之间的时间将取决于下层填充物的工作，即过滤循环将缩短。

同时，在多数场合，实际被净化的流体介质含有其尺寸变化范围为0.01-10微米及更大的杂质颗粒，而对例如冶金循环水，热电站冷凝水等流体介质所需达到的净化水平必须是残留杂质含量为10^-4-10^-9（重量）。此外，杂质具有不同的磁性：从顺磁至铁磁，而被净化的流体介质从气体至冷凝水、润滑油等多种多样的变化，这些介质具有不同的粘度。现有的装置由于结构上的特点而不能保证对含有不同尺寸、不同磁性杂质的介质达到所需的净化水平，也不能保证整个填充物达到同样有效的净化效率。

本发明的任务是研制从流体介质中分离铁磁性物料的装置，该装置具有的铁磁性填充物结构能保证在降低电耗的情况下对不同粘度和含不同大小及不同性能的铁磁性颗粒的流体介质进行有效的净化。

本发明的实质在于，在从流体介质分离铁磁性物料的装置中，包括有一个工作室，在该工作室中设置有以多块带多个穿孔的板片形式的铁磁怀填充物，该板片上的穿孔的边缘具有花纹状凸出部分。凸出部分的取向与板平面成一夹角，分离装置还包括一个用来与铁磁性填充物相互作用并使其磁化的磁化***，一根可将欲净化的流体介质输入工作室的进口管和一根可接收通过填充物后已净化过的流体介质的出口管，按照本发明，板片上孔隙的分布密度、其尺寸、外形，凸出部分的尺寸和形状，板片之间的间隙，皆根据需净化的流体介质中杂质颗粒的磁性、其尺寸（分散度）、流体介质的浓度和粘度，按工作室的体积可变地进行选择。

为了保证将板片之间的间隙调节到所需的大小，最好由具有弹性的材料制成板片，使其具有相同的曲线形状并在它们之间设置弹性垫片。作为弹性垫片，可以使用形式简单的元件，但必须保证在必要时多层板片有不同程度的压缩，以及保证在接通或断开磁场时花纹状凸出部分与相邻的板片表面接触或不接触。

为了调节板片的压缩（接近）程度，最好具有一个较小尺寸的补充磁场源，使磁场源设置在装置的工作室的外部以使其在接通或断开时保证与板片填充物起磁力作用的磁场矢量沿工作室的轴线定向，在必要时可使板片调密至可能的最小间隙，或使板片疏松，即将板片之间的间距增加到所需的大小。

为了便于改变板片之间的距离，特别是为了在再生时使其分开，最好连续交替地将它们装在工作室中：一个凹下，另一个凸起。

为了保证使例如低浓度液体精细净化达到所需的水平，必需增加高梯度磁场区的数目，在此情况下，最好将花纹状凸出部分制成尖瓣形式，用尺寸较小的尖瓣部分制成补充孔隙，该孔隙的边缘以其辅助的尖瓣与瓣片平面构成一定角度，同时，设置有补充孔隙的主要瓣片的数目最好沿工作室的长度方向由入口管向出口管逐渐增加。这可以使净化过程操作中装置的工作时间延长至整个体积的填料被杂质完全均匀地充填为止，同时，增加了过滤循环时间和吸收的容积以及从整体上增加了装置的经济性。

可以将每个前面的铁磁性填料板片的末端与每个后面板片的前端连接起来，使得沿工作室的轴线由板片形成锯齿形的带。

在很多情况下，可以将板片相互平行设置并沿入口管到出口管的方向使两个相邻的板片之间的距离逐渐减小。

此时，应该使花纹凸出部分的高度等于两个相邻板片之间的距离，使前面板片的末端与后面板片的表面接触。

最好是使板片的孔隙尺寸沿入口管到出口管的方向逐渐减小，这样可使分散度不同的杂质在板片填充物的整个高度上有均匀的沉淀。

为了保证净化过程的合理性和经济性，根据被净化的流体介质中杂质颗粒的磁性、它的大小以及流体介质的粘度，可以将花纹凸出部分制成截面变化的环形，其截面从凸出部分的顶部向其底部逐渐增加。

为了增加环状凸出部分端部表面上的高梯度磁场区的数目，最好是将其制成锯齿状。

为了增加供杂质沉淀的表面，最好将花纹凸出部分制成沿着孔隙的圆周相对于孔隙中心向外卷起的凸边形式。

可以选择花纹凸出部分的高度小于两个相邻板片的间隙，而将板片本身制成在孔隙分布位置具有凸起或凹下的单元，凹下单元相对于板片平面有这样的深度，使它与花纹凸出部分的高度相配合可以保证后者与相邻的板片表面相接触。

