CN113083498A - 一种磁棒结构式磁性分离器及其使用方法 - Google Patents

一种磁棒结构式磁性分离器及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种磁棒结构式磁性分离器及其使用方法,主要应用于环保、制革、电镀、化工、冶金、生物等领域。本发明提供的磁棒结构式磁性分离器,由中部磁性分离室***、下部进排水***、上部集水出水***和刮泥排泥***组成。与此同时,本发明还提供了该磁棒结构式磁性分离器的使用方法,让含有磁性物质的流体从下部进入磁性分离室,磁性物质被捕获在磁性分离室的磁棒阵列表面,不含磁性物质的流体从上部流出。本发明提供的磁棒结构式磁性分离器及其使用方法具有磁性分离效率高、磁性物质刮除时间短、流体处理量大、占用空间小、运行成本低等优势,适合于大规模工业化生产应用。

Description

一种磁棒结构式磁性分离器及其使用方法
说明书
技术领域:
本发明涉及一种磁棒结构式磁性分离器及其使用方法,具体地说涉及一种从流体中分离出磁性物质的磁性分离器及其使用方法,适合于环保、制革、印染、电镀、化工、冶金、生物及有类似分离需要的领域。
技术背景
近年来,从流体中分离出磁性物质的磁性分离技术在诸多领域展现出重要的应用前景,以钕铁硼磁铁构成的磁棒在磁性分离装置中获得了广泛应用,具有节约电能、工作可靠、价格较低、不需附属设备、运行维护方便等优点,越来越得到重视和发展。
目前已公开的磁棒结构分离器大多是针对大颗粒强磁性物质设计的,纳米尺寸的磁性物质难以被完全分离,而且,分离后的磁性物质的刮除需要移动磁棒,或者移动磁棒外的非导磁套管,这需要磁性分离器有很大的占地空间,也需要消耗更多的能源,进一步,现有的磁棒结构式分离器难以实现生产规模放大,这限制了磁棒结构式磁性分离器的工业化推广应用。
CN102757115A公开了“一种磁棒式转盘废水处理设备”,该设备通过带有磁棒的转盘捕获分离槽里的磁性物质,由于分离槽里的水流处于连续动态流动状态,磁性物质很难被捕获干净,且刮除磁性物质时需要将磁棒移出。
CN101880077A公开了“种磁棒式污水处理方法及装置”,该装置通过磁棒上方的污水口,使含磁性物质的污水流经磁棒,由于磁棒和磁性物质接触时间很短,磁性物质很难被充分捕获,且磁棒表面捕获的磁性物质的刮除是通过移动磁棒外的非导磁套管完成的,这种方式要求装置有较大的占地空间。
CN101020158A公开了“一种磁棒式永磁体磁选装置的磁棒清洗方法”,该装置对于磁棒表面捕获磁性物质的刮除,是先将流体通道内捕获满磁性物质的磁棒从流体通道内取出,然后将刮板紧箍在磁棒上,使刮板向磁棒末端移动,磁性物质被刮到磁棒末端无磁场区域,在重.力的作用下掉落,这种磁性物质刮除方式导致该装置难以连续运转,因而难以放大到生产规模。
发明内容
本发明的目的就是针对现有磁棒结构式磁性分离方法及装置存在的缺陷,提供一种新的磁棒结构式磁性分离器及其使用方法。
为实现上述目的,本发明的主要内容是:
一种磁棒结构式磁性分离器,由中部磁性分离室***、下部进排水***、上部集水出水***和刮泥排泥***组成。其中:
(1)中部磁性分离室,内部由N根直径为D、长度为L的磁棒按正三角形、正四边形或圆环形平行排列组成磁棒阵列,外部由非导磁材料构成的多边形或圆形箱体构成,磁棒机械固定在箱体的底部和顶部固定板上;
(2)下部进排水***,是一个由非导磁材料构成的多边形或圆形箱体,连接在中部磁性分离室下部,箱体进水管前端有一个水压缓冲装置或水流分布装置;
