CN102159322A - 用于分离在流过分离通道的悬浮液中输送的可磁化的和不可磁化的微粒的分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于分离在流过分离通道（3）的悬浮液中输送的可磁化的和不可磁化的微粒的分离装置（1、10、11），该分离装置具有至少一个布置在所述分离通道（3）的至少一侧的永磁体（4）用于产生使可磁化的微粒朝该侧偏转的磁场，其中，除了所述永磁体（4），还设置了至少一个线圈（7）用于产生额外的磁场。

Description

用于分离在流过分离通道的悬浮液中输送的可磁化的和不可磁化的微粒的分离装置

技术领域

本发明涉及一种用于分离在流过分离通道的悬浮液中输送的可磁化的和不可磁化的微粒的分离装置，该分离装置具有至少一个布置在分离通道的至少一侧的永磁体用于产生使可磁化的微粒朝该侧偏转的磁场。

背景技术

尤其在采矿领域中或者也在废物分离的领域内，经常希望以尽可能简单的方法分离不可磁化的与可磁化的微粒。为此提出，通过分离通道引导悬浮液，该悬浮液包含可磁化的和不可磁化的微粒。在此，通过与分离通道邻接地布置的磁场产生机构产生偏转磁场，该磁场除了足够大的场强外也应该具有尽可能在整个分离通道上足够大的磁场梯度，因为作用到可磁化的微粒上的力以这两者为尺度。由此，在所述偏转磁场中，可磁化的微粒受到例如使所述可磁化的微粒朝磁场产生机构的侧面偏转的力。要以这种方式实现微粒的分离。

在此提出，作为磁场产生机构使用线圈。为了产生充分有效的磁场，必须以非常大的电流对线圈进行通电。这导致巨大的能量消耗，然而也导致不希望的危害分离装置的功能性的加热。

因此提出，作为磁场产生机构使用永磁体，不需要电流用于该永磁体的运行。然而这里的缺点是，在永磁体附近形成了可磁化的微粒的强烈的集中，这种集中阻碍或者甚至阻止了通流。在最不利的情况下，必须去除永磁体或者用机械的机构去除可磁化的微粒的沉积物。这导致不稳定的过程，该过程必须以定期的间隔来停止。

发明内容

因此，本发明的任务是说明一种相对于此得到改善的分离装置。

为了解决所述任务，在开头所述类型的分离装置中按本发明提出，除了永磁体之外，设置至少一个用于产生额外的磁场的线圈。

也就是本发明提出，使用至少一个线圈与至少一个永磁体的组合用于运行分离装置。原则上可以对用于产生增强偏转磁场的磁场的线圈进行通电，从而在某种程度上由于永磁的份额消耗较少的能量并且通过断开线圈能够削弱磁场，而特别有利的是，可以对用于产生削弱永磁体的偏转磁场的磁场的线圈进行通电。特别有利的是可以利用由两种工作类型组成的组合。

在每种这里所述的情况下，与仅仅通过线圈运行的分离装置相比，需要较少的能量，从而也产生较少的加热。与具有仅仅一个永磁体的装置相比，获得了根据需要控制磁场的可能性，也就是增强或者削弱磁场的可能性。当要分离具有较大惯性的较大微粒或者设置悬浮液的较高流动速度时，如此增强偏转磁场例如可以是很有意义的。

如果可以对用于产生削弱偏转磁场的磁场的线圈进行通电，那么获得了一系列其它优点。可以在存在沉积物时或者定期地削弱偏转磁场，从而能够在一定程度上再释放所述沉积的可磁化的微粒，从而由流体进一步输送所述微粒。以这种方式能够实现连续的过程。这样，原则上尤其仅仅还在应该进行这种削弱也就是分离沉积物的区段中无论如何需要进行通电。在此已经要说明的是，在此不涉及-反正几乎不可能的-完全均等化永磁体的磁场，而是涉及其在相关区域内也就是在分离通道内部的削弱。

为了布置所述线圈，可以在本方法的范围内考虑多种方案。例如一方面可以将所述线圈或者一个线圈包围所述永磁体或者至少一个永磁体地进行布置。以这种方法可以在实际上“在现场”对由永磁体产生的偏转磁场产生影响。这实现了特别宽的工作区域。

作为替代方案或者补充方案，可以将所述线圈或者一个线圈围绕与永磁体连接的磁轭进行布置。通常设置这种磁轭用于闭合到分离通道的另一侧的或者到另外的永磁体的磁路。所述磁轭由此输送一部分场强，也就是原则上用于增强存在于分离通道中的磁场。通过将一个或者多个线圈布置在磁轭上不仅能够增强所述作用，而且能够削弱所述作用，尤其是消灭所述作用。

在有利的设计方案中，也可以将所述线圈或者一个线圈在分离通道的对置于所述永磁体或者一个永磁体的一侧上布置在磁轭上。也就是已经证明，仅仅将尤其在形式上相对于永磁体对称构造的磁轭布置在永磁体的对置的侧面上不会引起在两个对置的永磁体中给出的磁场分布。由在侧面从磁轭出去的磁场份额引起的散射场损失是相当大的。对置于永磁体的线圈能够在此基本改善磁场传导效应，或者甚至替代布置在那里的永磁体。然而同时也有利地定位所述线圈，从而产生削弱性的磁场，该削弱性的磁场尽可能完全将对置的永磁体的磁场从分离通道中排挤出去，从而能够松开可磁化的微粒的结块。