为增加板片的排布密度，整个板片层的导磁性及填充物和被净化介质中杂质颗粒之间磁力的互相作用，可以给板片增加一种芯杆形的补充花纹凸出物。

在这种情况下，刚性固定在偶数板片上芯杆的长度可以等于每两个最接近的奇数板片的间距。而在其它情况下，芯杆的长度可以小于每两个最接近的奇数板片的间距。

可以将芯杆制成柔性铁磁线束的形式。

也可将芯杆制成可变横截面的形式。

此外，可以将芯杆制成小管形，这样可以降低填充物的流体阻力。

当磁化***制成螺线管形时，最好使板片成平面圆盘状并且使每个板片的花纹凸出部分的数量由圆盘的周边向中心逐渐增加。

如果磁化***制成双极电磁体形式，则电磁体的磁极紧贴于工作室的表面，在工作室中，被净化的流体介质的流动方向横交于磁场感应矢量方向，最好将板片的花纹凸出部分按这样分布，使得它在每个板片最远离电磁体磁极区域的数量增加。

可以将板片制成工作室的同轴圆柱形表面形式，此时，应使相邻板片的间隙从入口管向出口管递减。

也可将板片制成外表为圆柱形，断面为螺旋状的形式，此时，相邻板片的间隙应从入口管向出口管递减。

按本发明制得的从流体介质中分离铁磁性物料的装置的优点在于，由于在铁磁性填充物中选择和制备板片的孔隙分布密度、其尺寸大小、外形、凸出部分的尺寸和形状时，皆根据被净化的流体介质中铁磁性杂质颗粒的磁性、其颗粒大小（分散度）、流体介质的浓度和粘度、板片之间的间距，按工作室的体积可变地进行选择，在可容许的低电耗情况下可保证对含有不同尺寸和不同磁性杂质颗粒的物料达到高水平的净化，不管该物料是液体还是气体介质，也不管其粘度是大还是小皆无关系。

在本发明的装置中可快速和有效地实现铁磁性填充物的再生。由于存在补充的磁场源，故在技术上很易调节填充物的安装密度，这是借助于安装在工作室外部并可保证片状填充物磁力互相作用的补充磁场源来达到的。

用弹性材料制造曲线形状的板片，在板片之间设置有弹性垫片，由于可以压缩或松散（分开）减少了在改变板片组装密度时的电耗，这保证了高质量的再生过程。特别是在由板片之间相互连接时沿工作室轴线形成锯齿形带子的一种装置方案中保证可以很易地在广泛的例如从0.1至0.6的范围内对填充物的组装密度加以改变。

按照本发明，将做成铁磁性芯杆形式并安装和固定在奇数板片上的补充花纹凸出部分装配在装置上，可以增加填充物的组装密度、填充物中的平均磁场感应值、高梯度磁场区的数量和流体介质的净化水平。根据被净休化质的类型和对它要求的净化水平来选择芯杆的形状和尺寸。

有一些装置方案，即将板片制成同轴圆柱形表面或圆柱形表面的形式，而其断面为螺旋形，这样的装置方案，在其装配或拆卸时特别方便。

在本发明的所有装置方案中，保证了全部填充物体积被杂质颗粒均匀地“淤积”并由此提高了净化水平，由于对一些参数作如下的选择，从而提高了净化操作中装置的连续工作时间，这种选择方法是根据工作室的高度和直径来确定凸出部分的数量，其高度、板片之间的间隙，例如板片之间的间隙做成从入口管向出口管递减。

下面将根据本发明在具体实施方案中的描述及所带的附图来解释本发明，但不是对本发明的限制：

图1描绘了从流体介质分离铁磁性物料的装置，它是一个由多个平面板片形成铁磁性填充物的装置的纵剖面总图;

图2是图1中单元A的放大，主要由尖瓣形的板片构成的花纹状凸出部分具有补充的孔隙，该孔隙的周围有与尖瓣平面成一定角度卷起的辅助尖瓣;

图3是图1中单元B的放大，主要和辅助尖瓣的高度和宽度皆比图2中的大;

图4是从流体介质中分离铁磁性物料的装置，它是一个由多个曲线形板片形成铁磁填充物的装置的纵剖面总图;

图5是图4中单元C的放大，一个曲线状板片的尖瓣形花纹状凸出部分与相邻的板片表面接触，该板片的位置相当于净化工序中的位置;

图6与图5一样，板片的位置相当于装置再生过程中的位置;

图7是从流体介质分离铁磁性物料的装置，它是一个设置有连续交替：一个凹下，另一个凸起的曲线状板片的纵剖面总图;

图8是图7中单元D的放大，工作室上部板片上的尖瓣形花纹状凸出部分包含有补充的孔隙，该孔隙周围具有辅助的尖瓣;

图9是图7中单元E的放大，工作室下部板片上的尖瓣形花纹状凸出部分包含有补充的孔隙;

