DE4447362C2 - Vorrichtung zur Rückgewinnung von magnetischer Flüssigkeit - Google Patents

Vorrichtung zur Rückgewinnung von magnetischer Flüssigkeit

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    • B03B—SEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
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    • B03C1/00—Magnetic separation
    • B03C1/32—Magnetic separation acting on the medium containing the substance being separated, e.g. magneto-gravimetric-, magnetohydrostatic-, or magnetohydrodynamic separation

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Rückgewinnung von magnetischer Flüssigkeit gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei den genannten Anlagen handelt es sich um Anlagen für die Abtrennung nichtmagnetischer Materialien unter Verwendung magnetischer Flüssigkeiten im Magnetfeld nach dem Prinzip der Schwimm-Sink-Scheidung in einer Trennkammer oder in mehreren hintereinander angeordneten Trennkammern, wobei die zu trennenden Materialien unterschiedliche Dichte aufweisen und auf welche gemäß diesem Dichteunterschied unterschiedliche Kräfte einwirken.
Die Vorrichtung ist insbesondere einsetzbar bei der Stofftrennung von verschiedenen Materialien, beispielsweise beim Recycling von Elektronikschrott oder Automobilschrott, bei der Erz- bzw. Kohleaufbereitung oder ähnlichen Trennprozessen.
Das Prinzip der Schwimm-Sink-Scheidung nichtmagnetischer Materialien in magnetischen Flüssigkeiten in Magnetfeldgradienten ist seit langem bekannt. Allerdings scheiterte bisher die Durchsetzung dieses Verfahrens am Preis der verfügbaren magnetischen Flüssigkeiten, deren unzureichenden Eigenschaften, den Verfahrenskosten und am mangelnden Interesse an Entsorgungs- und Recyclingproblemen.
Durch die Entwicklung neuartiger magnetischer Flüssigkeiten, wie sie beispielsweise in den DE 43 25 386 C2 und DE 43 27 826 C2 offenbart wurden, haben sich die Voraussetzungen für einen großtechnischen Einsatz der Schwimm-Sink-Scheidung mittels magnetischer Flüssigkeiten verbessert.
Konkrete Vorrichtungen zur Stofftrennung mittels magnetischer Flüssigkeiten bzw. Verbesserungen an Einzelteilen derartiger Vorrichtungen sind beispielsweise in den Veröffentlichungen DE 25 09 959 A1 und DE 33 24 536 C2 (Gestaltung der Magnetpole); DE 33 21 102 C2 (Gestaltung der Trennzelle) und US 4113608 (Zu- und Abführung des Trenngutes) beschrieben.
In der Erfindungsbeschreibung DE 44 07 864 C2 werden Verfahren und Vorrichtung zur Trennung nichtmagnetischer Materialien unter Verwendung magnetischer Flüssigkeiten dargestellt, in denen die Abtrennung der durch das Trenngut aus den Trennkammern ausgetragenen magnetischen Flüssigkeit durch Magnetkraft beschrieben wird.
Nachteilig an den dort beschriebenen Lösungen ist, daß die magnetisch aktive Trennstrecke durch die Anordnung einer im Inneren mit Magneten versehenen Trommel rechtwinklig, also quer zur Förderrichtung des aus den Trennkammern ausgetragenen Trenngutes, die magnetisch aktive Trennstrecke sehr kurz ist und damit beträchtliche Magnetkräfte zur effektiven Abtrennung der mit dem Trenngut ausgetragenen magnetischen Flüssigkeit erforderlich sind.
Nachteilig ist weiterhin, daß die gesamte Trennstrecke durch ihre Längenausdehnung einen relativ großen Platzbedarf hat.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur magnetisch aktiven Abtrennung von magnetischen Flüssigkeiten vom Trenngut aus Schwimm- Sink-Anlagen, die unter Ausnutzung der Magnetlevitation betrieben werden, zu schaffen, mit denen eine ressourcen-, flächen- und energiesparende intensive und effektive Trennung von Trenngut und anhaftender magnetischer Flüssigkeit ermöglicht wird.
