CN1691982A - 固体材料分离器 - Google Patents
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Abstract
固体材料分离器，用于将固体材料颗粒从含有颗粒和液体的混合物中进行分离，该分离器可以提高固体材料颗粒与液体的分离，为此提出，固体材料分离器包括收集容器，它可从上料位置移动到液体排放位置，在上料位置处含有颗粒和液体的混合物可以被引入收集容器，在液体排放位置处液体至少可以部分从收集容器排出，固体材料分离器还包括产生磁场的装置，通过该磁场至少部分阻挡处于收集容器内液体排放位置上的颗粒。
Description
技术领域
本发明涉及固体材料分离器，用于将固体材料颗粒从含有该颗粒和液体的混合物中进行分离。
背景技术
这种固体材料分离器从现有技术中公知并例如用于从含有颗粒的洗液中分离铁氧体颗粒。
特别是这种固体材料分离器以滚筒式磁性分离器的方式公知。在这种滚筒式磁性分离器中，将含有铁氧体颗粒的液体装入一容器内，该容器内有一浸入液体中的磁辊。在磁辊旋转期间，铁氧体颗粒附着在磁辊的表面，并在该表面上被一直输送到一固定刮板，由该刮板将颗粒从磁辊表面刮落。
这种滚筒式磁性分离器的缺点是，磁辊上也附着有液体，这些液体与铁氧体颗粒被刮板共同刮落，以至于没有达到颗粒与液体的完全分离。
发明内容
本发明的目的因此在于，提供一种开始所述类型的固体材料分离器，该分离器可以提高固体材料颗粒与液体的分离。
该目的在一种具有权利要求1前序部分所述特征的固体材料分离器中依据本发明由此得以实现，即固体材料分离器包括收集容器，该收集容器可从上料位置移动到液体排放位置，含有颗粒和液体的混合物在上料位置可以被引入收集容器，在液体排放位置液体至少可以部分从收集容器排放，收集容器还包括产生磁场的装置，通过该磁场阻挡处于收集容器内液体排放位置上的颗粒。
依据本发明的固体材料分离器可以特别有效地从含有颗粒和液体的混合物中分离出磁性或者可磁化材料的固体材料颗粒。
依据本发明的固体材料分离器可以将固体材料颗粒与液体分离，而为此无需使用过滤装置。
特别是该固体材料分离器也适用于从液体中分离精细颗粒。
即使在粒度小于10μm的情况下，无需过滤辅助装置也能将固体材料颗粒与液体分离。
其中含有所要分离的固体材料颗粒的液体可以是任意的液体。
例如在考虑之列的有水，水浸液，乳浊液，冷却润滑液或者油。
依据本发明的固体材料分离器特别适用于处理液体和含有铁氧体成分的泥浆，例如灰口铸铁泥浆，处理含有高颗粒成分的洗液和处理来自例如回冲过滤器，超滤设备等过滤系统的浓缩物。
在依据本发明固体材料分离器的一优选构成中，收集容器可从上料位置旋转到液体排放位置。
为了能够以简单方式从收集容器回收所分离的固体材料，具有优点的是收集容器可从液体排放位置和/或从上料位置移动到固体材料回收位置，在该固体材料回收位置内可从收集容器回收所分离的固体材料。
特别是收集容器可从液体排放位置和/或从上料位置旋转到固体材料回收位置。
可以特别简单卸空收集容器的是，分离的固体材料在固体材料回收位置上可通过重力作用从收集容器回收。
为接收收集容器中的固体材料，最好具有设置在收集容器下面的固体材料容器。
用于产生磁场的装置特别是可以包括至少一个固定设置的，也就是不随同收集容器移动的磁性元件。
这种磁性元件例如可以作为电磁铁构成。
但在本发明的一优选构成中，至少一个磁性元件作为永磁磁性元件构成。由此提高固体材料分离器的工作可靠性。
为使由产生磁场的装置产生的磁场能够尽可能不受削弱地进入收集容器的内部空间，最好收集容器由非磁性材料构成。
特别有益的是收集容器由非磁性金属材料，例如由VA-钢构成。
为能够使收集容器内分离的固体材料干燥，在固体材料分离器的一优选构成中，固体材料分离器包括用于收集容器加热的加热装置。
这种加热装置特别是固定设置，也就是这样设置，使该加热装置不随同收集装置移动。
为了在固体材料分离器的任何工作阶段都能对收集容器加热，有益的是收集容器具有至少一个侧壁，该侧壁在收集容器的任何位置上均与加热装置邻接。
加热装置可以任何适用的方式构成并包括例如电阻加热装置。
但在本发明的一优选构成中，加热装置包括热交换器。
为易于从收集容器中排放液体，收集容器可以具有排放壁和与该排放壁相对的壁，其中，在收集容器的上料位置，排放壁中间略高于与收集容器排放壁相对的壁。
