CN109843444A - 用于磁分离的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于去除物质中的可磁化颗粒的设备(100)，该设备(100)包括磁分离室(110)和絮凝室(130)，其中，磁分离室(110)用于从物质中过滤可磁化颗粒和絮凝物，其中，磁分离室(110)包括第一壳体(112)以及至少一个第一磁体(116)，第一壳体(112)限定物质可以流过的第一空间(114)，至少一个第一磁体的第一磁场延伸至第一空间(114)中，并且第一磁体(116)位于第一保持器(118)内，第一保持器(118)具有与第一空间(114)的界面(120)；絮凝室(130)用于诱导物质中的颗粒絮凝，絮凝室(130)与磁分离室(110)流体连接；其中，磁分离室(110)位于絮凝室(130)的下游，并且其中，可磁化颗粒的絮凝产生可磁化絮凝物，以及第一磁体(116)的磁场使可磁化絮凝物朝向第一磁体(116)被吸引，由此从物质中去除可磁化颗粒的絮凝物。

Description

用于磁分离的装置和方法

发明背景

技术领域

本发明涉及通过磁分离的方式去除物质中的可磁化颗粒的设备。本发明还涉及用于预磁化可磁化颗粒的装置。此外，本发明涉及通过磁分离方式从物质中去除可磁化颗粒的方法。

相关技术描述

将诸如油漆、底漆、脱脂液和清洗液的物质施加至表面是多种行业(诸如，汽车制造)中常见的制造步骤。将物质施加至表面的一些技术包括喷雾涂漆(spray painting)、喷雾涂布(spray coating)、喷枪喷涂(airbrushing)和浸渍涂布(dip coating)。在实施这些技术时，期望得到基本上不含杂质的组合物。

然而，这种组合物由于例如实际制造过程(例如，焊接、剃刮、钻孔、去毛刺等)而被污染，或者由于沿着可因与物质的摩擦或通过与所喷涂的物体接触而产生颗粒的输送设备(例如，管道或管)的位移而被污染。制造过程中的这些固有颗粒将对施加的质量和表面处理产生负面影响，并可因干扰颗粒而导致诸如生锈(在铁颗粒的情况下)的问题以及在着色或功能性涂布/表面处理时出现间隙。

因此，通常在施加之前或施加期间处理这种物质以去除不期望的颗粒。

磁分离是在去除金属颗粒中采用的一项技术，并且该技术涉及在物质内施加磁场从而产生磁化，进而将金属颗粒从该物质中吸出至颗粒收集元件上。

然而，已证明该技术在去除较小尺寸的颗粒和更耐磁化的顺磁材料的颗粒方面效果较差。例如，具有(亚)微米尺寸的颗粒或混合的钢/铝产品即为这种情况。最新的技术发展已致使施加至组合物的涂层发展得越来越薄。这需要更有效的物质(特别是处于较小的微米尺寸范围内的杂质)的过滤方法。较小的颗粒不易受到分离器中的规律磁场的影响，使得这些较小的颗粒保留在物质流中并且最终可能导致损坏和/或故障。

因此，需要这样一种分离技术，其能够以更高分离度或更高程度实现颗粒去除并提供针对更宽范围的颗粒尺寸和颗粒材料的有效的去除。

因此，将期望提供用于从物质中分离颗粒以减轻以上问题中的一些或全部的改进的设备。因此，本发明的目的在于提供这样的改进的装置和方法，通过这种改进的装置和方法来从物质中有效地去除金属杂质或污染物，并且具体地，从物质中有效地去除相对小尺寸的颗粒。

发明内容

本发明的目的通过提供用于去除物质中的可磁化颗粒的设备来实现，该设备包括：

磁分离室，用于从物质中过滤可磁化颗粒和絮凝物，其中，磁分离室包括第一壳体以及至少一个第一磁体，第一壳体限定物质可流过的第一空间，至少一个第一磁体的第一磁场延伸至第一空间中，并且第一磁体位于第一保持器内，第一保持器具有与第一空间的界面；以及

絮凝室，用于诱导物质中的颗粒絮凝，絮凝室与磁分离室流体连接；

其中，磁分离室位于絮凝室的下游，并且其中，可磁化颗粒的絮凝产生可磁化絮凝物，以及第一磁体的磁场使可磁化絮凝物朝向第一磁体被吸引，从而从物质中去除可磁化颗粒的絮凝物。