Aufgabe der Erfindung ist weiterhin, hohe Trenngutdurchsätze bei beispielsweise kompliziert geformten Bestandteilen des Tenngutes so von anhaftendem Magnetofluid zu trennen, daß ein möglichst vollständiges Recycling der Magnetflüssigkeit ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 in Verbindung mit den Merkmalen in dem Oberbegriff. Zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen enthalten.
Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, daß magnetische Kräfte auf das Trenngut über eine große Fläche und über einen längeren Zeitraum einwirken können. Dies wird dadurch erreicht, daß das mit Resten von magnetischer Flüssigkeit behaftete Trenngut in Förderrichtung mittels Kombination von siebförmig gestalteter Fördervorrichtung und Auffangrinne über eine längere Strecke dem Magnetfeld eines darunter angeordneten magnetischen Zylinders ausgesetzt wird.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch Kombination von Vibration und Rotation der siebförmig gestalteten Fördervorrichtung ein inniger Kontakt zwischen Trenngut und Magnetfeld gestaltet wird bei ständiger Umwälzung des Trenngutes. Kompliziert geformte Trenngutpartikel, z. B. mit Hohlräumen, werden durch diese Umwälzung "auf den Kopf gestellt" und unter Einfluß einer Kombination von Schwerkraft und Magnetfeld effektiv von anhaftender Magnetflüssigkeit befreit.
Von Vorteil ist weiterhin die Gestaltung des magnetischen Zylinders. Durch die Anbringung einer Vielzahl von Permanetmagneten auf der Mantelfläche des Zylinders kommt es bei dessen Rotation zu einer impulsförmig alternierenden Magnetfeldeinwirkung auf das Trenngut, die zu besonders gutem Trennerfolg führt.
Durch die vorteilhafte Anordnung der Permanentmagnete auf dem Zylindermantel in Form einer Helix, d. h. in Form einer Gewindeabwicklung, kommt es zu einem magnetkraftbedingten zusätzlichen Transportimpuls auf die abgetrennte magnetische Flüssigkeit in der Auffangrinne zusätzlich zu Schwerkraft und Vibration.
Die Optimierungsmöglichkeiten der Gesamtvorrichtung bezüglich Drehzahlregelung von Fördervorrichtung und magnetischem Zylinder, durch die Einstellung der Vibrationsparameter von Fördervorrichtung und Auffangrinne sowie durch die Variationsmöglichkeiten des Abstandes zwischen Fördervorrichtung, Auffangrinne und magnetischem Zylinder gestatten eine gute Anpassung an die jeweilig geforderten Verfahrensparameter. Die Neigungsverstellung der Vorrichtungsteile ermöglicht eine optimale Regulierung der Verweilzeit des Trenngutes durch Kombination von Schwerkraft-, Vibrations- und Rotationsförderung.
Durch zusätzliche Anordnung von Sprühdüsen über der siebförmig gestalteten Fördervorrichtung kann entweder alternierend oder in einer nachgeschalteten Abtrennvorrichtung gleichen Typs eine weitere Abtrennung von Magnetofluid erzielt werden, die in diesem Falle durch die magnetische Suszeptibilität des Spülwassers ebenfalls magnetisch aktiviert wird.
Die beschriebene Vorrichtung erfordert bei kombiniertem Einsatz von Schwerkraft-, Vibrations- und Rotationsförderung einen relativ geringen Flächenbedarf bei hoher Abtrenneffektivität.
Die Erfindung soll nachstehend anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
Es zeigen
Fig. 1 Eine schematische Darstellung einer Abtrennvorrichtung mit Ausbildung der siebförmig gestalteten Fördervorrichtung in Flachbauweise und
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Abtrennvorrichtung mit Ausbildung der siebförmig gestalteten Fördervorrichtung als um die Längsachse rotierender Zylinder.