如已经提到的，存在许多根据所希望的效果或者工作参数触发所述至少一个线圈的有利的方案。因此，能够有利地设置用于触发线圈的控制装置。该控制装置尤其在线圈运行应该取决于工作参数或者要求时根据工作参数和/或使用者输入来调节线圈通电。如此，例如可能在有待分离的微粒特别大时或者流动速度较快时要求增强偏转磁场。然而当使用永磁体与线圈的组合时，也存在大量其它的使偏转磁场配合所需条件的方案。

在所述分离装置的特别有利的设计方案中可以提出，设置至少一个与控制装置连接的、探测分离通道中可磁化的微粒的结块或沉积物的传感器，其中所述控制装置在存在显示结块或者沉积物的信号时用于对用于削弱偏转磁场的线圈进行通电。因此，如果设置线圈用于在通过避免结块或沉积物实现尤其连续的过程方面削弱偏转磁场，那么一旦检测到结块或沉积物，就可以根据需要以所述设计方案接通所述线圈。以这种方法进一步使所述分离装置的连续运行自动化并且节省能量，方法是仅仅在需要时运行所述线圈。

在所述永磁体和分离通道之间可以布置可磁化的元件，尤其是盘。当在分离通道壁附近存在太靠近并且由此太强的磁场梯度时，这种元件总是很有意义的，所述磁场梯度也可以通过对线圈的通电来不完全地削弱以使得可磁化的微粒的结块或者沉积物松开。然而还可以关于另一有利的作用设计这种盘。可以如此进行设置，即所述元件朝分离通道具有拱起的或者梯形的形状。以这种方式使得侧面最小化，从而出现很小的散射损失。

作为替代方案，为了避免散射损失也可以通过侧面的最小化设置分离装置的设计方案，其中磁体的指向分离通道的表面具有拱起的或者梯形的形状。也就是在这种情况下，所述永磁体的表面本身得到调整。

附图说明

本发明的其它优点和细节从下面描述的实施例以及根据附图获得。附图在此示出：

图1是按本发明的分离装置的第一实施例的原理草图，

图2是按本发明的分离装置的第二实施例的原理草图，

图3是按本发明的分离装置的第三实施例的原理草图，以及

图4是示出另一可能的线圈位置的草图。

具体实施方式

图1示出了按本发明的分离装置1。垂直于图纸平面延伸的管道2确定了分离通道3，该分离通道装备有包含可磁化的和不可磁化的微粒的悬浮液。在分离通道3的一侧设置永磁体4，该永磁体产生总是存在的永久磁场。通过由铁制成的磁轭5闭合到分离通道3的对置于永磁体4的一侧的磁路，其中磁轭5的支臂6为了增大对置于永磁体4的表面以改善磁场特性而超出所述分离通道3延长地构成。

所述分离装置1还包括线圈7，该线圈的线匝围绕永磁体4延伸。该线圈7现在可以用于要么在恒定通电时稳态地要么也在时间上可变化地削弱或者增强在分离通道3内部作为偏转磁场起作用的永久磁场。

现在，在所述分离装置1中对线圈7进行在时间上可变化的通电。控制装置8用于触发线圈7，该控制装置与线圈7连接。

由此，通常可以根据情况改变分离通道3中的偏转磁场，这意味着可以增强或者削弱该磁场。通过永磁体4与电流流过的线圈7的组合，能够利用单个系统的优点，也就是说，通过永磁体4能够形成磁性的偏转场，而不必使用持续的电能并且恒定地产生损耗热量，通过线圈能够产生关于时间可改变的额外的磁场。现在通过所述组合借助于经由控制装置8的触发获得了产生配合分离过程的关于时间可改变的偏转磁场并且限制所述组件的能量需求的可能性。为此，必须很好地相互协调所述组件永磁体4和线圈7，其中线圈电流通过控制装置8在时间上进行控制或调节。在此，例如根据工作参数和/或使用者输入来调节线圈电流，从而例如在分离特别大的微粒时增强偏转磁场，在通过分离通道3的流动速度非常慢时削弱该磁场等。

然而尤其也可以通过朝永磁体4的强烈的吸引力制止在这种分离装置1中出现的可磁化的微粒在分离通道3的管壁2上的结块或沉积物的问题，方法是通过控制装置8如此对所述线圈7进行通电，使得沉积在管壁上的微粒可以尤其也通过流动的支持再度脱落并且能够得到进一步的输送。以这种方式能够实现连续的分离过程。

这原则上能够通过以下方法实现，例如在固定的时间间隔内通过对线圈7的相应的通电来削弱偏转磁场。然而在本实施例中，额外地在分离通道上或者分离通道内设置传感器9，所述传感器同样与控制装置8连接并且能够探测出可磁化的微粒的结块和/或沉积物。这样，在存在来自传感器9的相应的信号时，所述控制装置8如此触发所述线圈7，从而能够以理想的方式在形成阶段就已经又散开所述沉积物或者结块。

