RU2111796C1

RU2111796C1 - Electromagnetic cyclone

Info

Publication number: RU2111796C1
Application number: RU96109108A
Authority: RU
Inventors: В.С. Сапунов; Н.П. Козлов; Ф.Н. Сарапулов; Н.Н. Кулигин; А.А. Глухов
Original assignee: Акционерное общество "Нижнетагильский металлургический комбинат"
Priority date: 1996-04-30
Filing date: 1996-04-30
Publication date: 1998-05-27

Abstract

FIELD: separation and condensation of magnetic and electricity conducting materials. SUBSTANCE: cyclone has tapered cylindrical case, feeding pipe connections and pipes for discharging separation products. Cyclone electromagnetic system is built up of separate inductors installed along generating lines on case surface. First inductor is mounted directly downstream of feeding pipe connection. Coils of all inductors arranged on same horizontal plane are connected to supply mains with phase shift relative to first inductor coils; number of inductors is a multiple of number of supply mains phases. EFFECT: improved design. 8 dwg , 1 tbl

Description

Изобретение относится к области магнитного обогащения и может быть использовано в процессах сепарации и сгущения магнитных и электропроводящих материалов на обогатительных фабриках. The invention relates to the field of magnetic enrichment and can be used in the processes of separation and thickening of magnetic and electrically conductive materials in processing plants.

Известен гидроциклон (а. с. N 234266), включающий корпус, состоящий из цилиндрической и конической частей, патрубки для подачи питания и удаления продуктов разделения, электромагнитную систему, расположенную с наружной стороны цилиндрической части корпуса, питаемую переменным трехфазным током. Known hydrocyclone (a.s. N 234266), comprising a housing consisting of a cylindrical and conical parts, nozzles for supplying power and removing separation products, an electromagnetic system located on the outside of the cylindrical part of the housing, powered by an alternating three-phase current.

Недостатком гидроциклона является невысокая эффективность процесса сгущения магнитного материала из-за подачи питания выше электромагнитной системы в зону действия магнитного поля малой напряженности и неспособности электромагнитной системы данной конструкции активно перемещать магнитный материал в осевом направлении. The disadvantage of a hydrocyclone is the low efficiency of the process of thickening magnetic material due to the supply of power above the electromagnetic system to the low magnetic field and the inability of the electromagnetic system of this design to actively move the magnetic material in the axial direction.

Известен электромагнитный циклон (а. с. N 561573), включающий цилиндроконический корпус, установленную в цилиндрической части корпуса насадку, электромагнитную систему в виде статора электродвигателя, выполненного в виде спирали, и расположенную с наружной стороны корпуса, питающий и разгрузочные патрубки. Known electromagnetic cyclone (and.with. N 561573), including a cylinder-conical housing, a nozzle installed in the cylindrical part of the housing, an electromagnetic system in the form of a stator of an electric motor made in the form of a spiral, and located on the outside of the housing, supplying and discharge pipes.

В известном электромагнитном циклоне вращающееся магнитное поле перемещает магнитные частицы в направлении движения потока материала, причем магнитная волна движется в горизонтальной плоскости, т.е. вызывает вращение магнитных частиц вокруг их вертикальной оси. Смещение магнитного материала в вертикальном направлении происходит в результате наличия зон пониженной и повышенной напряженностей магнитного поля, расположенных по спирали. In a known electromagnetic cyclone, a rotating magnetic field moves magnetic particles in the direction of flow of the material, and the magnetic wave moves in a horizontal plane, i.e. causes the rotation of magnetic particles around their vertical axis. The shift of the magnetic material in the vertical direction occurs as a result of the presence of zones of reduced and increased magnetic field strengths arranged in a spiral.

Недостатком этого электромагнитного циклона является невысокая эффективность процесса разделения из-за недостаточно активного участия бегущего магнитного поля в транспортировке магнитных частиц из зоны разделения к области разгрузки магнитного продукта, что снижает интенсивность процесса удаления магнитных частиц из зоны разделения и ухудшает качество магнитного продукта. The disadvantage of this electromagnetic cyclone is the low efficiency of the separation process due to the insufficiently active participation of a traveling magnetic field in transporting magnetic particles from the separation zone to the area of unloading of the magnetic product, which reduces the intensity of the process of removing magnetic particles from the separation zone and affects the quality of the magnetic product.

Известен электромагнитный гидроциклон (а. с. SU 1421407 A1, B 03 C 1/00), принятый за прототип, включающий цилиндроконический корпус, патрубки для подачи питания и удаления продуктов разделения, концентратор магнитного потока, установленный с наружной стороны сливного патрубка, электромагнитную систему, выполненную из отдельных линейных индукторов с поперечными пазами для обмотки, установленных вдоль образующих на поверхности корпуса со смещением в осевом направлении по винтовой нисходящей линии с углом наклона 0,5-9,5^o по отношению к оси входного патрубка, причем первый линейный индуктор установлен непосредственно за питающим патрубком по ходу подачи питания.Known electromagnetic hydrocyclone (a.s. SU 1421407 A1, B 03 C 1/00), adopted as a prototype, including a cylindrical housing, nozzles for supplying power and removing separation products, a magnetic flux concentrator mounted on the outside of the drain nozzle, an electromagnetic system made of separate linear inductors with transverse grooves for winding mounted along the generatrix on the surface of the housing with an axial displacement along a helical descending line with an angle of inclination of 0.5-9.5 ^o relative to the axis of the input branch pipe, the first linear inductor installed directly behind the supply pipe in the direction of power supply.