图10是从流体介质分离铁磁性物料的装置的纵剖面总图，其中板片沿工作室轴线形成锯齿形带;

图11是从流体介质分离铁磁性物料的装置的纵剖面总图，其中板片是沿工作室轴线连续交替地定向排列的平面：一个凹下，一个凸起;

图12是分离铁磁性物料装置的纵剖面总图，其中板片具有制成芯杆形的补充花纹状凸出部分;

图13是图12中单元F的放大;

图14是具有带沟外表的芯杆全图;

图15和图14相同，是它的俯视图;

图16是具有削尖圆柱形的上部和下部以及固定到板片位置上的减小直径的芯杆全图;

图17是柔性铁磁线束形芯杆的全图;

图18是具有锥形尖头上部和下部以及固定到板片位置上的增加截面的芯杆全图;

图19是制成在端部带有切口的小管形芯杆全图;

图20与图10一样，是它的俯视图;

图21是从流体介质分离铁磁性物料的装置的纵剖面总图，该装置混合设置板片，在工作室下部的板片部分是连续交替地设置的：一个凹下，一个凸起，在工作室上部全部板片是凸起的;

图22是从顶端至底部其截面递增的环形花纹状凸出部分实施方案的纵剖面;

图23是在锯齿端部具有变化断面的环形花纹状凸出部分实施方案的纵剖面;

图24是将花纹凸出部分制成相对于孔隙中心向外卷起的沿孔隙周边的凸边形状的方案纵剖面;

图25是板片的纵剖面，其中凸出部分的高度小于两个相邻板片的间距，而板片本身在孔隙设置位置具有凸起或凹下的单元;

图26是波形板片纵剖面;

图27是带有螺线管形磁化***和由具有平面圆盘形板片构成的铁磁性填充物的装置方案的横剖面;

图28是带有电磁体型磁化***的装置方案的横剖面图，该装置的磁极紧靠地安装在工作室的侧表面，被净化的流体介质的流动方向与磁场感应矢量方向相互横交;

图29是带有铁磁性填充物装置方案的横剖面图，该填充物是由与工作室同轴的圆柱形表面形的板片组成;

图30是带有铁磁性填充物装置方案的横剖面图，填充物是由制成形成螺线圆柱形表面的板片构成;

图31是从流体介质分离铁磁性物料装置的示意图，该装置包括6个工作室，其中电磁体以其侧表面紧密地附加在工作室上，形成独立的组件;

图32是从流体介质分离铁磁性物料装置的示意图，该装置包括6个工作室，其中电磁体以其端表面紧密地附加在工作室上，形成环形磁路。

在下面的描述和附图中，同一图号表示同一元件。

图1、2、3中示出所建议的从流体介质分离铁磁性物料的装置，它包括一个工作室1。工作室1由带有端盖2′的圆柱形主体2构成，在其中设置有铁磁性填充物3，该填充物以多个弹性平面板片4形成并带有穿透孔隙5，孔隙周边有尖瓣形的花纹凸出部分6，该部分的取向与板片平面构成一夹角。此外，花纹凸出部分6具有带有辅助尖瓣7的辅助穿透孔隙5′。在板片4之间设置有弹性垫片8，可以使用防水和耐酸的橡胶、天然橡胶、也可使用能实现弹性垫片功能的其它已知元件和附件作为垫片材料。

装置还包括磁化***9，它安装在工作室1的外部，在给出的实施方案中，工作室1由分段式构成的多层螺线管10做成。为了改变板片4的间距，也就是为了调节填充物3的组装密度，工作室1装有补充磁场源11，它安装在工作室1外面的顶盖2′之上，它可保证与板片填充物3发生磁力的相互作用。在一个磁场源11对板片4的作用不够的情况下，也就是不能保证板片4的组装密度产生必要的改变，则在下盖2′上设置第二个补充磁场源（在图中未示出）。磁场源11制成包括有磁芯12和导电线圈13的电磁体形式。在主体2的直径尺寸增大，例如为0.5米及更大时，则磁场源11也可以制成螺线管形。此时，补充磁场源11设置在主体2的侧表面，与螺线管10相似，与主体同轴较为方便。为了将被净化的和已净化过的流体介质输入和排出工作室1，相应地具有入口管14和出口管15。

在图1、2、3中板片4是相互平行设置的平面圆盘形，它们之间的间距在从入口管14至出口管15的方向上递减。主要花纹凸出部分6和辅助瓣片7的数量，它们的高度及孔隙5与5′的尺寸也是从入口管14向出口管15有所改变。这样的结构特点保证在工作时全部填充物3均匀地“淤积”杂质颗粒，提高了在至后续再生工序前的有效净化的工作持续时间。板片4之间的间距借助于弹性垫片8进行改变，该垫片在来自补充磁场源11和螺线管10的加强压力下可以压缩或者松开，保证了必要的填充物3的组装密度并保证了凸出部分6和板片4的表面接触或不接触。

