CN103429351A - 用于分离悬浮液中包含的磁性的或能磁化的微粒的分离设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于分离悬浮液中包含的磁性的或能磁化的微粒（8）的分离设备（1），具有：能由悬浮液穿流的分离通道（4）；布置在分离通道的一侧的铁磁的磁轭（3）；至少一个用于产生磁性的偏转场的磁场发生装置以及设置在分离通道（4）出口处的、用于分离磁性的或能磁化的微粒的分离元件（17），其中，磁场发生装置具有多个沿着分离通道布置的、能通过控制装置控制的线圈（6，14，15），其中，用于控制相邻的线圈（6，14，15）的控制装置（9，13，16）设有交替的电流方向。

Description

用于分离悬浮液中包含的磁性的或能磁化的微粒的分离设备
技术领域
本发明涉及一种用于分离悬浮液中包含的磁性的或能磁化的微粒的分离设备，具有能由悬浮液穿流的分离通道；布置在分离通道的一侧的铁磁的磁轭；至少一个用于产生磁性的偏转场的磁场发生装置以及布置分离通道的出口处的、用于分离磁性的或能磁化的微粒的分离元件，其中，磁场发生装置具有多个沿着分离通道布置的、能利用控制装置控制的线圈。
背景技术
由DE 10 2008 047 852A1已知一个这样的分离设备。对于连续的方法这个分离设备适用于分离既包括能磁化的又包括不能磁化的微粒的混合物。在此分离设备提出，通过线圈产生时间上变化的偏转磁场，特别是行波，使得这些微粒在磁场或者磁场梯度的影响下在分离通道的内表面处收集。在分离通道的穿流期间能磁化的微粒在分离通道的壁处收集，使得微粒在离开分离通道时可被分离。相对于恒定磁场提供了一个时间上变化的行波场，使得存在无场的区域，其中不存在磁场梯度。这些场空隙随着流动迁移，使得磁性的或磁化了的微粒在进入磁场空隙时又从分离通道壁脱离并且通过流动被继续运送。相应地不会出现微粒的过量的收集，其必须通过间断的方法或者说相应的方法步骤消除。
利用这样的分离设备，由能磁化的和不能磁化的微粒的构成的混合物或悬浮液可被分离。在此要用到行波场，其沿着分离通道在分离挡板的方向上运动。这个行波磁场向磁性的微粒施加即朝向又垂直于壁在悬浮液流动的方向上指向的力。通过这个力和流动的悬浮液的液力的力的组合使磁性的微粒向分离通道壁的附近聚集并且在分离隔板的方向上运送。沿着分离通道按顺序地布置的线圈的通流这样实现，即在某一时间点在相邻的线圈内电流在相同的方向上流动，相邻的线圈的不同之处仅在于相位角。在线圈布置的纵向方向上，电流以正弦形半波的形式变化，正弦形的半波利用无场的区域或时间部段交替。
在由DE 10 2008 047 852A1已知的分离设备中试验结果表明，在分离通道的部分区域中出现不期望的力分量，该力分量将微粒远离被穿流的分离通道壁而运动，使得出现一定份额的微粒不能被分离。
发明内容
本发明的根本目的在于，给出一种能实现磁性的或能磁化的微粒的更好的分离的分离设备。
为实现这一目的根据本发明在前面提及的类型的分离设备中提出，用于控制相邻的线圈的控制装置设有交替的电流方向。
本发明的根本认识在于，通过供给相邻的线圈相反的电流，可以避免导致微粒远离分离通道壁运动的不利的力分量。预期的分离效果由此通过不同于根据DE 10 2008 047 852A1中的分离设备的另一种效应实现。
然而根据本发明提出，向相邻的线圈供给不同的、也就是相反的电流方向。在此，电流的绝对值和形式在分离通道的纵向方向上保持不变，也就是说，电流有一个正弦曲线的走向。当然不同的是从一个线圈到另一线圈的电流方向，根据本发明相邻的线圈具有相反的电流方向。计算和测试表明，磁场的梯度垂直于电流方向，基本上是只在朝向线圈方向或朝向分离通道壁的方向上指向，与此相应地利用根据本发明的分离设备可以实现磁性的和能磁化的微粒以很高的效率被分离。
