Магнітний сепаратор / Металовловлювач

Приймаємо замовлення на виготовлення Магнітних Сепараторів та Металовловлювачів з урахуванням місця встановлення та умов експлуатації.

Що таке магнітний сепаратор?

Магнітний сепаратор – це пристрій, призначений для очищення різних продуктів та сировини від залізовмісних частинок та великих предметів та/або поділу технологічних потоків сировини за магнітними властивостями.
Часто, магнітні сепаратори, які використовуються для уловлювання випадкових залізовмісних предметів, називають залізовідділювачами або металовловлювачами.

Металовловлювач, Залізовідділювач  – це синонім магнітного сепаратора, як правило, використовується для підвісного використання над стрічковим конвеєром та/або замість приводного барабана стрічкового транспортера.

Конструкція магнітних сепараторів на постійних магнітах

В основному, різноманітність конструкцій магнітних сепараторів обумовлюється необхідними технологічними характеристиками та місцем встановлення, що, в свою чергу,  впливає на форму робочого органу та конструкцію сепаратора.

Найпоширенішими конструкціями магнітних сепараторів є:

• • пластинчата;
  • барабанна;
  • роликова (шківна);
  • стержнева.

Приклади конструкцій магнітних сепараторів наведені нижче:

Пластинчаста конструкція забезпечує найбільш глибоке магнітне поле ( черз плоску магнітну систему та можливість збільшення розміру магнітних полюсів).
Тому пластинчаста конструкція магнітних сепараторів використовується в підвісних залізовідділювачах, магнітних плитах, трубних (самопливних) металовловлювачах.

Барабанна конструкція  – це конструкція з нерухомою секторною магнітною системою, навколо якої обертається обичайка барабана, забезпечуючи автоматичне розвантаження магнітних включень.
Тому барабанні магнітні сепаратори використовуються коли в дробленому продукті присутні багато (більше 5%) залізовмісних включень.
Глибину магнітного поля барабанних сепараторів забезпечують збільшення збільшення діаметра барабана та оптимізації розміру магнітних полюсів.

Роликова (шківна) конструкція – це конструкція,  в якій  магнітна система заповнює всю окружність барабана та обертається разом з обичайкою барабана.
Такі конструкції встановлюються в стрічкові транспортери (замість приводних або натяжних барабанів) і забезпечують автоматичне розвантаження магнітних включень.
Глибину магнітного поля шківних залізовідділювачів забезпечують за рахунок збільшення діаметра барабана та оптимізації розміру магнітних полюсів.

Стержнева конструкція являє собою магнітну систему, як правило, з потужних NdFeB магнітів, встановлену в трубку D25 мм.
Такі конструкції мають потужне  магнітне поле, але розповсюджується воно на незначну глибину. Тому магнітні стержні (магнітні решітки) встановлюються безпосередньо в потік продукту.

Навіщо використовують магнітний сепаратор?

Залізні та інші феромагнітні металеві предмети часто потрапляють в продукт під час його дроблення, помолу, у процесі транспортування  автомобільним або залізничним транспортом, при ремонтних роботах на виробництві.

Це притаманно для підприємств зернопереробки (комбікормових, борошномельних заводів), переробки деревини, щебеневих заводів, цементних, цегляних, склозаводів та інших.

Присутність “випадкового металу” в потоці сировини та її потрапляння в технологічне обладнання призводить до виведення з ладу та поломки даного обладнання, значних простоїв виробництва у ремонті.

Ось чому магнітний сепаратор (металовловлювач) важливо використовувати для стабільної роботи виробничих ліній.

Також дрібні феромагнітні домішки негативно впливають на якість кінцевого продукту. Найчастіше з такою проблемою зустрічаються борошномельні, цукрові заводи, кондитерські підприємства, підприємства з переробки вторинної сировини (переробка ТПВ, пластмас, автомобільних шин, електронних плат).

Види Магнітних Сепараторів

Магнітні сепаратори та залізовідділювачі поділяються залежно від способу збудження магнітного поля.
Створення магнітного поля може бути за допомогою електромагніту або за допомогою постійних магнітів.
Відповідно, існують:

• • электромагнітні сепаратори/залізовідділювачі
  • магнітні сепаратори на постійних магнітах.

Електромагнітні сепаратори мають великі габарити, дуже важкі і тому використовуються, як правило, тільки в гірничо-рудній промисловості.