在此应该说明的是，在此通过经由控制装置8触发所述至少一个线圈7的说法当然也可以用于下面的实施例，即使在那里不再详细地讨论该触发。

图2示出了分离装置10的第二实施例，其中在此并且在下面为了简化起见，相同的组件用相同的附图标记表示。与分离装置1不同的是，在分离装置10中线圈7没有围绕永磁体4卷绕，而是错开地围绕磁轭5进行卷绕。由此也会对偏转磁场产生相应的影响。

图3示出了按本发明的分离装置11的第三实施例。在此如此构造所述磁轭5，从而产生相对于柱形的永磁体4对称的磁轭支臂12，该磁轭支臂从另外一侧伸到分离通道3或者说管子2旁边。如果在磁轭5上仅仅设置一个这种对称构造的磁轭支臂12，那么已经证明，虽然通过磁轭5在一定程度上增强了偏转磁场，但是没有出现对称的偏转磁场，因为在宽度上拉入所述支臂12的磁场的磁场份额也已经在支臂12的上侧和下侧上溢出。

所述分离装置11也包括线圈7，该线圈的绕组在此围绕所述支臂12延伸。在这种情况下，也获得了大量通过对线圈7进行相应的通电来影响偏转磁场的方案。例如能够对线圈7如此进行通电，使得其最终如第二永磁体4一样起作用，并且形成了偏转磁场的对称的磁场分布，在该磁场分布中可磁化的微粒不仅能够朝所述支臂12偏转，而且能够朝永磁体4偏转。以这种方式增强分离效果。然而也可以如此对所述线圈7进行通电，使得其在某种程度上遏制永磁体4的磁场并且将分离通道3内部的偏转力最小化，从而例如能够使可磁化的微粒的沉积物以及结块松脱。

在此，如上所述地进行触发。

所述分离装置11还包括布置在永磁体4和分离通道3之间的盘13，该盘用作两个目的。一方面该盘将永磁体4与分离通道3隔开并且由此产生“缓冲区域”，在分离通道3中的偏转磁场按希望削弱时能够将永磁体4的磁场遏制到所述缓冲区域中。另一方面，所述盘13朝分离通道3构造成梯形的，使得侧面最小化并且由此降低散射损失。

为了实现最后所述的作用，也可以在其余方面代替由铁制成的盘13相应地构造永磁体4的面对通道3的表面。

即使在至今为止所述的实施例中分别只示出了一个永磁体4和一个线圈7，这也不意味着对所述实施方式的限制。也可以设置多个永磁体4和/或多个线圈7。例如可以考虑代替图3中的支臂12设置另一永磁体4并且另一线圈7包围图3中布置在右边的永磁体4的布置方式。

图4现在以原理草图的形式示出了沿着闭合的磁路14布置一个或者多个线圈7的其它方案。显然可以考虑大量拓展方案。

Claims (11)

1.用于分离在流过分离通道（3）的悬浮液中输送的可磁化的和不可磁化的微粒的分离装置（1、10、11），该分离装置具有至少一个布置在所述分离通道（3）的至少一侧的永磁体（4）用于产生使可磁化的微粒朝该侧偏转的磁场，其特征在于，除了所述永磁体（4），还设置了至少一个线圈（7）用于产生额外的磁场。

2.按权利要求1所述的分离装置，其特征在于，能够对所述线圈（7）进行通电用于产生增强所述偏转磁场的磁场。

3.按权利要求1或2所述的分离装置，其特征在于，能够对所述线圈（7）进行通电用于产生削弱所述偏转磁场的磁场。

4.按上述权利要求中任一项所述的分离装置，其特征在于，所述线圈或者一个线圈（7）包围所述永磁体（4）地进行布置。

5.按上述权利要求中任一项所述的分离装置，其特征在于，所述线圈或者一个线圈（7）围绕与所述永磁体（4）连接的磁轭（5）进行布置。

6.按权利要求5所述的分离装置，其特征在于，所述线圈或者一个线圈（7）在所述分离通道（3）的对置于所述永磁体（4）的一侧上布置在所述磁轭（5）上。

7.按上述权利要求中任一项所述的分离装置，其特征在于，设置控制装置（8）用于触发所述线圈（7）。

8.按权利要求7所述的分离装置，其特征在于，设置至少一个与所述控制装置（8）连接的、探测所述可磁化的微粒在所述分离通道中的结块或沉积物的传感器（9），其中，所述控制装置（8）在存在显示结块或者沉积物的信号时用于对所述线圈（7）进行通电以用于削弱所述偏转磁场。

9.按上述权利要求中任一项所述的分离装置，其特征在于，在所述永磁体（4）和所述分离通道（3）之间布置可磁化的元件，尤其是盘（13）。

10.按权利要求9所述的分离装置，其特征在于，所述元件朝所述分离通道（3）具有拱起的或者梯形的形状。

11.按权利要求1到8中任一项所述的分离装置，其特征在于，所述永磁体（4）的指向所述分离通道（3）的表面具有拱起的或者梯形的形状。

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