EP2805773B1 - Device for separating magnetisable particles from a fluid by means of magnetic separation - Google Patents

Device for separating magnetisable particles from a fluid by means of magnetic separation Download PDF

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EP2805773B1
EP2805773B1 EP14001804.5A EP14001804A EP2805773B1 EP 2805773 B1 EP2805773 B1 EP 2805773B1 EP 14001804 A EP14001804 A EP 14001804A EP 2805773 B1 EP2805773 B1 EP 2805773B1
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flow channel
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particles
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Lars Steinke
Alexandra Vetter
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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von Partikeln aus einem Fluid durch magnetische Separation gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 10 2005 034 327 B3 bekannt.The invention relates to a device for separating particles from a fluid by magnetic separation according to the preamble of claim 1. Such a device is, for example, from DE 10 2005 034 327 B3 known.

Derartige Vorrichtungen sind insbesondere im Zusammenhang mit der Reinigung von Schmier- und Hydraulikölen bekannt, eignen sich aber auch zur Aufbereitung anderer magnetische oder magnetisierbare partikelförmige Verunreinigungen enthaltender Fluide und insbesondere von Suspensionen. Die Verunreinigungen können unterschiedlicher Natur sein und sind vor allem auf Fremdkörper und Partikeln aus betriebsbedingtem Abrieb zurückzuführen oder auf Schleifgut und Sandpartikeln, die sich im Produktionsprozess nicht vollständig vermeiden lassen.Such devices are known in particular in connection with the cleaning of lubricating and hydraulic oils, but are also suitable for processing other fluids containing magnetic or magnetizable particulate impurities and in particular suspensions. The contamination can be of different nature and is mainly due to foreign bodies and particles from operational abrasion or to abrasive material and sand particles that cannot be completely avoided in the production process.

Diese Verunreinigungen bedingen einen erhöhten Verschleiß der Maschinen- und Anlagenteile mit der Folge, dass der Umfang an Wartungs- und Reparaturarbeiten zunimmt und sich die Lebensdauer verkürzt. Im Extremfall führen Fremdkörper zu Betriebsstörungen bis hin zu Betriebsausfällen. Beides erhöht den Anteil an Maschinenstillstandszeiten und beeinträchtigt damit einen wirtschaftlichen Betrieb. Es besteht daher ein großes Interesse daran, partikelförmige Verunreinigungen möglichst vollständig aus Fluiden und insbesondere Suspensionen entfernen zu können.This contamination causes increased wear and tear on the machine and system parts, with the result that the scope of maintenance and repair work increases and the service life is shortened. In extreme cases, foreign bodies can lead to malfunctions and even breakdowns. Both of these increase the proportion of machine downtimes and thus impair economic operation. There is therefore great interest in being able to remove particulate impurities as completely as possible from fluids and, in particular, suspensions.

Zur Partikelabscheidung ist neben der Filtration auch die magnetische Separation bekannt, bei der magnetische oder magnetisierbare Partikeln in einem Fluid unter Einfluss eines außerhalb des Fluids erzeugten Magnetfelds an eine Abscheidematrix gebunden werden. Beispielsweise offenbart die DE 10 2010 0619 52 A1 einen rohrförmigen Reaktor, der von einer ferromagnetische Partikeln enthaltenden Suspension axial durchströmt ist. In dem Reaktor ist ein zylindrischer Verdrängungskörper angeordnet, dessen Außenumfang mit dem Innenumfang des Reaktors einen Strömungskanal mit ringscheibenförmigem Querschnitt bildet. Zur Abscheidung ferromagnetischer Partikeln sind sowohl entlang des Innenumfangs des Reaktors als auch Außenumfangs des Verdrängungskörpers Mittel zur Erzeugung eines Magnetfelds angeordnet, dessen Gradient quer zum Strömungskanal gerichtet ist. Die auf die ferromagnetischen Partikeln einwirkende Magnetkraft bewirkt eine Bewegung der Partikeln quer zur Strömungsrichtung, bis diese an der Reaktorwandung und dem Außenumfang des Verdrängungskörpers magnetisch fixiert werden. Durch die gegenüberliegende Anordnung der das Magnetfeld erzeugenden Mittel entlang des Strömungskanals wird eine effektive Abscheidung insbesondere größerer ferromagnetischer Partikeln erreicht. Der Abscheidungsgrad kleinerer und kleinster Partikeln ist demgegenüber jedoch geringer, da die auf die Partikeln einwirkende Magnetkraft zum einen vom Partikelvolumen und zum anderen vom relativen Aufenthaltsort des Partikels im Magnetfeld abhängt.In addition to filtration, magnetic separation is also known for particle separation, in which magnetic or magnetizable particles in a fluid are bound to a separation matrix under the influence of a magnetic field generated outside the fluid. For example, the DE 10 2010 0619 52 A1 a tubular reactor through which a suspension containing ferromagnetic particles flows axially. A cylindrical displacement body is arranged in the reactor, the outer circumference of which forms with the inner circumference of the reactor a flow channel with an annular disk-shaped cross section. In order to separate ferromagnetic particles, means for generating a magnetic field are arranged both along the inner circumference of the reactor and along the outer circumference of the displacement body, the gradient of which is directed transversely to the flow channel. The magnetic force acting on the ferromagnetic particles causes the particles to move transversely to the direction of flow until they are magnetically fixed on the reactor wall and the outer circumference of the displacement body. Due to the opposing arrangement of the means generating the magnetic field along the flow channel, an effective separation, in particular of larger ferromagnetic particles, is achieved. The In contrast, the degree of separation of smaller and very small particles is lower, since the magnetic force acting on the particles depends on the one hand on the particle volume and on the other hand on the relative location of the particle in the magnetic field.

Die WO 2013/189549 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Abscheiden magnetisierbarer Verunreinigungen aus strömenden Fluiden, umfassend eine zylindrische Kammer mit Kammerwänden, ein Innenrohr mit einem Abstreifer und einen Ringspalt im Inneren der Kammer. Der Ringspalt ist von dem Fluid in vorbestimmter Strömungsrichtung durchströmbar. Außerdem umfasst die Vorrichtung mindestens einen Magneten zur Erzeugung eines im Strömungskanal wirksamen Magnetfelds.The WO 2013/189549 A1 describes a device for separating magnetizable contaminants from flowing fluids, comprising a cylindrical chamber with chamber walls, an inner tube with a scraper and an annular gap inside the chamber. The fluid can flow through the annular gap in a predetermined flow direction. In addition, the device comprises at least one magnet for generating a magnetic field effective in the flow channel.

Aus der WO 2013/025643 A2 ist eine Vorrichtung zur dynamischen Filtration eines Ferrofluids bekannt. Innerhalb eines nicht magnetischen bzw. nicht magnetisierbaren Gehäuses sind magnetische Platten positioniert. Das Magnetfeld verläuft parallel zur Strömungsrichtung und hat die Wirkung eines Strömungsantriebs für das Fluid. Weiterhin sind im Strömungskanal Filtermedien angeordnet.From the WO 2013/025643 A2 a device for dynamic filtration of a ferrofluid is known. Magnetic plates are positioned within a non-magnetic or non-magnetizable housing. The magnetic field runs parallel to the direction of flow and has the effect of a flow drive for the fluid. Furthermore, filter media are arranged in the flow channel.

Die DE 29 22 549 A1 offenbart einen Filter mit einem Filtereinsatz, welcher eine Abscheidestruktur aus ferromagnetischen und nicht ferromagnetischen Stoffen umfasst. An der Außenwand eines Gehäuses ist ein Elektromagnet angeordnet, der im Filtereinsatz ein elektromagnetisches Feld erzeugt.The DE 29 22 549 A1 discloses a filter with a filter insert which comprises a separation structure made of ferromagnetic and non-ferromagnetic substances. An electromagnet is arranged on the outer wall of a housing, which generates an electromagnetic field in the filter insert.

Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung darin, bestehende Vorrichtungen im Hinblick auf eine Verbesserung des Abscheidegrads weiter zu entwickeln. Insbesondere sollen auch kleine und kleinste Partikeln aus dem Fluid abgeschieden werden.Against this background, the object of the invention is to further develop existing devices with a view to improving the degree of separation. In particular, small and extremely small particles should also be separated from the fluid.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a device with the features of claim 1.

Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous embodiments emerge from the subclaims.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass im Strömungskanal eines Magnetseparators Strömungsbedingungen vorliegen, die dazu führen, dass die einzelnen Partikeln eines Fluids den Magnetseparator auf einer durch die Strömung vorgegebenen Bahn durchströmen. Unter Einfluss eines Magnetfelds, dessen Gradient quer zur Durchströmrichtung verläuft, ist es möglich, magnetische oder magnetisierbare Partikeln von dieser Bahn in Richtung des Gradienten des Magnetfels abzulenken und schließlich an der Wand des Strömungskanals zu fixieren. Dabei können die abzuscheidenden Substanzen von den magnetischen oder magnetisierbaren Partikeln selbst gebildet sein oder aber auch von nicht magnetischen oder nicht magnetisierbaren Partikeln. Letztgenannte werden mittelbar über magnetische oder magnetisierbare Partikeln abgeschieden, die der Suspension zugegeben werden, mit dem Ziel der Heterokoagulation nicht magnetischer/nicht magnetisierbarer Partikeln und magnetischer/magnetisierbarer Partikeln.The invention is based on the knowledge that flow conditions exist in the flow channel of a magnetic separator which lead to the individual particles of a fluid flowing through the magnetic separator on a path predetermined by the flow. Under the influence of a magnetic field, the gradient of which runs transversely to the flow direction, it is possible to deflect magnetic or magnetizable particles from this path in the direction of the gradient of the magnetic field and finally to fix them on the wall of the flow channel. The substances to be deposited can be of the magnetic or magnetizable particles themselves or also from non-magnetic or non-magnetizable particles. The latter are deposited indirectly via magnetic or magnetizable particles, which are added to the suspension, with the aim of heterocoagulation of non-magnetic / non-magnetizable particles and magnetic / magnetizable particles.