Магнітні сепаратори на постійних магнітах дуже компактні, створюють потужне магнітне поле виключно в потрібній зоні сепарації і, через це, використовуються практично у всіх галузях промисловості, в т.ч. і гірничо-рудній промисловості.

Принцип роботи магнітного сепаратора

Принцип роботи магнітного сепаратора / металовловлювача можна описати трьома етапами:

• • вилучення феромагнітних частинок;
  • утримання феромагнітних частинок на робочому органі металовловлювача;
  • розвантаження феромагнітних частинок з металовловлювача

Основний компонент магнітного сепаратора – це магнітна система, яка створює магнітне поле потрібної глибини та потрібної сили.
Немагнітні частинки не реагують на магнітне поля і пролітають природною траєкторією згідно з законами гравітації.
Частинка феромагнітного матеріалу, яка потрапляє в зону дії магнітного поля, змінює свою траєкторію руху і прагне “примагнітитись” до джерела магнітного поля.

Якщо магнітне поле буде досить сильним, але не досить глибоким (наприклад, магнітне поле простого магніту), то воно зможе вловлювати лише ті феромагнітні частинки, які проходитимуть в безпосередній близькості (до 10мм) до джерела магнітного поля.

Сила магнітного поля

Магнітне поле металовловлювача та магнітного сепаратора виконує роботу механічного переміщення феромагнітних предметів (часток).
Переміщення цих частинок здійснюється під дією магнітної сили, яку можна описати за формулою:

де:
f_m – сила магнітного поля, Н;
μ₀ –  1,25*10^-6 , Н/м;
χ – питома магнітна сприйнятливість феромагнітного тіла, безрозмірна величина;
V – об’єм феромагнітного тіла, м³ ;
k – коефіцієнт форми тіла,
Н – напруженість магнітного поля в точці, де знаходиться феромагнітне тіло, А/м;
gradH – (градієнт поля по напруженності) показник нерівномірності магнітного поля, визначається як зміна напруженості магнітного поля в межах розмірів феромагнітного тіла, А/м²

Градієнт магнітного поля показує швидкість зміни напруженості поля з наближенням до джерела магнітного поля.

У спрощеному вигляді можна вважати, що :
Напруженість поля –  показник, що утримує частинку в магнітному полі
Градієнт поля – показник, що переміщує частинку до джерела магнітного поля

Чудово розкриває суть градієнта поля ілюстрація нижче

На малюнку показано два умовні магніти “А” та “В”, які генерують свої магнітні поля.
При цьому магніт “А” створює, як здається на перший погляд, слабше поле, ніж магніт “В” –  це видно по силових лініях на однаковій відстані від магнітів (600-400-200 кА/м та 600-500-400 кА/м).

Якщо розмістити в магнітному полі магніту “А” тіло, наприклад кульку, діаметром 10 мм (0,01м) на відстані L від магніту, то в об’ємі кульки V діятиме питома сила НgradH= 400*(600-200/0,01) =16*10⁶ кА/м²

Якщо розмістити в магнітному полі магніту “B” ту ж кульку діаметром 10 мм (0,01мм) на відстані L від магніту, то в б’ємі кульки V діятиме питома сила НgradH= 500*(600-400/0,01)  =10*10⁶ кА/ м2

Отже, магнітне поле напруженістю 400 кА/м  на відстані L для магніту “A” має більшу силу притяжіння, ніж поле магніту “B”,  навіть незважаючи на те, що напруженість поля на тій же відстані для магніту “B” вище на 100 кА/м.

Використовуючи розрахунок НgradH магнітного поля будь-якого залізовідділювача можна визначити (спрогнозувати) механічні сили магнітного поля, що діють на об’єкт без проведення випробувань.

З формули магнітної сили видно, що вона залежить від:

1. топографії магнітного поля, а саме від напруженності та градієнту напруженності
2. характеристики матеріалу феромагнітного тіла – магнітної сприйнятливості.
   Чим вище магнітна сприйнятливість – тим сильніше матеріал реагує на магнітне поле.
3. об’єму тіла – чим більший об’єм тіла – тим сильніший матеріал реагує на магнітне поле.
4. форми тіла. Форма тіла істотно впливає на проходження магнітного потоку. Наприклад, на тіло продовгуватої форми діятиме більша магнітна сила, ніж на тіло у формі кулі.
   Це відображає коефіцієнт форми тіла:

Більш детально про магнітне поле можна дізнатися з цієї статті тут  https://uk.wikipedia.org/wiki/Магнітне_поле