Недостатком прототипа является недостаточно полное использование взаимодействия бегущего магнитного поля и вращающегося потока материала для перемещения магнитных частиц к устройству для разгрузки магнитного продукта, что снижает эффективность процесса разделения исходного материала из-за недостаточно интенсивного процесса удаления магнитных частиц из зоны разделения и ухудшает качество магнитного продукта, это связано с тем, что магнитные волны всех бегущих полей индукторов движутся в одном направлении в вертикальных плоскостях перпендикулярно вращающемуся потоку материала. The disadvantage of the prototype is the insufficient use of the interaction of a traveling magnetic field and a rotating stream of material to move magnetic particles to a device for unloading a magnetic product, which reduces the efficiency of the separation of the source material due to the insufficiently intensive process of removing magnetic particles from the separation zone and affects the quality of the magnetic product, this is due to the fact that the magnetic waves of all the traveling fields of the inductors move in the same direction in the vertical planes perpendicular to the rotating material flow.

Задача изобретения состоит в повышении эффективности процесса разделения за счет улучшения транспортировки магнитных и электропроводящих частиц в зоне разделения бегущими полями индукторов. The objective of the invention is to increase the efficiency of the separation process by improving the transportation of magnetic and electrically conductive particles in the separation zone by the moving fields of the inductors.

Поставленная задача достигается тем, что в известном электромагнитном гидроциклоне, включающем цилиндроконический корпус, патрубки для подачи питания и удаления продуктов разделения, концентратор магнитного потока, установленный с наружной стороны сливного патрубка, электромагнитную систему, выполненную из отдельных линейных индукторов с поперечными пазами для обмотки, установленных вдоль образующих на поверхности корпуса со смещением в осевом направлении по винтовой нисходящей линии с углом наклона 0,5 - 9,5^o по отношению к оси входного патрубка, причем первый линейный индуктор установлен непосредственно за питающим патрубком по ходу подачи питания, что линейные индукторы установлены без смещения в осевом направлении и создают бегущие магнитные поля, направленные в верхнюю часть корпуса, а катушки всех индукторов, находящиеся в одной горизонтальной плоскости, подключены к питающей сети со смещением по фазе относительно подключения катушек первого индуктора и создают в этих плоскостях магнитные поля, смещенные по фазе, вращающиеся против направлении вращения потока материала в циклоне, причем число индукторов кратно числу фаз питающей сети.The problem is achieved in that in the known electromagnetic hydrocyclone, including a cylindrical conical body, nozzles for supplying power and removing separation products, a magnetic flux concentrator mounted on the outside of the drain nozzle, an electromagnetic system made of separate linear inductors with transverse winding grooves installed forming on the surface along with the displacement body in the axial direction along the helical downlink angle 0.5 - 9.5 ^o relative to the input axis the first branch pipe, the first linear inductor installed directly behind the supply pipe along the power supply, that the linear inductors are mounted without displacement in the axial direction and create traveling magnetic fields directed to the upper part of the housing, and the coils of all inductors located in the same horizontal plane are connected to the supply network with a phase shift relative to the connection of the coils of the first inductor and create in these planes magnetic fields that are phase-shifted, rotating against the direction of rotation of the flow a material in a cyclone, the number of inductors a multiple of the mains phases.

Отличительной особенностью предложенного технического решения является воздействие на разделяемый материал электромагнитным полем, которое образовано суперпозицией бегущих магнитных полей, состоящих из совокупности бегущих магнитных волн, распространяющихся вдоль прямых линий в одном направлении, и одинаково направленных вращающихся магнитных волн, движущихся в параллельных плоскостях, при этом бегущие и вращающиеся магнитные волны смещены по фазе относительно друг друга, созданное описанным выше образом электромагнитное поле улучшает транспортировку магнитных частиц в зоне разделения в направлении области разгрузки магнитного продукта и, тем самым, повышает эффективность процесса разделения материала. A distinctive feature of the proposed technical solution is the impact on the shared material by an electromagnetic field, which is formed by a superposition of traveling magnetic fields, consisting of a set of traveling magnetic waves propagating along straight lines in one direction, and equally directed rotating magnetic waves moving in parallel planes, while traveling and rotating magnetic waves are phase shifted relative to each other, the electromagnetic field created in the manner described above uchshaet transporting magnetic particles in the separation zone in the direction of product unloading of the magnetic field and, thus, increases the efficiency of the separation material.

