用於分離在流過分離通道的懸浮液中輸送的可磁化的和不可磁化的微粒的分離裝置的製作方法
2023-06-12 05:54:36
專利名稱：用於分離在流過分離通道的懸浮液中輸送的可磁化的和不可磁化的微粒的分離裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於分離在流過分離通道的懸浮液中輸送的可磁化的和不可磁化的微粒的分離裝置，該分離裝置具有至少一個布置在分離通道的至少一側的永磁體用於產生使可磁化的微粒朝該側偏轉的磁場梯度。
背景技術：
尤其在採礦領域中或者在廢物分離的範圍內，經常要相互分離具有不同磁特性的微粒，尤其將可磁化的微粒與不可磁化的微粒進行分離。為此提出，在例如由管道定義的分離通道附近布置一個或者多個永磁體，從而在管道內部產生磁場梯度。隨後通過分離通道引導懸浮液，該懸浮液包含可磁化的和不可磁化的微粒。由於佔支配地位的磁場梯度，也用磁場強度度量的力作用到可磁化的微粒上，所述力尤其將所述可磁化的微粒朝分離通道的與永磁體鄰接的側壁偏轉。提出過連續的方法，其中要通過分離裝置例如擋板將側向分離的可磁化的微粒與不可磁化的微粒分開，然而分離通道中的力分布大多數是如此不均勻，以致於在壁上形成了沉積物。因此，經常普遍的是設置一種強度的磁場梯度以及磁場，所述磁場梯度和磁場使得可磁化的部分積聚在分離通道的壁上，從而能夠以後續的清洗步驟除去這些部分。然而缺點是，通過這種裝置產生的磁場梯度/磁場強度在分離通道的較遠的範圍內太小，以致於不能確保有效的分離。
發明內容
因此，本發明的任務是說明一種分離裝置，其中由於較高的磁場強度或者說磁場梯度能夠實現更好的分離。為了解決所述任務，在開頭所述類型的分離裝置中按本發明提出，設置磁軛用於閉合從永磁體到分離通道的對置於永磁體的一側的磁路以及/或者閉合在兩個永磁體之間磁路。因此按本發明，作為單純使用一個或者多個永磁體的補充，相應地提出設置磁軛形式的導體元件，從而將散射場損失最小化並且由此改善分離通道內部的場分布。因此，在一個或者多個僅僅布置在分離通道的一側的永磁體的情況下提出，所述磁軛以及由此磁通形式的磁場部分也通過磁軛導向分離通道的對置的一側，從而由此理想地閉合磁路，然而無論如何要實現改善的梯度形成。試驗證明，在使用柱形的杆狀的磁體以及關於另外的一側對稱敷設的柱形的鐵磁軛時，不產生完全閉合的磁路，所述微粒也朝對置於永磁體的一側偏轉，然而無論如何要改善將可磁化的微粒朝永磁體偏轉的磁場梯度的梯度結構並且提高磁場強度。如果要通過磁軛連接布置在分離通道的多個側面上的永磁體或者說永磁體組合，其中背對分離通道的磁極分別通入磁軛中，那麼可以實現磁場強化並且由此也實現磁場梯度的強化。在這裡再次指出，作用到可磁化的微粒上的力不僅用磁場梯度度來度量，而
3且也用磁場強度本身度量，從而通過磁軛的按本發明的設置在每種所描述的情況下改善分離作用。特別在布置一個或者多個永磁體時僅僅在分離通道的一側產生正的作用的特別有利的設計方案提出，所述磁軛的對置於鄰接分離通道的永磁體的表面大於永磁體的指向分離通道的表面，尤其在一側圍繞分離通道敷設的磁軛在對置於永磁體的一側上超出分離通道加長地構造。所述磁軛的這種構造分配了磁路的磁力線的出口點，其中磁力線總是以已知的方式垂直地從表面出來，使得磁力線總體從永磁體或者說永磁體裝置出發在分離通道上更多地拉入寬度中，從而整體獲得更強的梯度。由此，表面增大尤其磁軛支臂的有針對性的加長用於產生具有高梯度的發散的場分布，從而進一步改善分離特性。作為替代方案或者尤其也作為補充方案，可以為了產生較大的磁場梯度將磁軛的對置於鄰接分離通道的永磁體的表面在其厚度上進行形狀調整。