Магнитная ловушка

Магнитная ловушка относится к устройствам, используемым при очистке жидкости от частиц ферромагнетиков и может использоваться в различных отраслях промышленности. Магнитная ловушка состоит из прямоугольного корпуса, выполненного из нержавеющей немагнитной стали, с двух сторон к которому приварены конусообразные патрубки, заканчивающиеся фланцами для подсоединения к трубопроводам с жидкостью. Во входном патрубке ловушки установлен рассекатель потока жидкости. Корпус может быть снабжен ребрами жесткости. На боковых стенках корпуса выполнены прямоугольные отверстия, соединенные внутри корпуса герметичным каналом, с вставленной в него кассетой с магнитами. В зависимости от диаметра входного патрубка и степени загрязненности рабочей среды допускается выполнение одного или более каналов в корпусе ловушки и, соответственно, установка кассет с магнитами в каждый канал. Кассета изготовлена из листового немагнитного материала в виде прямоугольника с размерами, позволяющими свободно, с минимальным зазором, перемещаться в канале, причем ее длина составляет от 2 до 3 длин канала. На части кассеты, которая находится внутри корпуса в процессе очистки, закреплены постоянные магниты, вторая часть кассеты, выступающая из корпуса, свободна от магнитов. Для регенерации ловушки достаточно часть кассеты с закрепленными магнитами выдвинуть за пределы корпуса, при этом в корпус передвигается часть кассеты, свободная от магнитов, и подать в ловушку напор воды для удаления примесей. Такое конструктивное решение позволило исключить непосредственный контакт магнитов с очищаемой жидкостью, что, в свою очередь, позволило избежать загрязнения и коррозии магнитов, а также дало возможность проводить быструю регенерацию ловушки без ее разборки.

Заявляемое техническое решение относится к устройствам, используемым при очистке жидкости от частиц ферромагнетиков, и может использоваться в различных отраслях промышленности.

Известен магнитомеханический фильтр (1), используемый для улавливания механических примесей (в том числе ферромагнетиков), и устанавливающийся перед расходомерными устройствами. Фильтр содержит Y-образный корпус с проточным каналом и каналом с заглушкой, которые соединяются друг с другом под тупым углом к потоку набегающей среды. В канале с заглушкой установлен сетчатый фильтр с магнитным фильтрующим элементом, установленным на держателе. Магнитный элемент выполнен в виде чередующихся немагнитных и магнитных шайб разного диаметра.

Недостатком данного технического решения является то, что магниты соприкасаются с рабочей средой. Для очистки магнитов необходимо, отсоединив заглушку, извлечь фильтрующий элемент с магнитами и промыть магниты вручную при помощи большого напора воды, что значительно повышет трудоемкость использования такого фильтра.

Наиболее близким по технической сущности и потому взятый за прототип, является фильтр магнитный (2), содержащий корпус с уплотняющей крышкой, в котором размещена магнитная система, снабженная не менее чем тремя постоянными магнитными элементами, расположенными в корпусе радиально и закрепленными в кассете, выполненной из немагнитного материала. Кассета снабжена сквозными отверстиями для протекания фильтруемой жидкости, расположенными между обращенными друг к другу полюсами магнитных элементов. Внутренний диаметр корпуса фильтра в месте установки магнитной системы превышает внутренний диаметр трубопровода в 1,1-1,4 раза.

Недостатком данного фильтра является то, что для регенерации фильтрующего элемента необходимо производить разборку корпуса.

Кроме того, рассматриваемый в качестве прототипа фильтр содержит магниты, имеющие непосредственный контакт с очищаемой жидкостью, вследствие чего происходит коррозия магнитов. Скорость протекания жидкости в зоне улавливания магнитов не значительно отличается от скорости в трубопроводе, что способствует смыванию или проскоку части ферромагнитных примесей и таким образом снижается степень очистки потока. Регенерация фильтров такой конструкции требует их разборки и ручной очистки.

