Способ измерения магнитной восприимчивости ферромагнитной жидкости

Сов х Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<и>918910 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 020480 (21) 2902254/18-21 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 070482 Бюллетень Лю 13

Дата опубликования описания 070482 (5l)M. Кл.

G 01 R 33/16

Гасударстааииый камитат

СССР ао делам изабратаиий и открытий (53) УДК 621 ° 317 . 44 (088. 8) (72) Авторъа изобретения

Н.Д.Кравченко, В.И.Кармазин и К. (7I) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательск институт вторичных цветных ме (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНОЙ ВОСПРИИМЧИВОСТИ

ФЕРРОМАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ

Г де ), Ь (Д

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам определения магнитной восприимчивости ферромагнитной жидкости, и может быть использовано преимуще5 ственно при контроле магнитной восприимчивости ферромагнитной жидкости, применяемой для магнитной сепарации.

1О

Известен способ определения магнитной восприимчивости небольших (10 см ) количеств феррожидкости 11).

Способ заключается в том, что стеклянную трубку заполняют жидким носителем с малой магнитной восприимчивостью (например, водой) и каплей феррожидкости, размещают стеклянную трубку в магнитном. поле так, чтобы капля феррожидкости располагалась в области напряженности магнитного поля с известным градиентом и.определяют величину магнитной

I восприимчивости по соотношению

Х= (Р-h) g /РÍ dH(cia, - плотность .носителя, плотность феррожидкости, - ускорение свободного падения, Н - напряженность внешнего поля, dH/dx - составляющая градиента в направлении х, Недостатком этого способа является то, что определение магнитной, восприимчивости малых количеств феррожидкости (10 см ) связано с применением стеклянной трубки, заполняемой прозрачным жидким носителем с малой магнитной восприимчивостью известной плотности, в котором не растворяется феррожидкость, кроме того, капля феррожидкости должна быть расположена в области напряженности магнитного поля с известным градиентом.

Известен метод определения магчитной восприимчивости парамагнит45

Недостатками этого способа являются необходимость применения немагнитных минералов различного удельного веса, проведения графичес- 55 .ких построений, снижающих точность этого метода, для точного фиксирования положения частицы минерала в

3 9189 ных жидкостей в процессе магнитогидростатической сепарации без дополни тельной аппаратуры, заключающийся в том, что парамагнитную жидкость с известной (эталонной) магнитной восприимчивостью помещают в клиновидный зазор электромагнита, в эту парамагнитную жидкость вводят образцы иэ немагнитных минералов различного удельного веса(2). Тщательно из- 0 меряют высоту их подъема от дна сосуда. Затем заменяют эталонную парамагнитную жидкость на парамагнитную жидкость с исследуемой магнитной восприимчивостью. В эту новую пара.магнитную жидкость снова вводят образцы иэ немагнитных минералов и измеряют высоту их подъема от дна сосуда. Пондеромоторную силу магнитного поля определяют как разность между удельными весами образцов немагнитных минералов и насыщенным раствором парамагнитной соли ° По полученным данным строят кривые изме. нения высоты подъема минерала в известной и исследуемой парамагнитных жидкостях (ось ординат) от пондеромоторной силы магнитного поля (ось абсцисс). На полученном графике проводят прямую, параллельную оси абсцисс между кривой с известной магнитной восприимчивостью (точка Д) и исследуемой (точка В), из этих точек опускают прямые линии на ось абсцисс, точки N u M соответственно.

Так как точки Д и В находятся на одном уровне межполюсного зазора, то

grad Н в них одинаков.. Магнитную восприимчивость исследуемой жидкости определяют из соотношения

Х= Мзт где И вЂ” пондеромоторная сила магнитного поля в данной точ. ке, Х - магнитная восприимчивость

9т. эталонной парамагнитной жидкости, М - пондеромоторная сила магнитного поля в данной точ50 ке.

Цель изобретения - повышение точности способа.

Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения магнитной- восприимчивости ферромагнитной жидкости, включающем воздействие магнитного поля электромагнита с клиновидным зазором на ферромагнитную жидкость, в которой размещен с возможностью вертикального перемещения образец из немагнитного материала, изменяют силу магнитного поля до совмещения верхней поверхности образца из немагнитного материала с верхней поверхностью ферромагнитной жидкости, определяют напряжен ность магнитного поля на поверхности ферромагнитной жидкости на уровне жидкости, соответствующем центру образца, и на уровне жидкости, соответствующем нижней, граничной с жидкостью, поверхности образца, затем определяют магнитную восприимчивость по формуле объемная восприимчивость ферромагнитной жидкости, плотность частицы образца, кг/м ; плотность ферромагнитной жидкости, кг/м, ускорение свободного падения, равное

9,8 Н/кг; магнитная проницаемость вакуума, равная 4 IL.10 " Гн/м, напряженность магнитного поля, соответствующая трем уровням жидкости, в центре образца, на поверхности и нижней граничной с жидкостью поверхности образца, Я/м, где

Н Н Нн ч Т Н

10 4 клиновидном зазоре, парамагнитная жидкость должна быть прозрачной, невозможность использования при определении магнитной восприимчивос ти непрозрачных магнитных жидкостей.

918910 расстояние между по-, . верхностью ферромагнитной жидкости и нижней граничной с жидкостью поверхностью образца, м.

На фиг. 1 и 2 .представлено устройство, позволяющее осуществить способ.