通过迫使可磁化颗粒形成絮凝物，使得待由磁分离器去除的可磁化部分(即，颗粒和/或絮凝物)将比初始的可磁化颗粒大。具体地，对于(亚)微米尺寸的颗粒或顺磁颗粒，磁分离器在为了提高去除效率而不进行任何预处理的情况下可能难以去除这些颗粒。通过将这些小颗粒絮凝在一起，磁分离器中的磁体(即，第一磁体)的磁场足够大以捕获絮凝物并将絮凝物与物质分离。絮凝可通过添加无机电解质或聚合物或通过磁絮凝来实现。

在实施方式中，絮凝室包括第二壳体以及至少一个第二磁体，第二壳体限定物质可流过的第二空间，至少一个第二磁体的第二磁场延伸至第二空间中，并且第二磁体位于第二保持器内，第二保持器具有与第二空间的界面，并且其中，第二磁体的磁场使可磁化部分彼此吸引，从而进行絮凝并形成絮凝物。

形成可磁化颗粒的絮凝物的优选方式是借助于由絮凝室中的第二磁体产生的第二磁场。第二磁场足够大以使颗粒磁化到足以絮凝在一起并形成絮凝物，即，较大的可磁化部分。优选地，絮凝室布置成紧邻于磁分离室。这可以在絮凝室和磁分离室一体形成时实现，这可以通过使用凸缘、焊接、胶水或任何其他类型的连接来实现。絮凝室和磁分离室可以是单独的部分或单个整体元件。

在那种情况下，絮凝室中形成的絮凝物仅行进很短的距离。絮凝的速率通过由使颗粒絮凝的磁场而产生的偶极磁性与倾向于使絮凝物分解的物质流动的流体动力学之间的相互作用而确定。

当所施加的磁场足够大时，吸引磁能将比排斥能量的总和大，并且颗粒将倾向于形成聚集体，即絮凝物。另一待满足的条件为絮凝所需的时间比颗粒在第二磁场中的停留时间少。在物质流动太慢的情况下第二磁场不应太大，否则絮凝室可能被用作磁分离器。

聚集体或絮凝物的粘附强度必须足够大，以防止聚集体或絮凝物因由物质流动的流体动力学产生的流体切应力破坏。为了有效地抵消这种崩解，絮凝室中的絮凝磁场(即，第二磁场)必须以使得絮凝磁场与主磁场(即，分离磁场或第一磁场)保持最小距离的方式设计。

此外，在湍流中，絮凝物将承受比层流中更多的崩解力。保持絮凝场与主分离场之间的层流是需要满足的另一条件。

为了使第一磁场和/或第二磁场延伸至第一空间和/或第二空间中，第一保持器和/或第二保持器可分别延伸至第一空间和/或第二空间中。优选地，每个第一保持器和/或第二保持器分别包括在延伸到第一空间和/或第二空间中的端部处封闭的管。

在该情况下，第一磁体和/或第二磁体可具有杆形形状，所述杆形形状可拆卸地配合到第一保持器和/或第二保持器中。当磁体延伸至空间中时，相应的磁场也延伸至室(即，絮凝室和/或磁分离室)的空间中。

第一保持器和/或第二保持器可具有顶侧，每个管分别从顶侧延伸至第一空间和/或第二空间中。可磁化颗粒或絮凝物此时可积聚在第一保持器和/或第二保持器的外侧上，由此，磁体本身不暴露于物质和/或可磁化颗粒。

优选地，第一磁体和/或第二磁体分别连接至移动机构，以相对于第一空间和/或第二空间移动第一磁体和/或第二磁体。移动机构可从保持器中移除第一磁体和/或第二磁体。由于磁体从保持器移除，因此空间中的磁场被移除或者至少磁场的强度被降低，从而可以以简单的方式清洁保持器。

磁分离室的壳体还可包括可移除附件，其中，磁分离室的磁性元件连接至该附件。壳体还包括用于分别保持一个或多个磁性元件的一个或多个保持器。

当磁体从其保持器升高而离开时，磁空间中的液体中的磁场显著减小，从而可以容易地去除积聚在保持器外侧上的颗粒。为了确保材料不再进入所清洁的液体，至少一个室的底壁可设置有用于去除已积聚在每个管的外侧上的可磁化部分的排出口。

根据实施方式，絮凝室的壳体设置有入口部，该入口部可连接至物质流过的管道系统，并且其中，磁分离室的壳体设置有可连接至该管道系统的出口部。优选地，入口部朝向絮凝室加宽以降低流入絮凝室中的物质的流速。

为了使颗粒在絮凝场中形成聚集体或絮凝物，第二磁体的磁场必须足够大，并且颗粒经过絮凝场所用的时间应该比其从颗粒形成为聚集体所花费的时间长。通过将入口的直径相对于管道系统的直径增大，颗粒在絮凝场中的停留时间增加。这降低了物质的流速，并由此增加了颗粒在絮凝场中的停留时间。优选地，第二磁场足够小以防止颗粒积聚在第二保持器上，但足够高以使颗粒被磁化并由此彼此吸引以形成聚集体。

