DE2613601C3 - Magnetischer Abscheider für ferromagnetische Fremdkörper aus Faserstoffsuspensionen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen magnetischen Abscheider für ferromagnetische Fremdkörper aus Faserstoffsuspensionen, insbesondere wäßrigen Asbestfaser-Suspensionen, mit einem um eine Achse rotierenden Scheiben- oder walzenförmigen Magnetsystem, das an seinem Umfang Magnete mit jeweils zwei parallel zur Rotationsachse ausgedehnten Polschuhen enthält, die in die Suspension eintauchen und zu deren Abreinigung Vorrichtungen im oberen Scheitelbereich der Scheibe bzw. Walze vorgesehen sind.

Ein solcher magnetischer Abscheider ist aus der US-PS 33 72 802 bekannt. Er enthält einen scheiben- oder walzenförmigen Trägerkörper, auf dessen Umfang eine Vielzahl von Magneten in Umfangsrichtung gesehen hintereinander angeordnet sind. Jeder dieser Magnete hat zwei Polschuhe, deren freie, radial nach außen weisenden Enden auf einer gemeinsamen gedachten Zylinderfläche liegen (vgl. a. a. O. F i g. 7).

Mit dem bekannten Abscheider läßt sich jedoch eine fast vollständige Abscheidung von Magnetitteilchen aus einer Aufschlämmung aus einem Fasermaterial und einer Flüssigkeit, insbesondere aus einer Asbestfaser-Wasser-Suspensjon, im allgemeinen nicht erreichen. Die am Außenumfang liegenden Flächen der Polschuhe sind nämlich verhältnismäßig groß, und die zwischen benachbarten Polschuhen verschiedener Polarität ausgebildeten Zwischenräume sind verhältnismäßig weit. Die an den Polschuhenden ausgebildten Magnetfeldgradienten sind somit verhältnismäßig klein, so daß ein rein magnetisches Herauslösen der Magnetitteilchen aus den Asbestfasern, mit denen sie stark verfilzt sind, nur in begrenztem Umfang möglich ist. Es läßt sich deshalb im allgemeinen nicht vermeiden, daß ein größerer Anteil von Fasermaterial an den Polschuhen angelagert wird.

Aus der DE-PS 3 22 442 ist ferner ein trommeiförmiger Magnetscheider bekannt, der ein Magnetsystem enthält, dessen paarweise einander zugeordneten Polschuhenden ebenfalls auf einer gemeinsamen Zyünderfläche liegen. Die Polschuhenden laufen zwar spitz zu, so daß an ihnen verhältnismäßig große Magnetfeldgradienten erzeugt werden können. Da jedoch die zwischen benachbarten Polschuhenden ausgebildeten Spa'.le verhältnismäßig groß sind, ist der bekannte Magnetscheider nicht zum Abscheiden von ferromagnetischen Teilchen aus Fasersuspensionen geeignet, da sich die Fasern sofort in diesen Spalten festsetzen und somit den Abscheidungsvorgang behindern würden.

Darüber hinaus ist der DE-PS 3 72 «95 ein Magnetscheider zu entnehmen, dessen Magnetsystem zwar spitz zulaufende Polschuhenden hat, zwischen denen ein verhältnismäßig kleiner Spalt ausgebildet ist. Dieses Magnetsystem wird jedoch nicht bewegt; sondern das die abzuscheidenden Teilchen enthaltende Rohgut wird unmittelbar vor den Polschuhenden vorbeigeführt, wobei die Teilchen aus dem Rohgut herausgefiltert und in den Strahl eines gasförmigen oder flüssigen Tansportmediums gelangen und von diesem mit fortgerissen werden. Mit diesem Magnetscheider können praktisch nur ferromagnetische Teilchen aus einem Rohgut herausgefilter! werden, mit dessen nicht-magnetischen Teilen sie verhältnismäßig locker mechanisch verbunden sind. Bei Fasersuspensionen sind jedoch die ferromagnetischen Teilchen verhältnismäßig stark mit den Fasern verfilzt, so daß der bekannte Magnetscheider für diese Art von Rohgut nicht geeignet ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung zu schaffen, bei der diese Schwierigkeiten in nur verhältnismäßig geringem Umfange auftreten. Insbesondere soll mit dieser Vorrichtung ein verhältnismäßig leichtes und möglichst vollständiges Herauslösen von ferromagnetischen Fremdkörpern aus einer Suspension aus einem Fasermaterial und einer Flüssigkeit, insbesondere aus einer Asbestfaser-Wasser-Suspension, ermöglicht werden, ohne daß dabei ein größerer Faseranteil aus der Suspension mit abgeschieden wird.

