DE2210029A1 - Verfahren und Vorrichtung zum magneti sehen Abscheiden von festen, magnetischen Teilchen aus einem stromenden Fluid - Google Patents

Description

Reg.-Nr.

|Jn 701

Patentanmeldung

des

Herrn George Henry Jones, Connor Downs, Hayle,

Cornwall (England)

Verfahren und Vorrichtung zum magnetischen Abscheiden von festen, magnetischen Teilchen aus einem strömenden Fluid

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abscheiden von festen, magnetischen Teilchen aus einem gasförmigen oder flüssigen Medium, in dem diese Teilchen suspendiert sind«

Bei bekannten Separatoren wird ein Fluidstrom, der magnetische Teilchen eines Feststoffes, wie beispielsweise Eisen, enthält, vertikal durch eine oder mehrere Plattenkästen geführt. Das Verfahren zur magnetischen Trennung besteht aus wenigstens zwei Hauptverfahrensschritten in jedem

209837/0898

Arbeitszyklus, nämlich in dem Hindurchleiten des partikeltragenden Fluids durch ein starkes magnetisches Feld, welches magnetisierbare, plattenartige Teile umgibt derart, daß die magnetischen Teilchen in dem Fluid daran hängenbleiben. Der zweite Schritt besteht darin, daß man einen Strom einer SpUIflüssigkeit durch die gleiche Zone schickt, nachdem das Magnetfeld auf Null abgefallen ist. Zwischen den Zuführungs- und Spülperioden kann ein Verfahrensschritt hinzugefügt werden, bei dem die magnetischen Teilchen abgewaschen werden, während sie an den plattenartigen Teilen haften. Das Magnetfeld, welches an den Bereich angelegt wird, in dem sich die plattenartigen Teile befinden, wird quer zur Durchflußrichtung des partikeltragenden Fluids aufgebaut„

Falls es erforderlich ist, sehr kleine magnetische Teilchen oder solche Partikel abzuscheiden, die nur geringfügig magnetisch sind, ergibt sich eine Schwierigkeit insofern, als es beim gegenwärtigen Stand der Technik eine Grenze^ für die Stärke des mit wirtschaftlichen Mitteln erreichbaren magnetischen Feldes gibt.

Um diese Schwierigkeit zu überwinden, wird mit der Erfindung ein Verfahren zum magnetischen Abscheiden von magnetischen Feststoffteilchen aus einem strömenden Fluid vorgeschlagen, das darin besteht, daß man zunächst den Fluidstrom eine

209837/0898

gegen die Horizontale geneigte Schrägfläche hinab in eine Zone hinabfließen läßt, in der ein starkes magnetisches Feld aufgebaut werden kann, daß man dann ein starkes magnetisches Feld aufbaut, das quer zu dem geneigten Flüssigkeitsstrom gerichtet ist, wodurch die magnetischen Partikel unter der Yfirkung des Magnetfeldes in dieser Zone festgehalten werden, daß man dann das Magnetfeld abbaut und schließlich Spülflüsigkeit die geneigte Ebene hinablaufen läßt, um die zurückgehaltenen magnetischen Teilchen aus dem Inneren der Zone zu entfernen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum magnetischen Abscheiden von magnetischen Feststoffteilchen aus einem strömenden Fluid ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Abscheidevorrichtung für magnetische Teilchen vorgesehen ist, in der parallele und im Abstand zueinander angeordnete Platten vorgesehen sind, zwischen denen ein Fluidstrom hindurchfließen kann, wobei die Abscheidevorrichtung in einem Winkel zur Horizontalen geneigt ist, um den Durchfluß des Fluids zu unterstützen, daß ferner Mittel vorgesehen sind, mit denen ein quer zu dem Fluidstrom gerichtetes magnetisches Feld durch die geneigte Abscheidevorrichtung so aufgebaut werden kann, um die magnetischen Teilchen zu veranlassen, an den Seiten der Platten hängenzubleiben, und daß Mittel vorgesehen sind, mit denen dem oberen Ende der Abscheidevorrichtung bei zyklischer Drehung der Fluidstrom, aus dem die magnetischen Teilchen abgeschieden werden sollen, und ein

209837/0898

Wasch-Fluidstrom zugeführt wird, um die magnetischen Teilchen zu entfernen, nachdem das Magnetfeld auf Null abgeschwächt worden ist.