Задачей заявляемой полезной модели является создание более эффективного, удобного в эксплуатации, безразборного, не требующего сложного технического обслуживания устройства для очистки жидкостей от частиц ферромагнетиков.

Техническим результатом является повышение качества очистки жидкостей от частиц ферромагнетиков, возможность проводить регенерацию магнитной ловушки без разборки и без применения дополнительных устройств и приспособлений.

Это достигается тем, что магнитная ловушка содержащая корпус с помещенной в него магнитной системой, выполненной в виде постоянных магнитов, закрепленных в кассете из немагнитного материала согласно заявляемому техническому решению содержит прямоугольный герметичный корпус из нержавеющей немагнитной стали, снабженный с двух сторон конусообразными патрубками, причем во входном патрубке установлен рассекатель потока. В боковой стенке корпуса выполнено одно или несколько прямоугольных отверстий, соединенных герметичным каналом с соответствующим отверстиями в противоположной боковой стенке корпуса. В герметичном канале установлена с возможностью перемещения прямоугольная кассета из листового немагнитного материала с постоянными магнитами, размещенными в один или несколько рядов на той части кассеты, которая находится внутри корпуса в процессе очистки потока жидкости, причем длина кассеты составляет от 2 до 3 длин герметичного канала.

Постоянные магниты находящиеся в прямоугольной кассете взаимодействуют с потоком жидкости, проходящим внутри корпуса, через стенки герметичных каналов, тем самым очищая его и позволяя не разбирая корпус выводить из герметичного канала прямоугольную кассету с постоянными магнитами для регенерации магнитной ловушки. Площадь сечения внутреннего пространства корпуса значительно (в 4 и более раз) больше площади сечения на входе и на выходе из патрубков. За счет установленного во входном патрубке рассекателя потока и разницы площадей сечения входного патрубка и корпуса, скорость потока в зоне действия магнитов уменьшается. Поток жидкости за счет геометрии корпуса меняет форму с круглой (в патрубках) на прямоугольную - щелевую (в области установки кассет с постоянными магнитами). Происходит снижение скорости потока жидкости и уменьшение толщины слоя в зоне действия магнитов, что увеличивает эффективность магнитной ловушки.

На (Фиг.1) изображена магнитная ловушка в изометрии, например, с двумя кассетами, и ее разрез по вертикальной оси (А-А).

На (Фиг.2) изображена кассета с постоянными магнитами.

На (Фиг.3) изображена магнитная ловушка, например, с двумя кассетами (рабочее положение).

На (Фиг.4) изображена магнитная ловушка, например, с двумя кассетами (режим регенерации).

Магнитная ловушка состоит из герметичного прямоугольного корпуса 1 (Фиг.1) сварной конструкции, выполненного из нержавеющей немагнитной стали, с двух сторон к которому приварены конусообразные входной 2 и выходной 3 патрубки, заканчивающиеся фланцами 4 для подсоединения к трубопроводам с обрабатываемой жидкостью. Во входном патрубке 2 магнитной ловушки установлен рассекатель потока жидкости 5, представляющий собой, например, изогнутую перфорированную пластину. Корпус снабжен ребрами жесткости 6 и выдерживает избыточное давление (до 0,6 Мпа).

Прямоугольные отверстия 7, на боковых стенках корпуса, соединены сквозными герметичными каналами 8, имеющими по периметру ребра жесткости 9. Внутри герметичного канала 8 вставлена кассета 10 (фиг.2), в которой закреплены постоянные магниты 11, например, в три ряда. В зависимости от диаметра входного патрубка и степени загрязненности рабочей среды допускается выполнение одного и более герметичных каналов в корпусе магнитной ловушки и, соответственно, установка кассет с постоянными магнитами в каждый канал.

