用于单罐往复式超导高梯度磁选机的补偿罐磁力平衡结构

摘要

本发明公开了一种用于单罐往复式超导高梯度磁选机的补偿罐磁力平衡结构，包括设置在分离罐两侧的一长一短两个补偿罐；两个补偿罐内均设置有若干根铁磁长杆；两个补偿罐的长度设置为：当分离罐中心平面与超导磁系的中心平面相重合时，其两侧的补偿罐内的铁磁长杆延伸到超导磁系的铁磁屏蔽端面之外；所述铁磁长杆在补偿罐任一横截面内的排布方式为：所述铁磁长杆以补偿罐轴线为圆心呈同心圆分布，且同心圆数量大于等于2，且在每个同心圆上铁磁长杆的数量是2的倍数且沿圆周方向均匀分布。本发明使得补偿罐与分离罐形成的串联结构移入移出超导磁系时所受磁场合力峰值容易被调节到足够低的水平。

说明书

技术领域

本发明属于高梯度磁选机技术领域，尤其涉及一种用于单罐往复式超导高梯度磁选机的补偿罐磁力平衡结构。

背景技术

众所周知地，磁性矿粒在磁场中受到的磁力与磁场强度和磁场梯度的乘积成正比。高梯度磁选机利用软铁磁材料在磁场下的聚磁能力产生高的磁场梯度，进而提高对矿浆中磁性矿粒的捕获能力。高梯度磁选机的出现使得可被磁力分离的磁性矿粒的粒径和导磁率向下延伸到微细粒、弱磁性的范围，极大地扩展了磁选机的应用范围。软铁磁材料被制作成棒、丝、网的形式，在高梯度磁选技术领域经常被称为聚磁介质。它们可以通过缩小丝径或锐化截面形状进一步提高局部磁场梯度，进而提高捕获矿粒的能力。

由于电流密度和导体的冷却条件受到限制，使用铜、铝等常温导电材料的磁系不得不借助于铁磁材料制作的磁极来提高磁力分离区域的磁场强度。由于铁磁材料的饱和效应和经济性的原因，磁场强度被限制在2 Tesla以下。由于常导线圈消耗的电功率与磁场的平方成正比，随着磁场的提高，越来越多的电能被消耗在常导导体的电阻上，用来产生磁场的电能比例越来越低，导致磁系的经济性越来越差。所以在实际应用中很少有背景磁场超过1.2 Tesla的高梯度磁选机。经过近30年的发展，高梯度磁选机的性能得到了极大的挖掘，已经有很长一段时间没有看到实质性的提升。

1999年，Carpco公司的美国专利（US005868257）得到授权，公开了一种往复式超导高梯度磁选机。由于低温条件下的零电阻特性，超导导体允许通过10~100倍于常导导体的电流密度而几乎不产生热量。超导磁系不再需要磁极来提高磁场强度，磁力分离区域的磁场强度因此而容易被提高到2Tesla以上，并在5Tesla时仍具有经济性。同样由于经济性的原因，超导线圈的升磁、降磁的时间经常需要数个小时，而常导线圈则可以控制在10秒以内。那么对于聚磁介质区域固定不动的方案——在有磁场条件下聚磁介质捕获磁性矿粒，在无磁场条件下冲刷磁性矿粒离开聚磁介质——超导高梯度磁选机将具有极低的工业应用价值。因此，上述专利中的超导高梯度磁选机采用了完全不同的方案：超导磁系的磁场强度保持不变，通过聚磁介质所在的分离罐移入移出磁系分别实现对磁性矿粒的捕获和脱离。由于分离罐是周期往复运动的，所以磁选机被称作往复式超导高梯度磁选机。它作为产品面世以后，立即在非金属矿物分离领域的高岭土提纯行业得到了应用，与常导高梯度磁选机相比，除了单位体积聚磁介质的矿浆处理量的优势以外，对于除杂难度更大或者品质要求更高的高岭土生产更是具有不可替代的效果。

