DE3316487C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Abscheider zur Reinigung eines flüssigen Mediums von Spurensubstanzteilchen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Abscheider werden in der chemischen Industrie, Nahrungsmittelindustrie, im Maschinenbau, in der energie­ erzeugenden, in der pharmazeutischen Industrie sowie in anderen Industriezweigen vorwiegend zur Fein- und Hoch­ reinigung flüssiger und gasförmiger Medien von Spurensubstanz­ teilchen verwendet, wobei der Masseanteil dieser Teilchen von zwischen 10^-5 und 10^-8 bei Abmessungen von -0,1 bis 10 µm und darunter liegt.

Zur Reinigung eines flüssigen Mediums durch Trennung von Mikroteilchen von dem flüssigen Medium unter Einwirkung eines magnetischen bzw. elektrischen Feldes auf die im flüssigen Medium vorhandenen Mikroteilchen ist aus der SU-PS 6 98 658 ein Abscheider bekannt, der ein zylindrisches Gehäuse mit einer Trennwand hat, welche das Gehäuse in zwei Kammern mit einem Segmentquerschnitt aufteilt, von denen die eine mit einer ferromagnetischen Filter-Füllmasse gefüllt und die andere hohl ist. Außerhalb des Gehäuses ist konzentrisch dazu ein Magnetsystem in Form eines Sole­ noids zur Erzeugung eines magnetischen Feldes angeordnet. Unter dem Gehäuse ist ein Behälter zur Verbindung der Kammern miteinander vorgesehen. Über dem Gehäuse befinden sich Stutzen zum Zu- und Abführen des flüssigen Mediums. Das flüssige Medium, welches zuerst die hohle Kammer passiert, wird einer Voreinwirkung des magnetischen Feldes ausgesetzt. Die im Medium befindlichen ferromagnetischen Teilchen beginnen sich dadurch in der hohlen Kammer zu vergrößern, was sich in dem beide Kammern verbindenden Behälter fortsetzt. Beim Durchgang des flüssigen Mediums durch die Kammer, welche mit ferromagnetischer Füllmasse gefüllt ist, wird es von ferromagnetischen Teilchen gereinigt.

Die flüssigen Medien enthalten aber auch nicht ferromagne­ tische, elektrisch geladene Teilchen, die nicht abgeschieden werden. Eine Abscheidung erfolgt nur, wenn diese Teilchen zufällig von ferromagnetischen Teilchen mitgenommen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Abscheider der gattungsgemäßen Art so auszubilden, daß er auch zur Reinigung flüssiger Medien von elektrisch geladenen Teilchen bei verbesserter Gesamtreinigung des Mediums geeignet ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Aufgrund der seignetteelektrischen Filter-Füllmasse in der anderen Kammer und aufgrund der Fähigkeit des Seignette­ elektrikums, zu polarisieren und eine hohe relative Dielektrizitätskonstante zu erhalten, wird zwischen den Elementen dieser Füllmasse ein elektrisches Feld mit hoher Intensität und hoher Inhomogenität erzeugt, wodurch elek­ trisch geladene Teilchen aus dem flüssigen Medium mitgenommen werden, welches die seignetteelektrische Filter-Füllmasse durchfließt. Somit erfolgt neben der Entfernung ferro­ magnetischer Teilchen aus dem flüssigen Medium in der ferromagnetischen Füllmasse auch die Entfernung elektrisch geladener Teilchen aus diesem Medium in der seignetteelek­ trischen Füllmasse, wodurch die Gesamtgüte der Reinigung erhöht und die Qualität des erhaltenen flüssigen Mediums verbessert wird.

Wenn die seignetteelektrische Füllmasse über keine spontane Polarisation verfügt, wird sie mit Elektroden gemäß Anspruch 2 versehen, wodurch der erforderliche Polarisationsgrad der seignetteelektrischen Füllmasse erreicht und der Polari­ sationsgrad in Abhängigkeit von den Eigenschaften des flüssigen Mediums der darin vorhandenen Teilchen geändert werden kann. Die Elektroden sorgen auch für eine periodische Depolarisation der seignetteelektrischen Füllmasse, um eine wirksame Regenerierung von den abgefangenen Teilchen zu ermöglichen. Dabei werden die Wartezeiten des Abscheiders reduziert und die für Filtrationsvorgänge zur Verfügung stehende Zeit vergrößert.

Die Kammer mit der seignetteelektrischen Füllmasse kann gemäß Anspruch 3 zusätzlich mit Elementen einer ferro­ magnetischen Füllmasse versehen werden, durch die das magnetische Feld im Kanal verstärkt wird. Somit wird die Vormagnetisierung der ferromagnetischen Teilchen und ihre Vergrößerung vor dem Eintritt in die ferromagnetische Füllmasse intensiviert, was die Reinigung des flüssigen Mediums weiter verbessert.

