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Verfahren und Vorrichtung zum Trennen von Materialien mit verschiedenen phy- sikalischen Eigenschaften.
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liehe mechanische Kräfte (Flüssigkeitsfäden, Gasströmungen) viel leichter abgelenkt werden kann, als ein um eine freie Achse rotierender Körper. Es kann daher diese Eigendrehung allein schon zum Scheiden benutzt werden. Selbstverständlich ist die Form und Grösse des Reaktionsraumes sowie auch die Form der Magnetpole und die dadurch bedingte Kraftlinienverteilung für die Scheidung von grosser Bedeutung.
An mehreren schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen soll der Erfindungsgegenstand näher erörtert werden.
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des Gefässes l angeordneten Elektromagneten erzeugt wird. zur Regelung der Strömungsrichtung im Seheidegefäss sind unterhalb der Scheidezone Düsen 5 vorgesehen, welche im Verein mit der durch den Rohrarm 3 hindurch, im Sinne des Pfeiles 2 in beliebiger Weise erzeugten Strömung den Durchgang des Seheidegutes durch die Seheidezone beeinflussen. Die eingebauten Klappen 6 und 7 dienen gleich-
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Trennung des niedersinkenden magnetischen Gutes von dem Nichtmagnetischen dient.
Mit A ist ein unmagnetisches Teilehen und mit B ein magnetisches bezeichnet ; der angefiigte Pfeil R1 und R2 zeigt nach Grösse und Richtung die Bewegung dieser Teilchen unter Wirkung des magnetischen Feldes der Schwerkraft und der Wirkung der Strömung des flüssigen oder gasförmigen Mediums an und zeigt auch, dass die Teilchen A links und die Teilchen B rechts der Klappe 8 niedergehen.
In Fig. 2 ist die Wirkung der einzelnen Kräfte auf die Teilchen A und B veranschaulicht, u. zw. stellen die Pfeile G die Richtung der Schwerkraft, die Pfeile 1F die Richtung der künstlichen Strömung und die Pfeile M die Richtung des Magnetfeldes dar.
Auf die nichtmagnetischen Teilchen A wirken die Schwerkraft ferner die durch die Düsen 5, die Klappen 6 und 7 sowie die Strömung durch den Rohrarm 3 erzeugten Strömungs- und Reibungskräfte.
Die Resultierende gibt den Teilchen A den Impuls R1 nach Richtung und Stärke. Auf die magnetischen
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in derselben Stärke, weil ja die Dichte, Oberflächenbeschaffenheit usw. ungleich sind, so dass hiedurch schon eine gewisse Scheidung des Gutes stattfinden kann. Ausserdem wirkt aber auf diese magnetischen Teilchen B noch das Magnetfeld, so dass die die Scheidung bewirkende Resultierende R2 entsteht.
Durch die Verwendung entsprechender Flüssigkeiten oder Gase innerhalb der Seheidungszone ist der Auftrieb und damit auch die Wirkung der Schwerkraftkomponente beeinflussbar. Da ferner die künstlich erzeugte Strömung nach Richtung und Grösse, ebenso wie das magnetische Feld beliebig ein-
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magnetischen Scheidungsmethoden möglich war.
Die Fig. 3 veranschaulicht im Schnitt eine andere Ausführungsform des Scheiders, wobei, da derselbe ganz symmetrisch ist, nur eine Hälfte gezeichnet wurde. In der Achse des zylindrischen Gefässes 9
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mit dem zweiten ringförmigen Pol 12 ausserhalb des Seheidegefässes 9 verbunden ist. Die Erregerwicklung ist mit 1. 3 bezeichnet. Der ringförmige Pol 12, der eine Stufe 14 in der Gefässwand umgibt, kann auch den Wandteil 15 umschliessen, wie dies die punktierte Linie bei 12'andeutet.
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Richtung durch Klappen 16 und 17 beeinflusst, während die Klappe 18 eine einstellbare Scheidewand zur Trennung des niedergehenden magnetischen Gutes von dem nichtmagnetisehen bildet.
Die nichtmagnetischen Teilchen sind wieder mit A bezeichnet, die magnetischen mit B ; die Pfeile zeigen die Be- wegungsrichtung. Durch nichtgezeiehnete Klappen und Düsen kann der niedergehende Strom, wie in der Fig. 1 veranschaulicht, beeinflusst werden. Natürlich kann man die Wirkung des magnetischen Feldes auch umkehren und eine Wanderung der magnetischen Teile nach der Mitte zu bewirken, wie man auch die Scheidung stufenweise in mehreren hintereinander geschalteten Apparaten vornehmen kann. Die Fig. 4 zeigt eine einfache Ausführungsform im Schnitt. Das zu seheidende Gut wird entlang der Achse des Scheidegefässes 19 durch das Rohr 20 in den Richtungen des Pfeiles f1 aufgegeben.
Das durch die Pole 21 und 22 erzeugte Magnetfeld besteht je nach der Form der Pole aus parallelen oder konvergierenden Kraftlinien. Das magnetische Gut wird entweder in der Richtung der Pfeile g und f4 oder nur in der Richtung des Pfeiles f4 ausgetragen, je nachdem man ein paralleles oder konvergierendes Magnetfeld
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scheidende Gut wird in den axialen Teil eines lotrecht stehenden Solenoides 24 durch ein Rohr 2. 5 ein- getragen und geht nun durch das Solenoid hindurch. Da der lichte Durchmesser des Solenoides im Vergleich zu seiner Länge gross ist, ist das magnetische Feld im Innern nicht homogen und es wird daher magnetisches Gut gegen die Wandung des Solenoides getrieben, während unmagnetisehes Gut in der Mitte bleibt.