为阻止从收集容器流出的液体到达收集容器的外壁上，在收集容器排放壁的边缘上可以设置与排放壁垂直的排泄壁。
权利要求17提出一种液态介质处理设备，该设备包括至少一个依据本发明的固体材料分离器和至少一个蒸发装置，用于至少部分蒸发从固体材料分离器排放的液体。
这种液态介质处理设备可以通过蒸发处理与固体材料颗粒分离的残余液体。
从蒸汽中获取的液态介质的冷凝液可以重新使用，特别是可以返回液态介质的循环系统。
作为蒸发装置特别是可以使用如DE 35 12 207 A1所介绍的用于水状，含油或者含油脂清洗溶液再处理的装置。
为至少部分回收为蒸发由固体材料分离器排放的液体加热所使用的热量，有益的是固体材料分离器包括热交换器，并将蒸发装置的蒸汽至少部分输送到该热交换器。热交换器可以作为固体材料分离器收集容器的加热装置使用，从而借助于从蒸汽中回收的热量可以加热和干燥固体材料分离器收集容器内分离的固体材料。
此外，为减少固体材料分离器中必须与固体材料颗粒分离的液量，液态介质处理设备包括至少一个磁性分离器，借助于该磁性分离器提高输送到固体材料分离器的混合物内固体材料颗粒的浓度。
这种磁性分离器例如可以例如按DE 100 06 262 A1所介绍的磁性分离器构成。
附图说明
本发明的其他特征和优点为下列说明和一实施例图示的主题。其中：
图1示出液态介质处理设备的流程示意图；
图2示出图1液态介质处理设备的固体材料分离器处于固体材料分离器上料位置的侧视图；
图3示出图2固体材料分离器处于图2中从箭头3所示方向观察上料位置的前视图；
图4示出图2固体材料分离器处于液体排放位置的侧视图；
图5示出图4固体材料分离器处于图4中从箭头5所示方向观察液体排放位置的前视图；
图6示出图2和4固体材料分离器处于固体材料回收位置的侧视图；
图7示出图6固体材料分离器处于图6中从箭头7所示方向观察固体材料回收位置的前视图；
相同的或者功能相同的部件在所有附图中均采用相同的附图符号标注。
具体实施方式
图1中整体示出和采用100标注的液态介质处理设备包括容器102，该容器内含有所要处理的液态介质，例如含有铁氧体颗粒的洗液。
从容器102一里面设置液压泵106和热交换器108的液体输送管104通到支路110。
从支路110借助于截止阀114a可关闭的第一输送管112a通到第一磁性分离器116a的入口，而借助于截止阀114b可关闭的第二输送管112b通到第二磁性分离器116b的入口。
第一磁性分离器116a包括基体118，该基体包括圆柱体的上段120和向下锥形变细的下段122。
基体118的上端通过盖124封闭，从盖的下面一个与基体118的上段120同轴的内管126伸入构成基体118收集室128的内腔内。
在基体118的下端上设置闸阀130，通过该闸阀收集室128可与设置在闸阀130下面的泄流阀132分离。
在泄流阀132的下端上设置滑阀134，通过该滑阀泄流阀132可与设置在滑阀134下面的排出管136分离。
此外，第一磁性分离器116a包括多个磁性元件138，它们可从图1所示的磁性元件138与基体118相距的静止位置，进入图1在第二磁性分离器116b中所示的磁性元件138紧贴在磁性分离器基体118上的工作位置。
基体118由例如VA-钢的非磁性金属材料构成，从而由磁性元件138产生的磁场在磁性元件138处于工作位置时向收集室128内延伸。
在第一磁性分离器116a基体118的上段120内具有出口，从该出口借助于截止阀142a可关闭的第一排泄管140a通到共用导向装置144。
第二磁性分离器116b与上述第一磁性分离器116a同样构成并具有出口，该出口通过借助于截止阀142b可关闭的第二排泄管140b与共用导向装置144连接。
两个磁性分离器116a，116b因此彼此并行连接，在液态介质处理设备100工作时交替由来自容器102的所要处理的液态介质流过。
在图1示出的情况下，截止阀114a和142a关闭，而截止阀114b和142b打开，从而由液压泵106从容器102唧出的液态介质通过热交换器108，通过第二磁性分离器116b的收集室128并从那里流向共用导向装置144并通过液体回流管146返回容器102。
液态介质的流动方向在图1中通过箭头148表示。
第二磁性分离器116b在图1所示的情况下处于收集阶段，在该阶段磁性元件138处于基体118上其工作位置内，从而流经收集室128的液态介质中所含的铁氧体颗粒被阻挡在由磁性元件138所环绕的收集区148内。