Besteht die seignetteelektrische Füllmasse gemäß Anspruch 4 aus einem Elektret, entfällt die Notwendigkeit, die Elektroden ständig an eine Spannungsquelle angeschlossen zu halten. Es genügt, sie nur kurzzeitig zur periodischen Depolarisation des Elektrets bei der Regenerierung und zu seiner periodischen Polarisation nach der Regenerierung und vor dem Einschalten an eine Spannungsquelle anzuschließen.

Anhand von Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Abscheiders im Axialschnitt;

Fig. 2 den Schnitt II-II von Fig. 1;

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform des Abscheiders im Axialschnitt;

Fig. 4 den Schnitt IV-IV von Fig. 3;

Fig. 5 eine dritte Ausführungsform des Abscheiders in einer teilweise axial geschnittenen Seitenansicht und

Fig. 6 den Schnitt VI-VI von Fig. 5.

Der in Fig. 1 und 2 gezeigte Abscheider zur Reinigung flüssiger Medien von Spurensubstanzteilchen hat ein zylin­ drisches Gehäuse 1, welches durch eine Trennwand 2 in zwei Kammern 3 und 4 mit einem Segmentquerschnitt unterteilt ist. Die Kammer 3 ist mit einer ferromagnetischen Filter- Füllmasse 5, die Kammer 4 mit einer seignetteelektrischen Filter-Füllmasse 6 gefüllt. Außerhalb des Gehäuses 1 ist koaxial ein elektromagnetisches Magnetisierungssystem 7 angeordnet. Der untere Teil des Gehäuses 1 ist mit einem Behälter 8 versehen, der die Kammern 3 und 4 miteinander verbindet. Im oberen Teil des Gehäuses 1 befinden sich ein Stutzen 9 zur Einführung und ein Stutzen 10 zum Abführen des flüssigen Mediums.

Bei dem in Fig. 3 und 4 gezeigten Abscheider sind zwei Kammern 11 und 12 in Form von Zylindern vorgesehen, die koaxial ineinander angeordnet sind. In der inneren Kammer 12, die die seignetteelektrische Füllmasse 6 aufnimmt, ist eine Mittelelektrode 13 angeordnet. Die zylindrische Wand der inneren Kammer 12, welche aus elektrisch leitendem Material besteht, dient als zweite Elektrode sowie als Trennwand zwischen den Kammern 11 und 12 und besitzt eine Erdung 14.

Der in Fig. 5 und 6 gezeigte Abscheider hat zwei Gehäuse 15, von denen jedes aus zwei gekuppelten zylindrischen Kammern 16 und 17 zusammengesetzt ist. Als Trennwand 18 dienen die sich berührenden Wände der Kammern 16 und 17. Jedes Paar der Kammern 16 und 17 steht miteinander durch einen Behälter 19 mit Stutzen 20 in Verbindung. Außerdem ist die Kammer 17 mit radial angeordneten Elektroden 21 versehen.

Die Anzahl der Elektroden 21 ist gerade. Die Elektroden 21 sind aufeinanderfolgend an ungleichnamige Pole einer nicht gezeigten Spannungsquelle angeschlossen. In der seignetteelektrischen Füllmasse 6 sind zusätzlich Elemente 22 einer ferromagnetischen Füllmasse angeordnet. Das Magne­ tisierungssystem wird von Elektromagneten 23 mit Wicklungen 24 und Magnetleitern 25 gebildet.

Die axialen Elektroden 13, die radial angeordneten Elektroden 21 sowie die in der seignetteelektrischen Füllmasse 6 zusätzlich vorgesehenen ferromagnetischen Elemente 22 können in allen Ausführungsbeispielen des Abscheiders verwendet werden.

Als ferromagnetische Filter-Füllmasse 5 und ferromagnetische Elemente 22, die in die seignetteelektrische Filter-Füllmasse 6 eingeführt werden, können Kugeln, Späne, Schnitzel oder andere feine ferromagnetische Körper verwendet werden, die korrosionsbeständig sind. Als seignetteelektrische Filter-Füllmasse 6 können Körnchen aus Bariumtitanat, Germaniumtellurid, Lithiumniobad, Wismuttitanat und aus anderen seignetteelektrischen Materialien entsprechend den Eigenschaften des zu reinigenden flüssigen Mediums und den Polarisationseigenschaften des betreffenden Seignette­ elektrikums verwendet werden. Um eine Abschirmung des magnetischen Feldes durch das Gehäuse 1 beziehungsweise 15 der Abscheider und die Trennwand 2 beziehungsweise 13 zu vermeiden, werden die Wände der anderen Kammer 4 beziehungsweise 12 beziehungsweise 17 aus einem nicht ferromagnetischen Material, beispielsweise aus einem rost­ freien, nicht ferromagnetischen Stahl hergestellt.