Diese Aufgabe wird für einen magnetischen Abscheider der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die freien F.nden der Polschuhe als spitzwinklige Kanten gestaltet sind, die sich paarweise zu einem schmalen Spalt verengen, und daß die Abreinigungsvorrichtung eine rotierende Bürste ist, deren Drehachse quer zur Erstreckung der Magnetspalte angeordnet ist.

Es ist zwar an sich bekannt, die Kanten von Polschuhenden spitzwinklig zu gestalten, um so an ihnen einen verhältnismäßig großen Magnctfcldgradienten zu erzeugen (vgl. DE-PS 3 22 422). Ein Elementenschutz wird deshalb für dieses Merkmal nicht beansprucht.

Diese Gestaltung des magnetischen Abscheiders gemäß der Erfindung hat jedoch insbesondere noch den Vorteil, daß mit den Fasern verfilzte ferromagnetische Fremdkörper in der Suspension auch mechanisch zerkleinert werden und diese zerkleinerten Teilchen -, dann verhältnismäßig leicht an den Polschuhenden der Magnete festgehalten werden können. Es läßt sich so ein verhältnismäßig hoher Prozentsatz der ferromagnetischen Fremdkörper aus der Suspension entfernen. Die Verluste an Fasermaterial sind hierbei verhältnismäßig in gering.

Die zur Abnahme der in der Suspension abgeschiedenen Fremdkörper vorgesehene rotierende Bürste ist so angeordnet, daß ihre Borsten den gesamten Spalt zwischen den Polschuhenden des an ihr jeweils vorbei ι ·. geführten Magneten durchstreifen und so eine gute Säuberung der Polschuhenden von den magnetischen Fremdkörpern gewährleisten.

Der Spalt zwischen benachbarten Polschuhenden liegt bei dem Abscheider gemäß der Erfindung quer zur Bewegungsrichtung. Steht insbesondere die Kante des in Bewegungsrichtung weisenden Endes des einen Polschuhes gegenüber der Kante des benachbarten Polschuhs hervor, so wird das mechanische Zerschlagen größerer ferromagnetischer Fremdkörper in der Sus- 2> pension und das Anlagern der zerschlagenen Fremdkörperteilchen an den Kanten der Polschuhenden, insbesondere an dem schaufelartig ausgebildeten, in Bewegungsrichtung weisenden Polschuhende erleichtert. Zugleich läßt sich auch eine gute Durchmischung der jo Suspension erreichen.

Werden die Kanten der Polschuhenden glatt und ohne Zacken ausgebildet, so wird vermieden, daß Fasermaierial ohne ferromagnetische Formkörper in größerem Umfang an den Kanten hängen bleibt und die j5 Abscheidung der ferromagnetischen Körper behindert.

Gemäß einer Weiterbildung des Abscheiders nach der Erfindung können darüber hinaus zum Entfernen der an den Kanten abgeschiedenen Fremdkörper Mittel zur Schwäuiung des magnetischen Feldes an den Enden der Polschuhe eines Magneten vorgesehen sein. Beispielsweise kann ein entsprechender magnetischer Nebenschluß vorgesehen werden. Die aufgrund magnetischer Kräfte an den Kanten abgeschiedenen und dort gehaltenen ferromagnetischen Fremdkörper können so γ, noch leichter von diesen entfernt werden.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung und deren in den Unteransprüchen gekennzeichneten Weiterbildungen wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in deren Fig. 1 ein Magnet eines Abscheiders gemäß der Erfindung schematisch veranschaulicht ist. In Fig.2 ist die Bewegung dieses Magneten durch eine Suspension schematisch angedeutet. Die Fig.3 und 4 zeigen als Ausführungsbeispiel ein Magnetsystem eines Abscheiders nach der Erfindung. In den Fig.5 und 6 ist eine weitere Ausbildungsmöglichkeit eines solchen Magnetsystems dargestellt.