如图2、3所示，当凸出部分6的高度减小，孔隙5和5′的分布密度增加，即当沿被净化介质的运动途径中板片4的单位面积上的孔隙5和5′的数量增加时，填充物3中的平均磁场感应值和不均匀磁场区的数量相应增加。如图1、2、3所示，在单位体积内板片4的金属量相同的情况下，即全部填充物3体积的板片4的组装密度不变，磁场对杂质颗粒的磁力作用可得到提高，这是由于采取了下面一些措施的缘故，即在主要尖瓣-花纹凸出部分6中形成了补充的孔隙5′，在孔隙5′的边缘上有和主要尖瓣平面成一定角度卷起的辅助尖瓣7，同时，带有补充孔隙5′的主要凸出部分6的数目沿工作室1的纵向从入口管14向出口管递增。

按照本发明，示于图4、5、6中与图1、2、3方案相区别的装置方案包括有曲线形弹性板片4′和第二个辅助磁场源16，该磁场源为电磁体形式，它设置在工作室1外部的下盖2′处。磁场源16包括有磁芯17和电磁线圈18，它的安装方式与磁场源11相类似。板片4′具有相同曲率的曲线形状并沿工作室1的高度均匀地设置，一个与另一个之间的距离相等。在沿被净化介质流动途径的板片4′上花纹凸出部分6具有补充孔隙5′，在孔隙的边缘上有和凸出部分6的平面成一定角度卷起的辅助瓣片7。同时，主要凸出部分的数目沿工作室1的长度方向从入口管14到出口管而递增（为了简化描图，在图4、5、6中未示出孔隙5′和凸出部分7，它们与图2和图3中的凸出部分7和孔隙5′的形状相似）。为了建立装置的闭合磁路，在螺线管10的外部设置有铁磁性外壳19，这样可以减少磁场损失到周围介质中去。电磁体16的存在保证了对板片填充物3的密度可进行必要的调节，也就是把板片4′调稀和调密。在填充物层3的厚度达到1.0米和更大的情况以及在为了消除例如在板片4′表面上的强磁性杂质而必须激烈震动板片4′的场合下，存在第二个补充磁场源16特别有利。

图5、6示出了在净化工序（图5）和再生工序（图6）时的板片4′的位置。在图5中，上部板片4′的尖瓣形的花纹凸出部分6处于与下部板片4′的表面接触状态，这样可在发生杂质沉淀过程的位置上形成高梯度磁场区。依靠磁场源11、16和弹性垫片8的作用来使花纹凸出部分6与板片4′表面接触点离开的情况下，进行有效的再生。

在图7、8、9中示出这样一种设备方案，其中工作室1中的曲线形板片4′连续交替地设置：一个板片4′凹下，一个凸起，在它们之间是弹性垫片8。这样交替地设置具有弹性的曲线形板片4′，可以在宽广的范围内技术上易于改变填充物3的组装密度，实现增加或减少凸出部分6与板片4′的接触点以及相应地增减不均匀磁场区的数量。在工作室1中花纹凸出部分6的数量沿被净化介质的流动途径递增。例如，在填充物3的下层中，花纹凸出部分6不包含补充孔隙5′，而从填充物3的层高一半处开始，在花纹凸出部分6中出现补充孔隙5′以及相应地出现尖瓣7形式的补充凸出物。

图10中所示的装置方案，与图1方案不同，它包含有带花纹凸出部分6的板片4，该板片之间这样连接，每个在前的板片4以自己的末端与下一个板片4的开始端相连接，以使沿工作室1的轴线由板片4形成锯齿形带。锯齿带形的板片状填充物3保证了有效地分开板片4并疏松沉积的沉淀，这样能使再生进行到所需的水平，特别是在净化高浓度和沾油的介质时，例如在净化循环水时，此时组装的密度必须不高并应减少填充物3的层厚。

图11中给出了按照本发明的装置方案，其中弹性曲线形板片4′连续交替地设置：一个凹下，一个凸起，同时，板片4′的平面沿工作室1轴线定向地排列。在再生工序时板片4′的分开和振动是靠设置在工作室1侧表面的电磁体20来进行的。由沿工作室1高度分布的每个磁芯21和电磁线圈22组成的电磁体20可以彼此独立地工作。在该装置方案中，螺线管10制成沿工作室1高度分布的单独部件的形式。电磁体20的磁芯21的取向垂直于设置在螺线管10部件间的间隙中的板片4′的平面并以其端面紧密地附加在工作室1的侧表面上。在再生工序中脉冲地接通和断开电磁体20，保证了对板片4′进行脉冲震荡，导致将板片4′分开，使杂质颗粒沉淀疏松并使得可以容易地将它们除去。