在磁分离室之后，物质可再次流入管道系统中。因此，出口部可远离磁分离室逐渐变细。然后，出口部再次减小管的直径以与管道系统兼容。

磁分离室的第一空间可限定比由絮凝室的第二空间限定的空间体积大的空间体积。室的空间体积越大，流速降低得越多，并且在室中的停留时间越长。因此，磁分离室中的停留时间可比絮凝室中的停留时间长。这是为了通过允许有更多时间来将部分积聚在第一保持器上以增加磁分离室的分离效率。

一个或多个第一保持器和/或第二保持器的纵向方向可与从絮凝室朝向磁分离室的下游方向大致垂直。另外地或可选地，第一磁场和/或第二磁场的方向可与下游方向大致垂直。

可选地，一个或多个第一保持器和/或第二保持器的纵向方向可与从絮凝室朝向磁分离室的下游方向大致平行。另外地或可选地，第一磁场和/或第二磁场的方向可与下游方向大致平行。

可选地，一个或多个第一保持器和/或第二保持器的纵向方向可不同，使得保持器相对于从絮凝室朝向磁分离室的下游方向以大致垂直的纵向方向和大致平行的纵向方向的组合进行布置。另外地或可选地，第一磁场和/或第二磁场的方向可包括相对于下游方向的大致垂直和大致平行的方向的组合。

如本文中所使用的，纵向方向表示各个元件的长度最大的方向，即，沿着本体的长轴的方向。

为了抵消形成在絮凝场中的聚集体的崩解，使该场到主分离场的距离保持最小，并使流动模式保持在未分离流动的状态内。絮凝场尽可能靠近具有主分离场的磁分离室安装。在具有1m/s至4m/s之间，优选地约2m/s，的平均进入流速的情况下，离开絮凝磁场与到达主分离磁场之间的时间在0.1秒与1秒之间，优选地在0.1秒至0.4秒之间。由磁分离室的一个或多个第一磁体中的每个提供的磁场的大小可在0.03特斯拉与1特斯拉之间。

第二磁体的第二保持器的截面在下游方向上的尺寸比在横向于下游方向的方向上的尺寸大。为了在絮凝场与主分离场之间保持层流，絮凝单元的外部管具有沿着下游方向的主要尺寸。优选地，第二磁体的第二保持器具有椭圆形截面，其中椭圆形截面的主轴线定向在下游方向上。与这种设计有关的计算流体仿真(Computational Fluid Simulation)已经证明使用椭圆形形状的管明显有助于将层流维持在小于5的雷诺数。

第一磁体的截面可以是圆形的。然而，第一磁体和/或第二磁体的截面可以是适于磁分离或絮凝的任何类型的形状。第一保持器和/或第二保持器的截面可以与相应磁体的截面类似。可选地，第一保持器和/或第二保持器具有与相应磁体的截面截然不同的截面。

絮凝室可配置成诱导物质中存在的较小范围的颗粒中的颗粒的絮凝，优选地具有等于或小于15微米的尺寸，更优选地为具有3微米至10微米量级上的尺寸的颗粒。

在碱性脱脂流体的磁分离中，磁絮凝过程通过增加从3微米至15微米的铁素体颗粒的有效回收而起到了积极的作用。虽然增强了在铁磁颗粒基质(matrix)中捕获顺磁颗粒，但针对顺磁颗粒的效果仍相对较低。磁絮凝过程还可对其他尺寸的铁磁体的回收以及顺磁颗粒的回收起积极作用。

本发明还涉及用于预磁化可磁化颗粒的装置，该装置包括用于诱导物质中的颗粒絮凝的絮凝室，该絮凝室可流体地连接至位于絮凝室下游的磁分离室，其中，絮凝室包括壳体以及至少一个磁体，壳体限定物质可流过的空间，至少一个磁体的磁场延伸至该空间中，并且该磁体位于保持器内，保持器具有与该空间的界面；

其中，磁体的磁场使可磁化颗粒彼此吸引，从而进行絮凝并形成絮凝物。

通过使处理介质首先流过絮凝场，介质和介质中的污染物将通过磁分离室更均匀地分布。由于这种更佳的介质分布，磁分离室中的流速将降低，从而导致更有效的分离。

装置还可包括可连接至物质流过的管道系统的入口部以及用于连接磁化室的一个或多个凸缘。优选地，入口部向絮凝室加宽以降低流入到絮凝室中的物质的流速。通过将入口的直径相对于管道系统的直径增大，颗粒在絮凝场中的停留时间增加。这降低了物质的流速，并由此增加了颗粒在絮凝场中的停留时间。