分离罐携带聚磁介质移出磁系需要克服相当大的磁场力，对于工业级的超导磁选机这个力可以达到数吨。在Carpco公司早期产品中曾使用液压装置来完成分离罐移入移出磁系的动作。但是一方面液压装置增加了磁选机的复杂性，一方面对超导磁体内部的低漏热的支撑提出了非常严苛的强度要求和寿命要求。因此，美国专利US005868257中提及的专利给出了增加补偿罐的磁力平衡方案。在往复式超导高梯度磁选机的基本组成结构中，磁体是在低温下工作的柱形超导线圈或线圈组，它由电源来驱动，被封装在真空容器中且被铁磁屏蔽包围。磁力平衡方案的基本原理是：磁场梯度是铁磁材料受到磁场力的根本原因。增加磁力补偿罐，使得分离罐在携带聚磁介质移入移出磁系的过程中，在磁体左侧磁场衰减区域中作用于铁磁材料的力与磁体右侧磁场衰减区域中作用于铁磁材料的力大小相等、方向相反，分离罐与补偿罐所受的磁场合力为零。于是，增加了补偿罐后，一方面，液压装置不再需要了，可以采用更加简单的直线驱动机构；另一方面，分离罐与补偿罐内铁磁材料对磁体的反作用力在线圈内部达到平衡，不再给低漏热的支撑增加额外的强度要求。

更具体的，美国专利US005868257采用的磁力平衡方案是：补偿罐内的软铁磁材料与分离罐内的聚磁介质具有相同的磁化特性和相同的质量分布，即材质相同、规格更粗、填充形式相同。为了避免软铁磁材料在磁场力的作用下因材料疲劳而引起的损坏和磁性的退化，补偿罐内使用了环氧树脂等灌封材料作为软铁磁材料的支撑固定方式。

但是，该采用同种材料相同质量分布的美国专利US005868257的磁平衡方案存在如下缺点：1.在磁力补偿罐内也使用聚磁性能和耐腐蚀性能优良的钢毛，使得补偿罐的制造价格昂贵；2.铁磁材料的填充率一般5~6%，其余94~95%的空间需要全部填充环氧树脂，不但使得成本进一步增加，而且增加了磁力补偿罐的重量，使得其需要更强壮的支撑装置进行支撑，以及需要更大功率的直线驱动装置进行驱动，尤其为了获得足够短的移入移出时间以提高单位时间的矿物处理量时，需要直线驱动装置的功率更大；3.这种结构不但需要组装机械部件，且在机械部件的组装过程中还需要插进环氧浇注和固化环节，制造工艺复杂，耗时耗力，而且，一旦成型，若是发现有偏差，也无法再进行修正，只能报废重新再制作，严重增加了成品的制作要求和成本。

而且，分离罐内聚磁介质的分布对补偿罐内的排布和轴向不平衡磁场力的大小有重要影响。聚磁介质在沿分离罐轴线的分布是间断的，而且，即使在美国专利US005868257采用的磁力平衡方案：补偿罐的内部采用与分离罐完全相同的结构、填充介质和填充方式下，补偿罐内也存在聚磁介质分布不连续，使得在进出磁体两侧磁场衰减区域时剩余轴向磁场力也是不可避免的，甚至可达到吨至数吨，尤其是在分选工艺优先的前提下，即通入矿浆的情况下，不平衡增加，剩余轴向磁场力更大。为此，人们希望进一步降低剩余轴向磁场力，例如在5Tesla背景磁场下，让峰值剩余轴向磁场力降低到小于200kgf，减小直线驱动装置的驱动成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于单罐往复式超导高梯度磁选机的补偿罐磁力平衡结构。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