Сущность предложенного технического решения состоит в том, что одновременное взаимодействие магнитных частиц с бегущими и вращающимися магнитными волнами, движущимися в поперечных направлениях, вызывает появление сил, перемещающих их как против направления движения бегущих, так и против направления вращения вращающихся магнитных волн, которые: а) улучают условия существования магнитных частиц в виде виброкипящего перемещающегося слоя в зоне разделения, т. к. препятствуют объединению частиц в магнитные виброфлокулы (плоские стенки толщиной в несколько зерен, образующихся вдоль направления движения бегущей магнитной волны); б) позволяет создать поток магнитного материала в направлении результирующей этих сил в зоне разделения в сторону области разгрузки магнитного продукта наилучшим образом, т.к. при выборе направления результирующей силы учесть другие гидродинамические потоки материала в зоне разделения. The essence of the proposed technical solution is that the simultaneous interaction of magnetic particles with traveling and rotating magnetic waves moving in the transverse directions causes the appearance of forces that move them both against the direction of movement of the traveling and against the direction of rotation of the rotating magnetic waves, which: a) They improve the conditions for the existence of magnetic particles in the form of a vibro-boiling moving layer in the separation zone, since they impede the combination of particles into magnetic vibratory units (flat walls schinoy several grains formed along the direction of the traveling magnetic wave motion); b) allows you to create a flow of magnetic material in the direction of the resultant of these forces in the separation zone in the direction of the discharge area of the magnetic product in the best way, because when choosing the direction of the resulting force, take into account other hydrodynamic flows of material in the separation zone.

Электромагнитная система на предлагаемом электромагнитном циклоне располагается не только одновременно на внешних поверхностях цилиндрической и конической частей корпуса, но может быть расположена либо на цилиндрической, либо на конической частях аппарата. The electromagnetic system on the proposed electromagnetic cyclone is located not only simultaneously on the outer surfaces of the cylindrical and conical parts of the housing, but can be located either on the cylindrical or on the conical parts of the apparatus.

Для простоты описания работы предлагаемого устройства рассматривается гидроциклон с электромагнитной системой, расположенной на цилиндрической части корпуса. For simplicity, the operation of the proposed device is considered hydrocyclone with an electromagnetic system located on the cylindrical part of the housing.

На фиг. 1 изображен гидроциклон с электромагнитной системой, в виде линейных индукторов, расположенных с наружной стороны цилиндрической части корпуса вдоль прямых Б, Г, Д, Е, Ж, Ф. In FIG. 1 shows a hydrocyclone with an electromagnetic system, in the form of linear inductors located on the outside of the cylindrical part of the body along the lines B, D, D, E, F, F.

На фиг. 2 изображен поперечный разрез гидроциклона и электромагнитной системы плоскостью "И" и указано подключение начал кольцевых катушек к трехфазной сети переменного тока в этой плоскости. In FIG. 2 shows a cross-section of a hydrocyclone and an electromagnetic system by the “I” plane and the connection of the beginnings of the ring coils to a three-phase AC network in this plane is indicated.

На фиг. 3 изображен продольный разрез линейного индуктора, расположенного вдоль прямой "Б", указано расположение горизонтальных плоскостей И, К, Л, М, Н, П, Р, Т, Ш, Ц, Э, Ю относительно обмотки индуктора и подключение начал кольцевых катушек этого индуктора к трехфазной сети переменного тока. In FIG. 3 shows a longitudinal section of a linear inductor located along the straight line "B", the location of the horizontal planes I, K, L, M, N, P, P, T, W, C, E, S relative to the inductor winding and the connection of the beginning of the ring coils of this inductor to a three-phase AC network.

На фиг. 4 показан механизм образования вращающегося магнитного поля (или вращающихся магнитных волн) кольцевыми катушками линейных индукторов, расположенных в плоскости "И", и механизм образования бегущего магнитного поля (или бегущей магнитной волны) линейным индуктором, расположенным вдоль прямой "Б", при подключении электромагнитных обмоток линейных индукторов к сети трехфазного тока. В левой части изображены векторные диаграммы токов в отдельных фазах обмотки, а в правой показаны соответствующие этим диаграммам направления токов в проводниках, находящихся в различных пазах, а также указаны направления силовых магнитных линий и расположение северного и южного полюсов магнитного поля соответствующее этим направлениям. In FIG. Figure 4 shows the mechanism of formation of a rotating magnetic field (or rotating magnetic waves) by ring coils of linear inductors located in the "I" plane, and the mechanism of formation of a running magnetic field (or traveling magnetic wave) by a linear inductor located along straight line "B" when electromagnetic windings of linear inductors to a three-phase current network. The left part shows the vector diagrams of the currents in the individual phases of the winding, and the right shows the directions of the currents in the conductors in different grooves corresponding to these diagrams, as well as the directions of the magnetic force lines and the location of the north and south poles of the magnetic field corresponding to these directions.

На фиг. 5 изображена активная сторона линейного индуктора (т.е. сторона индуктора, которой он обращен к поверхности корпуса гидроциклона) и схема подключения начал и концов кольцевых катушек к трехфазной сети (стрелками указана подача питания, обмотка соединена в "звезду"), изображен линейный индуктор, расположенный вдоль прямой "Б" на поверхности корпуса. In FIG. 5 shows the active side of the linear inductor (that is, the side of the inductor with which it faces the surface of the hydrocyclone body) and the connection diagram of the beginning and ends of the ring coils to a three-phase network (arrows indicate the power supply, the winding is connected to a "star"), the linear inductor is shown located along the straight line "B" on the surface of the housing.

