Průtokové magnetické separátory

Feromagnetické nečistoty se mohou do kapalného materiálu dostat při výrobě, dopravě, skladování nebo opotřebením technologického zařízení. Mohou mít podobu kovových špon, třísek, okují, úlomků, drátků nebo velmi jemných částic vznikajících otěrem zařízení.

Průtokový separátor se instaluje přímo do potrubí. Materiál proudí přes soustavu magnetických trubic, na jejichž povrchu se feromagnetické částice zachytí. Vyčištěný materiál následně pokračuje do další části technologie.

Co je průtokový magnetický separátor?

Průtokový magnetický separátor je uzavřené nerezové zařízení obsahující několik magnetických jader uložených v ochranných trubicích. Trubice jsou rozmístěné tak, aby vytvářely průtokový labyrint a přivedly zpracovávané médium do blízkosti silného magnetického pole.

Separátor lze podle konstrukce a provozních podmínek použít pro:

• volně protékající tekuté směsi,
• tlakové potrubní systémy,
• kapalné a polotekuté produkty,
• horizontální potrubí,
• vertikální potrubí,
• ochranu čerpadel, trysek, filtrů a dalších zařízení,
• zvýšení čistoty výsledného produktu.

Jak průtokový magnetický separátor funguje?

Uvnitř těla separátoru jsou umístěné krycí nerezové trubice s výkonnými neodymovými magnetickými jádry. Proud média musí procházet mezi jednotlivými trubicemi, čímž se dostává do bezprostřední blízkosti magnetického pole.

1. Tekutá nebo polotekutá směs vstoupí do těla separátoru.
2. Průtokový labyrint rozdělí a nasměruje proud média mezi magnetické trubice.
3. Feromagnetické částice se v magnetickém poli zmagnetizují.
4. Částice jsou přitaženy k povrchu krycích trubic.
5. Zachycené nečistoty zůstávají na trubicích až do čištění.
6. Vyčištěné médium odchází výstupem zpět do potrubního systému.

Nečistoty se často hromadí na straně trubice odvrácené od směru proudění. Proud materiálu je díky tomu nemůže tak snadno znovu uvolnit.

Proč je důležitý průtokový labyrint?

Samotná vysoká magnetická indukce nezaručuje účinné čištění. Feromagnetická částice se musí dostat dostatečně blízko k povrchu magnetické trubice.

Správně navržený labyrint:

• rozděluje proud média mezi magnetické trubice,
• omezuje vznik míst, kterými by materiál protékal bez účinné kontroly,
• využívá pracovní délku magnetických trubic,
• zajišťuje dostatečný kontakt média s magnetickým polem,
• respektuje požadovanou průtočnost potrubí.

Co průtokový magnetický separátor zachytí?

Separátor je určený především pro feromagnetické nečistoty, tedy materiály, které lze přitáhnout permanentním magnetem.

Typicky zachytávané nečistoty

• železné špony a třísky,
• částice běžné magnetické oceli,
• okuje,
• úlomky drátů a spojovacího materiálu,
• částice vznikající opotřebením čerpadel a potrubí,
• jemný feromagnetický prach,
• slabě magnetické částice vzniklé mechanickým zpracováním materiálu.

Co běžný magnetický separátor nezachytí?

Běžný permanentní magnet nepřitahuje například hliník, měď, mosaz, plast, sklo nebo jiné nemagnetické materiály. Některé druhy nerezové oceli mohou být přitahovány pouze slabě nebo vůbec.

Pokud je nutné zachytávat také nemagnetické částice, musí být magnetická separace doplněna jiným filtračním nebo separačním systémem.

Jaké tekuté materiály lze separovat?

Průtokové separátory lze použít pro řadu tekutých a polotekutých materiálů. Vhodnost konkrétního zařízení však vždy závisí na viskozitě, teplotě, tlaku, chemickém složení, průtoku a abrazivitě média.

Příklady použití

• oleje a chladicí emulze,
• oplachové lázně,
• sirupy a cukerné roztoky,
• jogurty a další tekuté potravinářské produkty,
• kečupy, omáčky a polotekuté směsi,
• rostlinné oleje,
• keramické hmoty a glazury,
• chemické směsi,
• technické kapaliny,
• kapalné meziprodukty ve výrobě.

Dva hlavní cíle magnetické separace

1. Ochrana výrobní technologie

Separátor se instaluje před zařízení, které by mohly kovové nečistoty poškodit nebo nadměrně opotřebovat.

Nejčastěji chrání:

• čerpadla,
• ventily,
• trysky,
• výměníky,
• mechanické filtry,
• měřicí zařízení,
• dávkovací systémy,
• další citlivé části výrobní linky.