如果第二磁性分离器116b的收集区148内颗粒淤渣150聚集很多，以至于其体积几乎相当于闸门室132的内容积，那么第二磁性分离器116b的收集阶段结束。
截止阀114b和142b关闭，而截止阀114a和142a打开，从而此时来自容器102的液态介质流经第一磁性分离器116a。因此第一磁性分离器116a进入其收集阶段，在该阶段磁性元件138处于基体118上其工作位置内。
在此期间第二磁性分离器116b进入沉降阶段，在该阶段磁性元件138从工作位置进入它们不再将铁氧体颗粒保持在收集区148内的静止位置，随后闸阀130打开，由此处于收集室128上端的气垫减压，并引起设置在气垫下面的流体柱脉动式运动，通过该运动铁氧体颗粒基本上完全与收集区148内基体118的内侧分离。分离的颗粒在重力的作用下通过收集室128下降，并通过打开的闸阀130进入下端通过滑阀134封闭的闸门室132。
只要全部颗粒淤渣150基本上从收集区148进入闸门室132，第二磁性分离器116b的沉降阶段通过关闭闸阀130结束。
在第二磁性分离器116b随后的卸料阶段打开滑阀134，从而闸门室132内含有来自收集室128残余液体的颗粒共同通过排出管136向下倾泻。
如果第一磁性分离器116a结束其收集阶段，第二磁性分离器116b重新开始其收集阶段，第二磁性分离器116b新的工作循环开始。
在每个磁性分离器116a，116b的下面各自设置一个固体材料分离器152，该固体材料分离器的作用是将通过排出管136进入的颗粒与同时带来的液体进行分离，下面借助附图2-7进行详细说明。
每个固体材料分离器152包括一个收集容器154，该收集容器具有两个基本上平面的，基本上彼此对准构成的，彼此平行相对的并沿收集容器154的旋转轴156彼此相距的侧壁158。
两个侧壁158借助于一个基本上径向对准旋转轴156的底壁160，一个从底壁160的径向外端基本上与底壁160垂直延伸的前壁162，一个从底壁160的径向内端延伸并与底壁160的上侧成钝角α的后排放壁164和一个连接在排放壁164远离底壁160的外端上并从排放壁164基本上垂直向下延伸的排泄壁166相互连接。
底壁160，前壁162，排放壁164和排泄壁166共同利用带有侧壁158与排放壁164连接区域的前壁162构成一个收集槽168，该收集槽在其与底壁160相对的面上具有穿透孔170，该穿透孔以前壁162或排放壁164的上边缘并以两个侧壁158为界。
如从图3可以最清楚地看到的那样，第一旋转轴部件172a从图3左侧示出的侧壁158a的外侧沿旋转轴156向外延伸，该旋转轴部件环绕旋转轴156可旋转支承在(仅示意示出的)第一轴承174a内。
第二旋转轴部件172b从图3右侧示出的侧壁158b的外侧沿旋转轴156向外延伸，该旋转轴部件环绕旋转轴156可旋转支承在第二轴承174b内。
作用于第二旋转轴部件172b外端上的是一旋转传动装置176，借助于该装置旋转轴部件172b并由此与旋转轴部件172b固定连接的收集容器154的另一部件可环绕旋转轴156旋转。
在收集容器154的下面固定设置一个(向上敞开的)固体材料容器178。
在固体材料容器178后壁180的上边缘上设置一个(在图2，4和6中仅部分示出的)用于收集槽178排放液体的收集漏斗182。
在收集漏斗182的上端固定一个设置在收集容器154侧壁158之间的档块184，用于限制收集容器154的旋转行程。
档块184可以包括弹性材料，以缓解收集容器154对档块184的冲击。
此外，固体材料分离器152还包括固定设置在收集容器154侧壁158之间的加热装置186，该装置具有两个侧加热面188，与各自邻接的收集容器154的侧壁158接触，还具有一个上加热面189，在下面介绍的收集容器154的液体排放位置上与排放壁164的外侧接触。
通过这些加热面188可以将热量从加热装置186传递到(可相对于加热装置186旋转的)侧壁158上。
在这里所介绍的实施例中，加热装置186作为蒸汽流经的热交换器构成。
此外，固体材料分离器152包括多个磁性元件190，它们以分布在收集容器154旋转轴156上面的基本上水平的两排对着收集容器154的两侧设置并与侧壁158的外侧邻接。
收集容器154由例如VA-钢的非磁性金属材料组成，从而由磁性元件190产生的磁场向收集容器154侧壁158之间的空隙内延伸。