На фиг. 6 изображена развертка боковой поверхности цилиндрической части корпуса гидроциклона с расположенными на ней линейными индукторами вдоль прямых Б, Г, Д, Е, Ж, Ф, а также указана схема подключения начал кольцевых катушек, необходимая для создания бегущего и вращающегося полей в указанных направлениях, или для создания бегущих магнитных волн в вертикальном направлении и вращающихся магнитных волн в горизонтальном направлении. In FIG. 6 shows a scan of the lateral surface of the cylindrical part of the hydrocyclone body with linear inductors located on it along the straight lines B, D, E, E, F, F, and also shows the connection diagram of the beginning of the ring coils necessary to create a running and rotating field in these directions, or to create traveling magnetic waves in the vertical direction and rotating magnetic waves in the horizontal direction.

На фиг. 7 схематично изображена совокупность бегущих магнитных волн, движущихся вдоль прямых Б, Г, Д, Е, Ж, Ф, и вращающихся магнитных волн, перемещающихся в параллельных плоскостях И, К, Л, М, Н, П, Р, Т, Ш, Ц, Э, Ю, а также указаны направления их движения. In FIG. 7 schematically depicts a set of traveling magnetic waves moving along the lines B, D, D, E, F, F, and rotating magnetic waves moving in parallel planes I, K, L, M, H, P, P, T, W, C, E, Yu, and also indicate the direction of their movement.

На фиг. 8 изображены силы, действующие на магнитную частицу в результате ее взаимодействия с бегущим и вращающимся магнитными волнами (полями) и со стенкой корпуса, или слоем частиц. In FIG. Figure 8 shows the forces acting on a magnetic particle as a result of its interaction with traveling and rotating magnetic waves (fields) and with the wall of the body, or a layer of particles.

Предлагаемый электромагнитный гидроциклон изображен на фиг. 1 и включает корпус, состоящий из цилиндрической 1 и конической 2 частей, питающий 5, сливной 6 и песковый 7 патрубки, электромагнитную систему в виде отдельных линейных индукторов 8, расположенных на цилиндрической части корпуса вдоль прямых Б, Г, Д, Е, Ж, Ф. Каждый линейный индуктор состоит из магнитопровода 9, в пазах которого расположена электромагнитная обмотка в виде отдельных кольцевых катушек 10. The proposed electromagnetic hydrocyclone is depicted in FIG. 1 and includes a housing consisting of a cylindrical 1 and conical 2 parts, supplying 5, drain 6 and sand 7 nozzles, an electromagnetic system in the form of separate linear inductors 8 located on the cylindrical part of the housing along straight lines B, G, D, E, Zh, F. Each linear inductor consists of a magnetic circuit 9, in the grooves of which there is an electromagnetic coil in the form of separate ring coils 10.

Линейный индуктор 8, расположенный вдоль прямой "Б", создает бегущее магнитное поле, движущееся в направлении сливного патрубка 6, при подключении кольцевых катушек 10 к сети трехфазного тока по схеме, приведенной на фиг. 3, фиг. 5. Вход фаз в катушки обозначен - A, B, C, выход X, Y, Z, обмотка соединена в "звезду". Механизм образования бегущего магнитного поля трехфазным током показан на фиг. 4. В левых частях чертежа изображены векторные диаграммы токов в отдельных фазах обмотки, причем направления A, B, C соответствуют направлениям токов в пазах, где питание подается в начало катушки, противоположные направления X, Y, Z соответствуют направлениям токов в пазах, где питание подается в конец катушки. В правых частях чертежа показаны соответствующие этим диаграммам направления токов в проводниках, находящихся в различных пазах. Когда вектор тока на диаграмме, вращаясь, проходит выше оси абсцисс, считаем, что ток в пазу направлен за плоскость чертежа и обозначен крестиком. Когда вектор тока данной фазы обмотки, поворачиваясь, оказывается ниже оси абсцисс, ток в это время имеет обратное направление и обозначен точкой. Векторные диаграммы даны для различных моментов времени последовательно через 1/6 часть периода переменного тока, определив по ним направление тока во всех проводниках, пользуясь представлением о силовых линиях магнитного поля и правилом "буравчика", изображены картины магнитного поля над линейным индуктором, расположенным вдоль прямой "Б", что свидетельствует о том, что над поверхностью линейного индуктора создается продольное бегущее магнитное поле, перемещающееся от горизонтальной плоскости "И" к горизонтальной плоскости "Ю" при подключении начал кольцевых катушек к сети трехфазного тока по схеме A, Z, B, X, C, Y, A, Z, B, X, C, Y. Бегущее магнитное поле линейных индукторов, расположенных вдоль прямых Г, Д, Е, Ж, Ф, будет двигаться в этом же направлении, если начала их кольцевых катушек будут подключены к сети трехфазного тока по схеме, представляющей собой отрезок последовательности A, Z, B, X, C, Y, A, Z, B, X, C, Y, A, Z, B, X, C, Y. A linear inductor 8 located along the straight line “B” creates a traveling magnetic field moving in the direction of the drain pipe 6 when connecting the ring coils 10 to a three-phase current network according to the circuit shown in FIG. 3, FIG. 5. The phase input to the coils is designated - A, B, C, output X, Y, Z, the winding is connected to a "star". The mechanism for generating a traveling magnetic field by a three-phase current is shown in FIG. 4. In the left parts of the drawing vector diagrams of currents in separate phases of the winding are shown, with the directions A, B, C corresponding to the directions of currents in the grooves where the power is supplied to the beginning of the coil, the opposite directions X, Y, Z correspond to the directions of currents in the grooves where the power is fed to the end of the coil. In the right parts of the drawing, the directions of the currents in the conductors located in different grooves corresponding to these diagrams are shown. When the current vector in the diagram, rotating, passes above the abscissa axis, we assume that the current in the groove is directed beyond the plane of the drawing and is indicated by a cross. When the current vector of this phase of the winding, turning, is below the abscissa axis, the current at this time has the opposite direction and is indicated by a dot. Vector diagrams are given for different instants of time sequentially through 1/6 of the alternating current period, using them to determine the direction of current in all conductors, using the notion of magnetic field lines and the “gimlet” rule, we show magnetic field patterns above a linear inductor located along a straight line "B", which indicates that a longitudinal running magnetic field is created above the surface of the linear inductor, moving from the horizontal plane "I" to the horizontal plane "Yu" when When starting the ring coils to a three-phase current network according to the scheme A, Z, B, X, C, Y, A, Z, B, X, C, Y. The running magnetic field of linear inductors located along the lines G, D, E, Zh , Ф, will move in the same direction if the beginning of their ring coils are connected to a three-phase current network according to a scheme representing a segment of a sequence A, Z, B, X, C, Y, A, Z, B, X, C, Y, A, Z, B, X, C, Y.