Separátor se v tomto případě umísťuje před chráněnou technologii. Cílem je zachytit zejména částice, které mohou způsobit mechanické poškození, ucpání nebo odstávku zařízení.

2. Zvýšení čistoty produktu

Druhým cílem je odstranění co největšího množství feromagnetických částic přímo z výsledného produktu.

Separátor může být umístěn:

• na konci výrobního procesu,
• před plněním nebo balením,
• na několika místech výrobní linky,
• před citlivou kontrolní nebo dokončovací operací.

Pro dosažení vysoké čistoty bývá potřeba silnější magnetické vybavení, vhodný labyrint a správně nastavená rychlost průtoku.

Magnetická indukce a odtrhová síla

Při porovnávání separátorů se často uvádějí dvě hodnoty – magnetická indukce v gaussech a odtrhová síla v newtonech.

Magnetická indukce v Gs

Magnetická indukce popisuje intenzitu magnetického pole v určitém měřeném místě. Vyšší hodnota může pomoci při zachytávání jemných částic, ale sama o sobě nevypovídá o celé účinnosti separátoru.

Odtrhová síla v N

Odtrhová síla vyjadřuje, jakou silou je definovaný ocelový etalon přidržován k povrchu trubice nebo magnetického jádra.

Vyšší odtrhová síla pomáhá udržet zachycené částice na trubici i při proudění materiálu.

Která hodnota je důležitější?

Obě hodnoty je nutné posuzovat společně s konstrukcí separátoru. Důležitý je také počet trubic, jejich rozestup, délka, průměr, tloušťka krycího pláště a vlastnosti proudícího média.

Lze zachytit i velmi jemné kovové částice?

Silné neodymové separátory mohou za vhodných podmínek zachytávat také velmi jemné feromagnetické částice. Nelze však obecně zaručit jednu nejmenší velikost částice pro všechny materiály a provozy.

Výsledek ovlivňuje zejména:

• magnetická vlastnost nečistoty,
• velikost, tvar a hmotnost částice,
• viskozita média,
• rychlost proudění,
• vzdálenost částice od trubice,
• nános již zachycených nečistot,
• magnetický výkon separátoru.

Průtokový separátor pro volný a tlakový průtok

Průtokové separátory mohou pracovat v systému, kde materiál protéká gravitačně, nebo v tlakovém potrubí.

Volný průtok

Médium proudí separátorem vlastní vahou nebo bez významného přetlaku. Důležitá je správná orientace, průtočnost a zabránění hromadění hustého materiálu.

Tlakové potrubí

Separátor musí být konstrukčně navržený pro konkrétní provozní tlak. Standardní průtokové separátory bývají vyráběné pro běžné tlakové systémy, speciální provedení lze navrhnout také pro vyšší tlak.

Druhy průtokových magnetických separátorů

Průtokové separátory MAGSY se vyrábějí v několika konstrukčních řadách. Liší se velikostí, magnetickým vybavením, průtokovým labyrintem, systémem čištění, bezpečností obsluhy a cenovou úrovní.

Průtokový magnetický separátor MF Classic

Řada Classic představuje osvědčené univerzální řešení pro ručně čištěné průtokové separátory. Magnetická jádra jsou uložená v krycích trubicích a při čištění se posouvají ve vertikálním směru.

Hlavní výhody řady Classic

• osvědčený průtokový labyrint,
• silné neodymové magnety,
• posuvná magnetická jádra,
• snadnější ruční čištění,
• ochrana magnetických jader před přímým kontaktem s médiem,
• více stupňů magnetického výkonu,
• široký rozsah velikostí potrubí,
• možnost výroby z různých nerezových materiálů.

Řada Classic se standardně vyrábí pro kruhové potrubí v několika velikostech přibližně od DN 50 do DN 250.

Průtokový magnetický separátor MF UP

Řada UP je určená pro náročnější aplikace, ve kterých je důležitý vysoký magnetický výkon, účinné využití magnetických trubic a komfortnější obsluha.

Hlavní výhody řady UP

• kaskádové uspořádání průtoku,
• využití pracovní délky magnetických trubic,
• magnetická indukce vybraných provedení až 17 000 Gs,
• magnetické trubice o průměru přibližně 30 mm,
• výměnné ochranné trubice,
• vertikálně posuvná magnetická jádra,
• možnost uzamknutí manipulačního mechanismu,
• možnost použití čisticího přípravku,
• vhodnost pro náročnější provozní podmínky.

Výměnné krycí trubice představují výhodu například u abrazivnějšího média. Je však potřeba počítat s jejich rychlejším opotřebením a pravidelnou kontrolou.