装置可以是磁性颗粒分离系统的(集成)部分，或者装置配置成用于改装至磁分离系统、现有的磁分离系统或用于分离的任何其他系统、方法或技术(例如，通过与预安装的磁分离器室组合)中。

本发明还涉及从物质中去除可磁化颗粒的方法，该方法包括以下步骤：

-诱导物质中的可磁化颗粒絮凝，以在絮凝室中产生絮凝物；

-提供第一磁场以磁化絮凝物；

-将物质输送通过磁分离室，以从物质去除经磁化的絮凝物。

该方法还可包括通过提供在絮凝室中施加的第二磁场来诱导絮凝的步骤。因此，借助于磁絮凝来完成絮凝物的形成。

优选地，该方法包括在形成絮凝物的步骤之前和/或在形成絮凝物的步骤期间降低物质的流速的步骤。通过降低物质的流速，形成絮凝物的时间(即，在絮凝室中的停留时间)增加，并且絮凝效率增加。

在絮凝和分离步骤之后，该方法还可包括清洁磁分离室和/或絮凝室。在该过程中，可磁化颗粒中的一些可粘附在相应的室中。这可削弱絮凝和/或分离过程。清洁相应的室将提高随后的分离过程的效率。优选地，清洁任何室包括从该室移除相应的磁体。通过从相应室移除磁场，剩余在相应室中的可磁化颗粒将不再受磁场的影响。因此，促进相应室的清洁过程。此外，清洁任何室包括使用物质流或将加压流体注入到任何室中。

优选地，该方法用于如上所述的用于去除物质中的可磁化颗粒的设备。

在实施方式中，提供从物质中去除可磁化颗粒的方法，该方法包括以下步骤：

-诱导物质中的可磁化颗粒絮凝以产生絮凝物；

-提供第一磁场以磁化絮凝物和单个颗粒；

-将物质输送通过磁分离室，以从物质中去除经磁化的絮凝物和单个颗粒。如本文中所使用的，措辞单个颗粒指的是尚未形成或联结成絮凝物的那些颗粒。

在实施方式中，诱导絮凝的步骤包括提供在絮凝室中施加的第二磁场。

在实施方式中，该方法还包括在形成絮凝物的步骤之前和/或形成絮凝物的步骤期间以及在磁分离室中的分离步骤期间降低物质的流速的步骤。

在实施方式中，该方法还包括清洁磁分离室和/或絮凝室的步骤。

在实施方式中，清洁任何室的步骤包括从室移除相应的磁体。

在实施方式中，清洁任何室的步骤包括使用物质流或将加压流体注入至任何室中。

附图说明

图1示出了根据本发明的用于磁分离的设备的俯视图。

图2示出了沿着图1的设备的线A-A的截面。

图3示出了根据本发明的用于预磁化可磁化颗粒的装置的立体图。

图4示出了包括旁路系统、具有图1的设备的磁分离系统的俯视图。

图5a至图5f示出了磁分离过程和清洁过程的示意图。

图5a示出了根据本发明的在清洁过程之前的主动过滤期间的磁分离系统的示意图。

图5b示出了根据本发明的在清洁过程的第一步骤期间的磁分离系统的示意图。

图5c示出了根据本发明的在清洁过程的第二步骤期间的磁分离系统的示意图。

图5d示出了根据本发明的在清洁过程的喷射清洁步骤期间的磁分离系统的示意图。

图6a至图6b示出了根据本发明的磁分离系统的示意图，其中，保持器、磁体和磁场布置成大致平行于流动方向。

图7a至图7c示出了根据本发明的磁分离系统的另一示意图，其中，保持器、磁体和磁场布置成大致垂直于流动方向，在图7a至图7c中排出口是可见的。

具体实施方式

图1示出了用于去除物质中的可磁化颗粒的设备100的立体图，该设备100为磁分离系统的一部分。图2示出了沿着图1的设备的线A-A的截面。如本文中使用的措辞“物质”表示液体、气体、流体、悬浮液、干物质或其混合物中的任一种。示例性实施方式是针对流体物质(诸如液体或气体)进行描述的，但是其应在可以利用设备处理干物质的范围内。

设备100是磁分离器或过滤系统，其包括用于从物质中过滤可磁化颗粒和絮凝物的磁分离室或磁过滤室110以及可包含在预磁化装置150中的用于诱导物质中的颗粒絮凝的絮凝室130。

