Что такое магнитный стержень? Полное руководство

Магнитные стержни - невероятно полезные устройства, которые применяются во многих отраслях промышленности. Как профессионал магнитный стержень Производитель, я решил сделать глубокое погружение в магнитные стержни - что это такое, как они работают и для чего используются.

Что такое магнитный стержень?

Магнитный стержень, иногда называемый магнитным бруском, - это мощный цилиндрический магнит, используемый для фильтрации мелких магнитных частиц и примесей из жидкостей, порошков и других материалов в промышленности.

Изготовленные из сильных постоянных магнитов, таких как неодим (NdFeB) или самарий-кобальт (SmCo), магнитные стержни генерируют на своей поверхности сильное магнитное поле, притягивающее черные загрязнения, когда продукт течет вокруг них. Это позволяет эффективно отделять и удалять очень мелкие частицы железа размером до 5-25 микрон.

Как работают магнитные стержни?

Магнитный стержень состоит из твердого внутреннего магнитного сердечника (собственно магнита), помещенного в оболочку из немагнитной нержавеющей стали. Оболочка защищает хрупкий магнит от повреждений и одновременно концентрирует его магнитное поле наружу.

По мере того как продукт обтекает стержень, сильное магнитное поле, исходящее от его поверхности, притягивает любые железные загрязнения, выводя их из взвеси и прилипая к внешней стороне стержня. Таким образом, поток продукта очищается от потенциальных металлических фрагментов перед последующими процессами или упаковкой.

Ключевыми факторами, обеспечивающими способность магнитного стержня к сепарации, являются:

• Высокая напряженность поверхностного поля - Плотность магнитного поля стержня, измеряемая в Гауссах или Теслах, определяет, частицы какого размера он может захватить. Обычно напряженность поля составляет 12 000+ Гаусс.
• Магнитный градиент - Быстрый спад магнитного притяжения в нескольких миллиметрах от поверхности стержня. Этот градиент позволяет вытягивать мелкие частицы из потока.
• Динамика материальных потоков - Достаточная скорость движения продукта и турбулентность вокруг стержня приводят загрязнения в зону захвата за счет магнитного перемешивания и смешивания.

Правильный выбор класса магнитной силы и параметров потока позволяет стержням удалять очень мелкие частицы железа, повышая чистоту продукта и предотвращая износ оборудования или дефекты конечного продукта.

Применение магнитных стержней

Магнитные стержни чрезвычайно универсальны и используются во многих отраслях промышленности для защиты технологического оборудования, обеспечения качества продукции и извлечения материалов, пригодных для повторного использования.

Типичные области применения включают:

• Обработка пищевых продуктов и напитков - Удаление металлических фрагментов из жидкостей или порошков для предотвращения повреждения оборудования или загрязнения продуктов питания.
• Производство пластмасс - Удаление частиц железа из смол и потоков гранул, которые вызывают дефекты в экструдированных/формованных деталях.
• Фармацевтика - Защита оборудования и повышение чистоты продукта за счет удаления железистых загрязнений.
• Обработка угля - Восстановление фрагментов стали конвейерной ленты, разорванной тяжелыми грузами.
• Обработка минералов - Сбор обломков "бродячего железа" из дробленых руд для предотвращения выхода из строя ударно-компрессионного оборудования.
• Переработка - Отделение стальных банок и контейнеров от цветные материалы для эффективного разделения материалов.
• Фильтрация воды - Удаление продуктов коррозии железа и химических реагентов из трубопроводов.

По сути, любой технологический процесс, в котором происходит износ металла или обрабатываются материалы с некоторым содержанием железа, может выиграть от использования магнитных стержней для удаления проблемных черных загрязнений.

Конструкция магнитного стержня

Несмотря на простоту концепции, для создания магнитных фильтрующих стержней, способных выдерживать жесткие промышленные условия, требуется специальная конструкция.

Ключевые элементы дизайна включают:

Постоянные магнитопроводы

Спеченные неодимовые магниты класса N42 или сильнее обеспечивают наилучшие магнитные характеристики для большинства приложений. В качестве альтернативы литые магниты SmCo обеспечивают повышенную термостойкость в тех случаях, когда это необходимо.

Осевое намагничивание выравнивает магнитные полюса по длине стержня, обеспечивая максимальную силу удержания. Радиальная намагниченность также возможна для специальных требований к захвату.

Защитные оболочки

Трубки из немагнитной нержавеющей стали удерживают хрупкий магнитный материал, концентрируя магнитное поле наружу. Распространенными марками являются нержавеющая сталь 304 и 316, обеспечивающая коррозионную стойкость.

Торцевые затворы

Торцевые крышки герметизируют корпус и предотвращают внутреннее окисление и коррозию. Возможны варианты со сваркой, резьбой и фланцем. Специальные материалы или покрытие противостоят химическому воздействию продуктов, фильтруемых в тяжелых условиях.

Центральные монтажные пластины

Внутренние стальные пластины, облицованные магнитными блоками, позволяют использовать стержни большого диаметра или большое расстояние между магнитами, когда требуется большая сила поля. Монтажные пластины могут иметь частичные вырезы для "формирования" полей для специальных применений.

Обработка поверхности

Никелевое и другое покрытие обеспечивает твердость и смазывающую способность, предотвращая накопление продукта на стержнях с течением времени. Также может быть нанесено покрытие PTFE для обеспечения антипригарных свойств.

