Магнитная ловушка и механический фильтр: как распределить функции очистки жидкого продукта

Жидкий продукт несет 2 вида загрязнений. Это ферромагнитные частицы: стружка, окалина, продукты износа насосов и мешалок. Ко второму виду загрязнений относится песок, волокна, осадок, фрагменты упаковки.

Магнитная ловушка справляется с первой группой, механический фильтр – со второй. Если не установить один из аппаратов, то часть примесей попадет в оборудование. Поэтому важно знать функции фильтра и магнитных ловушек, в каком порядке их ставить по ходу потока и как не допустить типичных ошибок при проектировании линии.

Что улавливает магнитная ловушка, а что проходит мимо нее

Магнитная ловушка притягивает частицы из ферромагнитных материалов: углеродистой стали и чугуна. Алюминий, медь, латунь, стекло, пластик и песок магнитное поле не удерживает. Аустенитная нержавеющая сталь (например, типа AISI 304 и 316) в большинстве случаев слабомагнитна или немагнитна, но после холодной деформации может приобретать магнитные свойства. Поэтому часть стружки из нержавейки магнит пропустит.

Эффективность захвата зависит от четырех параметров:

1. Индукции и градиента поля.
2. Размера частицы.
3. Скорости потока.
4. Вязкости жидкости.

Чем быстрее движется продукт, тем меньше времени у частицы на то, чтобы попасть в поле магнита. В вязкой среде частица перемещается к стержню медленнее. Поэтому при работе с густыми продуктами поток замедляют или увеличивают сечение аппарата.

Важно понять, что магнит не заменяет фильтр, он работает точечно, удаляет один вид примесей. Поэтому магнитные ловушки для сепарации устанавливаются вместе с фильтрующими элементами, а не вместо них. Любые магнитные сепараторы защищают оборудование от металлических частиц, но не обеспечивают чистоту продукта по всем показателям.

Магнитные сепараторы для жидкостей: конструкции и принцип работы

Магнитные сепараторы для жидкостей выпускают в нескольких вариантах исполнений. Самый распространенный вариант – корпус с магнитными стержнями или решеткой, через которую проходит продукт. Также есть барабанные и трубные конструкции, где магнитная система расположена вдоль потока.

Налипающие частицы постепенно экранируют магнит, и зазор между стержнем и жидкостью увеличивается. Но есть специальный механизм регенерации, который снимает налипшие примеси. Без очистки эффективность снижается по мере накопления металла.

Но зачастую используют два способа очистки:

1. Ручной (со снятием магнитной системы).
2. Автоматический (со скребками или съемными гильзами).

Ручной способ проще и дешевле. Автоматический оправдан на непрерывных линиях, где остановка стоит дороже оборудования.

При выборе конструкции сравнивают площадь контакта потока с магнитной системой. Чем она больше, тем выше шанс, что частица пройдет рядом со стержнем и будет захвачена. Поэтому магнитные сепараторы для жидкостей с несколькими рядами стержней, расположенными в шахматном порядке, улавливают мелкую фракцию лучше, чем аппараты с одним рядом.

Когда нужен магнитный сепаратор в трубе

Магнитный сепаратор в трубе размещается перед узлами, которые могут выйти из строя из-за попадания металлических частиц:

• перед насосом;
• дозатором;
• гомогенизатором;
• фасовочной головкой.

Монтаж занимает немного времени, не нужно устанавливать отдельную емкость. Ревизия проводится через люк или съемную крышку. Поэтому перед установкой необходимо предусмотреть, чтобы оставалось свободное пространство для извлечения магнитной системы.

Ограничение связано с режимом потока. Диаметр, на который рассчитан магнитный сепаратор в трубу, сверяют с трубопроводом. Сужение корпуса увеличивает скорость потока и ухудшает захват. Если скорость высокая, а частицы мелкие, то часть металла пройдет мимо стержней. Для предупреждения таких случаев увеличивают сечение корпуса, ставят 2 ступени магнитов подряд или снижают скорость потока в зоне сепарации.

Температура тоже влияет на выбор. Стандартные неодимовые магниты марки N рассчитаны на работу при температуре до 80 °C. Поэтому для горячих продуктов нужны термостойкие марки неодима либо магнитные системы на других сплавах. Рабочий диапазон температур указан в паспорте магнита.