Průtokový magnetický separátor MF EKO

Řada EKO je ekonomičtější variantou průtokového separátoru. Vychází z osvědčeného principu magnetických jader v nerezových trubicích, ale má jednodušší systém čištění.

Hlavní výhody řady EKO

• nižší pořizovací cena,
• jednodušší konstrukce,
• silné neodymové magnety,
• účinný průtokový labyrint,
• nerezové provedení,
• možnost volby magnetického výkonu,
• standardní potrubní připojení.

Na co si dát pozor?

Čištění řady EKO je méně komfortní a vyžaduje opatrnější manipulaci s magnetickými jádry. Je proto vhodná především pro provozy, kde je přijatelné jednodušší manuální čištění.

Jaký je rozdíl mezi Classic, UP a EKO?

Konstrukce průtokového separátoru

Základní konstrukci tvoří tělo separátoru, odnímatelná magnetická komponenta a potrubní připojovací prvky.

Tělo separátoru

Tělo je pevně zabudováno do potrubního systému. Jeho rozměry a tloušťka materiálu musí odpovídat průměru potrubí, tlaku a provozním podmínkám.

Magnetická komponenta

Odnímatelná komponenta obsahuje:

• nerezové krycí trubice,
• magnetická jádra,
• posuvný nebo výsuvný mechanismus,
• manipulační táhlo,
• přírubu nebo jiný prvek pro spojení s tělem.

Připojovací prvky

Separátor lze podle provedení připojit například pomocí:

• pevných přírub,
• volných přírub,
• potravinářského šroubení,
• CLAMP spojení,
• individuálně navrženého potrubního připojení.

Z jakého materiálu se separátory vyrábějí?

Standardním materiálem bývá nerezová ocel 1.4301, známá také jako AISI 304.

Pro kyselé, chemicky agresivnější nebo hygienicky náročné prostředí lze podle konkrétní aplikace použít například:

• nerezovou ocel 1.4404 / AISI 316L,
• nerezovou ocel 1.4571 / AISI 316Ti,
• speciální těsnění odpovídající zpracovávanému médiu,
• individuálně upravenou povrchovou úpravu.

Výběr materiálu musí vycházet z chemického složení média, teploty, způsobu čištění a hygienických požadavků provozu.

Magnetická jádra a krycí trubice

Magnetická jádra se skládají z permanentních magnetických mezikruží a pólových podložek. Jejich přesné uspořádání určuje výslednou magnetickou indukci a odtrhovou sílu.

Jádra jsou umístěná uvnitř nerezových krycích trubic, které:

• oddělují magnety od zpracovávaného média,
• chrání magnety před vlhkostí a chemickým prostředím,
• umožňují hygienické a mechanické čištění,
• chrání jádra před částí abrazivního působení,
• vytvářejí hladký povrch pro proudění média.

Trubice mají tenkou stěnu, aby vzdálenost mezi magnetem a zachytávanou částicí byla co nejmenší. Poškození nebo opotřebení trubice proto může významně ovlivnit bezpečnost a životnost zařízení.

Jak se průtokový separátor čistí?

Manuálně čištěný průtokový separátor je potřeba nejprve bezpečně odstavit, odtlakovat a oddělit od proudícího média.

1. Zastavte průtok materiálu.
2. Uzavřete příslušné části potrubí.
3. Uvolněte tlak a zkontrolujte teplotu zařízení.
4. Odpojte nebo sejměte magnetickou komponentu z těla separátoru.
5. Přemístěte komponentu na bezpečné místo nebo čisticí přípravek.
6. Posuňte magnetická jádra mimo separační část krycích trubic.
7. Po zeslabení magnetického pole odstraňte zachycené nečistoty.
8. Trubice očistěte vhodným kartáčem nebo podle provozního postupu.
9. Zkontrolujte stav trubic, těsnění a spojovacích částí.
10. Vraťte magnetická jádra do pracovní polohy.
11. Namontujte komponentu zpět do těla separátoru.
12. Před spuštěním zkontrolujte správné uzavření a těsnost.

Jak často se má separátor čistit?

Jednotný interval neexistuje. Četnost čištění závisí na množství kovových nečistot v médiu, průtoku, délce provozu a požadované úrovni čistoty.

Separátor je potřeba čistit dříve, než vrstva zachyceného materiálu začne:

• zakrývat aktivní povrch trubic,
• snižovat dostupné magnetické pole,
• omezovat průtok média,
• zvyšovat tlakovou ztrátu,
• způsobovat opětovné uvolňování částic.

Při zavádění zařízení je vhodné kontrolovat separátor častěji a podle skutečného množství zachycených nečistot následně nastavit provozní interval.

Proč přeplněný separátor ztrácí účinnost?