Сертификаты

Магнитные стержни для пищевых, медицинских и строгих промышленных процессов изготавливаются в соответствии со стандартами надлежащей производственной практики (GMP) и могут получить одобрение 3-A Sanitary Standards, Inc. (SSI).

Выбор правильного магнитного стержня

Поскольку неодимовые магнитные стержни выпускаются различных диаметров, длины и степени напряженности поля для разных технологических процессов и сред, выбор оптимальной конструкции требует тщательного рассмотрения.

Основные факторы спецификации включают:

Размер

• Диаметр - обычно от 0,5 до 4 дюймов, соответствует размерам трубопровода или желоба.
• Длина - обычно от 4 до 60 дюймов. Более длинные стержни подходят для больших сечений, чтобы охватить всю площадь потока.

Магнитная сила

• Напряженность поверхностного поля - зависит от марки используемого магнита и масштаба целей разделения. Минимум ~4500 Гаусс, но возможно достижение 15 000+ Гаусс.

Выбор материала

• Стержень и торцевые заглушки - нержавеющая сталь или специальные сплавы, выдерживающие воздействие продукта.
• Покрытия/напыления - повышают твердость, смазывающую способность, устойчивость к эрозии.

Окружающая среда

• Температура - Возможна работа при температуре до ~150°C.
• Химическая стойкость - совместимость материалов оболочки и уплотнения.

Потребности в сертификации

• Соответствие санитарным нормам 3-A - для применения в контакте с продуктами питания/напитками.
• Соответствие требованиям ATEX - для легковоспламеняющихся/взрывоопасных сред.

Соответствие всех вышеперечисленных факторов конкретному технологическому процессу путем тщательного подбора магнитных стержней обеспечивает надежную сепарацию, длительный срок службы и эффективное использование возможностей магнитного поля.

Авторитетные поставщики магнитных стержней обладают обширным опытом и знаниями, позволяющими согласовывать размеры и выбор материала, прежде чем изготавливать изделия на заказ в соответствии с вашими потребностями.

Установка магнитных стержней

После разработки магнитные стержни могут быть расположены вертикально, горизонтально или по диагонали в любом месте, где это необходимо для фильтрации жидкостей, порошков или сыпучих материалов.

Типичные места размещения включают:

Технологические трубопроводы

Стержни, вставленные в стандартные или специально оборудованные трубопроводы, используют текучий транспорт продукта для переноса загрязнений через зоны магнитного захвата.

Корпуса/камеры

Большие сборки магнитных стержней с несколькими длинными стержнями устанавливаются в камерах, позволяя перекачиваемому потоку продукта проходить через пучок стержней для разделения.

Воздуховоды

Стержни, устанавливаемые в желоба, каналы или воздушные горки, фильтруют самотечные потоки материала. Ступенчатая конфигурация предотвращает обход или утечку между стержнями.

Передаточные пункты конвейеров

Компактные магнитные стержни устанавливаются вблизи зон падения продукта с ленты на ленту для извлечения металлического мусора перед вторичной обработкой или этапами перемещения.

В идеале магнитные стержни устанавливаются непосредственно перед критическим технологическим оборудованием или зонами обработки материалов, чувствительными к загрязнениям, очищая потоки от железистого мусора до того, как продукт попадет в эти зоны.

Поддержание эффективности магнитных стержней

Хотя магнитные стержни являются пассивными устройствами, не требующими особого обслуживания, их эффективность разделения зависит от нескольких ключевых факторов, обеспечивающих оптимальную эффективность в течение многих лет использования.

К ним относятся:

Предотвращение упрочнения отложений - Щетки, сбрасыватели или автоматические механические очистители предотвращают повторное намагничивание уплотненных слоев уловленного мусора. Их накопление может снизить напряженность поля стержня и эффективность улавливания.

Мониторинг коррозии/эрозии - Постепенное повреждение поверхности стержня в результате химического воздействия или абразивного износа неизбежно, но его необходимо проверять, чтобы заменять узлы до появления утечек/разрывов.

Восполнение утраченного магнетизма - При правильном выборе размера мощных неодимовых магнитных стержней падение их прочности при размагничивании незначительно. Но более слабые стержни из ферритовой керамики могут нуждаться в [перемагничивании] каждые несколько лет для восстановления максимальной производительности.

Проверка чистоты продукта - Периодические проверки чистоты с помощью лабораторного анализа или поточного обнаружения загрязнений должны проводиться ниже по течению, чтобы подтвердить поддержание целевых уровней чистоты, а при их снижении - инициировать замену стержня.

Подтверждение динамики потока продукции - Любые изменения в скорости подачи материала, вязкости, плотности или пути потока могут снизить турбулентность и магнитное перемешивание, что позволит мелким частицам проскользнуть мимо стержней. Для сохранения эффективности сепарации могут потребоваться корректировки процесса.

В заключение

При правильном подходе к содержанию загрязнений и незначительном обслуживании промышленные магнитные фильтрующие стержни обеспечивают очень надежную, комплексную защиту от опасных или нежелательных частиц железа во многих критически важных технологических процессах и потоках продукции. Исключительная эффективность сепарации, напряженность поля и коррозионная стойкость делают их универсальным средством защиты на протяжении десятилетий эксплуатации.