F i g. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Magneten eines Abscheiders nach der Erfindung. Dieser Magnet 2 enthält einen quaderförmigen Magnetkörper f,o 3, der in Richtung der kleinsten Querdimension magnetisiert ist. Die Magnetisierung ist in der Figur durch die Zeichen S für Südpol und N für Nordpol angedeutet. Zur Führung des magnetischen Flusses ist an den beiden gegenüberliegenden Polflächen 4 und 5 &■-, des Magneten jeweils ein flacher Körper vorgegebener Breite B aus einem ferromagnetischem Material, beispielsweise ein Eisenblech, angefügt. Die Länge dieser an den Polflächen anliegenden Bleche, die al·., Polschuhe 7 bzw. 8 dienen, ist so groß, daß diese über eine Seite des Magnetkörpers 3 hinausragen.

Der dargestellte Magnet soll zur Herauslösung von ferromagnetischen Fremdkörpern aus einer Suspension aus einem Fasermaterial und einer Flüssigkeit, beispielsweise aus einer Asbestfaser-Wasser-Suspension, dienen. Solche Suspensionen werden insbesondere zur Herstellung von Diaphragmen für Brennstoffzellen verwendet.

Um auf einen ferromagnetischen Fremdkörper in der Suspension aus einem Fasermaterial und einer Flüssigkeit eine große Kraft ausüben zu können, muß das Produkt aus der magnetischen Feldstärke H und dem

Feldgradienten -j— möglichst groß sein. Gemäß dem

Ausführungsbeispiel nach Fig. I ist deshalb vorgesehen, daß das Endstück 9 bzw. 10 jedes Polschuhs 7 bzw. 8 zu einer spitzwinkligen Kante 11 bzw. 12 mit der vorgegebenen Breite B ausläuft. Die beiden Polschuhe sind an ihren Endstücken 9 und 10 abgeknickt, so daß zwischen ihren parallel zueinander verlaufenden Kanten 11 und 12 ein schmaler Spalt 13 ausgebildet ist.

Eine mechanische Zerkleinerung größerer ferromagnetischer Fremdkörper in der Suspension und eine Abscheidung dieser zerkleinerten Teilchen wird dadurch erleichtert, daß das Ende eines Polschuhs geringfügig über das Ende des anderen Polschuhs übersteht. Gemäß Fig. 1 ist die Länge des Polschuhs 8 geringfügig größer als die des Polschuhs 7 gewählt, so daß die Kante 12 entsprechend weiter von dem Magnetkörper 3 entfernt ist als die Kante 11. Werden für die Polschuhe 7 und 8 gleiche Maße und Gestaltungsformen vorgesehen, so kann gegenüber einer symmetrischen Anordnung der beiden Polschuhe 7 und 8, bei der die Kanten 11 und 12 von dem Magnetkörper 3 gleich weit entfernt sind, auch einer der Polschuhe längs der ihm zugeordneten Polfläche verschoben sein.

Die Polschuhkanten sind vorteilhaft glatt und ohne Zacken ausgebildet, damit an ihnen nicht größere Vit-ngen von Fasermaterial ohne ferromagnetische Fremdkörper hängen bleiben.

In Fig. 2 ist die Bewegung eines Magrieten 2 nach Fig. 1 durch eine ruhende Suspension angedeutet. Eine Wanne 15 enthält eine Suspension 16 aus einem Fasermaterial und einer Flüssigkeit, insbesondere aus Asbestfasern und Wasser. Beispielsweise kann ein Gramm Fasermaterial in 200 ml Flüssigkeit ausgeschlämmt sein. Der Magnet 2 kann mittels einer in der Figur nicht dargestellten Vorrichtung längs einer Kreisbahn geführt werden. Diese Kreisbahn ist durch eine Linie 18 angedeutet, die zur Festlegung der Bewegungsrichtung mit einem Pfeil versehen ist. Der Magnet ist an der Vorrichtung so befestigt, daß der zwischen seinen Pclschuhen ausgebildete Spalt quer zur Bewegungsrichtung liegt und sein etwas überstehendcr Polschuh in Bewegungsrichtung weist. Bei der loopingförmigen Bewegung des Magneten 2 tauchen w., unteren Bereich uer Kreisbahn mindestens die Endstükke seiner beiden Polschuhe in die Suspension 16 ein. Mit der Bewegung des Magneten durch die Suspension erfolgt /.ucleich eine Auflockerung und Sme Durchwirbelung der Suspension. Diese Bewegung der Suspension ist durch zwei mit 19 gekennzeichnete Linien angedeutet.