Die Erfindung wird durch die Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1a bis 1c eine Seitenansicht, eine Stirnansicht und eine Draufsicht eines bei einem Abscheider verwendeten Platfenkastens,

Fig. 2a eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform des Abscheiders,

Fig. 2b einen Teil des Abscheiders nach Fig. 2a im Schnitt,

Fig. J5 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des Abscheiders in einer Vorderansicht,

Fig. 4 eine Abscheidevorrichtung, wie sie in jedem der beschriebenen Abscheider verwendet werden kann in einem Längsschnitt,

Fig. 5 eine abgewandelte Ausführungsform des für einen Abscheider verwendbaren Plattenkastens im Längs-

209837/0898

schnitt,

Fig. 6 eine dritte Ausführungsform des Abscheiders im Schnitt,

Fig. 7 eine vierte Ausführungsform des Abscheiders nach der Erfindung im Schnitt,

Fig. 8 eine schematische Draufsicht eines Umlauf-Separators, wie er in den Fig. 6 oder 7 dargestellt ist,

Fig· 9a eine andere Ausführungsform des bei einem Abscheider verwendbaren Plattenkastens in einer Stirnansicht,

Fig. 9b eine schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform des Separators nach der Erfindung in einer Vorderansicht,

Fig.10a einen Teilschnitt durch einen Separator nach der Erfindung in einer sechsten Ausführungsform und

Fig.10b eine schematische Darstellung des sechsten Ausführungsbeispieles des Abscheiders, von dem

209837/0898

ein Teil in Fig. 10a dargestellt ist, in einer Vorderansicht.

Der in den Fig. 1a bis 1c dargestellte Plattenkasten 1 besteht aus einem im Querschnitt rechteckigen Gehäuse 2, das an Jedem Ende offen ist. In dem Plattenkasten 1 sind Riefenplatten 3 angeordnet. Jede dieser Riefenplatten 3 ist auf nur einer Oberfläche mit dreieckigen Riefen 4 versehen, die in Längsrichtung des Plattenkastens 1 von einem offenen Ende zum anderen laufen. Zwölf Schraubenbolzen 5 halten das Gehäuse 2 zusammen, das aus vier rechteckigen Platten 6 zusammengesetzt ist. Zwei Sicherungsstifte 7 halten die Riefenplatten 3 in Stellung. Die nicht gerieften Hauptflächen der Riefenplatten 3 sind nach oben gekehrt und jede dieser Flächen berührt die Spitzen der gerieften Fläche der unmittelbar darüber liegenden Platte. Die Riefenplatten 3 bestehen aus einem leicht magnetisierbaren Material. Die Ober- und Unterseite des Gehäuses 2 ist aus magnetischem Material hergestellt, während die Seitenteile aus einem nicht magnetischen Material, wie beispielsweise aus Messing bestehen.

Der in den Fig. 2a und 2b dargestellte Separator 8 zum magnetischen Abscheiden von festen magnetischen Teilchen aus einem gasförmigen oder flüssigen Medium verfügt über zwei Elektromagnete, deren jeder aus einer Spule 9 und einem Polschuh 10 besteht. Ein nicht magnetischer, recht-

209837/0898

eckiger Mittelabschnitt 11 trennt die Polschuhe 10, die vertikal übereinander angeordnet sind. In dem die Polschuhe 10 trennenden Zwischenraum und im Inneren des rechteckigen Mittelabschnittes 11 ist eine Plattenkasten-Abscheidevorrichtung 12 angeordnet, welche den Plattenkasten 1 enthält.

Wie am besten in Fig. 2b zu erkennen ist, sind die Polschuhe 10 derart geformt, daß ihre einander zugewandten Stirnflächen gegen die Horizontale geneigt sind, so daß sie zur Strömungsrichtung des Fluids im Plattenkasten 1 parallel sind. Die Abscheidevorrichtung 12 ist zwischen diesen beiden geneigten Stirnflächen der Polschuhe 10 angeordnet und fällt von dem Einlaßende schräg abwärts zu dem Auslaßende, an dem ein' in verschiedene Stellungen verstellbarer Trichter 13 vorgesehen ist.

An dem Auslaßende ist ferner ein halbes Drosselklappenventil 14 angeordnet, um die Geschwindigkeitsdifferenzen der durch die verschiedenen Riefenplatten strömenden Fluid-Strähnen auf ein Minimum herabzusetzen, die sich aus der Druckgefälledifferenz zwischen dem in den oberen und unteren Riefenplatten 3 strömenden Fluid ergeben. Zur Aufnahme des aus dem Trichter 13 kommenden Ausstoßes ist ein Aufnahmebehälter 15 mit drei Kammern vorgesehen. An der Einlaßseite sind drei nockenbetätigte Ventilstangen 16 vorgesehen, von denen lediglich eine dargestellt ist und

209837/0898

die zum Steuern der Einlaßventile zum Plattenkasten 1 dienen.