图12、13中所示的装置方案与图1中方案的区别在于，板片4装有补充的花纹凸出部分23，该部分制成芯杆形，其长度等于每两个最近的奇数板片4之间的间距，芯杆刚性地固定在偶数板片4上。铁磁性芯杆23可以具有在外表面带有刻纹的尖头部分24的形状（图14、15）或具有截面在中心部分缩小，在端头部分扩大的尖头部分25的形状（图16），或者象柔性细线束26（图17）或者象针状芯杆27（图18），或者象是在端面带有刻纹的小管28的形状（图19、20）。

在利用该装置来净化主要含有中等尺寸和粗粒分散杂质的高浓度介质时，芯杆23的长度小于最接近的奇数板片4之间的距离（图12、13）。使用与芯杆23组合的板片填充物3的合理性和有效性取决于以下因素。当相邻的孔隙5之间的间距最小时，在没有芯杆23的板片4中，板片4表面上孔隙5的密度可达到最大，这取决于板片4的厚度和材料以及板片4上孔隙5穿孔的条件。在孔隙5之间形成的连接板上可穿补充的孔隙，但要比主要孔隙5的直径小得多。结果形成相当小尺寸的瓣片，因此，仅靠主要（大的）孔隙5的凸出部分6形成板片4之间的接触。在图12、13示出的所建议的装置方案中，填充物3在板片4之间的接触点的数量由于芯杆23和板片4之间的补充接触点而增加，即杂质的有效磁力沉淀区的数目增加。

此外，将芯杆23引入板片4中在整体上增加填充物3的组装密度，即增加在单位体积内填充物3的铁磁性材料浓度，导致在同样外磁场强度情况下增加填充物3的导磁性（M），因此，增加磁场感应作用，提高磁场对沉淀杂质的磁力作用，而最终导致提高净化过程的效率，这在净化含有高分散度杂质的介质，例如热力和原子能电站出来的水时特别有利。

为消除磁场分布的不均匀性（在使用电磁体作为磁化***时，在两极附近和中心区域中，以及在使用螺线管时，在器壁附近和中心区域中）由具有不同磁性的材料制成芯杆23，这些材料抵销分布在填充物3中的磁场变化，例如，在高磁场强度的填充物3区域中，由具有低碳含量的软磁钢制备芯杆23，而在低磁场强度的区域中则由导磁性达5000-50000的材料制备。为了建立不均匀区和提高导磁性，最好用加粗的方法来制造芯杆25（图16）上的两个端头。在芯杆25的截面变化位置，产生局部的（地区的）高梯度磁场区，这能保证提高磁力净化过程的水平。为这一目的，芯杆段24（图14、15）的表面制成带槽的结构，而小管状芯杆28（图19、20）的端面制成带刻纹的结构，在这些凸出部分上形成不均匀磁场区。针状芯杆27（图18）在和板片4的表面接触时形成高度不均匀磁场区，这保证了对弱磁性杂质的沉淀。此外，针状芯杆27实际上不会对被净化介质的流动造成阻力。

将芯杆23刚性地固定在偶数板片4上，在一种情况下芯杆以其端部与奇数板片4接触，而在另一种情况下没有接触，这也取决于是否有必要把在填充物3体积内沉淀过程的条件统一起来。例如，为避免芯杆与相邻最近的板片4接触，将芯杆23制成短杆并设置在填充物3的磁场强度最大的区域中，在另一种场合下，将芯杆23制成较长的杆以达到与板片4发生接触并将其设置在填充物3的磁场强度较小的区域中。

将芯杆制成在端面具有刻槽的小管28形（图19、20）可增加填充物3组件与净化介质的接触表面和尖棱的数量（磁场集中处，在该处建立高梯度磁场）。管28中的孔隙也用作降低过滤速度，即为了延长磁力作用于沉淀杂质的持续时间，因为填充物3的有效截面范围增加了。

在净化含有高分散弱磁性杂质的液体介质时，建立一种在净化介质运动方向上随密度而增加的外磁场的强度，为保证这一点，例如可在同样方向上增加螺线管10的线圈匝数以及在同一方向上增加填充物3的板片4′的分布密度。

此时，粗的被净化介质杂质颗粒沉淀在与板片4′不接触的凸出部分6上，而高度分散的杂质由沉淀在凸出部分6与板片4′平面接触的位置上。为了增加高梯度磁场区，使用具有各种形状花纹凸出部分6的板片4，例如具有变化环形截面的花纹凸出部分29（图22），该截面从凸出部分29的顶部向底部递增并沿圆周与相邻的板片接触。图23所示花纹凸出部分30的特点在于，其中在端面上制成锯齿，因而形成一些凸出部分30与相邻板片4接触的圆周，保证了大量不均匀磁场区。图24所示的凸出部分31制成沿孔隙5圆周的凸边形，该凸边相对于孔隙5中心向外卷起。这种形状的凸出部分在制备时工艺性良好并在净化严重沾污的含有粗粒分散性杂质的介质时应用具有花纹凸出部分31的板片4较为有利。图24中沿孔隙圆周凸边形式的凸出部分31可保证在与板片4接触时具有多个接触点，此外还具有在靠近凸边向外卷起的尖棱的不均匀磁场区，粗粒分散和强磁性的杂质在该处沉淀。