磁分离室110包括限定第一空间114的第一壳体112，其中，物质可流过第一空间114。磁分离室还包括多个第一磁体116，多个第一磁体116的第一磁场延伸至第一空间114中。第一磁体116各自位于第一保持器118内，第一保持器118具有与第一空间114的界面120。

絮凝室130包括限定第二空间136的第二壳体134，其中，物质可流过第二空间136。另外，絮凝室130包括多个第二磁体138，多个第二磁体138的第二磁场延伸至第二空间136中。第二磁体138各自位于第二保持器140内，每个第二保持器140具有与第二空间136的界面142。第二磁体138的磁场使物质中的可磁化部分彼此吸引，从而进行絮凝并形成絮凝物。

絮凝室130与磁分离室110分别通过使磁分离室110和絮凝室130放置成彼此相邻的连接凸缘122和132流体连接。

磁分离室110位于絮凝室130的下游并与絮凝室130相邻。可磁化颗粒通过预磁化的絮凝产生可磁化絮凝物。第一磁体116的磁场使得朝向第一磁体116吸引可磁化絮凝物，从而从物质中去除可磁化部分的絮凝物。磁分离室的第一空间限定比由絮凝室的第二空间限定的空间体积大的空间体积，并且第二空间的空间体积比管道系统的空间体积大。室的空间体积限定了物质在室中的停留时间。

絮凝室130的第二壳体134设置有可连接至管道系统106(参见图4)的入口部144，其中，物质流过该管道系统。磁分离室110的第一壳体112设置有可连接至管道系统106的出口部124。

入口部144向絮凝室130加宽，以降低流入至絮凝室中的物质的流速。这样，入口部144的第一部分146具有与管道系统106的直径类似的直径，并且入口部144的第二部分148逐渐变细到与絮凝室130的直径类似的更大直径。出口部124从磁分离室110逐渐变细到与管道系统106的直径类似的直径。在该实施方式中，入口部144和出口部124布置在磁分离室的不同侧(诸如，相对侧)上。

磁分离室110的第一保持器118延伸至第一空间114中，以使得第一保持器118的纵向方向与从絮凝室130指向磁分离室110的下游方向Du大致垂直。每个第一保持器118包括在位于第一空间114中的一个端部处封闭的管。第一磁体116具有杆状形状。每个杆状第一磁体116以可拆除配合的方式延伸至一个第一保持器118中，即第一保持器的内壁与第一磁体116之间具有气隙。当第一磁体延伸至第一空间中时，第一磁场的方向与下游方向Du大致垂直。

絮凝室130的第二保持器140延伸至第二空间136中，以使得第二保持器140的纵向方向与从絮凝室130指向磁分离室110的下游方向Du大致垂直。每个第二保持器140包括在位于第一空间136中的一个端部处封闭的管。如图2中所示，管甚至可以从絮凝室130的第一侧延伸超过絮凝室130的第二相对侧。第二磁体138具有杆状形状。每个杆状第二磁体138以可拆除配合的方式延伸至一个第二保持器140中，即第二保持器140的内壁与第二磁体138之间具有气隙。第二保持器的纵向方向与从絮凝室朝向磁分离室的下游方向Du大致垂直。当第二磁体138延伸至第二空间136中时，第二磁场的方向与下游方向Du大致垂直。

第二磁体138具有这样的截面，其在下游方向Du上的尺寸比在与下游方向横向的方向上的尺寸更大，即，主要尺寸定向在下游方向上。图1示出了第二磁体138的截面为具有圆形横向边缘的矩形，看起来像扁平的椭圆或圆形。矩形截面的主要尺寸定向在下游方向上。第二保持器140的截面与第二磁体138的截面类似，但是具有稍大的尺寸以允许第二保持器140与第二磁体138之间具有气隙。

第一磁体116具有圆形截面。第一保持器的截面与第一磁体的截面类似，但是具有稍大的直径以允许第一保持器118与第一磁体116之间具有气隙。

磁分离室110还包括清洁系统126以清洁第一壳体112的内部。清洁系统126可包括喷洒构件或喷射构件，以通过朝向第一保持器118喷射流体来清洁每个管的外部。所述喷洒构件或喷射构件可包括环形管，所述环形管设置有可被供应有流体(例如，液体或气体)的多个喷洒喷嘴或喷射喷嘴。喷嘴可以以各种方式位于第一空间114中。根据图1，喷嘴位于第一空间114中的管118的封闭端附近，该封闭端靠近第一壳体112的底部。