In Fig. 3 ist eine zweite Ausführungsform dargestellt, bei der zwei Abscheider 8 nebeneinander angeordnet sind. Auf den Armen der U-förmigen Magnetkerne 17» von denen nur der obere dargestellt ist, während der untere von anderen Teilen des Separators verdeckt ist, sind vier Spulen 9 angeordnet. Der Aufnahme-behälter 15 hat die Form eines geneigten, langgestreckten Troges, der zu nicht näher dargestellten Sammelbehältern führt. Eine Fluidzuführungseinrichtung, die von einer Zuführungsleitung 18, einem Schaufelrad 19 und einer Umlauf leitung 20 gebildet wird, ist an jeden der beiden Separatoren 8 angeschlossen, mit denen ein Waschwasserbehälter 21 über ein zwischengeschaltetes Rückschlagventil 22 verbunden ist. Auf ähnliche Weise ist eine Spülleitung 23 über ein Spülventil 24 angeschlossen. Die nockenbetätigten Ventilstangen 16 (Fig. 2) werden mittels einer nicht näher dargestellten Welle angetrieben, die über eine Kette mit einem Kettenrad 25 gekoppelt ist, das von einem Antriebsgetriebe 26 angetrieben wird. Die Trichter 13 sind mittels einer Welle 27 synchron mit dem Ventilstangen 16 regelbar eingestellt.

In Fig. 4 ist eine Abscheidevorrichtung 12 dargestellt, bei der der Plattenkasten 28 eine abgewandelte Form hat und bei

209837/0898

dem die Riefenplatten 3 von einem Keilstück 29 gehalten werden, das in dem Plattenkasten 28 mit Hilfe einer Schraube 30 festgehalten wird. Die Schraube 30 ist in einen Flansch 31 des Gehäuses der Abscheidevorrichtung 12 eingeschraubt. Eine Drehung der Schraube 30 veranlaßt diese, das Keilstück 29 in den Plattenkasten 28 hineinzuschieben und hierduarch die Riefenplatten 3 in ihrer Stellung festzuklemmen, oder die Drehung veranlaßt die Schraube,das Keilstück 29 aus dem Plattenkasten 28 herauszuziehen, so daß die Riefenplatten zur Reinigung, Reparatur oder zu einem anderen Zweck entfernt werden können. An dem Gehäuse der Abscheidevorrichtung 12 ist ferner eine Führungsplatte 32 befestigt, die dazu dient, die aus dem Plattenkasten austretenden Fluidmengen in den Trichter 13 zu leiten.

Am Einlaßende der Vorrichtung 12 betätigt jede Ventilstange 16 ein Ventil 33. Das dargestellte Ventil 33 steuert den Eintritt von Wasser aus einer Kammer 34·. Über eine Wasserzuführungsleitung 35, die mit der Kammer 34 in Verbindung steht, wird dieser Kammer Wasser zugeführt. Das Ventil 33 ist auf der Innenseite mit einer Schicht 36 aus gummielastischem Kunststoff oder Gummi belegt. Alternativ kann das Ventil auch mit einem Metall belegt sein. Neben der Kammer 34, jedoch getrennt von dieser, ist eine Fluid-Zuführungsleitung 37 dargestellt.

In Fig. 5 ist eine zweite Ausführungsform eines Platten-

209837/0898

kastens 38 gezeigt, bei dem zwei Trennplatten 39 vorgesehen sind. Eine Schurre 40 besteht mit dem Gehäuse 41 des Plattenkastens 38 aus einem Stück. Im übrigen ist der Plattenkasten 38 dem Plattenkasten 1 ähnlich. Die Trennplatten 39 erstrecken sich von den aufeinandergelegten Platten 3 im Plattenkasten 38 aus und bilden so drei Zuführungströge 42 für drei Lagen von Riefenplatten 3. Wenn Fluid von einer Leitung 43 aus zugeführt wird, fließt es auf den obersten der drei Zuführungströge 42. Der mittlere Zuführungstrog 42 wird nur dann mit Fluid versorgt, wenn der oberste Zuführungstrog überfließt. In ähnlicher Weise wird der unterste Zuführungstrog 42 nur dann mit Fluid gespeist, wenn der mittlere Zuführungstrog 42 überfließt. Die Trennplatten 39 vergleichmäßigen so im wesentlichen das Druckgefälle des durch die Platten 3 fließenden Fluids. Deshalb ist das Halbdrosselklappenventil 14 nicht erforderlich, wenn anstelle des Plattenkastens 1 der Plattenkasten 38 verwendet wird.

