CN102159323A - 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、14、16、17），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、4a、4b、4c、4d）用于产生使可磁化的微粒朝该侧偏转的磁场梯度，其中，设置了磁轭（5）用于闭合从所述永磁体（4、4a、4b、4c、4d）到所述分离通道（3）的对置于所述永磁体（4、4a、4b、4c、4d）的一侧的磁路以及/或者在两个永磁体（4、4a、4b、4c、4d）之间的磁路。

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梯度。

背景技术

尤其在采矿领域中或者在废物分离的范围内，经常要相互分离具有不同磁特性的微粒，尤其将可磁化的微粒与不可磁化的微粒进行分离。为此提出，在例如由管道定义的分离通道附近布置一个或者多个永磁体，从而在管道内部产生磁场梯度。随后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。由于占支配地位的磁场梯度，也用磁场强度度量的力作用到可磁化的微粒上，所述力尤其将所述可磁化的微粒朝分离通道的与永磁体邻接的侧壁偏转。

提出过连续的方法，其中要通过分离装置例如挡板将侧向分离的可磁化的微粒与不可磁化的微粒分开，然而分离通道中的力分布大多数是如此不均匀，以致于在壁上形成了沉积物。因此，经常普遍的是设置一种强度的磁场梯度以及磁场，所述磁场梯度和磁场使得可磁化的部分积聚在分离通道的壁上，从而能够以后续的清洗步骤除去这些部分。

然而缺点是，通过这种装置产生的磁场梯度/磁场强度在分离通道的较远的范围内太小，以致于不能确保有效的分离。

发明内容

因此，本发明的任务是说明一种分离装置，其中由于较高的磁场强度或者说磁场梯度能够实现更好的分离。

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，设置磁轭用于闭合从永磁体到分离通道的对置于永磁体的一侧的磁路以及/或者闭合在两个永磁体之间磁路。

因此按本发明，作为单纯使用一个或者多个永磁体的补充，相应地提出设置磁轭形式的导体元件，从而将散射场损失最小化并且由此改善分离通道内部的场分布。因此，在一个或者多个仅仅布置在分离通道的一侧的永磁体的情况下提出，所述磁轭以及由此磁通形式的磁场部分也通过磁轭导向分离通道的对置的一侧，从而由此理想地闭合磁路，然而无论如何要实现改善的梯度形成。试验证明，在使用柱形的杆状的磁体以及关于另外的一侧对称敷设的柱形的铁磁轭时，不产生完全闭合的磁路，所述微粒也朝对置于永磁体的一侧偏转，然而无论如何要改善将可磁化的微粒朝永磁体偏转的磁场梯度的梯度结构并且提高磁场强度。如果要通过磁轭连接布置在分离通道的多个侧面上的永磁体或者说永磁体组合，其中背对分离通道的磁极分别通入磁轭中，那么可以实现磁场强化并且由此也实现磁场梯度的强化。在这里再次指出，作用到可磁化的微粒上的力不仅用磁场梯度度来度量，而且也用磁场强度本身度量，从而通过磁轭的按本发明的设置在每种所描述的情况下改善分离作用。

特别在布置一个或者多个永磁体时仅仅在分离通道的一侧产生正的作用的特别有利的设计方案提出，所述磁轭的对置于邻接分离通道的永磁体的表面大于永磁体的指向分离通道的表面，尤其在一侧围绕分离通道敷设的磁轭在对置于永磁体的一侧上超出分离通道加长地构造。所述磁轭的这种构造分配了磁路的磁力线的出口点，其中磁力线总是以已知的方式垂直地从表面出来，使得磁力线总体从永磁体或者说永磁体装置出发在分离通道上更多地拉入宽度中，从而整体获得更强的梯度。由此，表面增大尤其磁轭支臂的有针对性的加长用于产生具有高梯度的发散的场分布，从而进一步改善分离特性。

作为替代方案或者尤其也作为补充方案，可以为了产生较大的磁场梯度将磁轭的对置于邻接分离通道的永磁体的表面在其厚度上进行形状调整。在此利用，如已经在上面所描述的，磁力线基本上垂直地从磁轭表面出来，从而实现形成磁场的效应并且通过表面的巧妙的设计在三维中在图像上讲进一步相互拉开磁力线，从而在此也输送发散的场分布并且提高磁场梯度。具体地，所述磁轭可以具有尤其梯形或者圆形的凹处，分离通道尤其伸入该凹处中。因此，所述磁轭也可以分段地包围所述分离通道，这引起进一步改善的场形态，因为一方面提高了磁场梯度，然而另一方面也能够将磁轭的主要用于闭合磁路的相应的表面引到磁体附近。