Weiter geht die Erfindung davon aus, dass der Abscheidegrad von der Größe der Partikeln und vom Abstand eines Partikels von den Magneten abhängig ist, da mit zunehmendem Abstand die magnetische Kraftfelddichte abnimmt. Das hat zur Folge, dass vor allem kleinere Partikeln und/oder Partikeln in der Mitte des Strömungskanals schwerer abzuscheiden sind.The invention further assumes that the degree of separation depends on the size of the particles and on the distance between a particle and the magnets, since the magnetic force field density decreases with increasing distance. As a result, smaller particles and / or particles in particular are more difficult to separate out in the middle of the flow channel.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht nun darin, durch lokale Veränderungen der Strömungsparameter im Strömungskanal eine Bewegungsänderung der Partikeln relativ zur ungestörten Strömung herbeizuführen. Zu diesem Zweck sieht die Erfindung die Anordnung eines nicht magnetischen oder nicht magnetisierbaren Strömungsmanipulators im Strömungskanal vor, der Einfluss auf die Strömungsrichtung, -geschwindigkeit und/oder -beschleunigung nimmt. Damit wird eine Veränderung der relativen Lage der Partikeln innerhalb des Strömungskanals erreicht, im Zuge derer sich die Partikeln den Magnete annähern und damit in Bereiche mit höherer Kraftfelddichte gelangen. Die dabei zunehmende Magnetkraft bewirkt eine verbesserte Partikelabscheidung.The basic idea of the invention now consists in bringing about a change in movement of the particles relative to the undisturbed flow through local changes in the flow parameters in the flow channel. For this purpose, the invention provides for the arrangement of a non-magnetic or non-magnetizable flow manipulator in the flow channel which influences the direction, speed and / or acceleration of the flow. This results in a change in the relative position of the particles within the flow channel, in the course of which the particles approach the magnets and thus get into areas with a higher force field density. The increasing magnetic force results in improved particle separation.

Ein weiterer Effekt, der auf die veränderten Strömungsbedingungen im Strömungskanal zurückzuführen ist, besteht in der Agglomeration kleinerer Partikeln, wobei die dabei entstehenden Agglomerate aufgrund ihrer Größe effizienter aus der Suspension abgeschieden werden können. Dabei hat sich gezeigt, dass durch Heterokoagulation, also durch Anhaften von nicht magnetisierbaren Partikeln an magnetisierbaren Partikeln, zusätzlich eine Abscheidung nicht magnetisierbarer Partikeln erreicht werden kann.Another effect that can be traced back to the changed flow conditions in the flow channel is the agglomeration of smaller particles, whereby the agglomerates formed can be separated more efficiently from the suspension due to their size. It has been shown that by heterocoagulation, that is, by adherence of non-magnetizable particles to magnetizable particles, a separation of non-magnetizable particles can also be achieved.

Es ist das Verdienst der Erfindung, diese Zusammenhänge erkannt und darauf aufbauend eine Vorrichtung geschaffen zu haben, die sich gegenüber dem bekannten Stand der Technik durch eine erheblich wirksamere Abscheidung von Partikeln auszeichnet, insbesondere im Bereich kleinerer Partikeln mit einem Durchmesser < 5 µm.It is the merit of the invention to have recognized these interrelationships and, based on them, created a device which is distinguished from the known prior art by a considerably more effective separation of particles, especially in the area of smaller particles with a diameter <5 μm.

Im Regelfall besitzt eine erfindungsgemäße Vorrichtung einen Strömungskanal mit geschlossenem Querschnitt. Dadurch ist es möglich, eine erfindungsgemäße Vorrichtung unabhängig vom Einsatzort der Suspension innerhalb einer Maschine oder Anlage anzuordnen, beispielsweise an beliebiger Stelle eines Fluidkreislaufs.As a rule, a device according to the invention has a flow channel with a closed cross section. This makes it possible to arrange a device according to the invention independently of the location of use of the suspension within a machine or system, for example at any point in a fluid circuit.

Davon unterscheidet sich eine ebenfalls im Rahmen der Erfindung liegende Ausführungsform, bei der der Querschnitt des Strömungskanals zu einer Seite hin offen ist, also ein Gerinne bildet. Diese Ausführungsform ermöglicht es, einen geeignet geformten Teil eines Gehäuses eines Maschinenelements, z.B. eines Getriebes, als Strömungskanal zu nutzen, wo das Fluid gesammelt und erneut zum Einsatzort gepumpt wird.Another embodiment, which is also within the scope of the invention, differs from this, in which the cross section of the flow channel is open on one side, that is to say forms a channel. This embodiment enables a suitably shaped part of a housing of a machine element, e.g. a gearbox to be used as a flow channel, where the fluid is collected and pumped back to the place of use.

Der nicht magnetische oder nicht magnetisierbare Strömungsmanipulator dient, wie bereits beschrieben, der Einflussnahme auf die Strömungsbedingungen im Strömungskanal. Dazu kann der Strömungsmanipulator nur teilweise den Strömungsquerschnitt ausfüllen, was neben geringerem Materialeinsatz zusätzlich den Vorteil eines geringeren Strömungswiderstandes hat. Vorzugsweise wird in diesem Fall der Strömungsmanipulator im Zentrum des freien Strömungsquerschnitts angeordnet, da dort die auf die Partikeln wirkende Magnetkraft infolge des größeren Abstands zu den Magneten am geringsten ist. Durch den vom Strömungsmanipulator ausgeübten zusätzlichen Bewegungsimpuls in Richtung von Bereichen mit höheren magnetischen Kraftfelddichten wird ein verbesserter Abscheidegrad erreicht.The non-magnetic or non-magnetizable flow manipulator is used, as already described, to influence the flow conditions in the flow channel. For this purpose, the flow manipulator can only partially fill the flow cross-section, which, in addition to using less material, also has the advantage of lower flow resistance. In this case, the flow manipulator is preferably arranged in the center of the free flow cross-section, since the magnetic force acting on the particles is lowest there due to the greater distance from the magnets. The additional movement impulse exerted by the flow manipulator in the direction of areas with higher magnetic force field densities results in an improved degree of separation.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung füllt der Strömungsmanipulator den Strömungsquerschnitt des Strömungskanals vollständig aus. Dadurch werden sämtliche in der Dispersion mitgeführten Partikeln der Wirkung des Strömungsmanipulators unterzogen, wodurch der Abscheidegrad zusätzlich gesteigert wird. Zudem kann die Fixierung des Strömungsmanipulators durch Anliegen an den Wänden des Strömungskanals erreicht werden, ohne dass zusätzliche Befestigungsmaßnahmen nötig sind.According to another embodiment of the invention, the flow manipulator completely fills the flow cross section of the flow channel. As a result, all of the particles carried along in the dispersion are subjected to the action of the flow manipulator, which further increases the degree of separation. In addition, the flow manipulator can be fixed by resting against the walls of the flow channel without the need for additional fastening measures.

Grundsätzlich sieht die Erfindung zwei mögliche Arten der Anordnung eines erfindungsgemäßen Strömungsmanipulators im Strömungskanal vor. Zum einen kann sich der Strömungsmanipulator mit seiner Haupterstreckungsrichtung parallel zu den Längswänden des Strömungskanals entwickeln. Der Strömungsmanipulator verläuft bei dieser Ausführungsform also parallel zur Strömungsrichtung. Die aus dem Fluid abzuscheidenden Partikeln sind dabei über ihren gesamten Strömungsweg dem Einfluss des Strömungsmanipulators ausgesetzt, was wiederum zur Steigerung der Abscheidewirkung beiträgt.In principle, the invention provides two possible ways of arranging a flow manipulator according to the invention in the flow channel. On the one hand, the flow manipulator can develop with its main direction of extent parallel to the longitudinal walls of the flow channel. In this embodiment, the flow manipulator thus runs parallel to the direction of flow. The particles to be separated from the fluid are exposed to the influence of the flow manipulator over their entire flow path, which in turn contributes to increasing the separation effect.