(3)上部集水出水***,是一个由非导磁材料构成的多边形或圆形箱体,连接在中部磁性分离室上部,箱体有多个出水管或多个溢流出水机构;
(4)刮泥排泥***,由上部的刮泥板升降***、中部由非导磁材料多孔刮泥板结构和下部的流体冲刷***组成。
磁棒外壳是截面为多边形或圆形的非导磁材料管,磁棒内部镶嵌有间隔分布的永磁材料和导磁片,磁棒永磁材料在轴向上同板相对间隔排列,同极之间放置导磁片,磁棒两端有0厘米到50厘米范围内不含永磁材料和导磁片,磁棒根数N为10到1000根,磁棒的直径D为0.5厘米到8厘米,磁棒的长度L为5厘米到3米,磁棒表面间距M为0.5-8厘米。
水压缓冲装置或水流分布装置是一种单管道或多管道进水结构,或者是一种溢流缓冲结构,或者是一种多孔水流分布板结构。
刮泥板升降***是一种单根或多根丝杆升降装置,或者是一种连杆升降装置,或者是一种液压、气压升降装置,或者是一种电动升降装置。
下部的流体冲刷***是一种多孔高压水流喷射冲刷装置,或者是一种多孔高压气流喷射冲刷装置,或者是一种电动机械搅拌桨冲刷装置。
一种磁棒结构式磁性分离器的使用方法,包括以下几个操作步骤:
(1)启动上部的刮泥板升降***,使刮泥板提升到磁性分离室的顶部;
(2)用泵输送含磁性物质的流体通过下部进排水***进入磁性分离室,磁性物质被捕获在分离室的磁棒阵列表面,不含磁性物质的流体从上部集水出水***流出;
(3)到磁性分离室中磁棒阵列捕获磁性物质达到饱和时,通过下部进排水***将磁性分离器中的流体排空;
(4)启动上部的刮泥板升降***,使刮泥板结构下降到磁性分离室的底部,把磁性物质从磁棒表面刮到磁性分离器下部的刮泥排泥箱里;
(5)启动下部刮泥排泥***中的流体冲刷装置,使磁性物质排出磁性分离器外;
(6)再次运行重复步骤(1)到(5)的操作运行方式。
含磁性物质的流体是一种包含磁性颗粒的液体,或者是一种包含磁性颗粒的气体。
同现有磁性分离装置相比,本发明装置有以下几个显著优点:
(1)本发明装置采用丝杆螺母升降装置,通过连接在刮泥板机构上的螺母上下移动,带动刮泥板机构刮除捕获在磁棒表面的磁性物质,这使该磁性分离器不需要增加额外的刮泥机构空间,设备占用空间小;
(2)本发明装置让含有磁性物质的流体从装置下部进水***进入,流体质点自下而上以层流方式平稳流经整个磁棒阵列,并从装置上部的集水出水***流出,这保证了流体中磁性物质能被磁棒充分捕获,磁性分离效率很高;
(3)本发明装置的磁性物质刮除的时间短,而磁棒捕获磁性物质的时间长,磁性分离器基本处于连续运行状态,磁性分离器流体处理量大,适合于工业化应用;
(4)本发明装置采用永磁磁棒,使用寿命长,设备投资成本低,而且,本发明装置只有在刮泥板升降***启用时才耗能,设备运行成本低;
(5)本发明装置的设计采用模块化结构,单个模块单元容易规模放大,更大规模的生产可以串联或并联不同规格、不同数量的模块单元磁性分离器,有利于本发明装置的大规模生产和推广应用。
附图说明
图1是本发明装置处于磁性物质捕获状态的纵断面结构示意图。
图2是本发明装置处于刮除磁性物质状态的纵断面结构示意图。
图3是本发明装置内部磁棒阵列和丝杆孔位横截面结构示意图。
图4是本发明装置磁性分离室磁棒底部固定板平面结构示意图。
图5是本发明装置底部排泥***中的水流冲泥喷嘴结构示意图。