能够类似地实现磁场分布进一步优化，方法是修改在永磁体侧指向分离通道的邻接分离通道的表面。如此可以提出，在磁体和分离通道之间布置可磁化的元件，尤其是盘，其中可以为了产生较大的磁场梯度有利地将盘的指向分离通道的表面在其厚度上进行形状调整。这里也相应地利用磁场总是垂直地从表面出来的效应，从而最终如此形成该磁场，从而在分离通道内部在尽可能强的磁场中也产生较大的磁场梯度，然而同时减少散射损失也就是在分离通道外部的磁场部分。因此，例如所述分离元件朝分离通道具有拱起的或者梯形的形状，尤其相应于磁轭的对置的凹处的形状。也就是可以相互调整磁轭和分离元件的表面的相应的形状配合部分，从而实现最佳的磁场分布以及改善的分离作用。

作为可磁化的元件的表面的相应构造的替代方案，当然也可以为了产生较大的磁场梯度对永磁体的指向分离通道的表面本身进行形状调整。在这种情况下，所述永磁体也可以朝分离通道具有拱起的或者梯形的形状，尤其相应于磁轭的对置的凹处的形状。

在本发明构思的有利的改进方案中还提出，可以设置偶数的永磁体，在这些永磁体中相同数量的永磁体分别对置，其中为了形成磁路，在外面围绕永磁体敷设的磁轭连接所述永磁体。用这种设计方案能够在分离通道的内部产生磁场结构，其将微粒非常有效地朝多个侧面或者在很多永磁体的极限情况下朝分离通道的所有侧面偏转。在此，连接永磁体的背对分离通道的磁极的在外面环绕的磁轭增强磁场地起作用并且提高了分离装置的分离功率。

尤其在使用一个或者两个永磁体时，所述磁轭能够设计成朝一侧敞开的。这在磁性作用的范围内也实现了朝分离通道的更好的进入。朝一侧敞开的磁轭能够连接两个对置的永磁体的背对分离通道的磁极。

另外也可以有利地使用朝一侧敞开的磁轭。如此能够在本发明的有利的设计方案中提出，设置一种回转装置用于使朝一侧敞开的磁轭以及永磁体或者两个永磁体摆动离开分离通道。由此能够将产生偏转性的磁场的装置置于远离分离通道的位置中，从而使其不再暴露在磁性作用下。这可以特别有利地加以利用，例如当为了分离通道的壁上的沉积物设置清洗步骤时。

在具有两个对置的永磁体的设计方案中可以考虑用于其定向的两个变型方案，按本发明可以设置两个定向。一方面，所述永磁体的指向分离通道的磁极可以是相同的，另一方面，指向分离通道的磁极可以是不同的。

在此，所述磁轭例如可以由铁、磁性的、适宜的并且可容易加工的材料制成。

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，

图2是按本发明的分离装置的第二实施例，

图3是按本发明的分离装置的第三实施例，

图4是按本发明的分离装置的第四实施例，并且

图5是按本发明的分离装置的第五实施例。

具体实施方式

图1示出了按本发明的分离装置1的重要组件的原理草图。该分离装置包括垂直于图纸平面延伸的管道2，该管道确定了分离通道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。所述分离装置1的任务是允许分离可磁化的和不可磁化的微粒。为此，现在设置布置在分离通道3的一侧的永磁体4，借助于该永磁体应该产生偏转磁场，该偏转磁场将可磁化的微粒朝永磁体4的一侧偏转。在此，在这里要说明的是，也可以替代一个永磁体4设置多个串联的永磁体。

为了在分离通道3内部优化磁场特性并且为了改善磁场强度，按本发明的分离装置1还包括磁轭5，该磁轭从永磁体4的背对分离通道3的磁极朝对置于永磁体4的一侧延伸，在那里磁轭以加长构造的支臂6终止。与永磁体4的面对分离通道的表面7相比，所述支臂6朝分离通道3相应地具有更大的表面8。因为在这里在9处表示的基本上垂直地从所述表面7、8出来的磁力线朝更大的表面8加宽了其分布，从而在分离通道3内部产生了更大的磁场梯度，该磁场梯度将微粒朝永磁体4偏转。同时通过由磁轭5引起的磁路的闭合整体描绘出分离通道3中更大的磁场强度，此外所述磁轭由铁制成。

图2示出了分离装置10的另一实施方式。在此，相同的部件设有相同的附图标记。可以看出，第二实施例即分离装置10与分离装置1的区别一方面在于，磁轭5的朝分离通道3的表面8进行了形状调整，也就是说，设置了梯形的凹处11，分离通道3或者说管道2伸入该凹处一段距离。此外，在永磁体4和分离通道3之间设置了盘12，该盘同样由铁制成，而朝分离通道3的表面13具有梯形地轻微拱起的形状。在此，该表面13的拱起基本上相应于所述凹处11。

在这里要说明的是，也可以直接为了改善偏转特性将永磁体4的指向分离通道3的表面7进行形状调整。此外，原则上也可以考虑其它的形状调整方案。

所述表面8和13的相应的形状设计如通过磁力线9所示出的那样，能够在磁场强度和偏转磁场梯度方面如此调整所述偏转磁场，从而实现更好的分离。所述梯形的凹处11尤其实现了在分离通道3的整个宽度上更强烈的磁场梯度，从而也能够将远离永磁体的可磁化的微粒朝永磁体4的一侧偏转。