Zum anderen kann der Strömungsmanipulator quer zur Strömungsrichtung an einer oder mehreren axial beabstandeten Ebenen im Strömungskanal angeordnet sein. Das Fluid passiert den oder die Strömungsmanipulator/en seitlich oder durch Öffnungen im Strömungsmanipulator selbst, wobei beim Durchströmen bzw. Umströmen Einfluss auf die Strömungsparameter und damit die Bahn der Partikeln genommen wird.On the other hand, the flow manipulator can be arranged transversely to the flow direction on one or more axially spaced planes in the flow channel. The fluid passes through the flow manipulator (s) from the side or through openings in the flow manipulator itself, with the flow parameters and thus the path of the particles being influenced as it flows through or around the flow manipulator.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden der oder die Strömungsmanipulatoren von einem Flächenelement gebildet, besitzen also eine im Wesentlichen zweidimensionale Gestalt. Derartige Flächenelemente können Durchtrittsöffnungen aufweisen, beispielsweise wenn sie von Gittern, Lochblechen, Geflechten, Netzen und dergl. gebildet sind. Die Manipulation der Strömung findet durch Umströmen und/oder Durchströmen der Flächenelemente statt. Bei einer Anordnung parallel zur Strömungsrichtung erweist sich deren geringer Strömungswiderstand als Vorteil, bei einer Anordnung senkrecht zur Strömungsrichtung die Manipulation der Strömung über den gesamten Strömungsquerschnitt.According to one embodiment of the invention, the flow manipulator or flow manipulators are formed by a surface element, that is to say have an essentially two-dimensional shape. Such surface elements can have passage openings, for example if they are formed by grids, perforated metal sheets, braids, nets and the like. The flow is manipulated by flowing around and / or through the surface elements. In the case of an arrangement parallel to the flow direction, their low flow resistance proves to be an advantage; in an arrangement perpendicular to the flow direction, the manipulation of the flow over the entire flow cross section.

Alternativ kann der Strömungsmanipulator von einem Fasergebilde gebildet sein, beispielsweise einem Vlies, bei dem die Fasern in ungeordneter Lage angeordnet sind und die Durchströmung des Strömungskanals innerhalb des Fasergebildes erfolgt. Jede Faser quer zur Strömungsrichtung stellt dabei einen Strömungswiderstand dar, der einen Anteil zur Einflussnahme auf die Strömung beiträgt.Alternatively, the flow manipulator can be formed by a fiber structure, for example a fleece, in which the fibers are arranged in a disordered position and the flow through the flow channel takes place within the fiber structure. Each fiber perpendicular to the direction of flow represents a flow resistance that contributes to influencing the flow.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung sieht einen flächenförmigen Strömungsmanipulator vor, dessen Oberfläche eine quer zur Strömungsrichtung verlaufende Wellenstruktur aufweist. Die schräg zur Strömungsrichtung verlaufenden Flanken zwischen Wellenbergen und Wellentälern bilden Strömungsleitflächen, an denen die Strömung quer zur Hauptströmungsrichtung umgelenkt wird.Another embodiment of the invention provides a planar flow manipulator, the surface of which has a wave structure running transversely to the direction of flow. The flanks running obliquely to the direction of flow between wave crests and wave troughs form flow guide surfaces on which the flow is deflected transversely to the main flow direction.

Die im Strömungskanal angeordnete Abscheidestruktur dient der Aufnahme und Immobilisierung der aus dem Fluid ausgeschiedenen Partikeln, was durch Anhaften der Partikeln an der Abscheidestruktur infolge der vorherrschenden Magnetkräfte geschieht. Dabei kann die Abscheidestruktur selbst magnetisch oder magnetisierbar sein, mit dem Vorteil einer hohen magnetischen Kraftfelddichte im Strömungskanal und daher einer hohen Abscheidewirkung.The separating structure arranged in the flow channel serves to take up and immobilize the particles separated from the fluid, which happens when the particles adhere to the separating structure as a result of the prevailing magnetic forces. The separation structure itself can be magnetic or magnetizable, with the advantage of a high magnetic force field density in the flow channel and therefore a high separation effect.

Alternativ kann die Abscheidestruktur aus wirtschaftlichen oder anderen Erwägungen heraus aus einem nicht magnetischen oder nicht magnetisierbaren Material bestehen, beispielsweise aus einem Kunststoff. In diesem Fall dient die Abscheidestruktur im Wesentlichen der Bereitstellung von Aufnahmeflächen und/oder Aufnahmeräumen, während die auf die Partikeln einwirkenden Rückhaltekräfte nicht von der Abscheidestruktur selbst ausgehen.Alternatively, for economic or other considerations, the separator structure can consist of a non-magnetic or non-magnetizable material, for example a plastic. In this case, the separation structure essentially serves to provide receiving surfaces and / or receiving spaces, while the retaining forces acting on the particles do not originate from the separation structure itself.

In einer einfachen und kostengünstigen Ausführungsform der Erfindung wird die Abscheidestruktur von ebenen oder zylindrischen Flächenelementen gebildet, an deren geschlossener Oberfläche die abzutrennenden Partikeln anhaften. Demgegenüber bevorzugt ist jedoch eine Ausgestaltung der Abscheidestruktur in Form von Flächenelementen mit Ausnehmungen oder Vertiefungen in der Oberfläche, die einen Aufnahmeraum für die Partikeln bilden. Die ausgeschiedenen Partikeln werden dabei außerhalb des dem Fluid zur Verfügung stehenden Strömungsquerschnitts zurückgehalten, was zum einen den Vorteil bringt, dass der Strömungsquerschnitt nicht verengt wird und zum anderen, dass abgeschiedene Partikeln sich nicht infolge der von der Strömung ausgeübten Schleppkraft von der Abscheidestruktur lösen.In a simple and inexpensive embodiment of the invention, the separation structure is formed by flat or cylindrical surface elements, on their The particles to be separated adhere to the closed surface. In contrast, however, a configuration of the separation structure in the form of surface elements with recesses or depressions in the surface, which form a receiving space for the particles, is preferred. The separated particles are retained outside the flow cross-section available to the fluid, which has the advantage, on the one hand, that the flow cross-section is not narrowed and, on the other hand, that separated particles do not become detached from the separation structure due to the drag force exerted by the flow.

Auch wenn die Abscheidestruktur gemäß der Erfindung unmittelbar von der Kanalwand gebildet sein kann, so ist dennoch eine Ausführungsform der Erfindung bevorzugt, bei der die Abscheidestruktur als eigenständiges Bauteil im Strömungskanal angeordnet ist und dabei vorzugsweise an mindestens einer Wand des Strömungskanals anliegt, insbesondere an zwei sich gegenüberliegenden Wänden. Auf diese Weise lassen sich die abgeschiedenen Partikeln einfach und rasch durch Austausch der Abscheidestruktur aus der Vorrichtung entfernen.Even if the separator structure according to the invention can be formed directly from the duct wall, an embodiment of the invention is preferred in which the separator structure is arranged as an independent component in the flow duct and preferably rests against at least one wall of the flow duct, in particular two opposite walls. In this way, the separated particles can be removed from the device simply and quickly by exchanging the separation structure.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Abscheidestruktur von einem Fasergebilde gebildet ist. Die Fasern des Fasergebildes können dabei gewebe-, gewirk-, netz- oder vliesartig entlang einer oder mehrerer Kanalwände verlaufen. Die auf diese Weise von den einzelnen Fasern gebildete große Oberfläche ermöglicht die sichere Aufnahme einer Vielzahl von Partikeln.According to one embodiment of the invention, it is provided that the separation structure is formed by a fiber structure. The fibers of the fiber structure can run in a woven, knitted, net or non-woven manner along one or more channel walls. The large surface area formed by the individual fibers in this way enables a large number of particles to be safely taken up.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, die Fasern des Fasergebildes bürstenartig senkrecht zur Strömungsrichtung in den Strömungskanal hineinreichen zu lassen, wobei die abzuscheidenden Partikeln zwischen den einzelnen Fasern gefangen werden. Das Volumen des auf diese Weise zur Verfügung gestellten Aufnahmeraums für die abgeschiedenen Partikeln kann durch die Länge der einzelnen Fasern bestimmt werden.Another embodiment of the invention provides for the fibers of the fiber structure to extend into the flow channel in the manner of a brush, perpendicular to the direction of flow, the particles to be separated being caught between the individual fibers. The volume of the receiving space made available in this way for the separated particles can be determined by the length of the individual fibers.

Darüber hinaus ist es möglich, dass Abscheideelement und Strömungsmanipulator ein Verbundelement bilden, wodurch der Zusammenbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung vereinfacht und der Wechsel von Abscheideelement und Strömungsmanipulator erleichtert werden.In addition, it is possible for the separation element and flow manipulator to form a composite element, whereby the assembly of a device according to the invention is simplified and the exchange of separation element and flow manipulator is made easier.

In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist die Vorrichtung mit einer Wärmetauschereinrichtung kombiniert, was sich vor allem bei Anwendungen als vorteilhaft erweist, bei denen sich das Fluid einsatzspezifisch erwärmt, beispielsweise bei Getriebe- oder Schmierölen. In diesen Fällen übernimmt die Abscheidevorrichtung gleichzeitig die Kühlung des Fluids und steigert somit die Funktionalität der Vorrichtung bei gleichzeitigem Erhalt eines kompakten Aufbaus.In a preferred development of the invention, the device is combined with a heat exchanger device, which proves to be particularly advantageous in applications in which the fluid heats up in a specific manner, for example in the case of gear or lubricating oils. In these cases, the separator takes over the cooling of the Fluids and thus increases the functionality of the device while maintaining a compact structure.

In Umsetzung dieses Gedankens wird bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung die Wärmetauscherfläche vom Strömungsmanipulator gebildet. Durch die exponierte Anordnung der Wärmetauscherflächen in der Strömung ist ein sehr wirkungsvoller Wärmeübergang gewährleistet.In implementing this idea, in a first embodiment of the invention, the heat exchanger surface is formed by the flow manipulator. The exposed arrangement of the heat exchanger surfaces in the flow ensures a very effective heat transfer.