Bezugnehmend auf die Fig. 1 bis 5 wird im Betrieb der Abscheideprozeß in drei aufeinanderfolgenden Stufen durchgeführt. Zunächst wird durch Nockenbetätigung ein erstes Ventil 33 geöffnet, welches das Fluid, das kontinuierlich durch die Leitung 20 zirkuliert, um ein Absetzen von festen Partikeln in der Leitung zu verhindern, für eine bestiemte Zeitspanne in den Plattenkasten eintreten läßt. Während dieser

209837/0898

Zeit werden die Spulen 9 unter Gleichstrom gesetzt, so daß in dem Fluid durch den Plattenkasten strömende magnetische Teilchen infolge der von den Polschuhen 10 auf den Plattenkasten ausgeübten Magnetisierung an die Platten 3 angezogen werden. Wie aus Fig. Ib hervorgeht, sind die Spitzen der dreieckigen Riefen 4 derart nach oben gerichtet, daß der Magnetfluß an den Kanten der Riefen 4 konzentriert wird, wo eine Riefenplatte 3 die nächste, darunterliegende Platte 3 berührt. Hierdurch werden die meisten der magnetischen Teilchen an diesen Punkten des konzentrierten Magnetflusses festgehalten.

Der zweite Schritt besteht darin, daß nach dem Absperren des Fluidzuströmes durch Schließen des ersten Ventiles 33 ein zweites Ventil 33 geöffnet wird, das Waschwasser in den Plattenkasten eintreten läßt, so daß nicht-magnetische Verunreinigungen ausgewaschen werden. Während dieser Zeit werden die Spulen 9 unter Strom gehalten und das Waschwasser wird mit geringem Druck zugeführt.

Der dritte Schritt besteht darin, daß nach dem Schließen des zweiten Ventiles 33 ein drittes Ventil 33 geöffnet wird, um Spülwasser durch den Plattenkasten strömen zu lassen. Das Halbdrosselklappenventil 14 wird hierbei so gedreht, daß es den Durchfluß nicht behindert. Für die Spulen 9 wird der Strom abgeschaltet oder die Spulen können von einem Strom erregt werden, der in umgekehrter Richtung zu der

209837/0898

vorherigen Richtung des Erregerstromes fließt, so daß das Remanenzfeld kompensiert und entmagnetisiert wird. Hierdurch werden die magnetischen Teilchen nicht länger im Plattenkasten magnetisch festgehalten und werden in einem Strom von Spülwasser aus dem Plattenkasten ausgetragen.

Ler Ausstoß aus dem Separator während dieeer drei Betriebszustände wird durch die Trichter 13 in die d±x drei Kammern des Aufnahmebehälters 15 geleitet.

Dieser DreiStufenzyklus wird sich wiederholend ausgeführt und ergibt einen zyklischen Separator.

In Fig. 6 ist ein Umlaufseparator dargestellt, bei dem die Abscheidevorrichtungen 12 von den Armen 44 eines Armkreuz-Rotors 45 aus nicht-magnetischem Material getragen werden, der sich um eine Achse 46 dreht. Es sind zwei Paare von Magnetisierstationen 47 vorgesehen, von denen nur ein Paar dargestellt ist und die so angeordnet sind, daß MagnetisierStationen 47 in 90^o-Intervallen rund um den Rotor 45 angeordnet sind. Je zwei Magnetisierstationen 47 werden von einem Paar U-förmiger Magnetkerne 17 gebildet, die einer auf der Spitze des anderen im Abstand voneinander übereinandergestellt sind, so daß sich Luftzwischenräume ergeben, in welche die Abscheidevorrichtungen 12 eingepaßt werden können. Zum Tragen des oberen Magnetkernes 17 sind

209837/0898

Stützvorrichtungen 48 vorgesehen. Die von den Magnetkernen 17 gebildeten Zwischenräume sind von dem Rotor aus nach außen abwärts geneigt, so daß der Ausstoß des Umlaufseparators an Punkten aufgefangen wird, die rund um den äußeren Umfang des Separators angeordnet sind. An die Welle 46, die in einem von dem unteren Magnetkern 17 getragenen unteren Lager 51 läuft, ist über einen Getriebekasten 50 ein Antriebsmotor 49 angeschlossen.

In Fig. 7, welche sich auch auf einen Umlaufseparator bezieht, ist anstelle eines nichtmagnetischen Armkreuz-Rotors 45 ein nichtdurchbrochener, scheibenförmiger Magnetrotor 52 vorgesehen, so daß ein unterer Magnetkern 17 entfallen kann. Der Antriebsmotor 49 und der Getriebekasten 50, die im Inneren einer Stützplatte untergebracht sind, sind nun unter dem Separator angeordnet. Der Rotor 52 dient zur Vervollständigung des Magnetkreises des oberen Elektromagneten 17 und trägt gleichzeitig die Abscheidevorrichtungen 12.