磁性元件190特别是可以作为永久磁铁构成。
收集容器154可以借助于旋转传动装置176进入三个不同的工作位置，即图2和3示出的上料位置，图4和5示出的液体排放位置和图6和7示出的固体材料回收位置。
在图2和3示出的上料位置中，收集容器154这样定向，使收集槽168的底壁160基本上水平，磁性分离器116a或116b与固体材料分离器152对应设置在固体材料分离器152上面的排料管136的纵轴线穿过收集容器154的侧壁158之间对准收集槽168的穿透口170。
在磁性分离器116a或116b设置在固体材料分离器152上面的滑阀134打开之前，收集容器154进入上料位置。
在滑阀134打开后，相关磁性分离器闸门室132内含有的颗粒连同闸门室132内含有的液体通过排料管136进入收集槽168。
收集容器154在对应磁性分离器的多个卸料阶段保持在上料位置上，直至收集槽168的料位192几乎达到前壁162或排放壁164的上边缘。
在该上料阶段期间，注入收集槽168内的铁氧体颗粒由于磁性元件190产生的磁场的作用附着在收集槽168的侧壁上。
如果达到了收集槽168的最大料位，收集容器154借助于旋转传动装置1 76缓慢地(从图2的观察方向所见)逆时针从上料位置旋转到图4和5所示的液体排放位置，在该位置上收集槽168的排放壁164紧贴在加热装置186的上加热面189上并这样向水平面倾斜，使其径向外边缘处于排放壁164靠近底壁160的边缘上面，从而排放壁164在该位置上具有对准排泄壁166的坡度。
因此，在该液体排放位置上收集槽168内含有的液体通过排放壁164和排泄壁166从收集槽168排放到收集漏斗182内。
但收集槽168内含有的铁氧体颗粒通过磁性元件190产生的磁场的作用，在液体排放位置上仍被阻挡在收集槽168的侧壁158上，从而它们没有进入收集漏斗182。
在基本上全部液体从收集槽168排放后，收集容器154借助于加热装置186加热，从而将存留在收集槽168内的固体材料干燥。
在液体排放位置内预先规定的对收集槽168内固体材料所要求的干燥足够的停留时间后，收集容器借助于旋转传动装置176(在图4观察方向所见)顺时针从液体排放位置进入图6和7所示的固体材料回收位置，在该位置上收集槽168的底壁160从下面紧贴在档块184上，收集槽168的穿透孔170向下对准，从而固体材料颗粒在重力的作用下从收集槽168通过穿透孔170进入固体材料容器178。
在固体材料回收位置，整个收集槽168处于收集容器154没有设置磁性元件190的旋转轴156的下面，从而铁氧体颗粒在固体材料回收位置上没有通过磁场被阻挡在收集槽168的侧壁上。
在收集槽168基本上完全卸空后，收集容器154借助于旋转传动装置176(在图2观察方向所见)逆时针回旋到上面已经介绍的上料位置，以接受新的固体材料颗粒和液体。
如从图1可看到的那样，与固体材料分离器152对应的收集漏斗182通过各自一个液体排放管194a，194b与共用导向装置196连接，从该装置一输送管198通到蒸发器200的入口。
输送管通到蒸发器200的沸腾区202内，该蒸发区与蒸发器的集油室204通过带有溢出 208的隔板206隔开。
将沸腾区202加注到带有浸入加热装置214液池212的池液面210，利用该加热装置可将液池212内的液体加热到高于其沸腾点。
没有被阻挡在收集容器154内，随着从固体材料分离器152排放的液体进入蒸发器200沸腾区202内的非磁性固体材料颗粒沉积在沸腾区202的底部，可以从那里通过阀门216取出。
来自固体材料分离器152液体中含有的油成分由于其单位重量较小，在液池212的上面形成油层，该含油相从那里通过溢出口208进入蒸发器200的集油室204。
通过将液体蒸发在液池212中形成所要处理液体的蒸汽，通过设置在蒸发器200上面的一个出口进入蒸汽排放管道218，并从那里进入热交换器108的蒸汽侧，在该蒸汽侧蒸汽向从容器102唧出的液态介质提供热量并与此同时冷凝。
来自热交换器108的冷凝液通过冷凝液管220进入冷凝液收集容器222。
从蒸汽排放管218分支出蒸汽分支管224a，224b，通过该分支管来自蒸汽排放管218的蒸汽可输送到作为收集容器154的热交换器构成的加热装置186。
蒸汽在加热装置186内向固体材料分离器152的收集容器154提供热量，用于干燥收集槽168内的固体材料并与此同时冷凝。