在此利用，如已經在上面所描述的，磁力線基本上垂直地從磁軛表面出來，從而實現形成磁場的效應並且通過表面的巧妙的設計在三維中在圖像上講進一步相互拉開磁力線，從而在此也輸送發散的場分布並且提高磁場梯度。具體地，所述磁軛可以具有尤其梯形或者圓形的凹處，分離通道尤其伸入該凹處中。因此，所述磁軛也可以分段地包圍所述分離通道，這引起進一步改善的場形態，因為一方面提高了磁場梯度，然而另一方面也能夠將磁軛的主要用於閉合磁路的相應的表面引到磁體附近。能夠類似地實現磁場分布進一步優化，方法是修改在永磁體側指向分離通道的鄰接分離通道的表面。如此可以提出，在磁體和分離通道之間布置可磁化的元件，尤其是盤， 其中可以為了產生較大的磁場梯度有利地將盤的指向分離通道的表面在其厚度上進行形狀調整。這裡也相應地利用磁場總是垂直地從表面出來的效應，從而最終如此形成該磁場， 從而在分離通道內部在儘可能強的磁場中也產生較大的磁場梯度，然而同時減少散射損失也就是在分離通道外部的磁場部分。因此，例如所述分離元件朝分離通道具有拱起的或者梯形的形狀，尤其相應於磁軛的對置的凹處的形狀。也就是可以相互調整磁軛和分離元件的表面的相應的形狀配合部分，從而實現最佳的磁場分布以及改善的分離作用。作為可磁化的元件的表面的相應構造的替代方案，當然也可以為了產生較大的磁場梯度對永磁體的指向分離通道的表面本身進行形狀調整。在這種情況下，所述永磁體也可以朝分離通道具有拱起的或者梯形的形狀，尤其相應於磁軛的對置的凹處的形狀。在本發明構思的有利的改進方案中還提出，可以設置偶數的永磁體，在這些永磁體中相同數量的永磁體分別對置，其中為了形成磁路，在外面圍繞永磁體敷設的磁軛連接所述永磁體。用這種設計方案能夠在分離通道的內部產生磁場結構，其將微粒非常有效地朝多個側面或者在很多永磁體的極限情況下朝分離通道的所有側面偏轉。在此，連接永磁體的背對分離通道的磁極的在外面環繞的磁軛增強磁場地起作用並且提高了分離裝置的分離功率。尤其在使用一個或者兩個永磁體時，所述磁軛能夠設計成朝一側敞開的。這在磁性作用的範圍內也實現了朝分離通道的更好的進入。朝一側敞開的磁軛能夠連接兩個對置的永磁體的背對分離通道的磁極。另外也可以有利地使用朝一側敞開的磁軛。如此能夠在本發明的有利的設計方案中提出，設置一種迴轉裝置用於使朝一側敞開的磁軛以及永磁體或者兩個永磁體擺動離開分離通道。由此能夠將產生偏轉性的磁場的裝置置於遠離分離通道的位置中，從而使其不再暴露在磁性作用下。這可以特別有利地加以利用，例如當為了分離通道的壁上的沉積物設置清洗步驟時。在具有兩個對置的永磁體的設計方案中可以考慮用於其定向的兩個變型方案，按本發明可以設置兩個定向。一方面，所述永磁體的指向分離通道的磁極可以是相同的，另一方面，指向分離通道的磁極可以是不同的。在此，所述磁軛例如可以由鐵、磁性的、適宜的並且可容易加工的材料製成。
本發明的其它優點和細節從下面描述的實施例以及根據附圖獲得。附圖在此示出
圖1是按本發明的分離裝置的第一實施例， 圖2是按本發明的分離裝置的第二實施例， 圖3是按本發明的分離裝置的第三實施例， 圖4是按本發明的分離裝置的第四實施例，並且圖5是按本發明的分離裝置的第五實施例。