Zusätzlich oder alternativ kann die Wärmetauscherfläche auch von der Abscheidestruktur gebildet sein, z.B. von der Kanalwand selbst oder an der Kanalwand anliegenden Flächenelementen. Diese Ausführungsform ermöglicht eine einfache und dabei effektive Wärmeableitung durch thermische Kopplung mit dem Gehäuse der Vorrichtung.Additionally or alternatively, the heat exchanger surface can also be formed by the separation structure, e.g. from the duct wall itself or surface elements resting against the duct wall. This embodiment enables a simple and effective dissipation of heat by thermal coupling with the housing of the device.

Zur Steigerung des Wirkungsgrads der Wärmetauschereinrichtung kann diese Hohlräume aufweisen, die von einem Wärmeträgermedium durchströmt sind. Vorzugsweise werden dabei sowohl Wärmetauschereinrichtung als auch Strömungsmanipulator bzw. Abscheidestruktur von Rohren gebildet, die auf diese Weise mehrere Funktionen gleichzeitig erfüllen. Sind die Rohre im Kernbereich des freien Strömungsquerschnitts angeordnet, so kommt ihnen als primäre Funktion die Manipulation der Strömung zu. Verlaufen die Rohre hingegen entlang der Kanalwände, so bilden die lichten Abstände zwischen den einzelnen Rohrabschnitten Aufnahmeräume zur Aufnahme der abgeschiedenen Partikeln.To increase the efficiency of the heat exchanger device, it can have cavities through which a heat transfer medium flows. Preferably, both the heat exchanger device and the flow manipulator or separator structure are formed by tubes, which in this way fulfill several functions at the same time. If the tubes are arranged in the core area of the free flow cross-section, their primary function is to manipulate the flow. If, on the other hand, the tubes run along the channel walls, the clear distances between the individual tube sections form receiving spaces for receiving the separated particles.

Die Erfindung wird nachstehend anhand in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung offenbar werden. Für gleiche oder gleichwirkende Merkmale werden dabei gleichlautende Bezugszeichen verwendet, soweit dies dem besseren Verständnis der Erfindung dient.The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawings, further features and advantages of the invention becoming apparent. Identical reference symbols are used for features that are the same or have the same effect, insofar as this serves to better understand the invention.

Es zeigen:Show it:

  • Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung entlang der in Fig. 2 dargestellten Linie I - I, Fig. 1 a cross section through a device according to the invention along the in Fig. 2 line I - I shown,
  • Fig. 2 einen Teillängsschnitt durch die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung entlang der dortigen Linie II - II, die Fig. 2 a partial longitudinal section through the in Fig. 1 shown device along the local line II - II, the
  • Fig. 3a, 3b und 3c Ansichten unterschiedlicher Abwandlungen einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Abscheidestruktur, Figures 3a, 3b and 3c Views of different modifications of a first embodiment of a separator structure according to the invention,
  • Fig. 4 einen Teillängsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Abscheidestruktur, Fig. 4 a partial longitudinal section through a device according to the invention with a second embodiment of a separator structure according to the invention,
  • Fig. 5 einen Teillängsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Abscheidestruktur, Fig. 5 a partial longitudinal section through a device according to the invention with a third embodiment of a separator structure according to the invention,
  • Fig. 6 einen Teillängsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer vierten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Abscheidestruktur, Fig. 6 a partial longitudinal section through a device according to the invention with a fourth embodiment of a separator structure according to the invention,
  • Fig. 7 einen Teillängsschnitt durch den Strömungskanal einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Bereich des Strömungsmanipulators entlang der in Fig. 8a dargestellten Linie VII - VII, die Fig. 7 a partial longitudinal section through the flow channel of a device according to the invention in the area of the flow manipulator along the in Figure 8a illustrated line VII - VII, the
  • Fig. 8a, 8b und 8c Ansichten unterschiedlicher Abwandlungen des in Figur 7 gezeigten Strömungsmanipulators innerhalb des Strömungskanals entlang der dortigen Linie VIII - VIII, Figures 8a, 8b and 8c Views of different modifications of the in Figure 7 flow manipulator shown within the flow channel along the line VIII - VIII there,
  • Fig. 9 einen Teillängsschnitt durch den Strömungskanal einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit quer zur Strömungsrichtung angeordneten Strömungsmanipulatoren entlang der in Fig. 10a dargestellten Linie IX - IX, die Fig. 9 a partial longitudinal section through the flow channel of a device according to the invention with flow manipulators arranged transversely to the flow direction along the in Figure 10a illustrated line IX - IX, the
  • Fig. 10a bis d Ansichten unterschiedlicher Abwandlungen des in Figur 9 dargestellten Strömungsmanipulators innerhalb des Strömungskanals entlang der dortigen Linie X - X, Figures 10a to d Views of different modifications of the in Figure 9 flow manipulator shown within the flow channel along the line X - X there,
  • Fig. 11 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit integrierter Wärmetauschereinrichtung, Fig. 11 a longitudinal section through a first embodiment of a device according to the invention with an integrated heat exchanger device,
  • Fig. 12 einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit integrierter Wärmetauschereinrichtung, Fig. 12 a cross section through a second embodiment of a device according to the invention with an integrated heat exchanger device,
  • Fig. 13 einen Schnitt durch die in Fig. 12 dargestellte Wärmetauschereinrichtung entlang der dortigen Linie XIII - XIII, Fig. 13 a section through the in Fig. 12 heat exchanger device shown along the local line XIII - XIII,
  • Fig. 14 einen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit von der Abscheidestruktur gebildeter Wärmetauschereinrichtung, Fig. 14 a longitudinal section through a third embodiment of a device according to the invention with a heat exchanger device formed by the separator structure,
  • Fig. 15 einen Querschnitt durch eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit von der Abscheidestruktur gebildeter Wärmetauschereinrichtungen, Fig. 15 a cross section through a fourth embodiment of a device according to the invention with heat exchanger devices formed by the separator structure,
  • Fig. 16 einen Querschnitt durch eine fünfte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Wärmetauschereinrichtung entlang der in Fig. 17 dargestellten Linie XVI - XVI, Fig. 16 a cross section through a fifth embodiment of a device according to the invention with a heat exchanger device along the in Fig. 17 line XVI - XVI shown,
  • Fig. 17 einen Längsschnitt durch die in Fig. 16 dargestellte Ausführungsform entlang der dortigem Linie XVII - XVII, und Fig. 17 a longitudinal section through the in Fig. 16 illustrated embodiment along the line XVII - XVII there, and
  • Fig. 18 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit ringscheibenförmigem Strömungskanal. Fig. 18 a cross section through a device according to the invention with an annular disk-shaped flow channel.

Die Fig. 1 bis 3a zeigen eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei Fig. 1 einen Querschnitt und Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung darstellt. Man sieht ein Gehäuse 1 mit einer oberen plattenförmigen Gehäusewand 2 und einer im Randbereich durch seitliche Gehäusewände 3 und 4 in planparallelem Abstand gehaltenen unteren Gehäusewand 5. Die Gehäusewände 2, 3, 4 und 5 umschließen auf diese Weise einen Strömungskanal 6 mit gedrungenem rechteckförmigem Strömungsquerschnitt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Strömungskanal (6, 6') eine Höhen/Breitenverhältnis in einem Bereich von 1:2 bis 1:100 auf, vorzugsweise in einem Bereich von 1:10 bis 1:50, so dass eine hohe Magnetfelddichte über die gesamte Höhe des Strömungskanals (6, 6') vorherrscht. Der Strömungskanal 6 dient zur Durchleitung einer mit Partikeln beladenen Suspension, deren Strömungsrichtung mit dem Pfeil 7 angegeben ist. Die Achse des Gehäuses 1 und damit des Strömungskanals 6 ist mit dem Bezugszeichen 8 gekennzeichnet.The Figures 1 to 3a show a first embodiment of a device according to the invention, wherein Fig. 1 a cross section and Fig. 2 represents a longitudinal section through the device. One sees a housing 1 with an upper plate-shaped housing wall 2 and a lower housing wall 5 held at a plane-parallel distance in the edge area by lateral housing walls 3 and 4. The housing walls 2, 3, 4 and 5 thus enclose a flow channel 6 with a compact, rectangular flow cross-section. In the present embodiment, the flow channel (6, 6 ') has a height / width ratio in a range from 1: 2 to 1: 100, preferably in a range from 1:10 to 1:50, so that a high magnetic field density over the entire Height of the flow channel (6, 6 ') prevails. The flow channel 6 serves to pass through a suspension loaded with particles, the direction of flow of which is indicated by the arrow 7. The axis of the housing 1 and thus of the flow channel 6 is identified by the reference number 8.

An der Außenseite der oberen Gehäusewand 2 und unteren Gehäusewand 5 ist jeweils ein rechteckförmiger, den Rand der Gehäusewände 2 und 5 umlaufender Zentrierrahmen 9 angeordnet, der zusammen mit den Gehäusewänden 2 und 5 jeweils eine Vertiefung zur Aufnahme einer Anzahl von Permanentmagneten 10 bildet. Die Permanentmagnete 10 sind dabei mit wechselseitiger Anordnung der Pole über die gesamte Breite und Länge des Strömungskanals 6 angeordnet und erzeugen auf diese Weise ein permanentes offenes Magnetfeld, in dessen Wirkungsbereich der Strömungskanal 6 liegt.Arranged on the outside of the upper housing wall 2 and lower housing wall 5 is a rectangular centering frame 9 that encircles the edge of the housing walls 2 and 5 and that together with the housing walls 2 and 5 each form a recess for receiving a number of permanent magnets 10. The permanent magnets 10 are arranged with an alternating arrangement of the poles over the entire width and length of the flow channel 6 and in this way generate a permanent open magnetic field in the area of action of which the flow channel 6 is located.