Кольцевые катушки шести линейных индукторов 8, расположенные в горизонтальной плоскости "И" (фиг.2), при подключении начал к сети трехфазного тока по схеме A, Z, B, X, C, Y образуют поперечное вращающееся магнитное поле, движущееся против направления вращения часовой стрелки в горизонтальной плоскости. Механизм образования поперечного вращающегося магнитного поля показан на фиг.4. Направление тока в кольцевых катушках сечения И-И, обозначенное стрелкой в сторону вращения часовой стрелки, соответствует направлению тока в пазах индуктора на линии "Б", обозначенному крестиком, направление тока против вращения часовой стрелки соответствует точке, кроме того, на фиг. 4 и фиг. 5 стрелками указаны направления рассмотрения проводников в пазах индукторов при определении направлений токов в сечениях плоскостями "Б", "Г", "Д", "Е", "Ж", "Ф". На картинах магнитного поля над линейными индукторами в сечении И-И, изображенных в соответствии с векторными диаграммами и определенными по ним токами в катушках, при использовании представлений о силовых линиях магнитного поля и правила "буравчика" видно, что в плоскости горизонтального сечения И-И имеются две равные области, в которых действуют северный и южный полюса магнитного поля в любой момент времени и образуется вращающееся магнитное поле, т. е. при подключении начал кольцевых катушек линейных индукторов в сечении И-И к сети трехфазного тока по схеме A, Z, B, X, C, Y (фиг. 2) создается поперечное вращающееся магнитное поле, движущееся в горизонтальной плоскости против направления вращения часовой стрелки, причем глубина проникновения магнитного поля внутрь корпуса при таком подключении катушек максимальна для данного расположения индукторов. The ring coils of six linear inductors 8, located in the horizontal plane "And" (figure 2), when connected to a three-phase current network according to the scheme A, Z, B, X, C, Y form a transverse rotating magnetic field moving against the direction of rotation clockwise in the horizontal plane. The mechanism for the formation of a transverse rotating magnetic field is shown in Fig.4. The direction of the current in the ring coils of the II section, indicated by the arrow in the clockwise direction, corresponds to the direction of the current in the grooves of the inductor on line "B", indicated by a cross, the direction of the current counterclockwise corresponds to the point, in addition, in FIG. 4 and FIG. 5 arrows indicate the direction of examination of the conductors in the grooves of the inductors when determining the directions of currents in the sections by the planes "B", "G", "D", "E", "F", "F". In the pictures of the magnetic field above the linear inductors in the II-I section, depicted in accordance with the vector diagrams and the currents determined by them in the coils, using representations of the magnetic field lines and the “gimlet” rule, it is seen that in the plane of the horizontal section II there are two equal regions in which the north and south poles of the magnetic field act at any moment of time and a rotating magnetic field is formed, i.e. when connecting the beginning of the ring coils of linear inductors in the II-I section to the network phase current according to the scheme A, Z, B, X, C, Y (Fig. 2) creates a transverse rotating magnetic field moving in a horizontal plane against the direction of rotation of the clockwise direction, and the depth of penetration of the magnetic field inside the case with this connection of the coils is maximum for this the location of the inductors.

Таким образом, линейный индуктор 8, расположенный вдоль прямой "Б" на цилиндрической 1 части корпуса, создает бегущее магнитное поле, движущееся в направлении сливного патрубка 6, которое полностью характеризуется своей бегущей магнитной волной, движущейся в этом направлении. Кольцевая обмотка линейных индукторов 8 в горизонтальной плоскости "И" создает вращающееся магнитное поле, которое полностью характеризуется своей вращающейся магнитной волной, движущейся против направления вращения часовой стрелки. Thus, the linear inductor 8, located along the straight line “B” on the cylindrical 1 part of the housing, creates a traveling magnetic field moving in the direction of the drain pipe 6, which is fully characterized by its traveling magnetic wave moving in this direction. The ring winding of linear inductors 8 in the horizontal plane “I” creates a rotating magnetic field, which is fully characterized by its rotating magnetic wave, moving counterclockwise.