具體實施例方式圖1示出了按本發明的分離裝置1的重要組件的原理草圖。該分離裝置包括垂直於圖紙平面延伸的管道2，該管道確定了分離通道3，該分離通道裝備有包含可磁化的和不可磁化的微粒的懸浮液。所述分離裝置1的任務是允許分離可磁化的和不可磁化的微粒。 為此，現在設置布置在分離通道3的一側的永磁體4，藉助於該永磁體應該產生偏轉磁場， 該偏轉磁場將可磁化的微粒朝永磁體4的一側偏轉。在此，在這裡要說明的是，也可以替代一個永磁體4設置多個串聯的永磁體。為了在分離通道3內部優化磁場特性並且為了改善磁場強度，按本發明的分離裝置1還包括磁軛5，該磁軛從永磁體4的背對分離通道3的磁極朝對置於永磁體4的一側延伸，在那裡磁軛以加長構造的支臂6終止。與永磁體4的面對分離通道的表面7相比，所述支臂6朝分離通道3相應地具有更大的表面8。因為在這裡在9處表示的基本上垂直地從所述表面7,8出來的磁力線朝更大的表面8加寬了其分布，從而在分離通道3內部產生了更大的磁場梯度，該磁場梯度將微粒朝永磁體4偏轉。同時通過由磁軛5引起的磁路的閉合整體描繪出分離通道3中更大的磁場強度，此外所述磁軛由鐵製成。圖2示出了分離裝置10的另一實施方式。在此，相同的部件設有相同的附圖標記。 可以看出，第二實施例即分離裝置10與分離裝置1的區別一方面在於，磁軛5的朝分離通道3的表面8進行了形狀調整，也就是說，設置了梯形的凹處11，分離通道3或者說管道2 伸入該凹處一段距離。此外，在永磁體4和分離通道3之間設置了盤12，該盤同樣由鐵製成，而朝分離通道3的表面13具有梯形地輕微拱起的形狀。在此，該表面13的拱起基本上相應於所述凹處11。在這裡要說明的是，也可以直接為了改善偏轉特性將永磁體4的指向分離通道3 的表面7進行形狀調整。此外，原則上也可以考慮其它的形狀調整方案。
所述表面8和13的相應的形狀設計如通過磁力線9所示出的那樣，能夠在磁場強度和偏轉磁場梯度方面如此調整所述偏轉磁場，從而實現更好的分離。所述梯形的凹處11 尤其實現了在分離通道3的整個寬度上更強烈的磁場梯度，從而也能夠將遠離永磁體的可磁化的微粒朝永磁體4的一側偏轉。圖3示出了按本發明的分離裝置14的第三實施例。與圖2不同的是，在此設置了圓形的凹處15，該凹處允許更好地配合管道2或者說分離通道3。在此也示出了所產生的磁力線9。可以看出，也可以以這種方式實現更大的磁場強度以及偏轉力的更好的分布。在圖4中示意性地示出了按本發明的分離裝置16的第四實施例。在這種情況下， 設置了兩個永磁體如和4b，所述永磁體在兩個對置的側面與分離通道3鄰接。通過由鐵製成的磁軛5連接永磁體如和4b的背對管道2的磁極，所述磁軛提高了分離通道3內部的磁場強度，方法是其閉合磁路。重新在9處表示磁力線。可以看出，連接兩個永磁體如和4b的磁軛5朝一側敞開。這實現了所述磁軛5連同永磁體^、4b沿著在圖紙平面中延伸的水平軸線進行擺動，使得所述磁軛5與永磁體如和4b能夠遠離分離通道3。因此有利地例如為了在清洗步驟中除去管道2的側壁上的沉積物，設置了迴轉裝置18，該迴轉裝置實現了磁軛5離開分離通道3的迴轉過程。要說明的是，在使用僅僅一個唯一的永磁體4時所述磁軛5也可以朝一側敞開，如在圖1中就是這種情況。在那裡也可以相應有利地使用迴轉裝置18。在圖1中也相應示出了所述迴轉裝置。在圖5中示出了按本發明的具有四個永磁體如、仙、如和4(1的分離裝置17的第五實施例，其中所述永磁體中的每兩個永磁體，也就是如和4b以及如和4d相互對置。連接永磁體的背對分離通道3的磁極的磁軛5設計成環繞的並且相應地閉合四個磁路， 如也可以看出磁力線9。也可以考慮布置有四個以上的永磁體，其中在永磁體的數量非常大的情況下最終產生了一種力分布，這種力分布總體上將可磁化的微粒朝分離通道3的壁偏轉。
權利要求
1.用於分離在流過分離通道(3)的懸浮液中輸送的可磁化的和不可磁化的微粒的分離裝置(1、10、14、16、17)，該分離裝置具有至少一個布置在所述分離通道(3)的至少一側的永磁體(4、4a、4b、4c、4d)用於產生使可磁化的微粒朝該側偏轉的磁場梯度，其特徵在於， 設置了磁軛(5)用於閉合從所述永磁體(4、4a、4b、4c、4d)到所述分離通道(3)的對置於所述永磁體(4、4a、4b、4c、4d)的一側的磁路以及/或者在兩個永磁體(4、4a、4b、4c、4d)之間的磁路。