图3a至图3d示出了根据本发明的用于预磁化可磁化颗粒的装置150的一些视图(分别为立体图、正视图、侧视图和俯视图)。装置150包括用于诱导物质中的颗粒絮凝的絮凝室130。絮凝室包括壳体134以及多个第二磁体138，其中，壳体134限定物质可以流过的第二空间136，多个第二磁体138延伸至第二空间136中以使得其磁场延伸至第二空间136中。磁体位于第二保持器140内部，其中，每个第二保持器140具有与第二空间136的界面142。

装置150可通过连接凸缘132连接至磁分离室110。另一连接凸缘128可用于将入口部144连接至絮凝室130。装置150可用于改装现有的磁分离系统或需要预磁化处理的用于分离的任何其他系统、方法或技术(诸如，涉及水力旋流器或多旋流器技术的那些)。

图4示出了包括图1的设备100的磁分离系统的俯视图。该系统还包括管道系统106的一部分和旁路系统108。旁路系统108至少在设备100的清洁过程中使用。物质的通过设备100的流动可通过关闭位于入口部之前(相对于物质的流动方向)的第一阀152来停止。另外，为了避免在清洁时物质回流到设备100中，位于磁分离室110下游的第二阀154也关闭，从而关闭磁分离室110。开启设置在旁路系统108处的第三阀156以开启旁路系统，使得物质绕过设备100流动。图4还示出了使第一磁体116相对于第一保持器118移动的第一移动机构102，以及使第二磁体138相对于第二保持器140移动的第二移动机构104。

图5a示出了根据本发明的在物质流过设备100并且可磁化颗粒通过设备100与物质分离时的开启的磁分离系统的示意图。第一阀152和第二阀154开启以允许物质流过设备。旁路系统108的第三阀156关闭。第一磁体116位于第一保持器118中，并延伸至磁分离室130的第一空间114中。第二磁体138位于第二保持器140中，并延伸至絮凝室130的第二空间136中。

图5b至图5e示出了在清洁过程的各个阶段处的系统。在清洁过程的第一步骤5b中，第一阀152和第二阀154开启，且第三阀156关闭(因此，流体流过该单元)。仅升高第二磁体，使得任何捕获的颗粒将通过流体流动强制性地进入磁分离室中，在磁分离室中，任何捕获的颗粒将由第一磁场捕获。

图5c示出了根据本发明的在清洁过程的另一步骤期间的磁分离系统的示意图。第一阀152和第二阀154处于其关闭位置中，从而阻止物质流过设备100。第三阀156处于其开启位置中，从而允许物质流过旁路系统108。

另外，第二磁体138和第一磁体116分别通过第一移动机构102和第二移动机构104分别从第二保持器和第一保持器移除。移动机构102、104可以是液压致动的，但是也可使用其他形式的致动。对于图1至图5的设备，移动机构102、104相对于相应的保持器升高磁体。当然，这种相对于保持器的运动的方向取决于保持器和设备的定向，并且可为适用的任何水平和/或垂直方向。

图5d示出了根据本发明的在清洁过程中的磁分离系统的示意图。第一磁体116和第二磁体138已从相应的保持器118、140升高。当磁体116、138从其保持器升高离开时，第一空间和第二空间中的磁场强度显著减小，由此可容易地去除积聚在保持器外侧的颗粒和/或絮凝物。为了确保颗粒或絮凝物不再进入经清洁的液体，第一壳体112的底壁设置有用于去除积聚在每个管外侧的可磁化部分的排放口158。

尽管磁体被移除，然而保持器壁上仍然可能留下一些颗粒。为了能够可靠地去除这些颗粒，用于清洁每个管外侧的喷洒构件或喷射构件位于每个管的底端附近。喷射构件是清洁系统的一部分，并朝向管喷射流体(液体或气体)以去除留在保持器壁上的任何颗粒。然后通过排出口158从磁分离室110中去除喷射掉的颗粒。

图5e示出了根据本发明的在完成清洁过程期间的磁分离系统的示意图。第一磁体116和第二磁体138再次由相应的移动机构102、104降低至其相应的保持器118、140中。在降低磁体的时候，第一阀152和第二阀154保持关闭且第三阀156保持开启。排出口158也关闭。只有当磁体完全下降至其保持器中时，第一阀和第二阀将再次开启，并且第三阀将再次关闭。然后，根据图5a，物质将再次流过设备100并且随后将对可磁化颗粒进行絮凝和分离。