图3示出了按本发明的分离装置14的第三实施例。与图2不同的是，在此设置了圆形的凹处15，该凹处允许更好地配合管道2或者说分离通道3。在此也示出了所产生的磁力线9。可以看出，也可以以这种方式实现更大的磁场强度以及偏转力的更好的分布。

在图4中示意性地示出了按本发明的分离装置16的第四实施例。在这种情况下，设置了两个永磁体4a和4b，所述永磁体在两个对置的侧面与分离通道3邻接。通过由铁制成的磁轭5连接永磁体4a和4b的背对管道2的磁极，所述磁轭提高了分离通道3内部的磁场强度，方法是其闭合磁路。重新在9处表示磁力线。

可以看出，连接两个永磁体4a和4b的磁轭5朝一侧敞开。这实现了所述磁轭5连同永磁体4a、4b沿着在图纸平面中延伸的水平轴线进行摆动，使得所述磁轭5与永磁体4a和4b能够远离分离通道3。因此有利地例如为了在清洗步骤中除去管道2的侧壁上的沉积物，设置了回转装置18，该回转装置实现了磁轭5离开分离通道3的回转过程。要说明的是，在使用仅仅一个唯一的永磁体4时所述磁轭5也可以朝一侧敞开，如在图1中就是这种情况。在那里也可以相应有利地使用回转装置18。在图1中也相应示出了所述回转装置。

在图5中示出了按本发明的具有四个永磁体4a、4b、4c和4d的分离装置17的第五实施例，其中所述永磁体中的每两个永磁体，也就是4a和4b以及4c和4d相互对置。连接永磁体4a-4d的背对分离通道3的磁极的磁轭5设计成环绕的并且相应地闭合四个磁路，如也可以看出磁力线9。

也可以考虑布置有四个以上的永磁体，其中在永磁体的数量非常大的情况下最终产生了一种力分布，这种力分布总体上将可磁化的微粒朝分离通道3的壁偏转。

Claims (13)

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、14、16、17），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、4a、4b、4c、4d）用于产生使可磁化的微粒朝该侧偏转的磁场梯度，其特征在于，设置了磁轭（5）用于闭合从所述永磁体（4、4a、4b、4c、4d）到所述分离通道（3）的对置于所述永磁体（4、4a、4b、4c、4d）的一侧的磁路以及/或者在两个永磁体（4、4a、4b、4c、4d）之间的磁路。

2.按权利要求1所述的分离装置，其特征在于，所述磁轭（5）的对置于邻接所述分离通道（3）的永磁体（4、4a、4b、4c、4d）的表面（8）大于所述永磁体（4、4a、4b、4c、4d）的指向所述分离通道（3）的表面（7），尤其在一侧围绕所述分离通道（3）敷设的磁轭（5）在对置于所述永磁体（4、4a、4b、4c、4d）的一侧上超出所述分离通道（3）加长地构造。

3.按权利要求1或2所述的分离装置，其特征在于，为了产生较大的磁场梯度，将所述磁轭（5）的对置于邻接所述分离通道（3）的永磁体（4、4a、4b、4c、4d）的表面（8）在其厚度上进行形状调整。

4.按权利要求3所述的分离装置，其特征在于，所述磁轭（5）具有尤其梯形的或者圆形的凹处（11、15），所述分离通道（3）尤其伸入所述凹处中。

5.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、4a、4b、4c、4d）和所述分离通道（3）之间布置可磁化的元件，尤其是盘（12）。

6.按权利要求5所述的分离装置，其特征在于，为了产生较大的磁场梯度，将所述元件的指向所述分离通道（3）的表面（13）在其厚度上进行形状调整。

7.按权利要求6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，尤其相应于所述磁轭（5）的对置的凹处（11、15）的形状。

8.按权利要求1到4中任一项所述的分离装置，其特征在于，为了产生较大的磁场梯度，对所述永磁体（4、4a、4b、4c、4d）的指向所述分离通道（3）的表面（7）进行形状调整。

9.按权利要求8所述的分离装置，其特征在于，所述永磁体（4、4a、4b、4c、4d）朝所述分离通道（3）具有拱起的或者梯形的形状，尤其相应于所述磁轭（5）的对置的凹处（11、15）的形状。

10.按上述权利要求中任一项所述的分离装置，其特征在于，设置偶数的永磁体（4、4a、4b、4c、4d），在这些永磁体中相同数量的永磁体分别对置，其中，为了形成磁路，在外面围绕所述永磁体（4、4a、4b、4c、4d）敷设的磁轭（5）连接所述永磁体（4、4a、4b、4c、4d）。

11.按上述权利要求中任一项所述的分离装置，其特征在于，朝一侧敞开的磁轭（5）连接两个对置的永磁体（4a、4b）的背对所述分离通道（3）的磁极。

12.按上述权利要求中任一项所述的分离装置，其特征在于，设置了回转装置（17）用于使朝一侧敞开的磁轭（5）以及永磁体或者两个永磁体（4、4a、4b）摆动远离所述分离通道（3）。

13.按上述权利要求中任一项所述的分离装置，其特征在于，所述磁轭（5）由铁制成。

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