EP1377381B1 - Filtre magnetique a gradient eleve et procede de separation de particules faiblement magnetisables presentes dans des milieux liquides - Google Patents

Filtre magnetique a gradient eleve et procede de separation de particules faiblement magnetisables presentes dans des milieux liquides Download PDF

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EP1377381B1 EP02727286A EP02727286A EP1377381B1 EP 1377381 B1 EP1377381 B1 EP 1377381B1 EP 02727286 A EP02727286 A EP 02727286A EP 02727286 A EP02727286 A EP 02727286A EP 1377381 B1 EP1377381 B1 EP 1377381B1
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Harald Leinen
Götz WARLITZ
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Steinert Elektromagnetbau GmbH
Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
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Steinert Elektromagnetbau GmbH
Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
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    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C1/00—Magnetic separation
    • B03C1/02—Magnetic separation acting directly on the substance being separated
    • B03C1/025—High gradient magnetic separators
    • B03C1/031—Component parts; Auxiliary operations
    • B03C1/033—Component parts; Auxiliary operations characterised by the magnetic circuit
    • B03C1/0332—Component parts; Auxiliary operations characterised by the magnetic circuit using permanent magnets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C1/00—Magnetic separation
    • B03C1/02—Magnetic separation acting directly on the substance being separated
    • B03C1/28—Magnetic plugs and dipsticks
    • B03C1/288—Magnetic plugs and dipsticks disposed at the outer circumference of a recipient
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C2201/00—Details of magnetic or electrostatic separation
    • B03C2201/18—Magnetic separation whereby the particles are suspended in a liquid

Claims (28)