2.按權利要求1所述的分離裝置，其特徵在於，所述磁軛(5)的對置於鄰接所述分離通道(3)的永磁體(4、4a、4b、4c、4d)的表面(8)大於所述永磁體(4、4a、4b、4c、4d)的指向所述分離通道(3)的表面(7)，尤其在一側圍繞所述分離通道(3)敷設的磁軛(5)在對置於所述永磁體(4、4a、4b、4c、4d)的一側上超出所述分離通道(3)加長地構造。
3.按權利要求1或2所述的分離裝置，其特徵在於，為了產生較大的磁場梯度，將所述磁軛(5)的對置於鄰接所述分離通道(3)的永磁體(4、4a、4b、4c、4d)的表面(8)在其厚度上進行形狀調整。
4.按權利要求3所述的分離裝置，其特徵在於，所述磁軛(5)具有尤其梯形的或者圓形的凹處(11、15)，所述分離通道(3)尤其伸入所述凹處中。
5.按上述權利要求中任一項所述的分離裝置，其特徵在於，在所述永磁體(4、4a、4b、 k、4d)和所述分離通道(3)之間布置可磁化的元件，尤其是盤(12)。
6.按權利要求5所述的分離裝置，其特徵在於，為了產生較大的磁場梯度，將所述元件的指向所述分離通道(3 )的表面(13 )在其厚度上進行形狀調整。
7.按權利要求6所述的分離裝置，其特徵在於，所述元件朝所述分離通道(3)具有拱起的或者梯形的形狀，尤其相應於所述磁軛(5)的對置的凹處(11、15)的形狀。
8.按權利要求1到4中任一項所述的分離裝置，其特徵在於，為了產生較大的磁場梯度，對所述永磁體(4、4a、4b、4c、4d)的指向所述分離通道(3)的表面(7)進行形狀調整。
9.按權利要求8所述的分離裝置，其特徵在於，所述永磁體(4、4a、4b、4c、4d)朝所述分離通道(3)具有拱起的或者梯形的形狀，尤其相應於所述磁軛(5)的對置的凹處(11、15)的形狀。
10.按上述權利要求中任一項所述的分離裝置，其特徵在於，設置偶數的永磁體(4、 ^、4b、k、4d)，在這些永磁體中相同數量的永磁體分別對置，其中，為了形成磁路，在外面圍繞所述永磁體(4、4a、4b、4c、4d )敷設的磁軛(5 )連接所述永磁體(4、4a、4b、4c、4d )。
11.按上述權利要求中任一項所述的分離裝置，其特徵在於，朝一側敞開的磁軛(5)連接兩個對置的永磁體(4a、4b)的背對所述分離通道(3)的磁極。
12.按上述權利要求中任一項所述的分離裝置，其特徵在於，設置了迴轉裝置(17)用於使朝一側敞開的磁軛(5)以及永磁體或者兩個永磁體(4、4a、4b)擺動遠離所述分離通道 (3)。
13.按上述權利要求中任一項所述的分離裝置，其特徵在於，所述磁軛(5)由鐵製成。
全文摘要
本發明涉及一種用於分離在流過分離通道(3)的懸浮液中輸送的可磁化的和不可磁化的微粒的分離裝置(1、10、14、16、17)，該分離裝置具有至少一個布置在所述分離通道(3)的至少一側的永磁體(4、4a、4b、4c、4d)用於產生使可磁化的微粒朝該側偏轉的磁場梯度，其中，設置了磁軛(5)用於閉合從所述永磁體(4、4a、4b、4c、4d)到所述分離通道(3)的對置於所述永磁體(4、4a、4b、4c、4d)的一側的磁路以及/或者在兩個永磁體(4、4a、4b、4c、4d)之間的磁路。
文檔編號B03C1/28GK102159323SQ200980136683
公開日2011年8月17日 申請日期2009年9月1日 優先權日2008年9月18日
發明者B·特勞特曼, J·奧斯瓦爾德, K·本德, W·施密特 申請人:西門子公司