为了提高填充物3的组装密度和导磁性，板片4上花纹凸出部分32的高度小于两个相邻的板片4之间的距离（图25），而板片4本身制成有花纹的形状并在孔隙5分布位置具有凸起或凹下的单元，凹下单元相对于板片4平面的深度与花纹凸出部分32的高度相配合，保证凸出部分与下一个板片4相接触。此时，液体介质经过填充物3的流动途径长度，也可由于在依次分布的板片4上的孔隙5设置成交错方式而得到增加。在净化高浓度强磁性杂质的介质时，为保持不均匀磁场区可使用有槽纹的板片33（图26），在板片33之间设置带有凸出部分35的补充板片隔板34，可以增加介质经过填充物3的流动途径。

在大生产率的装置中使用螺线管10作为磁化***9时（图27），为了补偿体积为20-30%的螺线管轴心区中磁场感应值的降低，使在该区中每个板片上具有花纹凸出部分的孔隙密度比板片***区增加20-30%。在使用双极电磁体36作为磁化***9时（图28），其磁极紧靠在工作室1的外表面上，其中被净化介质流动的方向横交于磁场感应矢量方向，具有花纹凸出物的孔隙5沿每个板片4按这样的方式分布，使得在离磁体36磁极最远的板片4上的区域中，孔隙5的数量比紧靠磁极的区域增加20-30%。

在图29所示的装置方案中的铁磁填充物3由板片37制成，该板片为同轴圆柱形表面形式，同时，板片37之间的距离从设置在工作室1侧面上等于工作室1高度一半的地方的入口管14向设置在工作室1端面上的出口管15递减。在图30所示的装置方案中，填充物3由板片38组成，该板片制成圆柱形表面形式，其截面为螺旋形，此时，在螺旋的相邻线匝之间的距离从入口管14向出口管15递减，管15的设置与上面描述图29的装置方案时所指出的一样。

为了减少磁通量损失到周围的介质中，将按照本发明装置的工作室1（图31）与电磁体36一起每两个工作室1连结成组件39，形成例如由三个独立和自主的工作组件39组成的复合体。例如在净化流体介质的工序中，两个组件39在工作，而另一个进行再生。

工作室1也可以按另外方式与电磁体36结合（图32），此时形成例如由6个工作室1组成的环形磁路，其中电磁体36的磁芯以其端面部分紧贴于工作室的主体上。

从流体介质中分离铁磁性物料的装置以如下方式工作。

欲净化的液体或气态流体介质沿入口管14（图1）进入充满铁磁性填充物3的工作室1，填充物制成多块带多个穿透孔隙5的板片4形式，沿孔隙5周边具有花纹凸出部分6。在制成多层螺母管10形的磁性***9所形成的电场作用下，板片组成的铁磁性填充物被磁化，此时，在花纹凸出部分6与板片4的接触位置上，形成高梯度磁场区，在该处，在磁力F的作用下杂质由被净化的流体介质沉淀出来（F＝Hgrad    H，此处F为磁作用力，H为磁场强度，grad    H为该磁场梯度）。

改变花纹凸出部分6和辅助尖瓣7的数量，可以使净化流体介质过程的水平达到所需的设计值。由于形成补充的辅助尖瓣7，接触点的数量可进一步增加到3-4倍。高梯度磁场区的数量也相应增长。在通过填充物3后，已除去杂质的净化流体介质沿出口管15排出。同时，在所建议的装置中，花纹凸出部分6的数量、板片4的间距、花纹凸出部分6的高度及其形状根据杂质颗粒的大小、其磁性和被净化介质的粘度，沿被净化介质的流动途径，从入口管14向出口管15可在广泛的范围内变化。例如，填充物组装密度可在0.05至0.6或更大范围内变化。此外，花纹凸出部分6的孔隙5的尺寸，不仅根据工作室1的高度，而且还根据单独板片4的平面可变地设置在装置中（图27、28）。

例如，对于具有弱磁性和高分散性的杂质，使用在图1、2、3、12中所绘出的，以在每单位体积填充物3中有较大量花纹凸出部分6的装置方案较为有利。同时，所推荐的对填充物3的组装密度变化范围为0.4至0.6。在该情况下，在填充物3中的平均磁场感应值达到1.2-1.6T。对于具有强磁性和粗粒分散杂质的流体介质，使用在图7、8、9、10、11、21上所绘出的装置方案较为有利。此处，填充物3的密度最好在0.1-0.3的范围内变化。填充物3中的平均磁场感应值达到0.4-0.7T。