在根据本发明的分离设备中控制装置可以这样设置，即通过线圈产生的磁场的梯度基本上指向线圈。这个有利的作用是所阐述的方向相反指向的电流的结果，该电流导致基本上没有在其他方向上、如远离线圈的方向上产生力分量。由此而带来的进一步优点是，根据本发明的分离设备的运行所必需的电流需求是最小的。
依照根据本发明的分离设备的改进方案可以提出，每一个线圈配有自身的控制装置。相应地可以单独地控制每一个线圈，由此可产生预期的电流模型。
同样在本发明范畴内的是，至少一个控制装置设置为可编程的电源或变流器。通过这个电源或变流器可以预期的方式设定并且控制输送给线圈的电流。
当相邻的线圈的相反的电流有相位移时，根据本发明的分离设备可以实现特别好的分离。通过产生的电流的时间上的偏移形成交替的行波磁场，由此形成预期的作用于位于悬浮液中的微粒的力分量。
特别优选的是，相邻的线圈的电流的相位移为5°至20°，特别是10°。也可以考虑的是，相邻的线圈的时间上的偏移是可调整的。
根据本发明的分离设备中可以提出，每一个线圈的仅利用正半波或负半波通电。在其它的循环期间这同一个线圈的供电可以一次是正半波然后紧接着是负半波。在此重要的是，相邻的线圈分别被交替的电流方向的电流加载。
在这方面优选的是，线圈在两个半波之间基本上是无电的。相应地正半波不会立即转动负半波，取而代之地存在一个时间间隔，在该时间间隔中线圈是不通电的。因为这种状态下不存在磁场梯度，没有力作用于磁性的或能磁化的微粒上，使得微粒通过悬浮液的液力的力继续传送。由此带来的优点是，避免大量的微粒粘附在特点的位置处，否则必须通过另外的电的或机械手段去除。
在本发明范畴中可以提出，在根据本发明的分离设备的分离通道中布置有挤压体（Verdraengerkoerper）。例如设计为圆柱形的挤压体使形成环状的具有预期的宽度的分离通道。优选地，在分离通道的端部布置有分离隔板，以便把磁性的和能磁化的微粒于空心的岩石分离。
附图说明
以下参照附图根据实施例阐述本发明的更多的优点和细节。附图是示意图并且示出：
图1是根据本发明的分离设备的切面图
图2是根据本发明的分离设备的多个线圈电流特性曲线图，其中，电流特性曲线绘于相位角上。
具体实施方式
图1示出的分离设备1包括圆柱形的挤压体2，其由同心的圆柱形的由铁构成的磁轭3间隔开地环绕。在挤压体2和磁轭3之间形成环状的分离通道4。铁质磁轭带有环绕的槽5，在该槽中中布置有线圈6。分离通道4和线圈6被未详细示出的分离壁相互隔开，使得穿流过分离通道4的液体不会接触到线圈6。在示出的实施例中示出六个线圈，然而这仅仅示意性地便于理解，在流动方向一个接一个布置的线圈的数量可任意选择。
通过设计为泵的供料装置分离通道4的进口7被持续地供给悬浮液8。悬浮液8包含能磁化的和不能磁化的例如粉末或颗粒的组成部分，其包含在液体中。在示出的实施例中使用水作为液体。流动方向通过箭头11示出。不能磁化的组成部分也被标示为空心的岩石。穿过分离设备1能磁化的组成部分应从悬浮液中分离。
在悬浮液8中包含的能磁化的微粒的分离是通过多个线圈6的经过控制的通电来实现，给该线圈分别配属有可编程的电源9。电源9分别起到控制装置的作用，以便控制供给线圈6的电流。所有电源9都通过未详尽示出的电连接与控制器10连接，其控制单个的电源9、特别是单个的电流的相位。
通过电源9的特定的确定的通电产生电磁场，其梯度基本上在线圈方向上，也就是说径向地向外指向，使得磁性的颗粒在线圈方向上运动。