Между полюсными наконечниками io электромагнита 1 (промышленного феррогидростатического сепаратора) с вертикальным градиентом, увеличивающимся книзу, заливают .Ферромагнитную жидкость.2 известной плотнос- 1Ь ти толщиной 80-100 ми. Вводят в эту жидкость образец 3 немагнитного материала с известной плотностью объемом 1-2 см . Измен=,ют силу магнит.ного поля (увеличением или уменьше- 0 нием силы тока в обмотках электрома гнита) до величины, при которой верхняя граничная точка (для шара) или поверхность образца (для цилинд" ра) совпадают с поверхностью ферро- 25 магнитной жидкости. Измеряют напряженность магнитного поля на трех уровнях жидкости — на поверхности и уровнях, соответствующих нижней граничной точке или поверхности 30 образца и центру образца. Магнитная восприимчивость определяется из вышеприведенной формулы.

Пример 1. В межполюсный зазор электромагнита шириной 60 мм

35 с вертикальным градиентом, увеличивающимся книзу, заливают ферромагнитную жидкость с плотностью

983 кг/м . Вводят в эту жидкость не40 магнитный образец, алюминиевый цилиндр, диаметром 7 мм и длиной 20 мм.

Изменением силы магнитного поля (током в обмотках электромагнита) добиваются совмещения верхней поверхнос45 ти цилиндра с верхней поверхностью ферромагнитной жидкости. Замеряют напряженность магнитного поля на трех уровнях жидкости: на поверхности и на уровнях, соответствующих нижней граничной поверхности образца и центру образца. Получают следующие значения: Н 1 = 128 10 A/ì, Н> 3 . = 148 -10 А/м, Н вЂ” — 144 "10 А/м, ah = 0,007 м. Подставив полученные значения в предлагаемую Формулу опре- 5 деляют )(о = 0,0326 = 32,6 10

Пример 2. В межполюсный зазор электромагнита шириной 60 мм с вертикальным градиентом, увеличивающимся книзу, заливают ферромаг" нитную жидкость с плотностью

1150 кг/м . Вводят в эту жидкость немагнитный образец, медную пластину, размером 5 w 7 w 20 мм. Изменением силы магнитного поля добиваются совмещения верхней поверхности образца с верхней поверхностью ферромаг" нитной жидкости. Замеряют напряженность магнитного поля на трех уровнях жидкости: на поверхности и на уровнях жидкости, соответствующих нижней граничной поверхности образца и центру образца. Получают следующие значения: Н и — -- 240 -10 А/м, Н „=

280.10 Л/м, Н = 260 10 А/м, hh = 0,005 м. Подставив полученные значения в предлагаемую формулу определяют 3(о = 0, 0291 = 29, 1 * 10 — Ъ

Применение предлагаемого способа позволит в условиях промышленной

ФГС-сепарации лома и отходов цветных металлов осуществить оперативный контроль и управление технологическим процессом. Своевременная замена ферромагнитной жидкости с магнитными свойствами, отличными от заданных в технологической карте, позволит уменьшить взаимозасорение продуктов сепарации. Возможно применение этого способа и при ФГС-сепарации других материалов и минералов.

Полученные данные для определения магнитной восприимчивости непрозрачной ферромагнитной жидкости позволяют вычислить и ее намагниченность по формуле J = Со Н . Так, для условий примера 1 1 = 4694 Л/м, для условий примера 2 3 = 7565 А/м.

Предлагаемый способ позволяет применять в качестве образцов непосредственно материалы, которые подвергаются ФГС-сепарации.

Формула изобретения

Способ измерения магнитной восприимчивости ферромагнитной жидкости, включающий воздействие магнитного поля электромагнита с клиновидным зазором на ферромагнитную жидкость, в которой размещен с возможностью вертикального перемещения образец из немагнитного материала, отличающийся тем, что, с и пью повышения точности, изменяют

918910 силу магнитного поля до совмещения верхней поверхности образца иэ немагнитного материала с верхней поверхностью ферромагнитной жидкости, определяют напряженность магнитного . поля на поверхности ферромагнитной жидкости на уровне жидкости, соответствующей ценТру образца, и на .уровне жидкости, соответствующей нижней, граничной с жидкостью, поверхности образца, затем определяют магнитную восприимчивость по формуле

ХБ= Р-Р

Ь .ф - магнитная проницаемость вакуума (4 /A 10-т Гн/и);

H,,H „Н " напряженность магнит"

Ч " н ного поля, соответст,вующая трем уровням жидкости: в центре образца, на поверхности и нижней граничной точке образца, А/м;

- расстояние между поверхностью жидкссти и.нижней граничной с жидкостью поверхностью образца, и. где

Х - объемная восприимчи- . вость ферромагнитной жидкости, — плотность частицы образца, кг/м ; — плотность ферромагнитной жидкости, кг/м ; — ускорение свободного падения (9,8 Н/кг ;. Источники информации, принятые во внимание при экспертиае

1. Авторское свидетельство СС6Р зе N 563654, кл. G Ol и И/16, 1976, 2. Шлепакова Л.И. и др, Определе" ние магнитной восприимчивости парамагнитной жидкости в процессе магнитогидростатической сепарации, Tpy2s ды ЦНИГРИ, H., 1971, вып. 97,с.51-55.

918910

Составитель Ф.-Тарнаполь ская

Техред,M. Гергель Корректор H.Øâûäêàÿ

Редактор Н. Гунько

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 2133/30 Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская. наб., д. 4/5