用于单罐往复式超导高梯度磁选机的补偿罐磁力平衡结构，包括设置在内部分布有聚磁介质、两端带有矿浆进出口管道的分离罐两侧的一长一短两个补偿罐；两个补偿罐均为中间设有中心管道的空心圆柱体结构，其外径与超导高梯度磁选机的超导磁系内孔径相匹配，内径与分离罐两端的矿浆进出口管道的管径相匹配，且所述中心管道与分离罐两端的矿浆进出口管道相连通以形成矿浆流道；两个补偿罐内均设置有若干根铁磁长杆，所述铁磁长杆与补偿罐轴线平行，且连续地从补偿罐的一端延伸到另一端，且所述铁磁长杆的制造材料为饱和磁化强度与分离罐内的聚磁介质的饱和磁化强度相当的材料；两个补偿罐的长度设置为：当分离罐中心平面与超导磁系的中心平面相重合时，其两侧的补偿罐内的铁磁长杆延伸到超导磁系的铁磁屏蔽外端面之外；所述铁磁长杆在补偿罐任一横截面内的排布方式为：所述铁磁长杆以补偿罐轴线为圆心呈同心圆分布，且同心圆数量大于等于2，且在每个同心圆上铁磁长杆的数量是2的倍数且沿圆周方向均匀分布，且安装时保证两个补偿罐内的铁磁长杆的位置和数量一一对应。

工作时，矿浆由一侧的补偿罐的中心管道进入分离罐，在超导磁系中经过分离罐分选后，从分离罐的另一端经另一侧的补偿罐的中心管道流出。

按照常识对磁平衡的要求，各补偿罐的长度设置还会保证：当分离罐在超导磁系外冲脱聚磁介质中的铁磁性杂质时，其中较长的补偿罐的罐身依然贯穿在超导磁系中，即保证分离罐处在一侧的磁场衰减区时，处在另一侧磁场衰减区的铁磁长杆提供大小相等的磁场力。

所述超导磁系包括螺线管形式的超导线圈。

作为优选，所述分离罐内的聚磁介质为钢毛。

铁磁长杆在补偿罐任一横截面内的排布方式说明如下：

第一、以补偿罐轴线为圆心呈同心圆分布，同心圆的数量大于等于2。同心圆分布有利于保证所有铁磁长杆受到的磁场力的径向分量相对于补偿罐轴线对称分布，从而使得所有铁磁长杆受到的磁场力径向分量的合力接近于零。同心圆数量大于等于2是为了获得更低的剩余轴向磁场力。超导磁系的螺线管线圈磁场沿直径方向是变化的，导致处在外侧同心圆上的单位质量铁磁长杆受到的轴向磁场力比内侧同心圆上的要高。因此，位于内侧同心圆上的圆杆相比位于外侧同心圆上的圆杆具有更高峰值剩余轴向磁场力的调节精度。当峰值剩余轴向磁场力较大时，通过组合拔出不同直径同心圆上铁磁长杆可以获得更加接近于零的峰值剩余轴向磁场力。

第二、在每个同心圆上铁磁长杆的数量是2的倍数、沿圆周方向均匀分布、安装时保证两个补偿罐内的铁磁长杆的位置和数量一一对应，以此来保证所有铁磁长杆受到的磁场力的径向分量相对于补偿罐轴线对称分布，从而使得所有铁磁长杆受到的磁场力径向分量的合力接近于零。

第三、最内侧同心圆半径至少大于分离罐内聚磁介质内径1cm，最外侧同心圆半径至少小于分离罐内聚磁介质外径1cm，以方便在支撑隔板上加工与铁磁长杆一一对应的支撑孔。

作为优选，所述铁磁长杆的截面形状为圆形或环形，以方便旋转铁磁长杆，因为从磁力平衡角度只关心截面上铁磁长杆的单位长度总质量和质量分布，与铁磁长杆截面的具体形状无关。更优地，所述铁磁长杆截面为圆形。