冷凝液通过冷凝液排放管226a，226b进入共用导向装置228，从该导向装置一冷凝液管230通到冷凝液收集容器222。
来自冷凝液收集容器222的冷凝液通过里面设置冷凝液泵232的冷凝液回输管230输送到容器102内。
因此连续从容器102提取所要净化的液态介质，并将净化过的液态介质通过液体回输管146以及通过将来自冷凝液收集容器222再次处理过的冷凝液蒸馏通过冷凝液回输管230输送。
按照这种方式，容器102内的液体介质得到连续净化和再次处理。
图1中通过箭头232示出从固体材料分离器152排放的液体、从蒸发器200逸出的蒸汽和从热交换器108，186回输的冷凝液的流动方向。
Claims (19)
1.固体材料分离器，用于将固体材料颗粒从含有该颗粒和液体的混合物中进行分离，其特征在于，该固体材料分离器(152)包括收集容器(154)，该收集容器(154)可从上料位置移动到液体排放位置，含有颗粒和液体的混合物可以从该上料位置引入收集容器(154)，在该液体排放位置液体至少可以部分从收集容器(154)排出，固体材料分离器(152)还包括产生磁场的装置，通过该磁场至少部分阻挡处于收集容器(154)内液体排放位置上的颗粒。
2.按权利要求1所述的固体材料分离器，其中，收集容器(154)可从上料位置旋转到液体排放位置。
3.按权利要求1或2所述的固体材料分离器，其中，收集容器(154)可从液体排放位置和/或从上料位置移动到固体材料回收位置，在该位置可从收集容器(154)回收所分离的固体材料。
4.按权利要求3所述的固体材料分离器，其中，收集容器(154)可从液体排放位置和/或从上料位置旋转到固体材料回收位置。
5.按权利要求3或4所述的固体材料分离器，其中，所分离的固体材料在固体材料回收位置上可通过重力作用从收集容器(154)回收。
6.按权利要求3-5之一所述的固体材料分离器，其中，在收集容器(154)的下面具有固体材料容器(178)，用于接收从收集容器(154)回收的固体材料。
7.按权利要求1-6之一所述的固体材料分离器，其中，产生磁场的装置包括至少一个固定设置的磁性元件(190)。
8.按权利要求1-7之一所述的固体材料分离器，其中，产生磁场的装置包括至少一个作为永磁元件构成的磁性元件。
9.按权利要求1-8之一所述的固体材料分离器，其中，收集容器(154)由非磁性材料，最好由非磁性的金属材料构成。
10.按权利要求1-9之一所述的固体材料分离器，其中，固体材料分离器(152)包括用于加热收集容器(154)的加热装置(186)。
11.按权利要求10所述的固体材料分离器，其中，加热装置(186)固定设置。
12.按权利要求10或11所述的固体材料分离器，其中，收集容器(154)具有至少一个侧壁(158)，该侧壁(158)在收集容器(154)的任何位置上均与加热装置(186)邻接。
13.按权利要求10-12之一所述的固体材料分离器，其中，加热装置(186)包括热交换器。
14.按权利要求13所述的固体材料分离器，其中，加热装置(186)包括由蒸汽流经的热交换器。
15.按权利要求1-14之一所述的固体材料分离器，其中，收集容器(154)具有排放壁和与该排放壁相对的另一壁(162)，处于收集容器(154)液体排放位置的液体沿该排放壁从收集容器(154)排放，其中，在收集容器(154)的上料位置，排放壁(164)中间略高于与排放壁(164)相对的另一壁(162)。
16.按权利要求15所述的固体材料分离器，其中，在排放壁(164)的边缘处设置与排放壁(164)垂直对齐的排泄壁(166)。
17.液态介质处理设备，包括至少一个按权利要求1-16之一所述的固体材料分离器(152)和至少一个蒸发装置(200)，该蒸发装置(200)用于至少部分蒸发从固体材料分离器(152)排放的液体。
18.按权利要求17所述的液态介质处理设备，其中，固体材料分离器(152)包括热交换器(186)并将来自蒸发装置(200)的蒸汽至少部分输送到该热交换器(186)。
19.按权利要求17或18所述的液态介质处理设备，其中，液态介质处理设备(100)包括至少一个磁性分离器(116a，116b)，借助于该磁性分离器(116a，116b)提高所要处理的液态介质中固体材料颗粒的浓度。
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