Для создания бегущих магнитных волн, движущихся вдоль прямых "Б", "Г", "Д", "Е", "Ж", "Ф" вертикально вверх в сторону сливного патрубка 6, и вращающихся магнитных волн, движущихся в горизонтальных плоскостях "И", "К", "Л", "М", "Н", "П", "Р", "Т", "Ш, "Ц", "Э", "Ю" против направления вращения часовой стрелки, как изображено на фиг. 7, линейные индукторы 8 размещают на поверхности корпуса и подключают начала их кольцевых катушек к сети трехфазного тока по схеме, изображенной на фиг. 6. В результате образуется совокупность смещенных по фазе и в пространстве бегущих магнитных волн и смещенных в пространстве и по фазе относительно друг друга в соседних параллельных плоскостях вращающихся магнитных волн. To create traveling magnetic waves moving along the straight lines "B", "G", "D", "E", "F", "F" vertically upwards towards the drain pipe 6, and rotating magnetic waves moving in horizontal planes " And "," K "," L "," M "," N "," P "," P "," T "," W, "C", "E", "U" against the clockwise rotation as shown in Fig. 7, the linear inductors 8 are placed on the surface of the housing and connect the beginning of their ring coils to a three-phase current network according to the circuit shown in Fig. 6. As a result, a set of traveling magnets displaced in phase and in space is formed tnyh waves and offset in space and in phase relative to each other in adjacent parallel planes of the rotating magnetic waves.

Начала кольцевых катушек 10 линейных индукторов 8 (фиг. 6) подключены к сети трехфазного тока по схеме, представляющей собой отрезок, равномерно перемещающийся по последовательности A, Z, B, X, C, Y, A, Z, B, X, C, Y, A, Z, B, X, C, Y,........ (последовательность в направлении сливного патрубка 6), так чтобы в горизонтальных плоскостях "И"... .... "Ю" схема подключения начал кольцевых катушек 10 представляла собой отрезок, равномерно перемещающийся по последовательности A, Z, B, X, C, Y, A, Z, B, X, C, Y, A, Z, B, X, C, Y, ....... (последовательность против направления вращения часовой стрелки, или против направления подачи исходного питания в гидроциклон). The beginning of the ring coils 10 of the linear inductors 8 (Fig. 6) are connected to a three-phase current network according to the scheme, which is a segment uniformly moving in the sequence A, Z, B, X, C, Y, A, Z, B, X, C, Y, A, Z, B, X, C, Y, ........ (sequence in the direction of the drain pipe 6), so that in the horizontal planes "And" ... .... "Yu" scheme connecting the beginning of the ring coils 10 was a segment uniformly moving in the sequence A, Z, B, X, C, Y, A, Z, B, X, C, Y, A, Z, B, X, C, Y,. ...... (sequence counterclockwise, il against the direction of feeding power source to a hydrocyclone).

Электромагнитный гидроциклон, изображенный на фиг. 1, работает следующим образом. The electromagnetic hydrocyclone of FIG. 1, works as follows.

Исходный материал, содержащий магнитные частицы, через питающий патрубок 5, установленный по касательной к цилиндрической 1 части корпуса, подается в гидроциклон. Продукты разделения разгружаются через расположенные по оси сливной 6 и песковый 7 патрубки. Благодаря тангенциальной подаче и осевой разгрузке в гидроциклоне создается вращение материала (пульпы) и радиальное его перемещение, в результате чего вблизи цилиндрической 1 и конической 2 поверхностей корпуса образуются нисходящий вихревой поток материала, содержащего более крупные и тяжелые частицы, в направлении пескового патрубка 7, а в центре восходящий вихревой поток материала, содержащего более мелкие и легкие частицы, в направлении сливного патрубка 6. The source material containing magnetic particles, through the feed pipe 5, mounted tangentially to the cylindrical 1 part of the housing, is fed into the hydrocyclone. Separation products are discharged through drain pipes 6 and sand 7 located on the axis. Due to the tangential feed and axial unloading, the rotation of the material (pulp) and its radial movement are created in the hydrocyclone, as a result of which a downward vortex flow of material containing larger and heavier particles is formed in the direction of the sand pipe 7 near the cylindrical 1 and conical 2 surfaces of the body, and in the center of the upward vortex flow of material containing smaller and lighter particles, in the direction of the drain pipe 6.