Wenn an das Magnetisierungssystem 7 von Fig. 1 bis 4 beziehungsweise 23 von Fig. 5 und 6 eine Spannung angelegt wird, werden die ferromagnetische Füllmasse 5 und die in der seignetteelektrischen Füllmasse 6 befindlichen ferromagnetischen Elemente 22 magnetisiert. Gleichzeitig wird Spannung an die Elektroden 13 von Fig. 3 und 4 beziehungsweise 21 von Fig. 5 und 6 angelegt, wodurch die seignetteelektrische Füllmasse 6 polarisiert wird, was wichtig ist, wenn die Füllmasse 6 über keine spontane Polarisation verfügt. Über Stutzen 9 wird danach in die andere Kammer 4 von Fig. 1 und 2 beziehungsweise 12 von Fig. 3 und 4 beziehungsweise 17 von Fig. 5 und 6 ein flüssiges Medium eingeführt, das nacheinander durch die seignetteelektrische Füllmasse 6, den Behälter 8 von Fig. 1 bis 4 beziehungsweise 19 von Fig. 5 und 6 und die ferro­ magnetische Füllmasse 5, welche sich in der einen Kammer 3 von Fig. 1 und 2 beziehungsweise 11 von Fig. 3 und 4 be­ ziehungsweise 16 von Fig. 5 und 6 befindet, hindurchgeht und von elektrisch geladenen und ferromagnetischen Teilchen gereinigt wird. Das gereinigte flüssige Medium wird über den Stutzen 10 abgeführt.

Die Elektrode 13 von Fig. 3 und 4 beziehungsweise die Elektroden 21 von Fig. 5 und 6 erlauben es, den Reinigungs­ prozeß des flüssigen Mediums durch Einstellung des Polari­ sationsgrades der seignetteelektrischen Füllmasse 6 in Abhängigkeit von den Eigenschaften des flüssigen Mediums und den Spurensubstanzteilchen zu steuern sowie periodisch eine Depolarisation der seignetteelektrischen Füllmasse 6 für deren Regenerierung durchzuführen.

Die ferromagnetischen Elemente 22 von Fig. 5 und 6 in der seignetteelektrischen Füllmasse 6 fördern eine Ver­ stärkung des magnetischen Feldes in den anderen Kammern 17, wodurch die ferromagnetischen Spurensubstanzteilchen während ihres Durchgangs durch die andere Kammer 17 stärker magnetisiert und vor dem Eintritt in die eine Kammer 16 mit der ferromagnetischen Füllmasse 5 entsprechend groß geworden sind. Diese Größenzunahme der vormagnetisierten Teilchen setzt sich auch in den Behältern 19 fort.

Wenn die seignetteelektrische Füllmasse 6 aus einem Elektret besteht, werden die Elektroden 21 an eine Spannungsquelle lediglich bei Durchführung der Regenerierung für eine Depolarisation des Elektrets und nach der durchgeführten Regenerierung vor dem Einschalten des Abscheiders in den Reinigungsvorgang zur periodischen Polarisation des Elektrets angeschlossen.

Claims (4)

1. Abscheider zur Reinigung eines flüssigen Mediums von Spurensubstanzteilchen, mit einem Gehäuse (1; 15), einer Trennwand (2; 12; 18) im Gehäuse (1; 15), die dieses in zwei Kammern (3, 4; 11, 12; 16, 17) unterteilt, von denen die eine Kammer (3; 11; 16) mit einer ferromagnetischen Filter-Füllmasse (5) gefüllt ist, einem Magnetisierungs­ system (7, 23) zur Erzeugung eines magnetischen Feldes innerhalb des Gehäuses (1; 15), einem Verbindungsstück (8; 19, 20) für die Kammern (3, 4; 11, 12; 16, 17) unter­ einander, welches an einem Ende des Gehäuses (1; 15) ange­ bracht ist, sowie mit Stutzen (9, 10) zum Zu- und Abführen des flüssigen Mediums, die am anderen Ende des Gehäuses (1; 15) angeordnet sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die andere Kammer (4; 12; 17) eine seignetteelektrische Filter-Füllmasse (6) enthält.

2. Abscheider nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die andere Kammer (12; 17) mit mindestens einem Paar von Elektroden (12; 13; 21) versehen ist.

3. Abscheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Kammer (17) mit der seignetteelektrischen Filter-Füllmasse (6) zusätzlich ferromagnetische Elemente (22) enthält.

4. Abscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die seignette­ elektrische Füllmasse (6) aus einem Elektret besteht.