In Fig. 8 trägt ein Rotor 53 sechzehn Abscheidevorrichtungen 12. Es sind vier MagnetisierStationen 47 vorgesehen, so daß der Rotor 45 so eingestellt werden kann, daß zwei benachbarte Abscheidevorrichtungen 12 mit einer Magnetisierstation 47 zusammenwirken, während die beiden benachbarten Abscheidevorrichtungen 12 auf jeder Seite von ihnen sich in einem Bereich zwischen den Magnetisierstationen 47 befinden»

209837/0898

Im Betrieb können die Abscheidevorrichtungen auf dem Rotor entweder einzeln oder in Gruppen in die MagnetisierStationen gebracht werden. Das Abscheideverfahren wird, wie weiter oben beschrieben, in drei Stufen durchgeführt. Das Einspeisen von Fluid und Auswaschen von nichtmagnetischen Verunreinigungen wird in diesen Abscheidevorrichtungen 12 in den MagnetisierStationen 47 durchgeführt, während der Spülvorgang in jenen zwölf Abscheidevorrichtungen vorgenommen wird, die sich zwischen den MagnetisierStationen 47 befinden. Der Rotor kann sich entweder kontinuierlich oder absatzweise in einer Richtung drehen. Der Rotor kann auch von einer Stellung zur anderen und wieder zurück zur ersten Stellung hin- und herschwingen· Der Rotor 53 kann entweder von einem nichtmagnetischen Armkreuz oder von einem magnetischen, nichtunterbrochenen, scheibenförmigen Rotor gebildet werden.

In Fig. 9a ist eine andere Ausführungsform des Plattenkastens gezeigt. Der Hauptunterschied zwischen diesem Plattenkasten und dem in Fig. 1b gezeigten besteht in der Konstruktion des Gehäuses 2 und mehr im einzelnen in der Platte 6, welche die "Deckelplatte" des Gehäuses 2 bildet, d.h., jene Platte, auf der der obere magnetische Polschuh 17 ruht. Diese "Deckelplatte" ist als Kolben ausgebildet, der an einem Ende einen sich in radialer Richtung erstreckenden Umfangsflansch 107 aufweist, welcher den

209837/0898

-is- 2210

Einwärtshub des Kolbens in den Plattenkasten begrenzt. Der Kolben 106 ist mit den Platten 6¹, welche die Seitenwände des Gehäuses 2 bilden, mit Dübeln 108 verdübelt. Zwischen den Rändern der Platten 6¹ und dem Umfangsflansch 107 ist eine weiche, ringförmige Dichtungspackung 109 angeordnet, die zum Abdichten des Plattenkastens dient. Das Gewicht des oberen, magnetischen Po1schuhes 17» verstärkt durch die Kraft der magnetischen Anziehung, dient dazu, den Kolben 106 in den Plattenkasten zu drücken, um die Platten 3 zusammenzupressen.

In Fig. 9b ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der der in Fig. 9a dargestellte Plattenkasten verwendet werden könnte. Bei dieser Ausführungsform ist der obere Magnetkern 17 an Stangen 110 befestigt, die von einem Stützbogen 111 getragen werden. Zum Anheben des oberen Magneten 17, der in seiner normalen Betriebsstellung auf den Plattenkästen ruht, sind Hubvorrichtungen 112 vorgesehen, die auf die Stangen 110 wirken. Auf diese Weise können die Plattenkästen zur Reinigung oder zur Reparatur entfernt werden, sobald dies gewünscht wird.

In den Fig. 10a und 10b ist eine sechste Ausführungsform eines Magnetabscheiders gezeigt, bei dem der in Fig. 9a gezeigte Plattenkasten Verwendung finden könnte. Bei diesem Ausführungsbeispiel haben die Polschuhe der Magnetkerne

20983 7/0898

gegen die Horizontale geneigte Polflächen. Der Plattenkasten ist zwischen diese geneigten Polflächen eingefügt. Damit
der obere Magnetkern 17 auf der von dem Plattenkasten gebildeten geneigten Fläche nicht gleitet und so die Stangen 110 und andere Teile des Separators zerstört, sind Führungsleisten 113 vorgesehen.

Die Neigung der Abscheidevorrichtungen 12 beträgt bei
allen beschriebenen Ausführungsbeispielen des Separators
zwischen 0° und 90°„ Vorzugsweise liegt sie in dem Bereich von 5° bis 45°. Eine geringe Neigung hat eine niedrige
Durchflußmenge von Fluid und Wasser durch die Plattenkästen zur Folge und bringt einen hohen Anteil von aus dem Fluid
abgeschiedenen magnetischen Teilchen. Eine größere Neigung erzeugt einen raschen Durchfluß, bei dem der Anteil der
ausgeschiedenen magnetischen Teilchen abnimmt.