Im Strömungskanal 6 sieht man eine Abscheidestruktur, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel von einem oberen und unteren Gitter 11 gebildet ist, die die den Magneten 10 zugewandten Kanalwände 2 und 5 über die gesamte Länge und Breite des Strömungskanals 6 bedecken.A separation structure can be seen in the flow channel 6, which in the present exemplary embodiment is formed by an upper and a lower grid 11, which holds the magnets 10 facing channel walls 2 and 5 cover the entire length and width of the flow channel 6.

Fig. 3a zeigt eine Teilansicht auf das Gitter 11, das eine Vielzahl rechteckförmiger Öffnungen 12 besitzt, die durch Stege 13 voneinander getrennt sind. Die Öffnungen 12 bilden in der Ebene der Gitter 11 liegende Aufnahmeräume, in denen sich die abzuscheidenden Partikeln ansammeln, ohne dabei den Strömungsquerschnitt des Strömungskanals 6 zu verengen. Fig. 3a shows a partial view of the grid 11, which has a plurality of rectangular openings 12 which are separated from one another by webs 13. The openings 12 form receiving spaces lying in the plane of the grids 11, in which the particles to be deposited collect without narrowing the flow cross-section of the flow channel 6.

Der von den seitlichen Kanalwänden 3 und 4 und den beiden Gittern 11 begrenzte freie Strömungsquerschnitt dient der Aufnahme eines nicht magnetischen oder nicht magnetisierbaren Strömungsmanipulators, dessen Funktion es ist, die Strömung 7 der Suspension derart zu beeinflussen, dass der Strömungsweg der Partikeln relativ zur Hauptströmrichtung 7 lokal verändert wird.The free flow cross-section delimited by the lateral channel walls 3 and 4 and the two grids 11 serves to accommodate a non-magnetic or non-magnetizable flow manipulator, the function of which is to influence the flow 7 of the suspension in such a way that the flow path of the particles is relative to the main flow direction 7 is changed locally.

Zu diesem Zweck besteht der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Strömungsmanipulator aus einem ungeordneten Fasergebilde 14 aus Kunststoff, das den freien Strömungsquerschnitt vollständig ausfüllt. Die Fasern weisen beispielsweise einen Durchmesser im Bereich von 0,1 bis 1 mm auf. Aufgrund der geringen Faserdichte bleibt die Durchströmbarkeit des Strömungskanals 6 weiterhin erhalten.For this purpose, the Fig. 1 and 2 shown flow manipulator made of a disordered fiber structure 14 made of plastic, which completely fills the free flow cross-section. The fibers have, for example, a diameter in the range from 0.1 to 1 mm. Due to the low fiber density, the flow through the flow channel 6 is still maintained.

Die stirnseitigen Enden der Vorrichtung sind nicht dargestellt, werden jedoch in bekannter Art und Weise von einem Zulauf zum und einem Ablauf vom Strömungskanal 6 gebildet, die an Leitungssystem angeschlossen sind.The front ends of the device are not shown, but are formed in a known manner by an inlet to and an outlet from the flow channel 6, which are connected to the line system.

Im Zuge der Durchströmung des Fasergebildes 14 werden die Partikeln an den Fasern von ihrer ursprünglichen Bahn abgelenkt. Infolge der damit einhergehenden Annäherung an die Magnete 10 gelangen die Partikeln in Bereiche höherer magnetischer Kraftfelddichte und sind somit höheren Magnetkräften ausgesetzt. Gleichzeitig führt die Beeinflussung des Strömungswegs zu einer Annäherung einzelner Partikeln untereinander, wodurch diese Agglomerate bilden können. Aufgrund der damit einhergehenden Volumenzunahme sind die Agglomerate einer höheren Magnetkraft unterworfen. Beides trägt zur Steigerung des Wirkungsgrads einer erfindungsgemäßen Abscheidevorrichtung bei.In the course of the flow through the fiber structure 14, the particles on the fibers are deflected from their original path. As a result of the associated approach to the magnets 10, the particles reach areas of higher magnetic force field density and are thus exposed to higher magnetic forces. At the same time, influencing the flow path leads to individual particles approaching one another, as a result of which they can form agglomerates. Due to the associated increase in volume, the agglomerates are subject to a higher magnetic force. Both contribute to increasing the efficiency of a separation device according to the invention.

Gegenstand der Fig. 3b und 3c sind Abwandlungen der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Gitter 11. Bei der in Fig. 3b gezeigten Abwandlung handelt es sich um ein Lochblech 15 mit kreisrunden Öffnungen 16, die bezogen auf die Strömungsrichtung 7 mit einem seitlichen Versatz zueinander angeordnet sind. Die Öffnungen 16 bilden wiederum Aufnahmeräume für die abzuscheidenden Partikeln.Subject of Figures 3b and 3c are modifications of the Fig. 1 and 2 shown grid 11. With the in Figure 3b The modification shown is a perforated plate 15 with circular openings 16, which, based on the flow direction 7, have a lateral Are arranged offset to each other. The openings 16 in turn form receiving spaces for the particles to be deposited.

Die in Fig. 3c dargestellte Abwandlung der Abscheidestruktur besteht aus einem Lochblech 17, dessen Öffnungen 18 ellipsenförmig ausgebildet sind, wobei die längere Hauptachse parallel zur Strömungsrichtung 7 verläuft und somit den einzelnen Partikeln im Vergleich zu kreisförmigen Öffnungen mehr Zeit zum Eindringen in den Aufnahmeraum zur Verfügung steht.In the Figure 3c The illustrated modification of the separation structure consists of a perforated plate 17, the openings 18 of which are elliptical, the longer main axis running parallel to the direction of flow 7 and thus the individual particles having more time to penetrate into the receiving space compared to circular openings.

Weitere Ausführungsformen der Abscheidestruktur zeigen jeweils in einem Teillängsschnitt die Figuren 4, 5 und 6, wobei hinsichtlich des Aufbaus des Gehäuses 1 auf das unter den Figuren 1 und 2 Gesagte Bezug genommen wird. Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform wird die Abscheidestruktur von einem ungeordneten Fasergebilde 19 gebildet, das sich jeweils entlang der oberen und unteren Gehäusewände 2 und 5 erstreckt. Das Fasergebilde 19 weist eine dichtere Struktur auf als das den Strömungsmanipulator bildende Fasergebilde 14, so dass im Wesentlichen keine axiale Durchströmung des Fasergebildes 19 erfolgt. Das Fasergebilde 19 kann sowohl aus einem magnetischen/magnetisierbaren Material wie z.B. Stahl als auch aus einem nicht magnetischen Material wie z.B. Kunststoff gebildet sein. Die zwischen den Fasern vorhandenen Zwischenräume dienen der Aufnahme der auszuscheidenden Partikeln.Further embodiments of the separation structure each show in a partial longitudinal section Figures 4, 5 and 6 , with regard to the structure of the housing 1 on the under Figures 1 and 2 Said is referred to. At the in Fig. 4 In the embodiment shown, the separation structure is formed by a disordered fiber structure 19 which extends along the upper and lower housing walls 2 and 5, respectively. The fiber structure 19 has a denser structure than the fiber structure 14 forming the flow manipulator, so that there is essentially no axial flow through the fiber structure 19. The fiber structure 19 can be formed from a magnetic / magnetizable material such as steel or from a non-magnetic material such as plastic. The spaces between the fibers serve to accommodate the particles to be separated.

Davon unterscheidet sich die Ausführungsform gemäß Fig. 5 durch Anordnung eines geordneten Fasergebildes 20 entlang der Innenseiten der oberen und unteren Kanalwände 2 und 5. Das geordnete Fasergebilde 20 setzt sich aus einer Vielzahl senkrecht zur Strömungsrichtung 7 verlaufender Fasern 21 zusammen, die auf einem Grundgewebe 22 nach Art von Florfäden bürstenartig verankert sind. Der Durchmesser der Fasern 21 liegt in einem Bereich von 0,1 bis 1 mm und die Dichte der Fäden 21 beträgt 25 bis 250 Stück pro cm2. Durch die Magnetkraft werden die einzelnen Partikeln zum Grund des Fasergebildes 20 gezogen und dort zwischen den einzelnen Fasern 21 festgehalten.The embodiment according to FIG Fig. 5 by arranging an ordered fiber structure 20 along the inner sides of the upper and lower channel walls 2 and 5. The ordered fiber structure 20 is composed of a large number of fibers 21 running perpendicular to the flow direction 7, which are anchored in a brush-like manner on a base fabric 22 in the manner of pile threads. The diameter of the fibers 21 is in a range from 0.1 to 1 mm and the density of the threads 21 is 25 to 250 pieces per cm 2 . The individual particles are drawn to the base of the fiber structure 20 by the magnetic force and held there between the individual fibers 21.