Кассета с постоянными магнитами (10) изготовлена из листового немагнитного материала, например, текстолита в виде прямоугольника с размерами, позволяющими ей свободно, с минимальным зазором перемещаться в канале, причем ее длина составляет от 2 до 3 длин герметичного канала. В каждой кассете закреплены постоянные магниты 11. Постоянные магниты закреплены, например, в один или несколько рядов на той части кассеты, которая находится внутри корпуса в процессе очистки, вторая часть, выступающая из корпуса, свободна от магнитов.

Магнитная ловушка работает следующим образом. Поток обрабатываемой жидкости по трубопроводу через фланец 4 поступает в входной патрубок 2 ловушки, проходит через рассекатель потока жидкости 5, предназначенный для распределения потока, омывает с двух сторон стенки герметичных каналов 8, в которых находятся кассеты 10 с постоянными магнитами 11. В этой зоне уменьшается скорость потока и толщина слоя потока. Ферромагнитные примеси, находящиеся в очищаемой жидкости, оседают на стенках герметичных каналов за счет их удержания магнитным полем постоянных магнитов.

После нескольких часов работы, в зависимости от степени загрязненности жидкости, проводят регенерацию ловушки. При этом за ловушкой устанавливается трехходовой кран (не показан) для отвода потока.

Регенерация выполняется следующим образом:

- трехходовой кран переключается на отвод потока;

- часть кассеты 10, на которой закреплены постоянные магниты 11, из герметичного канала 8 выдвигается за пределы корпуса;

- часть кассеты без магнитов при этом перемещается по герметичному каналу внутрь корпуса, не позволяя кассете выпасть из него;

- в магнитную ловушку через входной патрубок 2 подается напор воды для удаления примесей.

Так как действие магнитов прекращается, водяной поток смывает все примеси, которые собрались в корпусе. Процесс очистки возобновляется путем повторного ввода кассеты с постоянными магнитами в герметичный канал корпуса и подачи рабочей жидкости.

Использование в корпусе заявляемой магнитной ловушки герметичного канала для кассеты с постоянными магнитами, позволило исключить непосредственный контакт магнитов с очищаемой жидкостью и дало возможность избежать загрязнения и коррозии магнитов, что привело к повышению надежности и увеличению срока службы устройства. Такое конструктивное решение дало возможность проводить быструю регенерацию без ее разборки, что привело к уменьшению эксплуатационных затрат и снижению трудоемкости при техническом обслуживании.

В настоящий момент изготовлено, смонтировано и эксплуатируется несколько магнитных ловушек с диаметром входного патрубка 150 мм и двумя кассетами в каждом. Результаты эксплуатации показали высокую эффективность улавливания, удобство обслуживания и длительный срок службы.

Используемые источники

1. Патент РФ 2200614, класс МПК В01D 35/06, дата приоритета 12.11.1999 г.

2. Заявка РФ 2003118728, класс МПК В01D 35/06, дата приоритета 25.05.2003 г.

1. Магнитная ловушка, содержащая корпус с помещенной в него магнитной системой, выполненной в виде постоянных магнитов, закрепленных в кассете из немагнитного материала, отличающаяся тем, что герметичный корпус из нержавеющей немагнитной стали выполнен прямоугольным, с двух сторон снабжен конусообразными патрубками, во входном патрубке установлен рассекатель потока, в боковой стенке корпуса выполнено одно или несколько прямоугольных отверстий, соединенных герметичным каналом с соответствующими отверстиями в противоположной боковой стенке корпуса и с установленной в герметичном канале с возможностью перемещения прямоугольной кассетой из листового материала с постоянными магнитами, размещенными в один или более рядов на той части кассеты, которая находится внутри корпуса в процессе очистки, причем длина кассеты составляет от 2 до 3 длин герметичного канала.

2. Магнитная ловушка по п.1, отличающаяся тем, что на корпусе выполнены ребра жесткости.

3. Магнитная ловушка по п.1, отличающаяся тем, что каналы по внешнему контуру снабжены ребрами жесткости, направленными вдоль потока жидкости.