在净化粘的介质的工艺中，当有必要进行有效的震荡、振动以分开板片4时，使用具有曲线形弹性板片4′和具有连结成锯齿形带的板片4的装置方案较为有利（图4、7、、10、11、21）。

为了使填充物3再生，断开磁化***9，此时，将已净化的介质转送入备用工作室1（图31中组件39）。在再生工作室1中，周期性地，脉冲式地接通和断开补充磁场源11、16、20。在短时间强磁场作用下，板片4被吸引至磁场源的磁极11、20、16处，在断开线圈13、18、22磁场源时，板片4在弹力和重力作用下返回开始位置。重复这样的接通和断开数次。结果，造成凸出部分6与相邻板片4的接触点的位置分离，此时，杂质沉淀被疏松。板片4的弹性变形降低了其残余的磁化率，使其大小达到工作条件下的磁场感应值。通过导管15通入压缩空气，或水-空气混合物，将疏松的杂质沉淀冲洗入排放***。

实施例1

对热力和原子能电站的冷凝水进行净化，该冷凝水含有相对地浓度不高的杂质，即20-200微克/公斤（所需的净化水平为10微克/公斤）。此时，杂质的范围（尺寸）从0.1至5微米变化，杂质具有不同的磁性。试验确定，过滤这些冷凝水的最佳速度为150-300米/小时，填充物3的最佳长度为0.8-1.2米。为净化这些比较“纯”的冷凝水必须在接触位置形成达到400-800千安/米的磁场强度。为使杂质沿填充物3的全部长度同等均匀地“淤积”于填充物3上，在沿填充物3的长度方向上，设置可变组装密度和可变高梯度磁场区的数量，即沿被净化介质的流动途径使组装密度和高梯度磁场区的数量逐渐增加。

在这种情况下，填充物3层有条件地沿填充物3层的高度方向分成3-4个区。在沿流体介质流动途径的第一区中确定组装密度为0.3，在第二区中为0.4，在第三区中为0.5，在第四区中为0.6。如把组装密度提高到0.6以上，势必要增加在孔隙通道中液体流动的速度（增加流体力学的作用），这样就会降低了由于提高组装密度和相应地，提高整个填充物3的导磁性所带来的影响。根据设计的组装密度用模具在板片4上冲出孔隙5（圆形或三角形、多边形）。在所建议的场合下，将它们制成这样形状，使花纹凸出部分6是尖的并且有各种不同的长度。例如，用具有5或6边形的模具冲出孔隙5，或在孔隙5周围用点焊焊接具有刻纹的大小不同的圆环。在第三和第四区中，在板片4上的花纹凸出部分6中制备带有瓣片7的补充孔隙5′。在该情况下，在填充物3的下层中沉淀有粗粒分散的杂质，为沉淀该杂质，在第四区中的磁场强度应象在第一区中那样高;在填充物3的中间区中沉淀中等粒度的杂质，而在填充物3的上层区中沉淀粒度最小的，微米级的杂质。此时，造成杂质在全部填充物3的体积内有大致均一的“淤积”，同样也导致延长了过滤循环（即两次连续再生过程之间的时间），减少再生时空装置的无效时间。

在填充物3再生时断开磁场，此时板片4在弹性垫片8的作用下松开。在脉冲式地接通电磁体11时，板片4产生上、下脉冲式的移动，因此使沉淀的杂质疏松，同时通过管15通入水-空气介质，将杂质颗粒沉淀冲洗入排放***。

实施例2

在净化杂质浓度为6000-120000微克/公斤的冶金生产轧机循环水时，填充物3的组装密度必须比上述实施例中的小，选择在0.1-0.35的范围;介质流动的速度确定为400-1200米/小时，填充物3的长度等于0.2-0.4米。由此，用计算的方式确定在板片4上，相应地是确定在工作室1内填充物3区域中的花纹凸出部分6的数量此时在工作室1中被净化介质的流动方向上设置具有一种外形的花纹凸出部分6的板片4，例如在下部为具有圆环形凸出部分30（图22），在中间部分为具有凸边形31的凸出部分6的板片4（图24），在上部是具有尖头扇形凸出部分32的板片4（图25），结果比常规形式的过滤循环和吸收容积增加30-40%，相应地净化效率提高30-40%。

Claims (23)