为阐述电流特性曲线附加地参考图2。在图2中示例性地示出六个线圈6，电流如何在相位角（Phasenwinkel）上变化。相位角绘制在水平轴上，标准化的电流在纵轴上。当线圈6通电时基本上，相邻的线圈6的供电电流方向是相反的。像图1和图2中表明的，相邻的线圈6具有交替的电流方向。借助于与控制器10连接的电源9控制输送给线圈6的电流。正如图2中最上方的图显而易见的是，输送给第一个线圈的电流有正半波12的形状。近似正弦形状的半波12位于水平轴的上方，这个电流因此定义为正的。用这个电流控制在图1最上方的线圈6。在特定的相位段经过之后，在示出的实施例中是10°之后，相邻的线圈14通过配属给其的电源13来控制。当然相邻的线圈14通过带有相反的符号的电流被加载，因此其在图2中示出在水平轴之下。相应地加载在线圈6，14上的电流具有相反的方向和相反的符号。电流的半波的数值和持续时间在两种情况下却是是一样的。
只要达到相位角20°，相邻的线圈15类似地由电源16供电。输送给线圈15的电流具有与输送给线圈14的电流相比相反的符号，因此其是正半波。相应地分别相邻的线圈被带有相反符号的电流流过，其在偏移一个特定相位角、在示出的实施例中为10°。相应地正、负半波之间交替，其分别鉴于相位偏移。正如图2中示出的那样，正或负半波具有相长度（Phasenlaenge）为30°，无电流的相位部段与其连接。在无电流状态期间无磁场梯度并且由此没有力作用于包含在悬浮液8中的微粒，相应地这些微粒从分离通道4的内表面脱离并且通过流动的液力的力继续运动。
当能磁化的微粒通过通电的线圈时，在磁场梯度的作用下其径向地在线圈方向上运动直至到达分离通道4的外部边缘。以这种方式磁性的微粒继续的进一步向外运动，使得其沿着分离通道收集。在分离通道的外部边缘由此形成了区域，在该区域中有高浓度的磁性的微粒。
在分离通道的下端部布置有隔离隔板17，使得图1中标示为实心的圆圈的磁性的颗粒作为悬浮液8的浓缩物可被分离。悬浮液8的剩余部分通过排出口18离开分离通道4。

Claims (10)

1.一种用于分离悬浮液中包含的磁性的或能磁化的微粒的分离设备，具有：能由所述悬浮液穿流的分离通道；布置在所述分离通道的一侧的铁磁的磁轭；至少一个用于产生磁性的偏转场的磁场发生装置以及布置在所述分离通道的出口处的、用于分离磁性的或能磁化的所述微粒的分离元件，其中，所述磁场发生装置具有多个沿着所述分离通道布置的、能利用控制装置控制的线圈，其特征在于，用于控制相邻的所述线圈（6，14，15）的所述控制装置设有交替的电流方向。
2.根据权利要求1所述的分离设备，其特征在于，所述控制装置这样设计，即，通过所述线圈（6，14，15）产生的磁场的梯度基本上指向所述线圈（6，14，15）。
3.根据权利要求1或2所述的分离设备，其特征在于，每一个所述线圈（6，14，15）配有自身的控制装置。
4.根据前述权利要求中任一项所述的分离设备，其特征在于，至少一个所述控制装置设置为可编程的电源（13，16）或变流器。
5.根据前述权利要求中任一项所述的分离设备，其特征在于，相邻的所述线圈（6，14，15）的相反指向的电流是有相位移的。
6.根据权利要求5所述的分离设备，其特征在于，相邻的所述线圈（6，14，15）的所述电流的相位移为5°至20°，特别是10°。
7.根据前述权利要求中任一项所述的分离设备，其特征在于，每一个所述线圈（6，14，15）仅利用正半波或负半波通电。
8.根据权利要求7所述的分离设备，其特征在于，所述线圈（6，14，15）在两个半波间基本上是无电流的。
9.根据前述权利要求中任一项所述的分离设备，其特征在于，在所述分离通道（4）中布置有挤压体（2）。
10.根据前述权利要求中任一项所述的分离设备，其特征在于，在所述分离通道（4）的所述端部处布置有分离隔板（17）。
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