Anstelle der Fasern 21 können auch eine Vielzahl lammellenartig angeordneter Bleche oder Folien die Abscheidestruktur bilden. Bei dieser - nicht dargestellter - Ausführungsform erstrecken sich die Bleche oder Folien wie die Fasern 21 quer zur Strömungsrichtung 7 in den Strömungsraum 6 hinein, wobei deren Ebenen orthogonal zur Strömungsrichtung 7 oder parallel oder schräg dazu angeordnet sein können. Die Dichte der Bleche oder Folien beträgt vorzugsweise 5 bis 25 Stück pro cm.Instead of the fibers 21, a plurality of metal sheets or foils arranged in the manner of lamellae can also form the separation structure. In this - not shown - embodiment, the sheets or foils like the fibers 21 extend transversely to the flow direction 7 into the flow space 6, the planes of which can be arranged orthogonally to the flow direction 7 or parallel or inclined thereto. The density of the sheets or foils is preferably 5 to 25 pieces per cm.

Fig. 6 offenbart eine Abscheidestruktur aus einem dünnwandigen Element 23 mit wellenförmigem Verlauf, das sich entlang der Innenseiten der oberen Gehäusewand 2 und unteren Gehäusewand 5 entwickelt. Dabei liegen die Wellentäler 24 an den Gehäusewänden 2 und 5 an, während die Wellenberge 25 der Achse 8 zugewandt sind. Wellentäler 24 und Wellenberge 25 verlaufen quer zur Strömungsrichtung 7, wobei gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Wellenberge 25 des oberen Elements 23 den Wellentälern 24 des unteren Elements 23 gegenüberliegen. Auf diese Weise bildet sich eine zwischen den Elementen 23 hin und her pendelnde Strömung aus, die ein Abscheiden der Partikeln aus der Suspension begünstigt. Die abgeschiedenen Partikeln werden dabei in den Wellentälern 24 der Elemente 23 aufgenommen. Fig. 6 discloses a separation structure made of a thin-walled element 23 with a wave-shaped profile, which extends along the inner sides of the upper housing wall 2 and lower housing wall 5 developed. The wave troughs 24 lie against the housing walls 2 and 5, while the wave crests 25 face the axis 8. Wave troughs 24 and wave peaks 25 run transversely to the direction of flow 7, wherein, according to a preferred embodiment of the invention, the wave peaks 25 of the upper element 23 lie opposite the wave troughs 24 of the lower element 23. In this way, a flow oscillating back and forth between the elements 23 is formed, which promotes the separation of the particles from the suspension. The separated particles are taken up in the wave troughs 24 of the elements 23.

Gegenstand der Figuren 7 bis 10d sind unterschiedliche Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Strömungsmanipulators, wobei die Figuren 7 bis 8c Ausführungsformen betreffen, deren Haupterstreckungsrichtung mit der Strömungsrichtung 7 zusammenfällt, sich der Strömungsmanipulator also im Wesentlichen über die gesamte Länge des Strömungskanals 6 erstreckt. Hingegen zeigen die Figuren 9 bis 10d Ausführungsformen eines Strömungsmanipulators mit Haupterstreckungsrichtung quer zur Strömungsrichtung 7 im Strömungskanal 6.Subject of Figures 7 to 10d are different embodiments of a flow manipulator according to the invention, wherein the Figures 7 to 8c Embodiments relate to the main direction of extent of which coincides with the direction of flow 7, that is to say the flow manipulator extends essentially over the entire length of the flow channel 6. However, they show Figures 9 to 10d Embodiments of a flow manipulator with the main direction of extent transverse to the flow direction 7 in the flow channel 6.

Bei der in Fig. 7 in einer Draufsicht und in Fig. 8a in einem Querschnitt gezeigten Ausführungsform wird der Strömungsmanipulator von einem Gitter 26 gebildet, das aus kreuzenden Stäben 27 und 28 zusammengesetzt ist. In den Kreuzungspunkten sind die Stäbe 27 und 28 miteinander verbunden. Die Längsachse der Stäbe 27 schließt mit der Strömungsrichtung 7 einen Winkel α ein, der vorzugsweise zwischen 30° und 60° liegt, um einen Impuls auf die Durchströmung quer zur Strömungsrichtung 7 zu erzeugen. Wie vor allem aus Fig. 8a hervorgeht, liegen die achsparallelen Stäbe 27 und die im Winkel dazu angeordneten achsparallelen Stäbe 28 jeweils in einer Ebene übereinander, bilden also auf diese Weise eine obere Lage und eine untere Lage, und sind mittig im freien Strömungsquerschnitt des Strömungskanals und planparallel zur oberen Gehäusewand 2 bzw. unteren Gehäusewand 5 angeordnet. Somit befindet sich der Strömungsmanipulator in einer Zone des Strömungskanals 6, wo die auf die Partikeln wirkenden Magnetkräfte aufgrund des maximalen Abstands zu den Magneten 10 am schwächsten sind.At the in Fig. 7 in a plan view and in Figure 8a In the embodiment shown in a cross section, the flow manipulator is formed by a grid 26, which is composed of crossing rods 27 and 28. The bars 27 and 28 are connected to one another at the crossing points. The longitudinal axis of the rods 27 forms an angle α with the flow direction 7, which is preferably between 30 ° and 60 °, in order to generate an impulse on the flow transversely to the flow direction 7. Like especially from Figure 8a As can be seen, the axially parallel rods 27 and the axially parallel rods 28 arranged at an angle thereto each lie one above the other in a plane, thus forming an upper layer and a lower layer, and are in the center of the free flow cross section of the flow channel and plane-parallel to the upper housing wall 2 or Lower housing wall 5 is arranged. The flow manipulator is thus located in a zone of the flow channel 6 where the magnetic forces acting on the particles are weakest due to the maximum distance from the magnets 10.

Von dieser Ausführungsform unterscheidet sich der Strömungsmanipulator gemäß Fig. 8b lediglich durch die Anordnung mehrerer planparalleler Gitter 26 übereinander, wodurch der Einfluss des Strömungsmanipulators auf die Strömung 7 der Suspension verstärkt wird.The flow manipulator according to FIG. 1 differs from this embodiment Figure 8b merely by arranging several plane-parallel grids 26 one above the other, whereby the influence of the flow manipulator on the flow 7 of the suspension is increased.

Eine Abwandlung hiervon betrifft den Strömungsmanipulator gemäß Fig. 8c, bei dem ein Gitter 26' dreilagig aufgebaut ist, wobei die Stäbe 28 der oberen Lage und Stäbe 28' der unteren Lage achsparallel zueinander verlaufen und die kreuzenden Stäbe 27 der mittleren Lage einschließen. Die Ausführungsform gemäß Fig. 8c umfasst zwei solcher Gitter 26', die planparallel übereinander im Zentrum des freien Strömungsquerschnitts des Strömungskanals 6 angeordnet sind.A modification of this relates to the flow manipulator according to FIG Figure 8c , in which a grid 26 'is constructed in three layers, the rods 28 of the upper layer and rods 28' of the lower layer run axially parallel to each other and include the crossing bars 27 of the middle layer. The embodiment according to Figure 8c comprises two such grids 26 ′, which are arranged plane-parallel one above the other in the center of the free flow cross section of the flow channel 6.

Eine nicht dargestellte Ausführungsform sieht eine gewebeartige Ausbildung des Strömungsmanipulators vor, wobei sich flexible Stäbe kreuzen und dabei zwischen einer oberen Lage und unteren Lage wechseln.An embodiment not shown provides a fabric-like design of the flow manipulator, flexible rods crossing each other and changing between an upper layer and a lower layer.

Die in Fig. 9 in einer Draufsicht gezeigte Ausführungsform eines Strömungsmanipulators zeichnet sich durch eine Anordnung des Strömungsmanipulators quer zur Strömungsrichtung 7 aus. Der Strömungsmanipulator wird von Flächenelementen 30 gebildet, die orthogonal zur Strömungsrichtung 7 verlaufen und die im Bereich des freien Strömungsquerschnitts des Strömungskanals 6 Öffnungen 31 für den Durchtritt der Suspension aufweisen. Die Strömung wird daher zu den Öffnungen 31 hin gebündelt und erfährt dahinter wiederum eine Auffächerung, wobei mitgeführte Partikeln den Magneten 10 angenähert werden.In the Fig. 9 The embodiment of a flow manipulator shown in a top view is distinguished by an arrangement of the flow manipulator transversely to the flow direction 7. The flow manipulator is formed by surface elements 30 which run orthogonally to the flow direction 7 and which have openings 31 for the passage of the suspension in the area of the free flow cross section of the flow channel 6. The flow is therefore bundled towards the openings 31 and is again fanned out behind them, with entrained particles being brought closer to the magnets 10.