作为优选，铁磁长杆最内侧同心圆半径至少大于分离罐聚磁介质内径1cm，铁磁长杆最外侧同心圆半径至少小于分离罐聚磁介质外径1cm。

由于只需保证补偿罐内铁磁长杆的饱和磁化强度与分离罐内聚磁介质的饱和磁化强度相接近，所以除了优选430及其衍生牌号的铁素体不锈钢作为铁磁长杆的材料之外，铁磁长杆的制造材料使用范围还可以扩展到Q235、1Cr13等常用牌号的钢材，以节约使用优质钢材，大大降低铁磁长杆的制作成本。

作为优选，铁磁长杆的截面面积为小于直径60mm的圆形面积，使得单根长杆具有小于100kgf的峰值剩余轴向磁场力的调节精度，同时也使得单根长杆被拔出后所有铁磁长杆受到的磁场力径向分量的合力降低到小于200kgf，以获得补偿罐与分离罐串联结构支撑部件更长的维护周期。

作为优选，各补偿罐，均包括筒身和设置在筒身两端的用于支撑铁磁长杆的端法兰，以便为铁磁长杆提供基础的支撑架构，抵抗其受到的磁场力的轴向分量和径向分量。

更优地，所述筒身和端法兰均采用相对磁导率接近于1的不锈钢制作，其具有足够高的机械强度且不影响补偿罐与分离罐串联结构的磁力平衡。

更优地，各补偿罐的筒身与两侧的端法兰之间通过焊接形成坚固的结构。

更优地，补偿罐两侧的端法兰钢板厚度大于筒身钢板厚度，以获得更加坚固的轴向支撑强度。

作为优选，各补偿罐内沿轴线等间距设置有若干个支撑隔板，所述支撑隔板采用相对磁导率接近于1的不锈钢制作，与补偿罐内壁通过焊接方式固定连接；支撑隔板在与每根铁磁长杆相对应的位置上加工有支撑隔板孔，以允许铁磁长杆穿过。支撑隔板孔能帮助铁磁长杆克服磁场力的径向分量以保持直径方向上的机械稳定性。更优地，支撑隔板之间的间距＜0.5m，支撑隔板的个数不少于3个。

更优地，支撑隔板孔的直径大于铁磁长杆，典型值0.6mm，以使得铁磁长杆能容易地穿过支撑隔板孔。

作为优选，两侧的补偿罐与中间的分离罐之间，通过中间部件连接固定在一起，通过该模块化的设计，可降低组装难度。

更优地，所述中间部件的纵截面呈U形，以获得最佳的抗弯性能。

作为优选，所述分离罐包含分离罐筒身和设置在分离罐筒身的两端的分离罐端部法兰，位于两侧的补偿罐内的铁磁长杆的前端穿过补偿罐后继续延伸到分离罐上的同侧分离罐端部法兰上。更优地，所述铁磁长杆的前端部表面加工有外螺纹结构，所述分离罐端部法兰上对应于铁磁长杆前端的位置设有螺纹盲孔，所述铁磁长杆的前端通过旋入相应的螺纹盲孔以固定到分离罐端部法兰上。这种结构，可以避免在补偿罐与分离罐的串联结构里在轴向上存在无铁磁材料分布的“空区域”。这些“空区域”将导致无法补偿的峰值剩余轴向磁场力。

作为优选，所述铁磁长杆的尾端被加工成外六角或两面平行的扁形或一字槽，以方便利用辅助工具实施旋入分离罐端部法兰螺纹盲孔的动作。更优地，优选外六角形，因其能够提供最佳的机械强度。

作为优选，所述铁磁长杆的尾端使用螺母固定在补偿罐的外侧端法兰上，并使用另外一个螺母锁紧，用以克服永远指向磁系中心的轴向磁场合力。

本发明中磁平衡的调整方法：首先确定补偿罐内铁磁长杆总量——按与分离罐内聚磁介质单位体积质量填充率相等原则确定补偿罐内铁磁长杆总质量的初始值；然后按实际磁平衡测试中峰值轴向剩余磁场力的测量结果得出经验系数，使得铁磁长杆的总质量略高于优化值。所谓优化值，即使得实际峰值轴向剩余磁场力最小的铁磁长杆的总质量。第三、在实际磁平衡测试中通过轴对称地拔出少量铁磁长杆，使得实际峰值轴向剩余磁场力逐渐减小，直到最小值，磁平衡的调整结束。由于在结构上铁磁长杆被设计成方便插入和拔出，方便了上述第三条的实施。

