Prietokové magnetické separátory

Feromagnetické nečistoty sa môžu do kvapalného materiálu dostať počas výroby, dopravy, skladovania alebo opotrebovaním technologického zariadenia. Môžu mať podobu kovových špôn, triesok, okovín, úlomkov, drôtikov alebo veľmi jemných častíc vznikajúcich oderom zariadenia.

Prietokový separátor sa inštaluje priamo do potrubia. Materiál prúdi cez sústavu magnetických rúrok, na ktorých povrchu sa zachytávajú feromagnetické častice. Vyčistený materiál následne pokračuje do ďalšej časti technológie.

Čo je prietokový magnetický separátor?

Prietokový magnetický separátor je uzavreté zariadenie z nehrdzavejúcej ocele obsahujúce niekoľko magnetických jadier uložených v ochranných rúrkach. Rúrky sú rozmiestnené tak, aby vytvárali prietokový labyrint a privádzali spracovávané médium do blízkosti silného magnetického poľa.

Separátor možno podľa konštrukcie a prevádzkových podmienok použiť na:

• voľne pretekajúce kvapalné zmesi,
• tlakové potrubné systémy,
• kvapalné a polotekuté produkty,
• horizontálne potrubia,
• vertikálne potrubia,
• ochranu čerpadiel, dýz, filtrov a ďalších zariadení,
• zvýšenie čistoty výsledného produktu.

Ako prietokový magnetický separátor funguje?

Vo vnútri tela separátora sú umiestnené krycie rúrky z nehrdzavejúcej ocele s výkonnými neodýmovými magnetickými jadrami. Prúd média musí prechádzať medzi jednotlivými rúrkami, čím sa dostáva do bezprostrednej blízkosti magnetického poľa.

1. Kvapalná alebo polotekutá zmes vstúpi do tela separátora.
2. Prietokový labyrint rozdelí a nasmeruje prúd média medzi magnetické rúrky.
3. Feromagnetické častice sa v magnetickom poli zmagnetizujú.
4. Častice sú priťahované k povrchu krycích rúrok.
5. Zachytené nečistoty zostávajú na rúrkach až do čistenia.
6. Vyčistené médium odchádza výstupom späť do potrubného systému.

Nečistoty sa často hromadia na strane rúrky odvrátenej od smeru prúdenia. Prúd materiálu ich vďaka tomu nemôže tak ľahko opätovne uvoľniť.

Prečo je prietokový labyrint dôležitý?

Samotná vysoká magnetická indukcia nezaručuje účinné čistenie. Feromagnetická častica sa musí dostať dostatočne blízko k povrchu magnetickej rúrky.

Správne navrhnutý labyrint:

• rozdeľuje prúd média medzi magnetické rúrky,
• obmedzuje vznik miest, ktorými by materiál pretekal bez účinnej kontroly,
• využíva pracovnú dĺžku magnetických rúrok,
• zabezpečuje dostatočný kontakt média s magnetickým poľom,
• rešpektuje požadovanú prietočnosť potrubia.

Čo prietokový magnetický separátor zachytí?

Separátor je určený predovšetkým na feromagnetické nečistoty, teda materiály, ktoré možno pritiahnuť permanentným magnetom.

Typicky zachytávané nečistoty

• železné špony a triesky,
• častice bežnej magnetickej ocele,
• okoviny,
• úlomky drôtov a spojovacieho materiálu,
• častice vznikajúce opotrebovaním čerpadiel a potrubia,
• jemný feromagnetický prach,
• slabo magnetické častice vzniknuté mechanickým spracovaním materiálu.

Čo bežný magnetický separátor nezachytí?

Bežný permanentný magnet nepriťahuje napríklad hliník, meď, mosadz, plast, sklo ani iné nemagnetické materiály. Niektoré druhy nehrdzavejúcej ocele môžu byť priťahované iba slabo alebo vôbec.

Ak je potrebné zachytávať aj nemagnetické častice, magnetická separácia musí byť doplnená iným filtračným alebo separačným systémom.

Aké kvapalné materiály možno separovať?

Prietokové separátory možno použiť pre množstvo kvapalných a polotekutých materiálov. Vhodnosť konkrétneho zariadenia však vždy závisí od viskozity, teploty, tlaku, chemického zloženia, prietoku a abrazivity média.