Die Fig. 10a bis 10d zeigen unterschiedliche Ausführungsformen der Flächenelemente 30, 30', 30", 30''' in einer Ansicht parallel zur Strömungsrichtung 7. Wie aus Fig. 10a ersichtlich können die Flächenelemente 30 eine Gitterstruktur mit rechteckförmigen Öffnungen 31 aufweisen, die fluchtend oder mit Versatz zueinander angeordnet sind. Bei der Ausführungsform der Flächenelemente 30' gemäß Fig. 10b besitzen die Durchtrittsöffnungen 31' kreisförmige Gestalt, wobei seitlich benachbarte Durchtrittsöffnungen 31' einen Höhenversatz zueinander aufweisen. Davon unterscheiden sich die Flächenelemente 30" gemäß Fig. 10c lediglich durch die Form und Anzahl der Durchtrittsöffnungen 31", die in diesem Fall Ellipsenform besitzen. Fig. 10d zeigt ein gitterartiges Flächenelement 30''', dessen Durchtrittsöffnungen 31''' von kreuzenden Stäben 32 gebildet sind.The Figures 10a to 10d show different embodiments of the surface elements 30, 30 ', 30 ", 30"' in a view parallel to the flow direction 7. As shown in FIG Figure 10a the surface elements 30 can be seen to have a lattice structure with rectangular openings 31 which are aligned or offset with respect to one another. In the embodiment of the surface elements 30 'according to Figure 10b the passage openings 31 'have a circular shape, with laterally adjacent passage openings 31' having a height offset to one another. The surface elements 30 ″ differ therefrom Figure 10c only by the shape and number of the passage openings 31 ″, which in this case have an elliptical shape. Figure 10d shows a grid-like surface element 30 ''', the passage openings 31''' of which are formed by intersecting rods 32.

Die Fig. 11 bis 17 betreffen Ausführungsformen der Erfindung mit integrierter Wärmetauschereinrichtung, wobei der Grundaufbau der Vorrichtung mit oberer Gehäusewand 2, seitlichen Gehäusewänden 3 und 4, unterer Gehäusewand 5 und Strömungskanal 6 dem unter den Fig. 1 bis 10d beschriebenen entspricht, so dass auf die dortige Beschreibung verwiesen wird. Bei den Ausführungsformen gemäß der Fig. 11 bis 13 ist die Wärmetauschereinrichtung mit dem Strömungsmanipulator kombiniert, während die Ausführungsformen gemäß der Fig. 14 bis 17 eine Kombination der Wärmetauschereinrichtung mit der Abscheidestruktur vorsehen.The Figs. 11-17 relate to embodiments of the invention with an integrated heat exchanger device, the basic structure of the device with upper housing wall 2, side housing walls 3 and 4, lower housing wall 5 and flow channel 6 being the one below Figures 1 to 10d corresponds to described, so that reference is made to the description there. In the embodiments according to Figures 11 to 13 the heat exchanger device is combined with the flow manipulator, while the embodiments according to FIG Figs. 14-17 provide a combination of the heat exchanger device with the separation structure.

In Fig. 11 ist eine erste Ausführungsform einer Wärmetauschereinrichtung 32 dargestellt, die von einer Vielzahl seitlich beabstandeter achsparalleler Rohre 33 gebildet ist, die in zwei zu den Gehäusewänden 2 bzw. 5 planparallelen Ebenen angeordneten sind. Dabei können die Rohre 33 beider Ebenen wie dargestellt quer zur Strömungsrichtung 7 verlaufen, oder aber die Rohre 33 beider Ebenen verlaufen in Strömungsrichtung 7 (nicht dargestellt) oder die Rohre 33 einer Ebene kreuzen sich mit den Rohren 33 der benachbarten Ebene (nicht dargestellt). Die Enden der Rohre 33 sind an einen Kühlkreislauf angeschlossen, so dass das Wärmeträgermedium des Kühlkreislaufes die Rohre 33 durchströmt.In Fig. 11 a first embodiment of a heat exchanger device 32 is shown, which is formed by a plurality of laterally spaced axially parallel tubes 33 which are arranged in two planes parallel to the housing walls 2 and 5, respectively. The tubes 33 of both levels can run transversely to the flow direction 7 as shown, or the tubes 33 of both levels run in the flow direction 7 (not shown) or the tubes 33 of one level intersect with the tubes 33 of the adjacent level (not shown). The ends of the tubes 33 are connected to a cooling circuit, so that the heat transfer medium of the cooling circuit flows through the tubes 33.

Durch die Anordnung der Rohre 33 im freien Strömungsquerschnitt des Strömungskanals 6 zwischen der Abscheidestruktur an der oberen Gehäusewand 2 und unteren Gehäusewand 5 kommt der Wärmetauschereinrichtung gleichzeitig die Funktion als Strömungsmanipulator zu, da die Strömung 7 an den Rohren 33 zwangsweise umgelenkt wird.Due to the arrangement of the tubes 33 in the free flow cross section of the flow channel 6 between the separator structure on the upper housing wall 2 and lower housing wall 5, the heat exchanger device also functions as a flow manipulator, since the flow 7 is forcibly deflected at the tubes 33.

Die in Fig. 12 und Fig. 13 dargestellte Wärmetauschereinrichtung 32' unterscheidet sich davon durch einen mäandrierenden Verlauf des Rohres 33' innerhalb des Strömungskanals 6. Das Rohr 33' weist daher Abschnitte 34 auf, die quer zur Strömungsrichtung 7 verlaufen und auf diese Weise ein zu umströmendes Hindernis im Strömungskanal 6 bilden. Die mäanderartige Ausbildung der Wärmetauschereinrichtung 32' erlaubt eine wirtschaftliche Herstellung des Strömungsmanipulators bei gleichzeitig hohem Wirkungsgrad hinsichtlich der Abscheidung von Partikeln und Kühlung der Suspension.In the Figures 12 and 13 The heat exchanger device 32 'shown here differs from this by a meandering course of the pipe 33' within the flow channel 6. The pipe 33 'therefore has sections 34 which run transversely to the flow direction 7 and in this way form an obstacle to be flown around in the flow channel 6. The meandering design of the heat exchanger device 32 'allows the flow manipulator to be manufactured economically with a high degree of efficiency with regard to the separation of particles and cooling of the suspension.

Bei den Ausführungsformen gemäß der Fig. 14 und 16 kommt der Wärmetauschereinrichtung 34, 34' gleichzeitig die Funktion der Abscheidestruktur zu. Die Ausführungsform gemäß Fig. 14 sieht hierfür wiederum eine Vielzahl achsparalleler Rohre 35 vor, die quer zur Strömungsrichtung 7 an der Innenseite der oberen Gehäusewand 2 und unteren Gehäusewand 5 entlang verlaufen. Durch den seitlichen Abstand zweier benachbarter Rohre 35 ergibt sich ein Aufnahmeraum, in dem sich die Partikeln der Suspension ansammeln können. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 15 weist die Wärmetauschereinrichtung zwei mäanderartig verlaufende Rohre 35' auf, von denen eines an der Unterseite der oberen Gehäusewand 2 und das andere an der Innenseite der unteren Gehäusewand 5 angeordnet ist. Durch den seitlichen Abstand der parallel und dabei quer zur Strömungsrichtung 7 verlaufenden Leitungsabschnitte 37 ergeben sich wiederum Aufnahmeräume für die abzuscheidenden Partikeln. Bei beiden Ausführungsformen ist im freien Strömungsquerschnitt zwischen den Rohren 35, 35' an der oberen Gehäusewand 2 und den Rohren 35, 35' an der unteren Gehäusewand 5 wiederum ein Strömungsmanipulator der bereits beschriebenen Art angeordnet, der zur Vermeidung von Wiederholungen daher nicht weiter dargestellt und beschrieben ist. Die Rohre 35, 35' sind wiederum vom Wärmeträgermedium eines Kühlkreislaufes durchströmt.In the embodiments according to Figures 14 and 16 the heat exchanger device 34, 34 ′ simultaneously has the function of the separator structure. The embodiment according to Fig. 14 again provides for this purpose a plurality of axially parallel tubes 35 which run transversely to the flow direction 7 on the inside of the upper housing wall 2 and lower housing wall 5. The lateral spacing between two adjacent pipes 35 results in a receiving space in which the particles of the suspension can collect. In the embodiment according to Fig. 15 the heat exchanger device has two meandering pipes 35 ′, one of which is arranged on the underside of the upper housing wall 2 and the other on the inside of the lower housing wall 5. The lateral spacing of the line sections 37 running parallel and thereby transversely to the flow direction 7 in turn results in receiving spaces for the particles to be separated. In both embodiments, a flow manipulator of the type already described is again arranged in the free flow cross-section between the tubes 35, 35 'on the upper housing wall 2 and the tubes 35, 35' on the lower housing wall 5, which is used to avoid Repetitions are therefore not further illustrated and described. The pipes 35, 35 'are in turn flowed through by the heat transfer medium of a cooling circuit.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit integrierter Wärmetauschereinrichtung 38 ist in Fig. 17 offenbart. Der Querschnitt des Strömungskanals 6 ist bei dieser Ausführungsform von zwei wellenartig ausgebildeten Flächenelementen 39 unterteilt, die parallel zur oberen Gehäusewand 2 und unteren Gehäusewand 5 verlaufen. Auf diese Weise wird der Strömungskanal 6 in drei benachbarte Kammern unterteilt mit einer mittleren, von den beiden Flächenelementen 39 begrenzten Kammer 40 und zwei äußeren Kammern 41, die von einem Flächenelement 39 und der oberen Gehäusewand 2 bzw. unteren Gehäusewand 5 gebildet sind. Die mit Partikeln beladene Suspension durchströmt den Strömungsraum 6 in den beiden äußeren Kammern 41, wobei mit den Wellentälern der Wellenstruktur Aufnahmeräume für die abzuscheidenden Partikeln geschaffen werden. Die mittlere Kammer 40 ist von einem Wärmeträgermedium durchströmt, das als Teil eines Kühlkreislaufes thermische Energie von der Suspension abführt.Another embodiment of the invention with an integrated heat exchanger device 38 is shown in FIG Fig. 17 disclosed. In this embodiment, the cross section of the flow channel 6 is divided by two wave-like surface elements 39, which run parallel to the upper housing wall 2 and lower housing wall 5. In this way, the flow channel 6 is divided into three adjacent chambers with a central chamber 40 delimited by the two surface elements 39 and two outer chambers 41 which are formed by a surface element 39 and the upper housing wall 2 or lower housing wall 5. The suspension loaded with particles flows through the flow space 6 in the two outer chambers 41, with the corrugation troughs of the corrugation structure creating receiving spaces for the particles to be separated. A heat transfer medium flows through the middle chamber 40, which, as part of a cooling circuit, dissipates thermal energy from the suspension.