Die Abtrenneinrichtung besteht in ihren wesentlichen Baugruppen bzw. Bauteilen aus Fördervorrichtung 1, Auffangrinne 2 und magnetischem Zylinder 3. Die Auffangrinne 2 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel derart dargestellt, daß sie einen in seiner Formgebung der Mantelfläche des magnetischen Zylinders 3 angepassten Wölbungsbereich 2a sowie zwei Abflußbereiche 2b und 2c aufweist.
Die Funktion der Abtrennvorrichtung im dynamischen Zustand ist wie folgt:
Wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, gelangt das mit Magnetofluid behaftete sortierte Trenngut aus der Austragsvorrichtung 4 der Trennzelle 5 auf die siebförmig gestaltete Fördervorrichtung 1.
Diese ist entweder in Flachbauweise (Fig. 1) oder als rotierender Zylinder (Fig. 2) ausgebildet.
Unter Vibration und/oder Rotation wird das am Trenngut anhaftende Magnetofluid durch Einwirkung alternierender, impulsförmiger Magnetfelder, ausgelöst durch den rotierenden magnetischen Zylinder mit helixförmig auf dem Zylindermantel angebrachten Permanentmagneten 8 in die mit Vibration beaufschlagte nichtmagnetische Auffangrinne 2 abgestreift.
Das Trenngut gelangt nach erfolgtem Abtrennvorgang der magnetischen Flüssigkeit über den Materialaustrag 6 in die Weiterverarbeitung.
Das abgestreifte Magnetofluid gelangt über den Flüssigkeitsaustrag 7 in den Magnetflüssigkeits- Recyclingprozeß der Trennanlage.
In der Fig. 1 sind noch zusätzlich die als Option einsetzbaren Sprühdüsen 9 angedeutet.
Die Erfindung ist nicht auf die hier dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist es möglich, durch Kombination der genannten Mittel und Merkmale weitere Ausführungsvarianten zu realisieren, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims (14)

1. Vorrichtung zur Rückgewinnung von magnetischer Flüssigkeit aus einem mittels magnethydrostatischer Sortierung abgetrennten Sortiergut aus Schwimm- Sink-Trennanlagen, die eine Fördervorrichtung auf­ weisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördervorrichtung (1) zumindest teilweise siebförmig ausgebildet ist und unterhalb der Fördervorrichtung (1) eine Auffangrinne (2) angebracht ist, unter der ein magnetischer Zylinder (3), dessen Längsachse parallel zur Förderrichtung (1) ausgerichtet ist, um die Längsachse rotierbar angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangrinne (2) aus nichtmagnetischem Material ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des magnetischen Zylinders (3) regelbar ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest teilweise siebförmig gestaltete Fördervorrichtung (1) kontinuierlich regelbar in Vibration versetzbar ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest teilweise siebförmig gestaltete Fördervorrichtung (1) eine Flachstrecke ist oder die Form eines um seine Längsachse rotierenden Zylinders aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der zylindrischen, zumindest teilweise siebförmig gestalteten Fördervorrichtung regelbar ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangrinne (2) kontinuierlich regelbar in Vibration versetzt wird.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Zylinder (3) aus nichtmagnetischem Material mit auf der Mantelfläche angeordneten Permanentmagneten (8) und/oder Elektromagneten besteht.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der Permanentmagneten(8) und/oder Elektromagneten auf der Mantelfläche des Zylinders (3) einfach oder gekreuzt spiralförmig erfolgt.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Fördervorrichtung (1), Auffangrinne (2) und magnetischer Zylinder (3) in einem Winkel von bis zu 80° zur Horizontalen geneigt angeordnet sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände zwischen Fördervorrichtung (1), Auffangrinne (2) und magnetischem Zylinder (3) variabel einstellbar sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung von Fördervorrichtung (1) Auffangrinne (2) und magnetischem Zylinder (3) variabel einstellbar ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördervorrichtung (1) mit zusätzlichen Sprühdüsen (9) versehen ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangrinne (2) einem in seiner Formgebung der Mantelfläche des magnetischen Zylinders (3) angepaßten Wölbungsbereich (2a) sowie zwei Abflußbereiche (2b) und (2c) aufweist.
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