Príklady použitia

• oleje a chladiace emulzie,
• oplachové kúpele,
• sirupy a cukrové roztoky,
• jogurty a ďalšie tekuté potravinárske produkty,
• kečupy, omáčky a polotekuté zmesi,
• rastlinné oleje,
• keramické hmoty a glazúry,
• chemické zmesi,
• technické kvapaliny,
• kvapalné medziprodukty vo výrobe.

Dva hlavné ciele magnetickej separácie

1. Ochrana výrobnej technológie

Separátor sa inštaluje pred zariadenie, ktoré by kovové nečistoty mohli poškodiť alebo nadmerne opotrebovať.

Najčastejšie chráni:

• čerpadlá,
• ventily,
• dýzy,
• výmenníky,
• mechanické filtre,
• meracie zariadenia,
• dávkovacie systémy,
• ďalšie citlivé časti výrobnej linky.

Separátor sa v tomto prípade umiestňuje pred chránenú technológiu. Cieľom je zachytiť najmä častice, ktoré môžu spôsobiť mechanické poškodenie, upchatie alebo odstávku zariadenia.

2. Zvýšenie čistoty produktu

Druhým cieľom je odstránenie čo najväčšieho množstva feromagnetických častíc priamo z výsledného produktu.

Separátor môže byť umiestnený:

• na konci výrobného procesu,
• pred plnením alebo balením,
• na viacerých miestach výrobnej linky,
• pred citlivou kontrolnou alebo dokončovacou operáciou.

Na dosiahnutie vysokej čistoty býva potrebná silnejšia magnetická výbava, vhodný labyrint a správne nastavená rýchlosť prietoku.

Magnetická indukcia a odtrhová sila

Pri porovnávaní separátorov sa často uvádzajú dve hodnoty – magnetická indukcia v gaussoch a odtrhová sila v newtonoch.

Magnetická indukcia v Gs

Magnetická indukcia opisuje intenzitu magnetického poľa v konkrétnom meranom mieste. Vyššia hodnota môže pomôcť pri zachytávaní jemných častíc, sama osebe však nevypovedá o celkovej účinnosti separátora.

Odtrhová sila v N

Odtrhová sila vyjadruje, akou silou je definovaný oceľový etalón pridržiavaný k povrchu rúrky alebo magnetického jadra.

Vyššia odtrhová sila pomáha udržať zachytené častice na rúrke aj pri prúdení materiálu.

Ktorá hodnota je dôležitejšia?

Obe hodnoty je potrebné posudzovať spolu s konštrukciou separátora. Dôležitý je aj počet rúrok, ich rozstup, dĺžka, priemer, hrúbka krycieho plášťa a vlastnosti prúdiaceho média.

Možno zachytiť aj veľmi jemné kovové častice?

Silné neodýmové separátory môžu za vhodných podmienok zachytávať aj veľmi jemné feromagnetické častice. Nemožno však všeobecne zaručiť jednu najmenšiu veľkosť častice pre všetky materiály a prevádzky.

Výsledok ovplyvňuje najmä:

• magnetická vlastnosť nečistoty,
• veľkosť, tvar a hmotnosť častice,
• viskozita média,
• rýchlosť prúdenia,
• vzdialenosť častice od rúrky,
• nános už zachytených nečistôt,
• magnetický výkon separátora.

Prietokový separátor pre voľný a tlakový prietok

Prietokové separátory môžu pracovať v systéme, kde materiál preteká gravitačne, alebo v tlakovom potrubí.

Voľný prietok

Médium preteká separátorom vlastnou hmotnosťou alebo bez významného pretlaku. Dôležitá je správna orientácia, prietočnosť a zabránenie hromadeniu hustého materiálu.

Tlakové potrubie

Separátor musí byť konštrukčne navrhnutý pre konkrétny prevádzkový tlak. Štandardné prietokové separátory bývajú vyrábané pre bežné tlakové systémy, špeciálne vyhotovenia možno navrhnúť aj pre vyšší tlak.