图5f示出了根据本发明的在完成清洁过程之后的主动过滤期间的磁分离系统的示意图。

图6a至图6b分别示出了其中磁性元件以相对于物质流动的大致方向(下游方向Du)基本上平行的定向进行布置的实施方式的截面A-A和俯视图，而图6c示出了连接至管道和旁路系统的该实施方式的俯视图。本实施方式中的流动经由入口144和絮凝室130进入磁分离室。物质向下流过磁分离室并经由出口124离开。图6a至图6b示出了入口部144和出口部124两者布置在磁分离室的同一侧上。可选地，入口部144和出口部124可布置在磁分离室的不同侧(例如相对侧)上。此外，在此应注意，Du可以可选地在与附图中描绘的方向不同的方向上流动。例如，元件可布置成使得Du沿与所描绘的方向相反的方向流动。在那种情况下，所示出的元件124和144的功能将分别反转，所示的出口124具有入口功能，并且所示的入口144具有出口功能。

图7a至图7b分别示出了根据本发明的磁分离系统的实施方式的截面A-A和俯视图，在该实施方式中，磁体以与物质流动的大致方向垂直的定向进行布置。图7c示出了具有旁路元件108的磁分离系统的视图。图7a中示出了排出口158，排出口158用于在清洁过程期间排出残余物。

虽然已参照示例性实施方式描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，在不背离本发明的范围的情况下，可作出多种改变并且可用等同物替换示例性实施方式的元件。另外，在不背离本发明的实质范围的情况下，可作出多种修改以使特定情况或材料适合本发明的教导。因此，本发明旨在不限于所公开的特定实施方式，并且本发明将包括落入所附权利要求的范围内的所有实施方式。

部件列表

100.设备/系统

102.第一移动机构

104.第二移动机构

106.管道系统

108.旁路系统

110.磁分离室

112.第一壳体

114.第一空间

116.第一磁体

118.第一保持器

120.第一界面

122.连接凸缘

124.出口部

126.清洁系统

128.另一连接凸缘

130.絮凝室

132.连接凸缘

134.第二壳体

136.第二空间

138.第二磁体

140.第二保持器

142.第二界面

144.入口部

146.入口的第一部分

148.入口的第二部分

150.预磁化装置

152.第一阀

154.第二阀

156.第三阀

158.排出口

Claims (37)

1.用于去除物质中的可磁化颗粒的设备，所述设备包括：

磁分离室，用于从所述物质中过滤可磁化颗粒和絮凝物，其中，所述磁分离室包括第一壳体以及至少一个第一磁体，所述第一壳体限定所述物质能够流过的第一空间，所述至少一个第一磁体的第一磁场延伸至所述第一空间中，并且所述第一磁体位于第一保持器内，所述第一保持器具有与所述第一空间的界面；以及

絮凝室，用于诱导物质中的颗粒絮凝，所述絮凝室与所述磁分离室流体连接；

其中，所述磁分离室位于所述絮凝室的下游，以及其中，所述可磁化颗粒的絮凝产生可磁化絮凝物，以及所述第一磁体的磁场使所述可磁化絮凝物朝向所述第一磁体被吸引，由此从所述物质中去除所述可磁化颗粒的絮凝物。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述絮凝室包括第二壳体以及至少一个第二磁体，所述第二壳体限定所述物质能够流过的第二空间，所述至少一个第二磁体的第二磁场延伸至所述第二空间中，以及所述第二磁体位于第二保持器内，所述第二保持器具有与所述第二空间的界面，以及其中，所述第二磁体的磁场使可磁化部分彼此吸引，从而进行絮凝并形成絮凝物。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述絮凝室布置成紧邻所述磁分离室。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其中，所述絮凝室和所述磁分离室一体地形成。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其中，所述第一保持器和/或所述第二保持器分别延伸至所述第一空间和/或所述第二空间中。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其中，每个第一保持器和/或第二保持器均包括管，所述管在分别延伸至所述第一空间和/或所述第二空间中的端部处封闭。

7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述第一磁体和/或所述第二磁体具有杆形形状，以及所述第一磁体和/或所述第二磁体可拆除地配合到所述第一保持器和/或所述第二保持器中。

8.根据权利要求6或7所述的设备，其中，所述第一保持器和/或所述第二保持器具有位于所述第一空间和/或所述第二空间外部的顶侧，每个管分别从所述顶侧延伸至所述第一空间和/或所述第二空间中。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其中，所述第一磁体和/或所述第二磁体连接至移动机构，以分别相对于所述第一空间和/或所述第二空间移动所述第一磁体和/或所述第二磁体。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的设备，其中，所述絮凝室的壳体设置有入口部，所述入口部能够连接至所述物质流过的管道系统，以及其中，所述磁分离室的壳体设置有能够连接至所述管道系统的出口部。

11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述入口部向所述絮凝室加宽，以降低流入到所述絮凝室中的所述物质的流速。