Bei der Bewegung des Magneten 2 durch die Suspension 16 kann die hervorstehende, schaufelar lige Kante seines einen Polschuhendes die Fremdkörper aus

den lasern herausschlagen und längliche Fremdkörperteile /erbrechen. Losgelöste, ferromagnetische Fremd köpertcilchen bleiben an den Kanten der Polscliuheii den aufgrund magnetischer Kräfle hängen. Nachdem der Magnet mil den an seinen Polschiihkanten abgeschiedenen Fremdkörpern aus der Suspension wieder herausgeführt ist, werden die Fremdkörper mittels einer in der Figur nicht dargestellten Vorrichtungentfernt.

Im Ausführiingsbeispiel nach F"ig. 2 isl davon ausgegangen, daß sich die Suspension 16 stationär in einer Wanne 15 befindet. Es kann jedoch ebensogut vorgesehen sein, daß der Magnet 2 auch durch eine vorbeifließende Suspension geführt wird. Wird dabei der Magnet entgegen der Strömungsrichüing geführt, so läßt sich gegebenenfalls die an seinen Polschuhenden abgeschiedene Frcmdkörperraie noch erhöhen.

In den Fig. 3 und 4 isl eine Seiten- und eine

ί rOniSnSiCiii CiPiCr SpCZiC'iCPi Vi/iTiCitiüng PiSCm ÜCT Erfindung veranschaulicht. Diese Vorrichtung enthält zwei um eine Achse 20 drehbar angeordnete und zueinander parallele Scheibenräder 21 und 22 aus nichtniagnctischcm Material. Zwischen den Scheibenrändern sind an deren Außenumfang acht Magnete 24 bis 31 in Umfangsrichtung gesehen hintereinander befcstigl. Diese Magnete, die jeweils dem Magneten 2 nach Fig. 1 entsprechen, sind so angeordnet, daß ihre Polschuhe radial nach außen weisen. Die Bewegung jedes Magneten entspricht im wesentlichen der in F i g. 2 beschriebenen. Die gemeinsame Achse 20 der beiden Scheibenräder 21 und 22 ist so angeordnet, daß nur die Endstücke der Polschuhe der Magnete 24 bis 31 in die Suspension 16 hineinragen.

Oberhalb dieses rotierenden Magnetsystems mit den Magneten 24 bis 31 ist eine walzenförmige, rotierende Bürste 33 vorgesehen. Die Rotationsachse 34 dieser Bürste ist bezüglich der Rotationsachse 20 des rotierenden Magnetsystems senkrecht angeordnet. Mit dieser Bürste können die in den Spalten zwischen den beiden Polschuhen jedes Magneten haftenden ferromagnetischen Fremdkörperteilchen auf mechanische Weise seitlich entfernt werden, da ihre Borsten in die Spalte zwischen den Polschuhen hineinragen. Die Borsten der Bürste 33 können zweckmäßig aus ferromagnetischem Material sein. Beim Durchstreichen der Spalte der einzelnen Magnete werden dann an den Spitzen der Borsten aufgrund magnetischer Induktion hohe Feldliniendichten hervorgerufen, die bewirken, daß die magnetischen Kräfte, welche die ferromagnetischen Teilchen an den Kanten halten, geschwächt werden. Die ferronagnetischen Teilchen lassen sich so leichter aus dem Spalt des jeweiligen Magneten entfernen.

Ferner kann zweckmäßig im Bereich der Bürste noch ein magnetischer Nebenschluß zur Schwächung der die ferromagnetischen Teilchen an den Kanten der einzelnen Magnete rückhaltenden magnetischen Kräfte vorgesehen sein. In der Fig. i isl ein entsprechender von dem Scheibenrad 21 verdeckter, ortsfest /wischer den Scheibenrädern 21 und 22 angeordneler ferromagnelischcr Körper 35 durch eine gestrichelte Linie angedeutet. Über diesen Körper, der sich direkl unterhalb des im Bereich der Dürste gerade vorbeigeführten ein/einen Magneten, beispielsweise des Magne ten 24. befindet, kann ein Teil des magnetischen Flusses /wischen den beiden Polschuhcn dieses Magneten geleitet werden.