Obgleich sich bei den Riefenplatten 3 in den beschriebenen Plattenkästen die nichtgerieften großen Oberflächen an der Oberseite befinden, können diese Platten natürlich auch
so angeordnet sein, daß ihre gerieften Oberflächen in den
Plattenkästen oben liegen. Die Nuten können auch verschiedene andere als dreieckige Formen haben.

Die Riefenplatten 3 können aus Eisen, Stahl, magnetischem, nicht-rostendem Stahl oder aus einer Kobalt-Eisenlegierung (Permendur etc.) bestehen und können gegen Abrieb und

209837/0898

Korrosion ungeschützt oder durch eine Verchromung, Chromdiffusion oder ein anderes geeignetes Verfahren geschützt sein. Vorzugsweise sind die Riefenplatten 3 aus einem niedriggekohlten Stahl oder einem rostfreien Stahl hergestellt, der annähernd 13% Chrom mit wenig oder keinem Nickel enthält, von dem eine Sorte als rostfreies Eisen (stainless iron) bekannt ist.

Die Riefenplatten 3 können durch andere Teile aus magnetischem Material, beispielsweise durch Stahlwolle, Streckmetall, Drahtgewebe, Stahlkugeln, Stahlstangen mit rundem oder einem anderen geeigneten Querschnitt oder durch verdrillte Lamellen mit quadratischem, dreieckigem oder einem anderen geeigneten Querschnitt ersetzt werden.

Man erkennt, daß bei der Verwendung von Riefenplatten 3 diese Riefenplatten dazu neigen, sich infolge von großen Änderungen im Magnetfeld beim Einschalten und Ausschalten und Umkehren des Feldes in den Plattenkästen zu bewegen.

Obgleich die Wirkungsweise der Separatoren bei einem dreistufigen Verfahren beschrieben wurde, kann jedoch auch der Waschprozeß fortgelassen werden, so daß sich ein Zweistufenverfahren ergibt.

Bei allen Separatoren wird das Zuführen und Waschen in einem

209837/0898

Magnetfeld durchgeführt, während der SpülVorgang in einer stark verminderten oder auf Null reduzierten Magnetfeldstärke oder in einem umgekehrten Magnetfeld vorgenommen wird. Der Durchfluß des Spülwassers kann bei einem Druck zwischen 0,7 und 4,2 kg/cm erfolgen.

Anstelle von durch Verwendung entsprechend geformter Polschuhe 10 geneigten magnetischen Luftspalte kann die ganze Einrichtung zum Erzeugen des Magnetfeldes gekippt werden.

Anstelle der Schraube 30 kann auch eine Feder vorgesehen werden, um den Keil 29 im Plattenkasten 28 in Stellung zu halten.

Die Schalter, welche die Stromzuführung zu den Magnetspulen 9 steuern, können von der gleichen Kurvenscheibeneinrichtung gesteuert werden, die auch die Ventilstangen 16 steuert.

Der Funktionsablauf der Vorrichtung könnte anstatt durch eine Nockensteuerung auch hydraulisch, elektromagnetisch oder pneumatisch gesteuert werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform steuern eine Anzahl von Nocken auf einer sich drehenden Welle unmittelbar elektrische Schalter und sie können einige Ventile unmittelbar und andere Ventile indirekt mit Hilfe von Relais,

209837/0898

pneumatischen Ventilen oder durch eine Kombination von beiden steuern.

Selbstverständlich könnten bei den UmlaufSeparatoren auch Permanentmagnete anstelle der aus Magnetkernen 17 und Magnetspulen 9 zusammengesetzten Elektromagnete verwendet werden.

Die weiter oben beschriebenen MagnetSeparatoren können Teilchen von metallischem Eisen, Biotit, Turmalin, Eisenoxiden, nickelführendem Magnetkies oder Serpentin, Zwischenverbindungen zwischen Rutil und Ilmenit, Eisenoxid, Manganoxiden, Eisencarbonaten, Elisensilikaten, Granatsteinen, Epidoten, Chromeisenerzen, wolfram- oder eisenhaltigen Verbindungen aus Mischungen, die Partikel von Quarz, Feldspat, Bauxit, Ton,Phosphaten, Apatit, Magnesit, Strontium oder Bariumsulfid, Scheelit oder Carbonaten oder anderen nichtmagnetischen Substanzen abscheiden.