Электромагнитная система, состоящая из отдельных линейных индукторов 8, расположенных на поверхности корпуса и подключенных к сети трехфазного тока по схеме, изображенной на фиг. 6, создает в рабочем объеме гидроциклона электромагнитное поле, образованное суперпозицией бегущих магнитных полей (фиг. 7). Эта суперпозиция состоит из совокупности бегущих магнитных волн, движущихся в вертикальных плоскостях "Б", "Г", "Д", "Е", "Ж", "Ф" в сторону сливного патрубка 6, и магнитных волн, вращающихся против направления вращения материала в гидроциклоне /против направления вращения часовой стрелки/ в горизонтальных плоскостях "И", "К","Л","М","Н","П", "Р", "Т", "Ш", "Ц", "Э", "Ю". Кроме того, образованное таким образом электромагнитное поле имеет высокую глубину проникновения в объем цилиндрической 1 части корпуса. An electromagnetic system consisting of individual linear inductors 8 located on the surface of the housing and connected to a three-phase current network according to the circuit depicted in FIG. 6, creates in the working volume of the hydrocyclone an electromagnetic field formed by a superposition of traveling magnetic fields (Fig. 7). This superposition consists of a set of traveling magnetic waves moving in the vertical planes "B", "G", "D", "E", "G", "F" towards the drain pipe 6, and magnetic waves rotating against the direction of rotation material in a hydrocyclone / counterclockwise / in the horizontal planes "I", "K", "L", "M", "N", "P", "P", "T", "W", " Ts "," E "," Yu ". In addition, the electromagnetic field thus formed has a high penetration depth into the volume of the cylindrical 1 part of the housing.

Магнитное поле, наложенное на вращающийся поток материала, увеличивает радиальную скорость движения магнитных частиц к цилиндрической 1 стенке корпуса, что позволяет улучшить их извлечение в нисходящий вихревой поток. Воздействие на магнитные частицы суперпозицией бегущих магнитных полей, кроме того, вызывает появление дополнительной электромагнитной силы F_рез действующей в зоне разделения 3 и вызывающей перемещение магнитного материала вдоль цилиндрической 1 поверхности к области разгрузки магнитного продукта 4.A magnetic field superimposed on a rotating flow of material increases the radial velocity of the magnetic particles to the cylindrical wall 1 of the housing, which improves their extraction into a downward vortex flow. The impact on magnetic particles by a superposition of traveling magnetic fields also causes an additional electromagnetic force F _rez acting in the separation zone 3 and causing the movement of magnetic material along the cylindrical 1 surface to the discharge area of the magnetic product 4.

На фиг. 8 изображены угловые скорости вращения и силы, действующие на магнитную частицу при ее взаимодействии с суперпозицией бегущих магнитных полей и с цилиндрической 1 стенкой (или слоем частиц вблизи этой стенки). In FIG. Figure 8 shows the angular velocities of rotation and the forces acting on a magnetic particle during its interaction with a superposition of traveling magnetic fields and with a cylindrical wall 1 (or a layer of particles near this wall).

- угловая скорость вращения магнитной частицы вокруг своей горизонтальной оси, вызванная взаимодействием с бегущей магнитной волной, совпадает с направлением потока исходного материала (согласно правила правого винта).

- the angular velocity of rotation of the magnetic particle around its horizontal axis, caused by interaction with a traveling magnetic wave, coincides with the direction of flow of the source material (according to the rule of the right screw).

- угловая скорость вращения магнитной частицы вокруг своей вертикальной оси, вызванная взаимодействием с вращающейся магнитной волной, направлена вертикально вверх (согласно правила правого винта).

- the angular velocity of rotation of a magnetic particle around its vertical axis, caused by interaction with a rotating magnetic wave, is directed vertically upwards (according to the rule of the right screw).

- результирующая скорость вращения магнитной частицы вокруг своей оси, составляющей угол α с горизонтальной плоскостью и угол β с вертикальной осью.

- the resulting rotation speed of the magnetic particle around its axis, comprising an angle α with a horizontal plane and an angle β with a vertical axis.

- сила, действующая на магнитную частицу в результате ее взаимодействия с бегущей магнитной волной и цилиндрической стенкой 1, направлена вертикально вниз.

- the force acting on the magnetic particle as a result of its interaction with the traveling magnetic wave and the cylindrical wall 1 is directed vertically downward.

- сила, действующая на магнитную частицу в результате ее взаимодействия с вращающейся магнитной волной и цилиндрической стенкой 1, направлена по касательной к цилиндрической поверхности 1 в горизонтальной плоскости в сторону вращения потока материала в гидроциклоне.

- the force acting on the magnetic particle as a result of its interaction with the rotating magnetic wave and the cylindrical wall 1 is directed tangentially to the cylindrical surface 1 in the horizontal plane in the direction of rotation of the material flow in the hydrocyclone.

- результирующая сила, действующая на магнитную частицу в зоне разделения 3 и направленная под углом α к вертикальной оси и углом β к горизонтальной плоскости в сторону области разгрузки магнитного продукта 4.

- the resulting force acting on the magnetic particle in the separation zone 3 and directed at an angle α to the vertical axis and angle β to the horizontal plane in the direction of the discharge area of the magnetic product 4.