Druhy prietokových magnetických separátorov

Prietokové separátory MAGSY sa vyrábajú v niekoľkých konštrukčných radoch. Líšia sa veľkosťou, magnetickou výbavou, prietokovým labyrintom, systémom čistenia, bezpečnosťou obsluhy a cenovou úrovňou.

Prietokový magnetický separátor MF Classic

Rad Classic predstavuje osvedčené univerzálne riešenie pre ručne čistené prietokové separátory. Magnetické jadrá sú uložené v krycích rúrkach a pri čistení sa posúvajú vo vertikálnom smere.

Hlavné výhody radu Classic

• osvedčený prietokový labyrint,
• silné neodýmové magnety,
• posuvné magnetické jadrá,
• jednoduchšie ručné čistenie,
• ochrana magnetických jadier pred priamym kontaktom s médiom,
• viac stupňov magnetického výkonu,
• široký rozsah veľkostí potrubia,
• možnosť výroby z rôznych materiálov z nehrdzavejúcej ocele.

Rad Classic sa štandardne vyrába pre kruhové potrubia v niekoľkých veľkostiach približne od DN 50 do DN 250.

Prietokový magnetický separátor MF UP

Rad UP je určený pre náročnejšie aplikácie, v ktorých je dôležitý vysoký magnetický výkon, účinné využitie magnetických rúrok a komfortnejšia obsluha.

Hlavné výhody radu UP

• kaskádové usporiadanie prietoku,
• využitie pracovnej dĺžky magnetických rúrok,
• magnetická indukcia vybraných vyhotovení až 17 000 Gs,
• magnetické rúrky s priemerom približne 30 mm,
• vymeniteľné ochranné rúrky,
• vertikálne posuvné magnetické jadrá,
• možnosť uzamknutia manipulačného mechanizmu,
• možnosť použitia čistiaceho prípravku,
• vhodnosť pre náročnejšie prevádzkové podmienky.

Vymeniteľné krycie rúrky predstavujú výhodu napríklad pri abrazívnejšom médiu. Je však potrebné počítať s ich rýchlejším opotrebovaním a pravidelnou kontrolou.

Prietokový magnetický separátor MF EKO

Rad EKO je ekonomickejším variantom prietokového separátora. Vychádza z osvedčeného princípu magnetických jadier v rúrkach z nehrdzavejúcej ocele, má však jednoduchší systém čistenia.

Hlavné výhody radu EKO

• nižšia obstarávacia cena,
• jednoduchšia konštrukcia,
• silné neodýmové magnety,
• účinný prietokový labyrint,
• vyhotovenie z nehrdzavejúcej ocele,
• možnosť voľby magnetického výkonu,
• štandardné potrubné pripojenie.

Na čo si dať pozor?

Čistenie radu EKO je menej komfortné a vyžaduje opatrnejšiu manipuláciu s magnetickými jadrami. Je preto vhodný najmä pre prevádzky, kde je prijateľné jednoduchšie manuálne čistenie.

Aký je rozdiel medzi Classic, UP a EKO?

Konštrukcia prietokového separátora

Základnú konštrukciu tvorí telo separátora, odnímateľný magnetický komponent a potrubné pripájacie prvky.

Telo separátora

Telo je pevne zabudované do potrubného systému. Jeho rozmery a hrúbka materiálu musia zodpovedať priemeru potrubia, tlaku a prevádzkovým podmienkam.

Magnetický komponent

Odnímateľný komponent obsahuje:

• krycie rúrky z nehrdzavejúcej ocele,
• magnetické jadrá,
• posuvný alebo výsuvný mechanizmus,
• manipulačné tiahlo,
• prírubu alebo iný prvok na spojenie s telom.

Pripájacie prvky

Separátor možno podľa vyhotovenia pripojiť napríklad pomocou:

• pevných prírub,
• voľných prírub,
• potravinárskeho závitového spojenia,
• CLAMP spojenia,
• individuálne navrhnutého potrubného pripojenia.

Z akého materiálu sa separátory vyrábajú?

Štandardným materiálom býva nehrdzavejúca oceľ 1.4301, známa aj ako AISI 304.