附图标记说明:1-升降丝杆;2-升降机;3-磁棒顶部固定板;4-磁棒顶部固定板;5-顶板固定板固定高强螺栓;6-磁性分离室箱体;7-磁性分离室箱体支架;8-上部右集水出水***;9-冲泥喷嘴;10-底部固定板固定高强螺栓;11-磁棒底部固定板;12-进排水***反抽口;13-出泥口;14-升降机电机;15-316不锈钢升降螺母;16-磁棒定位板;17-上刮泥板;18-硅橡胶;19-下刮泥板;20-上部左集水出水***;21-磁棒;22-进排水***进水口;23-下部进排水***箱体;24-福马轮。
下面将结合各附图详细描述本发明的最佳实施方案:
本发明实施装置结构
本发明磁棒结构式磁性分离器,由中部磁性分离室***、下部进排水***、上部集水出水***和刮泥排泥***组成,其结构如图1-5所示,具体说明如下:
(1)中部磁性分离室,内部由186根直径为1.9厘米、长度为120厘米的磁棒[21]按正三角形平行排列组成磁棒阵列,如图3所示,磁棒表面间距2厘米,磁棒的磁场强度为6000高斯,磁棒两端各留有10厘米不含永磁材料和导磁片段,外部由非导磁材料构成四边形箱体[6]构成,箱体尺寸长53厘米,宽55厘米,高120厘米,如图4所示,磁棒机械固定在箱体的磁棒底部固定板[11]和磁棒顶部固定板[4]上;
(2)下部进排水***,是一个由非导磁材料构成的梯形箱体[24],梯形箱体高为35厘米,梯形箱体的梯形边角度为45度,梯形箱体[24]上有进排水***进水口[22],进排水***反抽口[12],出泥口[13],口径均为5厘米,其中,箱体进水口前端有一个水流分布板;
(3)上部集水出水***,是一个连接在中部磁性分离室上部由非导磁材料构成的四边形箱体,箱体两侧对称分布有两个由非导磁材料构成的圆形出水口[8]和[20]组成,出水口口径为5厘米;
(4)刮泥排泥***,上部的刮泥板升降***由升降机[2]、升降机电机[14]、升降丝杆[1]、316不锈钢升降螺母[15]构成,其中升降机电机功率为750kw,升降机最大提升重量为10吨,如图3所示,升降丝杆孔位居于内部磁棒阵列中心,升降丝杆材质为316L不锈钢,升降丝杆直径为4厘米,中部由非导磁材料多孔刮泥板结构上刮泥板[17]、硅橡胶[18]、下刮泥板[19]组成,上刮泥板和下刮泥板材质为304不锈钢,厚度为0.3厘米,刮泥板结构和升降螺母[15]由螺栓固定在一起;如图5所示,下部的流体冲刷***有两个对称分布的冲泥喷嘴[9]组成,冲泥喷嘴是一个有18个高压喷嘴的分流器,冲泥喷嘴材质为304不锈钢。
本发明实施装置使用方法
本发明磁棒结构式磁性分离器的使用方法,包括以下几个操作步骤:
(1)启动上部的刮泥板升降***,刮泥板结构[17]、[18]、[19]在升降螺母[15]带动下上升,当刮泥板上升运行到磁性分离室顶部时,触发顶部限位开关,升降机电机[14]停止远转,升降丝杆[1]停止转动,升降机[2]停止上升,分离器处于磁性物质捕获状态,如图1所示;
(2)启动泵输送含磁性物质的流体通过下部进排水***进水口[22]进入磁性分离室,磁性物质被捕获在分离室的磁棒阵列[21]表面,不含磁性物质的流体从上部左集水出水***[8]和上部右集水出水***[20]流出;
(3)到磁性分离室中磁棒阵列[21]捕获磁性物质达到饱和时,通过下部进排水***反抽口[12]将磁性分离器中的流体排空;
(4)启动上部的刮泥板升降***,刮泥板结构[17]、[18]、[19]在升降螺母[15]带动下下降,刮泥板结构开始刮泥,当刮泥板下降运行到磁性分离室底部时,触发底部限位开关,升降机电机[14]停止远转,升降丝杆[1]停止转动,升降机[2]停止下降,分离器处于刮除磁性物质状态,如图2所示,捕获在磁棒阵列[21]上的磁性物质被刮下,掉入下部进排水***梯形箱体[24]中;