Zachycené feromagnetické částice vytvářejí na povrchu trubice vrstvu. Další částice se potom nacházejí ve větší vzdálenosti od magnetického jádra a mohou být proudícím médiem snáze strženy.

Pravidelné čištění je proto nezbytnou součástí správné funkce zařízení. Velmi silný separátor bez odpovídající údržby nemusí poskytovat očekávaný výsledek.

Jak vybrat správný průtokový separátor?

Při výběru je potřeba posoudit potrubí, materiál, provozní tlak, teplotu, požadovanou úroveň separace i možnosti čištění.

Průměr potrubí

Velikost těla separátoru musí odpovídat potrubnímu systému. Nevhodně zvolený rozměr může omezit průtok, zvýšit tlakovou ztrátu nebo zkomplikovat instalaci.

Průtok média

Příliš vysoká rychlost může zkrátit dobu působení magnetického pole a zvýšit sílu, kterou proud působí na zachycené částice.

Viskozita

Husté a lepivé médium může vyžadovat odlišný labyrint, větší průtočné mezery nebo speciální konstrukční řešení.

Teplota

Magnetická jádra, těsnění i konstrukční části musí být určené pro nejvyšší skutečnou provozní teplotu. Standardní magnetická výbava bývá často navržená do 80 °C, na objednávku mohou být dostupné teplotně odolnější varianty.

Tlak

Maximální provozní tlak nelze odvozovat pouze od průměru separátoru. Rozhodující je konstrukce těla, připojení, sváry, těsnění a tlaková specifikace konkrétního výrobku.

Abrazivita

Abrazivní materiál může postupně obrušovat ochranné trubice. Pro takový provoz je důležitá pravidelná kontrola jejich tloušťky a možnost snadné výměny.

Lze separátor použít v potravinářství?

Ano, ale konkrétní provedení musí odpovídat potravinářským a hygienickým požadavkům provozu.

Je potřeba zkontrolovat zejména:

• materiál částí ve styku s produktem,
• jakost nerezové oceli,
• materiál a certifikaci těsnění,
• drsnost a úpravu povrchů,
• provedení svarů,
• možnost důkladného čištění,
• odolnost vůči používaným čisticím prostředkům,
• interní hygienické a procesní požadavky.

Jak ověřit účinnost magnetického separátoru?

Účinnost lze sledovat několika způsoby:

• pravidelnou kontrolou množství zachycených částic,
• analýzou materiálu před separátorem a za ním,
• měřením magnetické indukce na trubicích,
• měřením odtrhové síly pomocí vhodného etalonu,
• kontrolou průtoku a tlakové ztráty,
• sledováním opotřebení chráněné technologie,
• nastavením zkušebního a validačního postupu.

Měření musí být vždy prováděno stejnou metodou a za srovnatelných podmínek. Hodnoty naměřené různými přístroji, etalony nebo v odlišných místech nelze jednoduše porovnávat.

Údržba průtokového separátoru

Kromě pravidelného čištění je potřeba kontrolovat také mechanický a hygienický stav celého zařízení.

• kontrolujte opotřebení krycích trubic,
• sledujte výskyt promáčknutí, rýh nebo koroze,
• kontrolujte těsnění a jeho pružnost,
• ověřujte funkci posuvného mechanismu,
• kontrolujte příruby, šroubení a svary,
• pravidelně ověřujte magnetický výkon,
• veďte záznamy o čištění a kontrolách,
• poškozené díly včas vyměňte.

Bezpečnost při práci s průtokovým separátorem

Doporučené průtokové magnetické separátory

Vybrané produkty představují tři odlišná řešení: kompaktní provedení CIS s ručním čištěním, řadu UP s výměnnými trubicemi a vysokovýkonný separátor se semiautomatickým systémem čištění.

Nejčastější dotazy k průtokovým magnetickým separátorům

Shrnutí

Průtokový magnetický separátor zachytává feromagnetické nečistoty z tekutých a polotekutých materiálů přímo během jejich průchodu potrubím. Může chránit výrobní technologii nebo zvyšovat čistotu výsledného produktu.

Účinnost neurčuje pouze magnetická indukce. Důležitá je také odtrhová síla, počet a rozmístění trubic, průtokový labyrint, rychlost proudění, viskozita média a pravidelné čištění.

Řada Classic nabízí univerzální a osvědčené řešení, řada UP vyšší výkon a komfortnější konstrukci a řada EKO jednodušší cenově dostupné provedení.

Před výběrem je nutné znát druh média, průtok, teplotu, tlak, průměr potrubí, připojení, velikost nečistot a požadovanou úroveň separace. U průmyslových aplikací je vhodné konkrétní řešení konzultovat s odborníkem.