209837/0898

Claims (22)

Ansprüche

1. Verfahren zum magnetischen Abscheiden von magnetischen Feststoffteilchen aus einem strömenden Fluid, dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst einen Fluidstrom eine gegen die Horizontale geneigte Ebene hinab in einen Bereich einfließen läßt, in dem ein starkes magnetisches Feld aufgebaut werden kann, daß man dann ein starkes magnetisches Feld aufbaut, das quer zu dem geneigten Fluidstrom gerichtet ist, wodurch die magnetischen Teilchen durch die Wirkung des Magnetfeldes in diesem Bereich zurückgehalten werden, daß man dann das Magnetfeld abbaut und schließlich ein Spülfluid die geneigte Ebene hinabrinnen läßt, um die zurückgehaltenen magnetischen Partikel aus diesem Bereich zu entfernen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man vor dem Zuführen des Spülfluids und vor dem Abbau des Magnetfeldes ein Waschfluid die geneigte Ebene hinablaufen läßt, um alle Verunreinigungen auszuwaschen, die an den in dem Bereich zurückgehaltenen magnetischen Teilchen haften,

209837/0898

_ 91 _

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche, in denen die magnetischen Teilchen zurückgehalten werden, um eine Mittelachse aus Stellungen, in denen die Magnetfeldstärke ein Maximum erreicht, in Stellungen drehbar sind, in denen die Magnetfeldstärke auf Null abgesunken ist, wobei die Verfahrensschritte zum Einspeisen des Aufgabefluids, des Waschfluids und des Spülfluids durchgeführt werden, wenn die genannten Bereiche in die geeigneten Stellungen gedreht worden sind.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des durch den genannten Bereich fließenden Aufgabefluids, des Waschfluids und/oder des Spülfluids von der Ausstoßeeite des Bereiches her gesteuert wird.

5· Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Bereiche von plattenartigen Einrichtungen gebildet werden, von denen eine Vielzahl im gleichen Abstand voneinander in einem Kreisring angeordnet und kontinuierlich zwischen einem starken magnetischen und einem nichtmagnetischen Feld drehbar ist, und wobei die Zuführung des Aufgäbe-, Wasch- und Spülfluids erfolgt, während die plattenartigen Einrichtungen sich in bestimmten Zonen eine· stark magnetischen und eines nichtmagnetisch en Feldes bewegen.

209837/0898

6. Vorrichtung zum magnetischen Abscheiden von magnetischen Feststoffteilchen aus einem Fluidstrom, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abscheidevorrichtung (12) zum Abscheiden magnetischer Teilchen vorgesehen ist, in der im Abstand voneinander angeordnete parallele Platten (3) angeordnet sind, zwischen denen ein Fluidstrom hindurchfließen kann, wobei diese Abscheidevorrichtung (12) unter einem Winkel zur Horizontalen geneigt ist, um den Durchfluß des Fluids zu unterstützen, daß ferner Mittel (8) vorgesehen sind, um quer zu dem Fluidstrom ein magnetisches Feld duroh die geneigte Abscheidevorrichtung (12) zu legen, um die magnetischen Teilchen zu veranlassen, an den Seiten der Platten (3) hängen zu bleiben, daß ferner Mittel vorgesehen sind, um dem oberen Ende der Abscheidevorrichtung (12) bei kreisförmiger Drehung den Aufgabefluidstrom, aus dem die magnetischen Teilchen abgeschieden werden sollen und einen Waschfluidatrom zuzuführen, um die magnetischen Teilchen zu entfernen, nachdem das Magnetfeld auf Null reduziert worden ist.

7. Vorrichtung naoh Anspruch 6, daduroh gekennzeichnet, daß die Abscheidevorrichtung (12) von einem Plattenkasten (1) gebildet wird, der eine Reihe von flachen Platten (3) mit dreieckigen Nuten auf einer Oberfläche aufweist.

209837/0898

8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die nichtgeriefte Fläche in dem Plattenkasten (1) nach oben gekehrt ist und die Spitzen der gerieften Fläche der nächst-oberen Platte (3) berührt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Elektromagnete vorgesehen sind, von denen jeder einen Polschuh (10) und eine darum herumgelegte elektrische Spule (9) aufweist, und daß die beiden Polschuhe (10), über welche ein magnetisches Feld gebildet wird, wenn die Spulen (9) erregt werden, durch einen nichtmagnetischen Abschnitt getrennt sind, in dem die geneigte Abscheideeinrichtung (12) untergebracht ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9_t dadurch gekennzeichnet, daß die Polschuhe (10) derart geformt sind, daß ihre einander zugewandten Polflächen parallel zu dem Fluidstrom in der Abscheidevorrichtung (12) verlaufen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Halbdrosselklappenventil (14) am Auslaßende des Plattenkastens (1) angeordnet ist, um die Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen den durch die Plat-

' ten (3) strömenden Fluidsträhnen auf ein Minimum herabzusetzen.