1、从流体介质分离铁磁性物料的装置，该装置包括一个工作室(1)，在该室中设置有磁铁填充物(3)，其形式为多块带有多个穿透孔隙(5)的板片(4)，沿孔隙周边有花纹凸出部分(6)，凸出部分的取向与板片平面成一定角度，装置还包括一个用来与铁磁性填充物(3)相互作用并使其磁化的磁化***(9)，一个用来将欲净化的流体介质输入工作室(1)的进口管(14)和一个用来接收通过填充物(3)后已净化的流体介质的出口管(15)，其特征在于板片(4)上孔隙(5)的分布密度、其尺寸、外形、凸出部分(6)的外形，板片(4)之间的间距，根据欲净化流体介质的杂质颗粒的磁性、其尺寸、流体介质的浓度和粘度按工作室(1)的体积可变地进行选择。

2、按照权利要求1的装置，其特征在于板片（4′）是由弹性的材料制成，板片（4′）有相同的曲线形状并且在板片（4′）之间设置有弹性垫片（18）。

3、按照权利要求1或2的装置，其特征在于花纹凸出部分（6）为尖瓣形，至少有一部分尖瓣构成的部件开有补充孔隙（5′），该孔隙周围具有与瓣片平面成一定角度卷起的辅助瓣片（7），同时，设置有补充孔隙（5）的主要瓣片的数目，沿着流体介质的流动方向从入口管（14）向出口管递增。

4、按照权利要求2的装置，其特征在于工作室（1）中的曲线形板片（4′）以连续交替方式设置：一个凹下，一个凸起。

5、按照权利要求1或2或3的装置，其特征在于它至少设置一个补充磁场源（11），该磁场源设置在工作室（1）的外部以使其磁场矢量沿工作室（1）的轴线定向。

6、按照权利要求1的装置，其特征在于铁磁性填充物（3）的每个在前的板片（4）以其末端与每个在后的板片（4）的前端连接，使得由板片（4）沿工作室（1）的轴线形成锯齿形带。

7、按照权利要求1或2或3的装置，其特征在于板片（4）相互平行设置，两个相邻的板片之间的距离选择在从入口管（14）向出口管的方向上递减。

8、按照权利要求7的装置，其特征在于选择花纹凸出部分（6）的高度等于两个相邻板片（4）之间的距离，此时，在前的板片（4）的凸出部分（6）的末端处于和在后的板片（4）表面接触的位置上。

9、按照权利要求1的装置，其特征在于板片（4）上孔隙（5）的尺寸在从入口管（14）向出口管的方向上递减。

10、按照权利要求1或2的装置，其特征在于花纹凸出部分（29）具有从凸出部分（29）的顶端向其底部截面递增的圆环形。

11、按照权利要求10的装置，其特征在于圆环形凸出部分（30）的端面具有锯齿。

12、按照权利要求1的装置，其特征在于将花纹凸出部分（31）制成沿孔隙（5）的圆周相对于孔隙（5）中心向外卷起的凸边形式。

13、按照权利要求1的装置，其特征在于选择花纹凸出部分（32）的高度小于两个相邻板片（4）之间的间距，两板片（4）本身在孔隙（5）分布的位置具有凸起和凹下的单元，凹下单元相对于板片（4）平面的深度使得它与花纹凸出部分（32）的高度相配合可保证后者与相邻的板片（4）表面相接触。

14、按照权利要求1或2的装置，其特征在于板片（4）设置有制成芯杆（23）形的补充花纹凸出部分。

15、按照权利要求14的装置，其特征在于芯杆（23）刚性地固定在偶数板片（4）上并且芯杆的长度等于两个最接近的奇数板片（4）之间的距离。

16、按照权利要求14的装置，其特征在于芯杆（23）刚性地固定在偶数板片（4）上并且芯杆的长度小于两个最接近的奇数板片（4）之间的距离。

17、按照权利要求14的装置，其特征在于芯杆制成柔性铁磁线束（26）形。

18、按照权利要求14的装置，其特征在于芯杆（25）制成变化的截面形。

19、按照权利要求14的装置，其特征在于芯杆制成小管（28）形。

20、按照权利要求1的装置，其中磁化***制成螺线管（10）形，其特征在于板片（4）为平面圆盘形，每个板片（4）上的花纹凸出部分（6）的数量从圆盘的周边向中心递增。

21、按照权利要求1的装置，其中磁化***制成两极电磁体（36）形，磁体的磁极紧贴在工作室（1）的侧表面上，其中被净化介质的流动方向与磁场感应矢量相横交，其特征在于凸出部分（6）在板片（4）上这样来设置，使其在每个板片（4）上离电磁体磁极最远的区域中的数量增加。

22、按照权利要求1的装置，其特征在于板片（37）制成工作室（1）的同轴圆柱形表面形式，同时，相邻的板片（37）间的距离从入口管（14）向出口管递减。

23、按照权利要求1的装置，其特征在于板片（38）制成其截面为螺旋的圆柱形表面形式，此时，相邻板片间的距离从入口管（14）向出口管递减。

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