本发明的铁磁长杆方案，改变了补偿罐磁力平衡结构保持磁化性质和质量分布与分离罐完全一致的思维习惯，具体改变涉及以下几个方面：

第一、通常情况下超导磁选机的背景磁场都在2Tesla以上，补偿罐内的铁磁长杆和分离罐内的聚磁介质均处于磁饱和状态，因此不必要求二者具有相同的磁化特性，只需要求二者具有相接近的饱和磁化强度，而且更高的磁饱和强度有利于减少铁磁长杆用量。

第二、美国专利US005868257强调相同的质量分布，其本质是补偿罐与分离罐串联之后形成的磁场力平衡。如其所述，磁场力主要集中在磁体两侧的磁场衰减区域。但补偿罐内铁磁长杆的排布沿轴线处处相同，调节铁磁长杆的总质量和罐体截面内的质量分布时，分离罐处在一侧的磁场衰减区时，处在另一侧磁场衰减区的铁磁长杆提供了大小相等的磁场力。即在分离罐与补偿罐串联结构进出磁场的过程中轴向磁场合力的最大值被控制在一个足够小的水平上。我们称该最大轴向磁场合力为峰值剩余轴向磁场力。

第三、由于质量匹配误差所导致的轴向不平衡力与背景磁场成正比，因此只需控制最高运行磁场下的轴向不平衡力的大小。当降磁场运行时，该不平衡力只会变得更小。故将补偿罐做成内部设置铁磁长杆的方案时，调节时只需要在最高运行磁场下调节，保证这个状态下的轴向不平衡力降低到可接受的最小值。实际的调节过程是：在升高磁场的同时监测峰值剩余磁场力；当该力大于某个设定值时（如200kgf）调整其中一侧铁磁长杆总量使之与另一侧达到磁力平衡；直到磁场达到最高运行值。

本发明的有益效果是：

本发明的用于单罐往复式超导高梯度磁选机的补偿罐磁力平衡结构，以降低补偿罐与分离罐的串联结构的整体剩余轴向磁场力的峰值为目的，放宽了对补偿罐内磁性材料分布的要求，使得最终的磁力平衡结构制造成本低，重量轻、灵活，安装与拆卸方便，调节精度高，剩余轴向磁场力的峰值小，甚至能在5Tesla背景磁场下，让峰值剩余轴向磁场力降低到小于200kgf，减小了直线驱动装置的驱动成本，解决了现有的往复式超导高梯度磁选机的补偿罐磁力平衡结构制造成本高昂、运行费用高、难以调节、针对不同矿浆适应性差的问题，社会和经济效益巨大，实用性强，与已经存在的磁力补偿罐结构相比，尤其具备以下优点：

1.铁磁长杆可选的材料是多样的，可以被扩展至常规的软磁材料，故能在保持磁平衡效果的前提下，放宽了对材质的要求，使得便宜很多、比钢毛更容易获得的软铁磁材料能被使用，故使得补偿罐的制作成本大为降低；

2.铁磁长杆截面为圆形时，安装方便；

3.铁磁长杆的分布是多层同心圆的，使得磁力调整非常方便，磁平衡调节时，只需要在实际磁平衡测试中通过轴对称地拔出少量铁磁长杆，使得实际峰值轴向剩余磁场力逐渐减小，直到最小值，磁平衡的调整结束；