Pre kyslé, chemicky agresívnejšie alebo hygienicky náročné prostredie možno podľa konkrétnej aplikácie použiť napríklad:

• nehrdzavejúcu oceľ 1.4404 / AISI 316L,
• nehrdzavejúcu oceľ 1.4571 / AISI 316Ti,
• špeciálne tesnenia zodpovedajúce spracovávanému médiu,
• individuálne upravenú povrchovú úpravu.

Výber materiálu musí vychádzať z chemického zloženia média, teploty, spôsobu čistenia a hygienických požiadaviek prevádzky.

Magnetické jadrá a krycie rúrky

Magnetické jadrá sa skladajú z permanentných magnetických medzikruží a pólových podložiek. Ich presné usporiadanie určuje výslednú magnetickú indukciu a odtrhovú silu.

Jadrá sú umiestnené vo vnútri krycích rúrok z nehrdzavejúcej ocele, ktoré:

• oddeľujú magnety od spracovávaného média,
• chránia magnety pred vlhkosťou a chemickým prostredím,
• umožňujú hygienické a mechanické čistenie,
• chránia jadrá pred časťou abrazívneho pôsobenia,
• vytvárajú hladký povrch pre prúdenie média.

Rúrky majú tenkú stenu, aby bola vzdialenosť medzi magnetom a zachytávanou časticou čo najmenšia. Poškodenie alebo opotrebovanie rúrky preto môže významne ovplyvniť bezpečnosť a životnosť zariadenia.

Ako sa prietokový separátor čistí?

Manuálne čistený prietokový separátor je potrebné najprv bezpečne odstaviť, odtlakovať a oddeliť od prúdiaceho média.

1. Zastavte prietok materiálu.
2. Uzavrite príslušné časti potrubia.
3. Uvoľnite tlak a skontrolujte teplotu zariadenia.
4. Odpojte alebo odstráňte magnetický komponent z tela separátora.
5. Premiestnite komponent na bezpečné miesto alebo do čistiaceho prípravku.
6. Posuňte magnetické jadrá mimo separačnú časť krycích rúrok.
7. Po zoslabnutí magnetického poľa odstráňte zachytené nečistoty.
8. Rúrky očistite vhodnou kefou alebo podľa prevádzkového postupu.
9. Skontrolujte stav rúrok, tesnení a spojovacích častí.
10. Vráťte magnetické jadrá do pracovnej polohy.
11. Namontujte komponent späť do tela separátora.
12. Pred spustením skontrolujte správne uzavretie a tesnosť.

Ako často sa má separátor čistiť?

Jednotný interval neexistuje. Frekvencia čistenia závisí od množstva kovových nečistôt v médiu, prietoku, dĺžky prevádzky a požadovanej úrovne čistoty.

Separátor je potrebné vyčistiť skôr, ako vrstva zachyteného materiálu začne:

• zakrývať aktívny povrch rúrok,
• znižovať dostupné magnetické pole,
• obmedzovať prietok média,
• zvyšovať tlakovú stratu,
• spôsobovať opätovné uvoľňovanie častíc.

Pri zavádzaní zariadenia je vhodné kontrolovať separátor častejšie a následne nastaviť prevádzkový interval podľa skutočného množstva zachytených nečistôt.

Prečo preplnený separátor stráca účinnosť?

Zachytené feromagnetické častice vytvárajú na povrchu rúrky vrstvu. Ďalšie častice sa potom nachádzajú vo väčšej vzdialenosti od magnetického jadra a prúdiace médium ich môže ľahšie strhnúť.

Pravidelné čistenie je preto nevyhnutnou súčasťou správnej funkcie zariadenia. Veľmi silný separátor bez zodpovedajúcej údržby nemusí poskytovať očakávaný výsledok.

Ako vybrať správny prietokový separátor?

Pri výbere je potrebné posúdiť potrubie, materiál, prevádzkový tlak, teplotu, požadovanú úroveň separácie aj možnosti čistenia.

Priemer potrubia

Veľkosť tela separátora musí zodpovedať potrubnému systému. Nevhodne zvolený rozmer môže obmedziť prietok, zvýšiť tlakovú stratu alebo skomplikovať inštaláciu.

Prietok média

Príliš vysoká rýchlosť môže skrátiť čas pôsobenia magnetického poľa a zvýšiť silu, ktorou prúd pôsobí na zachytené častice.