  1. Filtre magnétique à haut gradient pour la séparation de particules faiblement magnétisables de substances liquides (2) dans un circuit, comprenant :
    - un boîtier (1) équipé de moyens de guidage de la substance liquide (2) dans un système de tuyaux à flux (3) et à reflux (4),
    - un cadre métallique (5) placé dans le boîtier (1) et dans lequel se trouve, entre une chambre à filtre (7) constituée entre des masses polaires (6) du cadre métallique (5), au moins un filtre dans lequel passe la substance à purifier (2) et
    - au moins un aimant permanent (9) disposé dans le cadre métallique (5) pour générer un champ magnétique entre les masses polaires (6), le cadre métallique (5) étant séparé de la substance liquide (2) et donc étanchéifié,
    le champ magnétique entre les masses polaires (6) pouvant être alternativement désactivé et réactivé au moyen de l'aimant permanent (9),
    caractérisé par un système de tuyaux pour le rinçage dirigé en sens inverse du filtre (8) lorsque le champ magnétique est désactivé.
  2. Filtre magnétique à haut gradient selon la revendication 1, caractérisé par
    a) un acheminement bilatéral de la substance (2), dirigé sur toute la longueur du filtre (8), et
    b) un système de tuyaux fermé (3, 4) qui est entouré par le cadre métallique (5).
  3. Filtre magnétique à haut gradient selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la longueur du filtre (8) est inférieure ou égale à la longueur des masses polaires (6).
  4. Filtre magnétique à haut gradient selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les sections transversales des raccordements du filtre (8) pour la substance (2) sont conçues de manière à ce que le filtre subisse un passage régulier de substance (2) et que la chambre à filtre (7) est conçue en conséquence.
  5. Filtre magnétique à haut gradient selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le boîtier (1) est réalisé sous forme d'un châssis destiné à recevoir un agrégat pour le système polaire (5, 6) et à recevoir un agrégat pour le système de tuyaux (3, 4) .
  6. Filtre magnétique à haut gradient selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'aimant permanent (9) est réalisé sous forme d'un rotor (10) et est disposé de manière à pouvoir tourner dans la partie évidée en conséquence du cadre métallique (5).
  7. Filtre magnétique à haut gradient selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'angle de rotation du rotor (10) est réglable d'une valeur d'intensité de champ minimale à une valeur d'intensité de champ maximale.
  8. Filtre magnétique à haut gradient selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que l'angle de rotation du rotor (10) est réglable par tranches de 90°.
  9. Filtre magnétique à haut gradient selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'aimant permanent (9) est réalisé sous forme d'une pièce déplaçable linéairement (11) dans la partie évidée du cadre métallique (5).
  10. Filtre magnétique à haut gradient selon une des revendications 1 à 9, caractérisé par une conformation du cadre métallique (5) telle qu'il est prévu au moins deux filtres (8) qui sont activés ou désactivés en même temps ou même alternativement par un aimant permanent (9) au niveau d'un champ magnétique pouvant être sollicité.
  11. Filtre magnétique à haut gradient selon une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'aimant permanent (9) consiste en plusieurs aimants permanents distincts (12).
  12. Filtre magnétique à haut gradient selon une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l'aimant permanent (9) est relié à une propulsion (13).
  13. Filtre magnétique à haut gradient selon la revendication 6, caractérisé en ce que le rotor (10) s'appuie par son axe (14) dans des paliers (15).
  14. Filtre magnétique à haut gradient selon la revendication 9, caractérisé en ce que la pièce déplaçable linéairement (11) a un palier.
  15. Filtre magnétique à haut gradient selon une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le filtre (8) est composé de toile métallique magnétisable ou de laine d'acier magnétisable.
  16. Filtre magnétique à haut gradient selon une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le filtre (8) constitue une cage où est intégrée de la matière magnétisable comme de la toile métallique, de la laine d'acier ou des copeaux.
  17. Filtre magnétique à haut gradient selon la revendication 15, caractérisé en ce que le filtre (8) peut être sorti de la chambre à filtre (7) ou est échangeable.
  18. Filtre magnétique à haut gradient selon une des revendications 15 à 17, caractérisé en ce que, pour optimiser le dépôt, la disposition intérieure du filtre (8) est conçue de manière à ce que la substance passant dedans (2) traverse le filtre (8) avec un sens d'écoulement variable.
  19. Filtre magnétique à haut gradient selon une des revendications 15 à 18, caractérisé en ce que
    a) il est prévu dans le filtre (8) des moyens qui assurent le passage de la substance (2) perpendiculairement ou transversalement par rapport à la surface globale de la toile métallique magnétisable, de la laine d'acier magnétisable ou des copeaux et
    b) les axes longitudinaux des composantes distinctes comme les fils de la toile métallique ou de la laine d'acier ainsi que des copeaux ne sont pas orientés en direction du champ magnétique.
  20. Filtre magnétique à haut gradient selon une des revendications 15 à 19, caractérisé en ce que le filtre (8) est composé de plusieurs filtres distincts (8).
  21. Procédé d'utilisation d'un filtre magnétique à haut gradient selon la revendication 1, dans lequel la séparation des particules faiblement magnétisables de la substance liquide se déroule alternativement dans le système de tuyaux suivant les étapes suivantes :
    a) envoi sur au moins un filtre (8) de la substance liquide à séparer (2) par le système de tuyaux dans un flux (3) et un reflux (4) lorsque le champ magnétique est activé dans le cadre métallique (5) entre les masses polaires (6) et passage du champ magnétique dans la chambre à filtre (7) arrosée par la substance (2) du filtre (8), les particules magnétisables se déposant suite au haut gradient de champ sur le filtre (8) et l'intensité de champ étant réglable à un niveau plus ou moins fort en fonction de la rotation ou du décalage de l'aimant permanent (9), puis
    b) désactivation du champ magnétique de l'aimant permanent (9),
    caractérisé par
    c) l'éloignement des particules déposées et séparées du filtre (8) au cours d'un processus de rinçage sous forme de contre-courant avec un flux (3) et un reflux (4) orientés en sens inverse et
    d) répétition des étapes opératoires a), b) et c) jusqu'à la fin de la séparation des particules de la substance liquide (2).
  22. Procédé selon la revendication 21, caractérisé en ce que le processus de rinçage se fait en courant continu, la succession d'étapes étant définie par
    - le flux de la substance de rinçage (2),
    - le reflux de la substance de rinçage souillée (2).
  23. Procédé selon la revendication 21 ou 22, caractérisé par l'utilisation de la substance (2) à purifier et à débarrasser des particules comme substance de rinçage.
  24. Procédé selon la revendication 21 ou 22, caractérisé par l'utilisation d'une substance séparée (2) comme substance de rinçage.
  25. Procédé selon une des revendications 13 à 15, caractérisé par l'utilisation d'un programme pour contrôler les impulsions de la substance affluant et refluant (2) ou de la substance de rinçage en interaction avec le champ magnétique à activer et à désactiver et l'intensité de champ magnétique à régler.
  26. Procédé selon une des revendications 21 à 25, caractérisé en ce qu'avant d'atteindre la capacité d'absorption du filtre (8), celui-ci est désactivé.
  27. Procédé selon une des revendications 21 à 26, caractérisé en ce qu'en cas d'utilisation de plusieurs filtres (8), au moins un est monté pour le dépôt des particules et au moins un autre est monté pour le processus de rinçage.
  28. Procédé selon une des revendications 21 à 27, caractérisé en ce que le contrôle des impulsions est activé en fonction d'un temps et/ou d'une différence de pression.
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