4.同一个圆上的铁磁长杆的数量是偶数的，方便成对安装或成对拔出，不影响径向磁场力的均衡；

5.铁磁长杆的安装时沿轴线由外而内的，安装方便；

6.铁磁长杆的径向支撑是补偿罐内的支撑隔板，支撑隔板的间距＜0.5m，支撑隔板孔的分布与铁磁长杆的分布是一致的，支撑隔板孔的直径是略大于铁磁长杆的直径的，便于穿杆；

7、当铁磁长杆的轴向支撑是通过内侧螺纹固定于补偿罐相邻的分离罐同侧的端法兰上、外侧用双螺母锁紧时，可以很好抵抗作用在每根杆上的轴向磁场力；

8、铁磁长杆是单根的、连续的，从补偿罐的外端法兰穿过内端法兰一直延伸到相邻的分离罐同侧端法兰上，避免了补偿罐与分离罐串联结构中出现无磁性介质的区域，大大降低了磁场力峰值，而且安装方便；

9、补偿罐与分离罐组成的串联结构移入移出超导磁系时所受磁场合力能被降低到一个合适的水平，采用直线驱动装置驱动补偿罐与分离罐的串联结构时驱动难度更低，以使得在保证足够短的移入移出时间的前提下，直线驱动装置的负荷更小，没有因环氧灌封而额外增加磁力补偿罐的重量，也进一步降低了驱动难度和补偿罐本身的制造成本；

10. 整体结构稳定性好；

11、针对分离罐内聚磁介质不同的填充率，因为铁磁长杆总量易于调节，所以灵活性更好，适应性更强。

附图说明

为了易于说明，本发明由下述的具体实施例及附图作以详细描述。

图1为本发明补偿罐与分离罐串联结构简图；

图2为图1的剖视图；

图3 为图1中A处放大图；

图4为图3中B处放大图；

图5为图3中C处放大图；

图6为图1的侧视图；

图7为铁磁长杆的立体图；

图8为铁磁长杆的主视图。

具体实施方式

如图1-8所示，用于单罐往复式超导高梯度磁选机的补偿罐磁力平衡结构，包括设置在内部分布有聚磁介质、两端带有矿浆进出口管道的分离罐20两侧的一长一短两个补偿罐10；两个补偿罐10均为中间设有中心管道的空心圆柱体结构，其外径与超导高梯度磁选机的超导磁系内孔径相匹配，内径与分离罐两端的矿浆进出口管道的管径相匹配，且所述中心管道与分离罐两端的矿浆进出口管道相连通以形成矿浆流道40；两个补偿罐10内均设置有若干根铁磁长杆1，所述铁磁长杆1与补偿罐10轴线平行，且连续地从补偿罐10的一端延伸到另一端，且所述铁磁长杆1的制造材料为饱和磁化强度与分离罐20内的聚磁介质的饱和磁化强度相当的材料；两个补偿罐10的长度设置为：当分离罐20中心平面与超导磁系的中心平面相重合时，其两侧的补偿罐10内的铁磁长杆1延伸到超导磁系的铁磁屏蔽外端面之外；所述铁磁长杆1在补偿罐10任一横截面内的排布方式为：所述铁磁长杆1以补偿罐10轴线为圆心呈同心圆分布，且同心圆数量大于等于2，且在每个同心圆上铁磁长杆1的数量是2的倍数且沿圆周方向均匀分布，且安装时保证两个补偿罐10内的铁磁长杆1的位置和数量一一对应。

工作时，矿浆由一侧的补偿罐10的中心管道进入分离罐20，在超导磁系中经过分离罐20分选后，从分离罐20的另一端经另一侧的补偿罐10的中心管道流出。

按照常规常识对磁平衡的要求，各补偿罐10的长度设置还会保证：当分离罐在超导磁系外冲脱聚磁介质中的铁磁性杂质时，其中较长的补偿罐的罐身依然贯穿在超导磁系中，即保证分离罐处在一侧的磁场衰减区时，处在另一侧磁场衰减区的铁磁长杆提供大小相等的磁场力。