(5)启动下部刮泥排泥***中的高压喷嘴流体冲刷装置[9],使刮到分离室底部的磁性物质完全被冲入下部进排水***梯形箱体[24]中,然后通过出泥口[13]将梯形箱体中的磁性物质排出磁性分离器外;
(6)再次运行重复步骤(1)到(5)的操作运行方式,使分离器连续运转下去。

Claims (7)

1.一种磁棒结构式磁性分离器,由中部磁性分离室***、下部进排水***、上部集水出水***和刮泥排泥***组成。其特征在于:
(1)中部磁性分离室,内部由N根直径为D、长度为L的磁棒按正三角形、正四边形或圆环形平行排列组成磁棒阵列,外部由非导磁材料构成的多边形或圆形箱体构成,磁棒机械固定在箱体的底部和顶部固定板上;
(2)下部进排水***,是一个由非导磁材料构成的多边形或圆形箱体,连接在中部磁性分离室下部,箱体进水管前端有一个水压缓冲装置或水流分布装置;
(3)上部集水出水***,是一个由啡导磁材料构成的多边形或圆形箱体,连接在中部磁性分离室上部,箱体有多个出水管或多个溢流出水机构;
(4)刮泥排泥***,由上部的刮泥板升降***、中部由非导磁材料多孔刮泥板和下部的流体冲刷***组成。
2.按照权利要求1所述的一种磁棒结构式磁性分离器,其中,磁棒外壳是截面为多边形或圆形的非导磁材料管,磁棒内部是间隔镶嵌分布的永磁材料和导磁片,磁棒永磁材料在轴向上同极相对间隔排列,同极之间放置导磁片,磁棒两端有0厘米到50厘米范围内不含永磁材料和导磁片,磁棒根数N为10到1000根,磁棒的直径D为0.5厘米到8厘米,磁棒的长度L为5厘米到3米,磁棒表面间距M为0.5-8厘米。
3.按照权利要求1所述的一种磁棒结构式磁性分离器,其中,水压缓冲装置或水流分布装置是一种单管道或多管道进水结构,或者是一种溢流缓冲结构,或者是一种多孔水流分布板结构。
4.按照权利要求1所述的一种磁棒结构式磁性分离器,其中,刮泥板升降***是一种单根或多根丝杆升降装置,或者是一种连杆升降装置,或者是一种液压、气压升降装置,或者是一种电动升降装置。
5.按照权利要求1所述的一种磁棒结构式磁性分离器,其中,下部的流体冲刷***是一种多孔高压水流喷射冲刷装置,或者是一种多孔高压气流喷射冲刷装置,或者是一种电动机械搅拌桨冲刷装置。
6.按照权利要求1所述的一种磁棒结构式磁性分离器的使用方法,包括以下几个操作步骤:
(1)启动上部的刮泥板升降***,使刮泥板提升到磁性分离室的顶部;
(2)用泵输送含磁性物质的流体通过下部进水***进入磁性分离室,磁性物质被捕获在分离室的磁棒阵列表面,不含磁性物质的流体从上部集水出水***流出;
(3)到磁性分离室中磁棒捕获磁性物质达到饱和时,通过下部进排水***将磁性分离器中的流体排空;
(4)启动上部的刮泥板升降***,使刮泥板下降到磁性分离室的底部,把磁性物质从磁棒表面刮到磁性分离器下部的刮泥排泥箱里;
(5)启动下部刮泥排泥***中的流体冲刷装置,使磁性物质排出磁性分离器外;
(6)再次运行重复步骤(1)到(5)的操作运行方式。
7.按照权利要求6所述的一种磁棒结构式磁性分离器的使用方法,其中含磁性物质的流体是一种包含磁性颗粒的液体,或者是一种包含磁性颗粒的气体。
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