Какую функцию выполняет механический фильтр

Механический фильтр задерживает частицы по размеру, независимо от их материала. Это могут быть сетчатые, картриджные или мешочные элементы. Чем мельче ячейка, тем чище продукт на выходе, но тем быстрее фильтр засоряется и растет перепад давления.

Магнит не справится с тем, что фильтр эффективно задерживает:

• с песком;
• шелухой;
• волокнами;
• комками осадка.

Но фильтр плохо задерживает острую металлическую стружку. Она рвет тонкую сетку и картридж. Поэтому нужны оба аппарата, причем порядок их установки играет важную роль.

Как распределить функции по ходу потока

Типовая схема очистки включает 3 ступени:

1. Грубый сетчатый фильтр на входе. Он улавливает крупный мусор, который может перекрыть зазоры между магнитными стержнями.
2. Магнитные ловушки для сепарацииферромагнитных частиц. Они удаляют абразивную металлическую стружку, она не доходит до ступени тонкой очистки.
3. Тонкий механический фильтр с размером ячеек, который подбирается с учетом параметров продукта. Он пропускает поток без острых частиц, что увеличивает его ресурс.

Это базовая последовательность, а не догма. Для продуктов с небольшим количеством крупных включений грубую ступень можно убрать. Для линий, где металл – главный риск, ставят вторую магнитную ступень непосредственно перед дозатором.

Пример схемы очистки линии розлива вязкого соуса. На входе стоит сетка против шелухи и семян. За ней идет магнитная система, которая ловит стружку после мешалки. Перед фасовкой стоит тонкий фильтр. Если убрать магнит, мелкая стружка будет оседать на тонком фильтре, сократит интервалы между его заменами.

Где применяются магнитные сепараторы и что учитывать при их выборе

Магнитные сепараторы используются в пищевой, химической, фармацевтической промышленности, в гидравлических и смазочных системах. В пищевом производстве магнитная очистка входит в систему контроля металлопримесей. Их корпуса должны соответствовать санитарным нормативам. В гидравлике магнит защищает насосы и клапаны от продуктов износа.

При выборе сепараторов нужно учесть 5 параметров:

1. Вязкость и температуру продукта.
2. Расход и скорость потока в трубе.
3. Размер и тип ожидаемых частиц.
4. Характеристики материала корпуса и возможность контакта с продуктом;
5. Удобство очистки и частоту обслуживания.

Эти данные определяют требования к индукции магнита, диаметру корпуса и количеству стержней. Без них подбор сводится к угадыванию.

Типичные ошибки при построении схемы очистки

Зачастую допускаются следующие ошибки:

• ставится только магнит;
• не соблюдается график очистки магнитных стержней;
• магнит располагается за тонким фильтром, а не перед ним;
• выбирают магнитную систему без учета температуры продукта.

Первая ошибка наиболее распространена. Немагнитные частицы свободно проходят, поэтому продукт нельзя считать полностью очищенным. Добиться этого можно только при наличии фильтра.

Вторая ошибка приводит к тому, что насыщенные металлом стержни перестают улавливать новые частицы, а накопленная масса может смыться потоком обратно в линию. Поэтому очистку проводят по регламенту, а ее периодичность сначала определяют опытным путем.

Вывод

Магнит и фильтр задерживают разные виды примесей, поэтому их нельзя считать взаимозаменяемыми. Магнитная система убирает ферромагнитные примеси, механический фильтр отсекает частицы по размеру. Вместе они дают стабильный результат, если работают отдельно, то оставляют слепые зоны.

Схема строится по ходу потока: грубая сетка, магнитная ступень, тонкий фильтр. Параметры подбираются под вязкость, температуру и скорость продукта, а график очистки закрепляется в регламенте. Ошибки на этапе проектирования стоят дороже самого оборудования. Металл в линии повреждает насосы, дозаторы и фильтрующие элементы.

Перед покупкой ловушек соберите данные по продукту и режиму линии:

• расход;
• температуру;
• диаметр трубопровода;
• типы примесей.

Этим данные позволяют точно подобрать конфигурацию магнитной и фильтрующей ступеней. Консультацию по подбору оборудования можно получить у наших специалистов.