所述超导磁系包括螺线管形式的超导线圈。

所述分离罐20内的聚磁介质为钢毛。

所述铁磁长杆1的截面形状为圆形或环形，以方便旋转铁磁长杆，因为从磁力平衡角度只关心截面上铁磁长杆的单位长度总质量和质量分布，与铁磁长杆截面的具体形状无关。更优地，所述铁磁长杆截面为圆形。

铁磁长杆1最内侧同心圆半径至少大于分离罐聚磁介质内径1cm，铁磁长杆最外侧同心圆半径至少小于分离罐聚磁介质外径1cm。

所述铁磁长杆1的制造材料为430铁素体不锈钢或其衍生牌号的铁素体不锈钢或Q235、1Cr13等常用牌号的钢材。

铁磁长杆1的截面面积为小于直径60mm的圆形面积，使得单根长杆具有小于100kgf的峰值剩余轴向磁场力的调节精度，同时也使得单根长杆被拔出后所有铁磁长杆受到的磁场力径向分量的合力降低到小于200kgf，以获得补偿罐与分离罐串联结构支撑部件更长的维护周期。

各补偿罐10，均包括筒身11和设置在筒身11两端的用于支撑铁磁长杆1的端法兰12，以便为铁磁长杆1提供基础的支撑架构，抵抗其受到的磁场力的轴向分量和径向分量。

所述筒身11和端法兰12均采用相对磁导率接近于1的不锈钢制作，其具有足够高的机械强度且不影响补偿罐10与分离罐20串联结构的磁力平衡。

各补偿罐10的筒身11与两侧的端法兰12之间通过焊接形成坚固的结构。

补偿罐10两侧的端法兰12钢板厚度大于筒身11钢板厚度，以获得更加坚固的轴向支撑强度。

各补偿罐10内沿轴线等间距设置有若干个支撑隔板13，所述支撑隔板13采用相对磁导率接近于1的不锈钢制作，与补偿罐10内壁通过焊接方式固定连接；支撑隔板13在与每根铁磁长杆1相对应的位置上加工有支撑隔板孔，以允许铁磁长杆穿过。支撑隔板孔能帮助铁磁长杆克服磁场力的径向分量以保持直径方向上的机械稳定性。更优地，支撑隔板之间的间距＜0.5m，支撑隔板的个数不少于3个。

支撑隔板孔的直径大于铁磁长杆1，典型值0.6mm，以使得铁磁长杆能容易地穿过支撑隔板孔。

两侧的补偿罐10与中间的分离罐20之间，通过中间部件30连接固定在一起，通过该模块化的设计，可降低组装难度。

所述中间部件30的纵截面呈U形，以获得最佳的抗弯性能。

所述分离罐20包含分离罐筒身和设置在分离罐筒身的两端的分离罐端部法兰21，位于两侧的补偿罐10内的铁磁长杆1的前端穿过补偿罐10后继续延伸到分离罐20上的同侧分离罐端部法兰21上。所述铁磁长杆1的前端部表面加工有外螺纹结构2，所述分离罐端部法兰21上对应于铁磁长杆1前端的位置设有螺纹盲孔22，所述铁磁长杆1的前端通过旋入相应的螺纹盲孔22以固定到分离罐端部法兰21上。这种结构，可以避免在补偿罐10与分离罐20的串联结构里在轴向上存在无铁磁材料分布的“空区域”。这些“空区域”将导致无法补偿的峰值剩余轴向磁场力。

所述铁磁长杆1的尾端被加工成外六角或两面平行的扁形或一字槽，以方便利用辅助工具实施旋入分离罐端部法兰螺纹盲孔的动作。更优地，优选外六角形，因其能够提供最佳的机械强度。

所述铁磁长杆1的尾端使用螺母3固定在补偿罐的外侧端法兰12上，并使用另外一个螺母锁紧，用以克服永远指向磁系中心的轴向磁场合力。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。