Während die Ausführungsformen gemäß der Fig. 1 bis 17 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit rechteckförmigem Strömungskanal 6 zeigen, offenbart die Ausführungsform gemäß Fig. 18 einen ringscheibenförmigen von der Suspension durchströmten Strömungskanal 6', der von einem äußeren Rohr 42 und einem dazu koaxial verlaufenden inneren Rohr 43 gebildet wird. Sowohl über den Außenumfang des äußeren Rohrs 42 als auch den Innenumfang des inneren Rohrs 43 sind wiederum Magnete 10 angeordnet, die ein im Strömungsraum 6' wirksames Magnetfeld erzeugen.While the embodiments according to Figures 1 to 17 show a device according to the invention with a rectangular flow channel 6 discloses the embodiment according to FIG Fig. 18 an annular disk-shaped flow channel 6 'through which the suspension flows and which is formed by an outer tube 42 and an inner tube 43 running coaxially thereto. In turn, magnets 10 are arranged both over the outer circumference of the outer tube 42 and the inner circumference of the inner tube 43, which magnets generate a magnetic field that is effective in the flow space 6 '.

Entlang des Innenumfangs des äußeren Rohres 42 und Außenumfang des inneren Rohres 43 erstreckt sich eine Abscheidestruktur, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel jeweils von einer den Umfang schraubenlinienförmig umlaufenden äußeren Wendel 44 und inneren Wendel 45 gebildet ist. Der axiale Abstand zwischen den einzelnen Windungen der Wendeln 44 und 45 dient der Aufnahme der abgeschiedenen Partikeln. Die Wendeln 44 und 45 können rohrförmig ausgebildet und von einem Wärmeträgermedium durchströmt sein, um auch bei dieser Ausführungsform der Erfindung eine Wärmetauscherfunktion zu realisieren. Alternativ stehen als Abscheidestruktur die bereits unter den Figuren 1 bis 16 beschriebenen Ausführungsformen zur Verfügung, die an die Krümmung der Wände des Strömungskanals 6' anzupassen sind. Entsprechendes gilt für den Strömungsmanipulator, der in dem Ringspalt zwischen den Wendeln 44 und 45 angeordnet ist, und der analog der unter den Figuren 1 bis 16 beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet sein kann.A separation structure extends along the inner circumference of the outer tube 42 and the outer circumference of the inner tube 43, which in the present exemplary embodiment is each formed by an outer helix 44 and an inner helix 45 running around the periphery in a helical manner. The axial distance between the individual turns of the coils 44 and 45 is used to receive the separated particles. The coils 44 and 45 can have a tubular design and a heat transfer medium flows through them, in order to also realize a heat exchanger function in this embodiment of the invention. Alternatively, the separation structures are already under the Figures 1 to 16 described embodiments are available, which are to be adapted to the curvature of the walls of the flow channel 6 '. The same applies to the flow manipulator, which is arranged in the annular gap between the coils 44 and 45, and the analogous to that under the Figures 1 to 16 described embodiments can be formed.

Die Erfindung ist nicht auf die in den einzelnen Ausführungsbeispielen offenbarten Merkmalskombinationen beschränkt. Vielmehr liegen auch Ausführungsformen im Rahmen der Erfindung, bei denen Merkmale unterschiedlicher Ausführungsformen miteinander kombiniert sind, soweit sich diese Kombinationen dem Fachmann aufgrund seines Fachwissens ohne weiteres erschließen.The invention is not limited to the combinations of features disclosed in the individual exemplary embodiments. Rather, embodiments are also within the scope of the invention in which features of different embodiments are combined with one another, insofar as these combinations are readily accessible to the person skilled in the art based on his specialist knowledge.

Claims (19)

  1. Apparatus for separating particles from a fluid, in particular from a suspension, by means of magnetic separation, comprising a flow channel (6, 6') which has at least one channel wall (2, 3, 4, 5) and through which the suspension can flow in a predetermined flow direction (7), and comprising a separation structure (11, 15, 17, 19, 20, 23, 34, 34', 44, 45) within the flow channel (6, 6') for receiving the particles, a device (10) for generating a magnetic field that acts in the flow channel (6, 6') being provided transversely to the flow direction, characterised in that the separation structure (11, 15, 17, 19, 20, 23, 34, 34', 44, 45) is arranged along at least one channel wall (2, 5) of the flow channel (6, 6') and at least one non-magnetic or non-magnetisable flow manipulator (14, 26, 26', 30, 30', 30", 30''') through which the suspension can flow is arranged in the flow channel (6, 6') in order to locally change the flow parameters of the suspension.
  2. Apparatus according to claim 1, characterised in that the flow channel (6, 6') has a rectangular, circular or annular-disc-shaped flow cross section.
  3. Apparatus according to either claim 1 or claim 2, characterised in that the flow manipulator (14, 26, 26', 30, 30', 30", 30''') has a distinct main extension direction which extends in parallel with the flow direction (7) of the suspension.
  4. Apparatus according to either claim 1 or claim 2, characterised in that the flow manipulator (14, 26, 26', 30, 30', 30", 30''') extends in at least one plane transverse to the flow direction (7), preferably in a plurality of spaced-apart planes transverse to the flow direction (7).
  5. Apparatus according to any of claims 1 to 4, characterised in that the flow manipulator (14, 26, 26', 30, 30', 30", 30''') is formed by a surface element, preferably by a surface element (30, 30', 30", 30"') comprising through-openings (31, 31', 31", 31'''), or by a surface element having a closed structured surface, or by a lattice (26, 26'), or by a mesh, or by a fibre assembly (14).
  6. Apparatus according to any of claims 1 to 5, characterised in that the separation structure (11, 15, 17, 19, 20, 23, 34, 34', 44, 45) is made of a magnetic or magnetisable or a non-magnetic or non-magnetisable material.
  7. Apparatus according to any of claims 1 to 6, characterised in that the separation structure (11, 15, 17, 19, 20, 23, 34, 34', 44, 45) is formed by at least one channel wall (2, 5), preferably by two opposite channel walls (2, 5).
  8. Apparatus according to any of claims 1 to 6, characterised in that the separation structure (11, 15, 17, 19, 20, 23, 34, 34', 44, 45) is formed by a separation element which is arranged in the flow channel (6, 6').
  9. Apparatus according to claim 8, characterised in that the separation element is formed by an ordered or random fibre assembly (19, 20), or is formed by a woven, knitted, mesh-like, non-woven or brush-like fabric, or is formed by a fabric (11, 15, 17, 23) comprising openings (12, 16, 18) and/or depressions (24) perpendicular to the flow direction (7).
  10. Apparatus according to any of claims 1 to 9, characterised in that a heat exchanger device (32, 32', 35, 35', 38) is integrated into the flow channel (6, 6'), the heat exchanger surfaces of which device are wetted by the suspension.
  11. Apparatus according to claim 10, characterised in that at least part of the surface of the flow manipulator (14, 26, 26', 30, 30', 30", 30''') is in the form of a heat exchanger surface.
  12. Apparatus according to either claim 10 or claim 11, characterised in that at least part of the surface of the separation structure (11, 15, 17, 19, 20, 23, 34, 34', 44, 45) is in the form of a heat exchanger surface.
  13. Apparatus according to any of claims 10 to 12, characterised in that the heat exchanger device (32, 32', 35, 35', 38) comprises a cavity through which a heat transfer medium flows, which cavity is spatially separated from the suspension and is arranged within the flow channel (6, 6').
  14. Apparatus according to claim 13, characterised in that the cavity is formed by one or more tubes (33, 33', 36, 36').
  15. Apparatus according to claim 14, characterised in that the tubes (33') are arranged within the flow channel (6, 6') so as to have a meandering course.
  16. Apparatus according to either claim 14 or claim 15, characterised in that the tubes (33, 33') are arranged at a distance from the separation structure to form a flow manipulator (14, 26, 26', 30, 30', 30", 30''').
  17. Apparatus according to either claim 14 or claim 15, characterised in that the tubes (36, 36') are arranged on at least one wall (2, 5) of the flow channel (6, 6') to form a separation structure.
  18. Apparatus according to claim 13, characterised in that the cavity is formed by at least one partition-wall-like surface element (39) which extends from a first channel wall (3) to a second channel wall (4), the first and the second channel wall (3, 4) preferably being opposite one another, and the at least one partition-wall-like surface element (39) preferably having a wave structure.
  19. Apparatus according to claim 2, characterised in that the flow chamber (6') has a circular or annular-disc-shaped flow cross-section and the separation structure is formed by a helix (44, 45) which extends coaxially along at least one wall of the flow channel (6').
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