In den Fig. ^rt und b ist eine Seiten- und Frontansicht einer weiteren Vorrichtung nach der Frfindung mil einem rotierenden Magnetsystem dargestellt. Iin Cicgensat/ /u der Ausfiihrungsform nach den F i g. i und 4 mil einer Vielzahl von einzelnen Magneten ist bei der Vorrichtung gemäß I i g. 5 und 6 nur ein einziger zentraler Magnet 38 erforderlich. Für den Magneten kann deshalb ein starker Permanentmagnet oder eine Mdgüeiüpiiii: viiigi-M'iicii werden. Der Magnet 3S isi /ylinderförmig ausgebildcl und in Richtung seiner Achse 39 polarisiert. Senkrecht zu dieser Achse isl an den beiden Polenden jeweils ein scheibenförmiger fcrromagnelischcr Körper 41 bzw. 42 zur Führung des magnetischen Flusses befestigt. Diese Körper können beispielsweise eine zentrale Bohrung haben und auf den Magneten aufgesteckt sein, jeder der scheibenförmigen Körper 41 und 42 enthält an seinem Außenumfang vier schwalbt-.,schwanzähnlich geformte, radial nach außen weisende Fortsätze 43 bis 46 b/w. 48 bis 51. Am äußeren Ende jedes dieser Fortsätze ist ein Polschuh befestigt, der sich senkrecht zu der Ebene, in uer der zugeordnete scheibenförmige Körper liegt, in Richtung auf den gegenüberliegenden anderen scheibenförmigen Körper erstreckt. In F i g. 5 sind nur die mit dem scheibenförmigen Körper 42 verbundenen Polschuhe 53 bis 56 als Querschnitt veranschaulicht, während in Fig.6 als Seitenansicht nur die Polschuhe 53 und 54 und ein mit dem scheibenförmigen Körper 41 verbundener Polschuh 58 gezeigt sind. Die beiden scheibenförmigen Körper 41 und 42 sind so in Umfangsrichtung gegeneinander gedreht an dem Magneten 38 befestigt, daß immer pin Pn!i/*hllh rlj*c #»in*i»\ c^heiKnnfnrmiffpn

Körpers in Umfangsrichtung gesehen dem Polschuh des anderen scheibenförmigen Körpers folgt. Es ergibt sich so eine Wechselpolanordnung mit jeweils einem Spalt 59 zwischen den einzelnen Polschuhen.

Die an den Kanten der einzelnen Polschuhe in der Suspension 16 abgeschiedenen ferromagnetischen Fremdkörper können mit einer Bürste 33 gemäß F i g. 3 oder 4 entfernt werden.

In F i g. 6 ist ferner ein magnetischer Nebenschlub zur Schwächung der die ferromagnetischen Fremdkörper an den Kanten der Polschuhe haltenden Kräfte angedeutet. Als magnetischer Nebenschluß können beispielsweise zwei ferromagnetische Bauteile 60 und 61. die in ihrer Funktionsweise dem Bauteil 35 nach F i g. 3 entsprechen, vorgesehen sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnuneen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Magnetischer Abscheider für ferromagnetische Fremdkörper aus Fasersioffsuspensionen, insbeson- i dere wäßrigen Asbestfaser-Suspensionen, mit einem um eine Achse rotierenden scheiben- oder walzenförmigen Magnetsystem, das an seinem Umfang Magnete mit jeweils zwei parallel zur Rotationsachse ausgedehnten Polschuhen enthält, die in die in Suspension eintauchen und zu deren Abreinigung Vorrichtungen im oberen Scheitelbereich der Scheibe bzw. Walze vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Polschuhe (7, 8) als spitzwinklige Kanten (11, 12) r, gestaltet sind, die sich paarweise zu einem schmalen Spalt (13) verengen, und daß die Abreinigungsvorrichtung eine rotierende Bürste (33) ist, deren Drehachse (34) quer zur Erstreckung der Magnetspalte (13)aflgeordnet ist.

2. Abscheider nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kante (12) des in Bewegungsrichtung weisenden Endstückes (10) des einen Polschuhs (8) gegenüber der Kante (11) des benachbarten Polschuhs (7) hervorsteht.

3. Abscheider nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten (11, 12) der Polschuhendstücke glatt und ohne Zacken ausgebildet sind.

4. Abscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 3, jo dadurch gekennzeichnet, daß die Bürste (33) Borsten aus ferromagnetischern Materil enthält.

5. Abscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß z'wti Entfernen der an den Kanten (H, 12) abgeschiedenen Fremdkörper r, Mittel zur Schwächung des magnetischen Feldes an den Kanten (11,12) vorgesehen sind.

6. Abscheider nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein ferromagnetischer Körper (35 oder 60, 61) als magnetischer Neben-Schluß zur Schwächung des magnetischen Feldes an den Kanten (11,12) vorgesehen ist.