Der Austritt gegen die Wandung kann noch wesentlich verstärkt werden, wenn man am Ende der Spule einen Eisenring 26 oder 27 anbringt, oder wenn man den Kraftlinienweg ausserhalb des Solenoids durch ein eisernes Joehstück 28 schliesst. Die Wirkung dieses Jochstiickes kann durch eine
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oder von der Seite her radial zugeführt werden.
In den Fällen, wie sie jetzt beschrieben wurden, können die Magnetfelder sowohl vom permanenten Magneten, als auch von, mit Gleich-oder Wechselstrom erregten Elektromagneten erzeugt werden.
Die Fig. 6 veranschaulicht die verwendeten Wechselstromfelder zur Scheidung durch die Erzeugung von Wirbelströmen im leitenden Scheidegut. Die gestrichelten Linien deuten die Kraftlinien des vom Pol 30 erzeugten elektromagnetischen Wechselfeldes an. Das Teilchen B bedeutet einen guten Elektrizitätsleiter, das Teilchen A einen schlechten Leiter. Im Körper B entstehen unter der Wirkung des Wechselfeldes Wirbelströme, die dem primären Magnetfeld entgegenwirken ; der Körper B wird daher aus dem primären Magnetfeld herausgestossen. Der magnetelektrische Bewegungsimpuls, kombiniert mit der Schwerkraft gibt dem Körper B daher eine Bewegung in der Richtung von 2 ?. Der Nichtleiter A passiert das Wechselfeld unbeeinflusst und folgt der Schwerkraft nach abwärts.
Im Falle der Verwendung eines Solenoides statt der ausgebildeten Pole, ähnlich wie es in der Fig. 5 veranschaulicht ist, müsste das zu scheidende Gut nicht wie in der Fig. o für magnetische Körper gezeichnet, zentral, sondern peri- pheriseh ausgetragen werden. Nicht reagierendes Material wandert an der Zylinderfläche abwärts, gute Leiter werden gegen die Solenoidachse hin gestossen. Der beim Durchführen guter Leiter durch ein Weehselfeld in denselben hervorgerufene mechanische Bewegungsimpuls kann wieder wie früher angegeben, mit dem mechanischen Felde kombiniert werden.
Die Fig. 7 und 8 zeigen statt der Verwendung eines geschlossenen röhrenförmigen Scheiders eine rinnenförmige Anordnung desselben, bei der sich aber der Scheidevorgang ebenfalls in der geschlossenen Strömung unter Ausschaltung der Oberflächenspannung abspielt. In der Fig. 7 ist mit 31 eine geneigte offene Rinne bezeichnet, die bei. 32 durch einen Schlitz unterbrochen ist. Die Breite dieses Schlitzes ist verstellbar, wie auch der linke Teil der Rinne 31 gegenÜber dem rechten Teile in der Richtung des Pfeiles/ verstellbar ist.
Der Strom mit dem zu seheidenden Gut bewegt sieh in der Richtung des Pfeiles und wird schon bei dieser Bewegung nach bekannten Grundsätzen das schwere Gut sich am Boden der
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Zu den magnetischen bzw. elektrischen Bewegungsimpulsen gesellt sich natürlich noch die Wirkung der Schwerkraft und der Zusatzströmungen.
Der vorerwähnte Mantel 41 kann aus einem magnetischen oder elektrisch indifferenten Stoff bestehen, er kann aber auch aus Eisen sein und gleiche Wandstärke besitzen oder aber auch mit polförmigen Nasen 41'versehen sein.
In den Fig. 11 und 12 ist eine besondere Ausgestaltung der Magnetpole dargestellt, welche für alle vorbeschriebenen Ausführungsformen verwendbar ist und einen sehr wirksamen Reaktionsraum liefert. Der Magnetpol 42 (Fig. 11) ist zweischneidig ausgebildet, um infolge der Spitzenwirkung die Kraftliniendichte bei 43 und 44 möglichst gross zu machen. Zwischen den beiden Schneiden münden auch die Düsen 45, welche die mechanischen Strömungen beeinflussen. Der so ausgebildete Magnetpol kann zwecks Vergrösserung des Reaktionsraumes und Verlängerung der Einwirkungsdauer im gleichen Apparat beliebig oft wiederholt werden. Eine derartige Anordnung ist in der Fig. 12 dargestellt, bei der die Polschneiden durch Längs-und Quernuten 46 und 47 in einzelne Pyramiden aufgelöst sind, deren Spitzen 48 besonders wirksam sind.
Die Strömungsdüsen können dabei sowohl in den Nuten 45'münden oder an den Spitzen der Pyramiden auftreten, wie es bei 45" veranschaulicht ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Trennen von Materialien mit verschiedenen physikalischen Eigenschaften in einem in einer geschlossenen Rohrführung oder Rinne geführten strömenden Medium unter der Wirkung eines magnetischen Feldes, wobei die aus Schwerkraft, Strömungsenergie und der Wirkung des magnetischen Feldes, sich zusammensetzende Kraft in einer im voraus bestimmbaren und regelbaren Stärke im Innern des strömenden Mediums so zur Einwirkung gebracht wird, so dass die mit dem strömenden Medium wandernden Materialien nach ihren verschiedenen physikalischen Eigensehaften in verschiedene Bahnen gelenkt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung der Strömung des Mediums durch in Stärke und Richtung regelbare Zusatzströmungen erfolgt.