209837/0898

12. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Seperatoren (8) nebeneinander angeordnet sind, deren Spulen (9) auf jedem Arm von zwei U-förmigen Magnetkernen (17) angeordnet sind, welche zwischen sich zwei Abscheidezonen eines magnetischen Feldes bilden, wenn die Spulen (9) erregt sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (3) in dem Plattenkasten (1) mit Hilfe eines Keilstückes (29) in Stellung gehalten werden, und daß das Keilstück (29) so ausgestaltet ist, daß es mit einer Vorrichtung mit Schraubgewinde (30) in die Abscheidevorrichtung (12) hinein- oder hinausgeschoben werden kann, um entweder die Platten (3) in Stellung zu halten, oder zu ermöglichen, daß die Platten aus dem Plattenkasten (1) herausgenommen werden können.

14·. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Plattenkasten zwei Trennplatten (39) aufweist, die sich aus dem Plattenkasten (1) heraus erstrecken, und daß eine mit dem unteren Gehäuse aus einem Stück bestehende Schurre (40) vorgesehen ist, so daß drei Zuführungströge (42) für drei lagen Platten im Inneren des Plattenkastens (38) gebildet werden, wobei das Fluid dem obersten Zuführungstrog (42) zugeführt wird und in die anderen beiden Zuführungströge (42) überfließen kann,

209837/0898

15. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Abscheidevorrichtungen (12) vorgesehen und auf den Armen eines drehbaren Armkreuz-Rotors (45) angeordnet ist, und daß zwei Paare von Magnetisierstationen (47) im gleichen Abstand zu dem Armkreuz-Rotor (45) angeordnet sind, und daß jedes Paar der Magnetisierstationai(47) von zwei U-förmigen Magnetkernen (17) gebildet wird, die derart übereinander angeordnet sind, daß sie Luftzwischenräume bilden, in denen die Abscheidevorrichtungen untergebracht sind, und daß die Luftzwischenräume derart ausgebildet sind, daß sie vom Mittelpunkt des Armkreuz-Rotors (45) nach außen und abwärts geneigt sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren U-förmigen Magnetkerne (17) fortgelassao. sind, und daß der Rotor (53) von einer nichtdurchbrochenen, magnetischen Scheibe gebildet wird, auf welcher die Abscheidevorriohtungen (12) montiert sind, und daß der Rotor (53) anstelle des unteren, U-förmigen Magnetkernes einen Rückweg für den Magnetfluß bildet.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (53) entweder entsprechend den Schritten der Magnetabscheidung schrittweise oder kontinuierlich angetrieben ist.

209837/0898

18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (53) 16 Abscheidevorriohtungen (12) trägt, und daß die Magnetisierstationen (47) so breit sind, daß zwei benachbarte Abscheidevorrichtungen (12) zu jeder beliebigen Zeit darin angeordnet werden können.

19. Vorrichtung nach den Ansprüchen 15» 16 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidevorrichtung von einem Kasten (1) gebildet wird, der aus einer Reihe von flachen Platten (3) zusammengesetzt ist, die dreieckige Riefen (4) auf einer ihrer Oberflächen aufweisen, wobei die ungerieften großen Flächen dieser Platten in dem Plattenkasten oben liegen und die Spitzen der gerieften Oberfläche der nächst-oberen Platte (3) berühren.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckelplatte des Plattenkastene (1) als Kolben (106) ausgebildet ist, der einen sich in radialer Richtung erstreckenden Umfangeflansch (107) aufweist, und daß die Polfläche des oberen, U-förmigen Magnetkernes auf dem Kolben (10$) ruht, und daß eine Dichtungspackung zwischen den Wänden (6¹) des Plattenkastens (1) und dem Kolben (106) angeordnet ist.

209837/0898

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der obere, U-förmige Magnetkern (17) an Stangen (110) "befestigt ist, die von einem Stützbogen (111) getragen werden, und daß Hu'bvorrichtungen (112) zum Anheben der Tragvorrichtungen für den oberen, U-förmigen Magnetkern vorgesehen sind, wenn die Platten (3) aus den Plattenkästen (1) entfernt werden müssen.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß Führungsleisten (113) vorgesehen sind, die mit dem oberen, U-förmigen Magnetkern (17) zusammenwirken, um diesen an einem Gleiten auf der geneigten Oberfläche der Plattenkästen (1) zu hindern.

209837/0898