12.根据权利要求10或11所述的设备，其中，所述出口部远离所述磁分离室变窄。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的设备，其中，所述磁分离室的第一空间限定的空间体积比由所述絮凝室的第二空间限定的空间体积大。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的设备，其中，由所述絮凝室的第二空间限定的所述空间体积比所述管道系统的空间体积大。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的设备，其中，所述第一保持器和/或所述第二保持器的纵向方向与从所述絮凝室朝向所述磁分离室的下游方向大致垂直、平行或其组合。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的设备，其中，所述第一磁场和/或所述第二磁场的方向与所述下游方向大致垂直、平行或其组合。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的设备，其中，所述第二磁体的第二保持器的截面在所述下游方向上的尺寸比在横向于所述下游方向的方向上的尺寸大。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的设备，其中，所述第二磁体的第二保持器具有椭圆形截面，其中，所述椭圆形截面的主轴线指向所述下游方向。

19.根据权利要求1至18中任一项所述的设备，其中，所述絮凝室配置成诱导所述物质中存在的较小范围的颗粒中的颗粒的絮凝，优选地具有等于或小于15微米的尺寸，更优选地为具有3微米至15微米量级上的尺寸的颗粒。

20.根据权利要求1至19中任一项所述的设备，其中，由所述磁分离室的一个或多个第一磁体中的每个提供的磁场的量级足够强以用于磁分离。

21.根据权利要求1至20中任一项所述的设备，其中，由所述絮凝室的一个或多个第二磁体提供的磁场在相对于所述下游方向垂直、平行或其组合的方向上大致定向。

22.根据权利要求1至21中任一项所述的设备，其中，所述絮凝室的第二磁体布置成相对于所述下游方向大致垂直、平行或其组合。

23.根据权利要求1至22中任一项所述的设备，其中，所述壳体还包括可移除附件，其中，所述磁分离室的磁性元件连接至所述附件，以及其中，所述壳体还包括用于保持所述磁性元件的保持器。

24.用于预磁化可磁化颗粒的装置，所述装置包括用于诱导物质中的颗粒絮凝的絮凝室，所述絮凝室能够流体地连接至位于所述絮凝室下游的磁分离室，其中，所述絮凝室包括壳体以及至少一个磁体，所述壳体限定所述物质能够流过的空间，所述至少一个磁体的磁场延伸至所述空间中，以及所述磁体位于保持器内，所述保持器具有与所述空间的界面；

其中，所述磁体的磁场使所述可磁化颗粒彼此吸引，从而进行絮凝并形成絮凝物。

25.根据权利要求26所述的装置，还包括：

入口部，能够连接至所述物质流过的管道系统；以及

一个或多个凸缘，用于连接至所述磁化室。

26.根据权利要求25所述的装置，其中，所述入口部向所述絮凝室加宽，以降低流入所述絮凝室中的所述物质的流速。

27.根据权利要求24至26中任一项所述的装置，其中，所述絮凝室的所述至少一个磁体提供磁场。

28.根据权利要求27所述的装置，其中，所述磁场足够强以用于磁絮凝。

29.根据权利要求24至28中任一项所述的装置，其中，所述装置配置成用于改装至颗粒分离系统中。

30.根据权利要求24至29中任一项所述的装置，其中，所述装置配置成用于改装至磁分离系统、水力旋流分离系统或多旋流分离系统或任何其他颗粒分离系统中。

31.从物质中去除可磁化颗粒的方法，所述方法包括以下步骤：

-诱导所述物质中的可磁化颗粒絮凝，以产生絮凝物；

-提供第一磁场，以磁化所述絮凝物和单个颗粒；

-将所述物质输送通过磁分离室，以从所述物质中去除磁化的絮凝物和单个颗粒。

32.根据权利要求31所述的方法，其中，诱导絮凝的步骤包括：提供在所述絮凝室中施加的第二磁场。

33.根据权利要求31或32所述的方法，还包括以下步骤：在形成絮凝物的步骤之前和/或在形成絮凝物的步骤期间以及在所述磁分离室中分离的步骤期间，降低所述物质的流速。

34.根据权利要求31至33中任一项所述的方法，还包括清洁所述磁分离室和/或所述絮凝室。

35.根据权利要求34所述的方法，其中，清洁任何室均包括：从所述室移除相应的磁体。

36.根据权利要求35所述的方法，其中，清洁任何室均包括：使用物质流或将加压流体注入至所述任何室中。

37.根据权利要求31至36中任一项所述的方法，使用权利要求1至22中任一项所述的设备来移除所述物质中的可磁化颗粒。