Viskozita

Husté a lepkavé médium môže vyžadovať odlišný labyrint, väčšie prietokové medzery alebo špeciálne konštrukčné riešenie.

Teplota

Magnetické jadrá, tesnenia aj konštrukčné časti musia byť určené pre najvyššiu skutočnú prevádzkovú teplotu. Štandardná magnetická výbava býva často navrhnutá do 80 °C, na objednávku môžu byť dostupné teplotne odolnejšie varianty.

Tlak

Maximálny prevádzkový tlak nemožno odvodiť iba od priemeru separátora. Rozhodujúca je konštrukcia tela, pripojenie, zvary, tesnenia a tlaková špecifikácia konkrétneho výrobku.

Abrazivita

Abrazívny materiál môže postupne obrusovať ochranné rúrky. Pre takúto prevádzku je dôležitá pravidelná kontrola ich hrúbky a možnosť jednoduchej výmeny.

Možno separátor použiť v potravinárstve?

Áno, ale konkrétne vyhotovenie musí zodpovedať potravinárskym a hygienickým požiadavkám prevádzky.

Je potrebné skontrolovať najmä:

• materiál častí prichádzajúcich do styku s produktom,
• kvalitu nehrdzavejúcej ocele,
• materiál a certifikáciu tesnení,
• drsnosť a úpravu povrchov,
• vyhotovenie zvarov,
• možnosť dôkladného čistenia,
• odolnosť voči používaným čistiacim prostriedkom,
• interné hygienické a procesné požiadavky.

Ako overiť účinnosť magnetického separátora?

Účinnosť možno sledovať viacerými spôsobmi:

• pravidelnou kontrolou množstva zachytených častíc,
• analýzou materiálu pred separátorom a za ním,
• meraním magnetickej indukcie na rúrkach,
• meraním odtrhovej sily pomocou vhodného etalónu,
• kontrolou prietoku a tlakovej straty,
• sledovaním opotrebovania chránenej technológie,
• nastavením skúšobného a validačného postupu.

Meranie musí byť vždy vykonávané rovnakou metódou a za porovnateľných podmienok. Hodnoty namerané rôznymi prístrojmi, etalónmi alebo na odlišných miestach nemožno jednoducho porovnávať.

Údržba prietokového separátora

Okrem pravidelného čistenia je potrebné kontrolovať aj mechanický a hygienický stav celého zariadenia.

• kontrolujte opotrebovanie krycích rúrok,
• sledujte výskyt preliačin, rýh alebo korózie,
• kontrolujte tesnenia a ich pružnosť,
• overujte funkciu posuvného mechanizmu,
• kontrolujte príruby, spojenia a zvary,
• pravidelne overujte magnetický výkon,
• veďte záznamy o čistení a kontrolách,
• poškodené diely včas vymeňte.

Bezpečnosť pri práci s prietokovým separátorom

Odporúčané prietokové magnetické separátory

Vybrané produkty predstavujú tri odlišné riešenia: kompaktné vyhotovenie CIS s ručným čistením, rad UP s vymeniteľnými rúrkami a vysokovýkonný separátor s poloautomatickým systémom čistenia.

Najčastejšie otázky k prietokovým magnetickým separátorom

Zhrnutie

Prietokový magnetický separátor zachytáva feromagnetické nečistoty z kvapalných a polotekutých materiálov priamo počas ich prechodu potrubím. Môže chrániť výrobnú technológiu alebo zvyšovať čistotu výsledného produktu.

Účinnosť neurčuje iba magnetická indukcia. Dôležitá je aj odtrhová sila, počet a rozmiestnenie rúrok, prietokový labyrint, rýchlosť prúdenia, viskozita média a pravidelné čistenie.

Rad Classic ponúka univerzálne a osvedčené riešenie, rad UP vyšší výkon a komfortnejšiu konštrukciu a rad EKO jednoduchšie cenovo dostupné vyhotovenie.

Pred výberom je potrebné poznať druh média, prietok, teplotu, tlak, priemer potrubia, pripojenie, veľkosť nečistôt a požadovanú úroveň separácie. Pri priemyselných aplikáciách je vhodné konkrétne riešenie konzultovať s odborníkom.