Бегущая магнитная волна, движущаяся вертикально вверх вдоль цилиндрической стенки 1, взаимодействует с магнитной частицей и приводит ее во вращение в направлении своего распространения, при этом частица вращается вокруг своей горизонтальной оси с угловой скоростью

, при контакте со стенкой 1 перекатывается по ней вертикально вниз, т.е. на магнитную частицу в зоне разделения 3 действует сила

. Вращающаяся магнитная волна, движущаяся в горизонтальной плоскости против направления вращения потока материала в цилиндрической 1 части корпуса, взаимодействует с магнитной частицей и вызывает ее вращение вокруг своей вертикальной оси в этом направлении с угловой скоростью

, при контакте со стенкой 1 частица перекатывается по ней в направлении движения потока материала в горизонтальной плоскости, т.е. на магнитную частицу в зоне разделения 3 действует сила

Одновременное взаимодействие магнитной частицы с бегущей и вращающейся магнитными волнами вызывает ее вращение в результирующем направлении (также против направления вращения часовой стрелки) вокруг своей оси, расположенной под углом α к горизонтальной плоскости и под углом β к вертикальной оси с угловой скоростью

а при контакте с стенкой 1 частица перекатывается по ней в направлении области разгрузки магнитного продукта 4, составляющем угол α с вертикальной осью и угол β с горизонтальной плоскостью (или под углом 90^o к

), т.е. на магнитную частицу действует результирующая сила

в зоне разделения 3.A traveling magnetic wave moving vertically upward along a cylindrical wall 1 interacts with a magnetic particle and causes it to rotate in the direction of its propagation, while the particle rotates around its horizontal axis with an angular velocity

, in contact with the wall 1 rolls along it vertically downward, i.e. a force acts on a magnetic particle in separation zone 3

. A rotating magnetic wave moving in a horizontal plane against the direction of rotation of the material flow in the cylindrical 1 part of the housing interacts with the magnetic particle and causes its rotation around its vertical axis in this direction with an angular velocity

, in contact with the wall 1, the particle rolls along it in the direction of movement of the material flow in the horizontal plane, i.e. a force acts on a magnetic particle in separation zone 3

The simultaneous interaction of a magnetic particle with traveling and rotating magnetic waves causes it to rotate in the resulting direction (also counterclockwise) around its axis located at an angle α to the horizontal plane and at an angle β to the vertical axis with an angular velocity

and in contact with the wall 1, the particle rolls along it in the direction of the unloading region of the magnetic product 4, comprising an angle α with a vertical axis and an angle β with a horizontal plane (or at an angle of 90 ^o to

), i.e. the resulting force acts on the magnetic particle

in the separation zone 3.

Наличие дополнительной силы

активизирует перемещение магнитных частиц в нисходящий вихревой поток материала в направлении области разгрузки магнитного продукта 4, улучшает транспортировку магнитного материала вблизи активных поверхностей линейных индукторов 8, препятствует накоплению его в этих областях и благоприятствует созданию в зоне разделения 3 виброкипящего перемещающегося слоя из магнитных частиц вблизи цилиндрической стенки 1, что приводит к повышению эффективности процесса разделения.Extra Strength

activates the movement of magnetic particles in a downward swirling flow of material in the direction of the discharge area of the magnetic product 4, improves the transportation of magnetic material near the active surfaces of the linear inductors 8, prevents its accumulation in these areas and favors the creation of a vibrating boiling layer of magnetic particles in the separation zone 3 near the cylindrical wall 1, which leads to an increase in the efficiency of the separation process.

Сравнительные испытания предлагаемого электромагнитного циклона и базового объекта (прототипа), а также других известных электромагнитных гидроциклонов проведены в промышленных условиях при обогащении слива классификатора крупностью 50% класса - 0,074 мм. Результаты испытаний приведены в таблице. Comparative tests of the proposed electromagnetic cyclone and the base object (prototype), as well as other well-known electromagnetic hydrocyclones, were carried out under industrial conditions during the enrichment of the classifier discharge with a particle size of 50% class - 0.074 mm. The test results are shown in the table.

Анализ результатов сравнительных испытаний свидетельствует о том, что предлагаемый электромагнитный циклон по сравнению с базовым объектом (прототипом) позволяет повысить эффективность процесса разделения на 7,4% (с 28,3% до 35,7%), при этом содержание железа в магнитном продукте увеличивается на 1,1% (с 53,1% до 54,2%). An analysis of the results of comparative tests indicates that the proposed electromagnetic cyclone compared with the base object (prototype) can increase the efficiency of the separation process by 7.4% (from 28.3% to 35.7%), while the iron content in the magnetic product increases by 1.1% (from 53.1% to 54.2%).

Предлагаемый электромагнитный циклон будет использоваться при утилизации железосодержащих и электропроводящих тонкодисперсных металлургических отходов, а также на обогатительном производстве АО "НТМК"н The proposed electromagnetic cyclone will be used in the disposal of iron-containing and electrically conductive finely divided metallurgical wastes, as well as in the processing plant of NTMK JSC

Claims

An electromagnetic cyclone, including a cylinder-conical housing, nozzles for supplying power and removing separation products, an electromagnetic system made of separate inductors installed along the generatrixes on the housing surface to create traveling magnetic fields directed to the upper part of the housing, the first linear inductor being installed directly behind the supply pipe along the power supply, characterized in that the coils of all inductors located in the same horizontal plane are connected to the supply networks with a phase shift relative to the connection of the coils of the first inductor to create in these planes magnetic fields that are phase-shifted and rotating against the direction of rotation of the material flow in the cyclone, and the number of inductors is a multiple of the number of phases of the supply network.