Обработка материалов в магнитокипящем слое

Большая часть технологических процессов протекает при подводе внешней энергии к обрабатываемым материалам, основным виндом которой является электрическая. Желание передать электрическую энергию наиболее, горох ним, путем и с минимумом потерь побудило в последние годы ряд исследователей обратиться к непосредственному воздействии электрических и магнитных полей на материал (электронно-ионная технология, ектрогидравлический удар, обработка помощью полей высокой частоты, омагничивание и др.). Однако во многих случаях эффект не достигается вследствие электромагнитной прозрачности материалов и недостаточных усилий, воздействующих на обрабатываемый материал.

Использование между электромагнитным полем н обрабатываемым материалом электромагнитных посредников, в четности из ферромагнитного материала, позволяет успешно решать ряд практических задач. Такой подход позволил, например, создать технологические аппараты с вращающимися пли бегущими полями частицами. Класс нормативных материалов содержит помимо магнитомягких также магнитотвердые. Это материалы для изготовления постоянных магнитов. Хаотическое снижение множества намагниченных элементов из магнитотвердого материала в ременном магнитном поле впервые были рекомендовано для обработки текущих материалов преимущественно в сосудаx малой емкости (пробирках, капилляторах и др.)3.

Анализируя указанное движение, мы обнаружили, что оно наблюдается только у магнитных элементов в слое исковой высоты. Элементы, расположенные же такого слоя, не приходят в движение. Исключение составляет случай, когда отсутствует гравитационное поле, юн определенной высоты, в котором о исходит это движение

Для практических случаев применяется электрическая сеть промышленного напряжении и частоты, которые можно изменять, используя известные регуляторы. Электрический индуктор может быть выполнен в виде одной или нескольких катушек из медного или алюминиевого провода. Помимо соленоида он может иметь форму тороида. Для выравнивания cos ф до единицы параллельно индуктору подключаются конденсаторы.

Переменное магнитное поле может быть пульсирующим, бегущим, вращающимся (круговым или овальным) с различной формой напряженности в одном полупериоде (синусоидальной, треугольной и др.). Размер магнитных элементов колеблется от одного домена (несколько десятых микрометра) до нескольких сантиметров, в зависимости от параметров поля и магнитного материала. Элементы могут быть различной формы — сферические, эллипсоидальные, цилиндрические и др. При необходимости элементы закрывают защитной оболочкой, например полимерной.

Использование магнитокипящего слоя позволяет создать технологические аппараты различного назначения и конструктивных особенностей. Они могут быть горизонтального или вертикального типа, периодического или непрерывного действия, работать под давлением или вакуумом. Для увеличения высоты слоя работающих магнитных тел следует камеру разделить сплошными или перфорированными горизонтальными перегородками, а также обеспечить прохождение обрабатываемого материала непрерывно снизу вверх. Высота одной секции камеры должна быть больше высоты слоя магнитных частиц hc на 20—30%, что необходимо для свободного движения частиц.

Предложенный способ преобразования электрической энергии и механическую может применяться для топкого измельчения, смешения, выдачи и дотирования, эмульгировании, сушки, фильтрации, шлифовки, нанесения полимерных покрытий и др. Обрабатываемыми материалами являются порошки, жидкости, газы и их смеси (суспензии, эмульсии, аэрозоли). При таком способе обработки в одном устройстве совмещаются электрический привод и технологический аппарат. С позиции электромеханики устройство следовало бы назвать электромеханическим преобразователем (электродвигателем) с дисперсным магнитотвердым ротором, а с позиции технологических процессов и аппаратов — аппаратом для электромагнитной обработки материалов аппаратом с магнитокипящим слоем.

Исследования областей применения электромагнитных аппаратов показали экономическую эффективность обработки материалов: домола цемента для применения в различных по назначению бетонах, измельчения пигментов и наполнителей, диспергирования красок, приготовления мебельных и паяльных паст, смешения цементов с добавками и красителями, диспергирования серы в поде для защиты растений, получения магнитного лака, измельчения и смешения ферритового сырья и готового продукта, выдачи вяжущих материалов, приготовления смесей для литейных форм, экструзии изделий из песчаного бетона, формования сложных изделий, диспергирования жидких тяжелых топлив и эмульгирования бензина с водой и др. Применяя аппараты с магнитокипящим слоем, можно создать технологии получения материалов я изделий практически без использования традиционного обрабатывающего оборудования. Однако в каждом конкретном случае применение магнитокипящего слоя требует предварительных лабораторных исследовании топ перед традиционными; получение показателен качества материалов, недостижимых на существующих плитах; высокая удельная производительность малая стоимость и незначительные издержки обработки; низкие энергозатраты и уровень шума, малые габариты и масса, простота изготовления и обслуживания; возможность включения в существующие технологические линии без существующих переделок.

Электромагнитные аппараты работают с 1975 г. на Черновицком химзаводе на электромагнитных измельчителях ЭМН— 100 (пять аппаратов) измельчается глинозем ГА—G, ГА- 85 для полировочных мебельных паст; на Московском медеплавильном п медеэлектролитном заводе: измельчаются компоненты и диспергируются паяльные пасты для ВАЗа на ЭМИ—5 (два аппарата); на Рижском лакокрасочном заводе: диспергируется грунт ГФ—02 и краски темных цветов на ЭМИ—50 (пять аппаратов).

Широкое применение электромагнитных аппаратов в народном хозяйстве сдерживается отсутствием промышленного производства магнитных обрабатывающих тел. При освоении такого производства, работы по которому проводятся, в настоящее время в Главмоспромстройматериалах и в Ярославском филиале ГИПИ лакокрасочный промышленности можно получать экономический эффект, исчисляемый десятками миллионов руб- J лей в год.