JPH02502705A - 流動媒体から強磁性材料を分離する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 流動媒体から強磁性材料を分離する装置技術分野 本発明は、一般的に物質の磁気的分離装置に関し、更に詳しくは流動媒体から強 磁性材料を分離する装置に関する。

背景技術 強磁性材料の挿入物で充填され且つ洗浄されるべき流動媒体を供給する入口バイ ブと洗浄された流動媒体を排出する出口バイブとを存する１つの固定された作動 通路と、強磁性挿入物を磁化させる通路外に同軸的に配置されたソレノイド形式 の磁化システム、とを有する、流動媒体から強磁性材料を分離する装置が公知で ある（ＤＥ、　Ｃ，１，２７７、４８８）。

この装置は、微細な磁気的洗浄の連続処理を提供できないということのため、生 来不便である。磁気的濾過挿入物の再生の間、流動媒体は洗浄無くバイパスパイ プに沿って一時的に搬送される。冶金学におけるサーキュレーショング・ウォー タのような極めて汚染された媒体を洗浄する場合、再生の間の作動期間は数時間 になる。このような場合、洗浄処理の全効率は再生のために必要とされる時間を 包含することにより決定され、その時に流動媒体はバイパスパイプに沿って搬送 される。

また、強磁性材料の挿入物で各々が充填される２つの連続部分に密封（ハーメチ ック）隔壁により分割され且つ洗浄されるべき流動媒体をその部分に供給する入 口バイブと洗浄された流動媒体を排出する出口バイブとを有する少なくとも１つ の固定された作動通路と、１つのそのような部分の強磁性挿入物を磁化させるた めに通路外に配置され、２つの極端位置の間の、詳細には第１の部分及び第２の 部分の通路に沿う往復運動を付与する手段を備える磁化システム、とを有する、 流動媒体から強磁性材料を分離する装置も公知である（ｌＩｓ、Ａ。

４、６０２．９９７参照）。

この従来装置において、往復運動を付与する手段は、電気モータと減速装置とウ オーム・アンド・ウオームギヤとウオームギヤに磁化システムを取付けるロッド とを有する複雑な電気機械的構造として形成される。これらの主要な構成要素に 加えて、往復運動手段は、減速装置及びウオームギヤ対を潤滑するシステムと、 部品及び要素を収容する大型ベースとを有する。補助的構成要素の設備もまた、 装置を構造的に複雑にする。更に、往復運動手段は磁化システムを停止するとき の磁気的クッションを発生する励起自在の電磁石を有する。

電気モータ及びウオーム・アンド・ウオームギヤによりもたらされる磁化システ ムの上下移動は、数分の時間間隔を必要とする比較的ゆっくりとした進行である 。そのような進行の間、電気的駆動装置は力を消費し、そして汚染された流動媒 体は排出されるかあるいは処理流れラインに戻され、これにより処理の全効率が 低下し、洗浄処理が更に高価になる。

発明の要約 本発明は、数秒以内に一方の部分から他に磁化システムを移動させ得るために力 の脈動を伝達するための機械的な連結を欠いて磁化システムに往復運動を付与す る手段を包含し、それにより連続的洗浄処理を保証するような構造の、流動媒体 から強磁性材料を分離する装置の準備に向けられたものである。

本発明の本質は、強磁性材料の挿入物で各々が充填される２つの連続部分に密封 隔壁により分割され且つ洗浄されるべき流動媒体を部分に供給する入口バイブと 洗浄された流動媒体を排出する出口バイブとを有する少なくとも１つの固定され た作動通路と、１つのそのような部分の強磁性挿入物を磁化させるための通路外 に配置され、２つの極端位置の間の通路に沿う往復運動を付与する手段を備える 磁化システム、とを有し、往復運動を付与する手段の各々は通路の反対端部に各 々が配置される少なくとも２つの電磁石コイルの形式を有し、コイルのパラメー タは極端位置の間の磁化システムの動きを保証するよ、うである、流動媒体から 強磁性材料を分離する装置にある。

磁化システムとして作動通路に同軸的に配置されるソレノイドが使用されるとき は、好ましくはソレノイドの各端部は対応する電磁石コイルの形状に合致する凹 所を有する。

好ましくは、凹所の底部は弾性スペーサを受容する。

適切には、提案の装置は、各々が通路の一端に取着された電磁石として形成され る磁化システムをその極端位置に固定するための手段を有し、そのコアは通路の 軸線に垂直に移動し、ソレノイドの側面は対応するコアと係合するよう適合され 且つ電磁石の数に等しい数のソケットを有する。

あるいは、ソレノイドは中央部分から端部に向かってコイル巻き数が増加する非 均−な巻きを有する。

好ましくは、端部のコイル巻き数は中央部分のコイル巻き数より２０〜４０％だ け多い。

本発明に係る装置が冷却剤を供給及び排出するためのパイプを有する磁化システ ムを冷却する手段を備えるときは、そのようなパイプは好ましくは作動通路の反 対端部に配置され、それらの軸線は通路の軸線に平行に延び、各パイプは冷却剤 の供給を反転する手段及び流れ調整器を有する。

本発明に係る流動媒体から強磁性材料を分離する装置は、構造的簡易性、高信頼 性及び技術的修理の容易性により特徴づけられる。

提案装置は、１つの作動部分から他への磁化システムの移動の時間を実質的に減 少すること、及び事実上連続する洗浄サイクルを提供することを可能とし、この ことは、１つの部分から他への移動が不純物の高い含有量のために１〜２ｈ毎に なされねばならないような、高汚染液体及びガス状媒体あるいは冶金学上のサー キュレーション−ウォータを洗浄するときに特に有益である。

図面の簡単な説明 本発明は、添付図面と共に様々の特定の実施例に関連して更に詳細に以下に記載 されよう。

第１図は、１つの作動通路を有する流動媒体から強磁性材料を分離する装置の長 手断面図、 第２図は、ガイドを取除いた第１図の装置の上部平面図、第３図は、第１図の■ −■線に沿う断面図、第４図は、１つの通、路の軸線に沿う２つの作動通路を有 する流動媒体から強磁性材料を分離する装置の長手断面図、第５図は、ガイドを 取除いた第４図の装置の上部平面図、第６図は、第５図のＶＩ−ＶＩ線に沿う断 面図、第７図は、磁化システムの位置を固定する手段と磁化システムを冷却する 手段とを具えた強磁性材料を分離する装置の一般的な長手断面図、 第８図は、第７図の■−■線に沿う断面図、第９図は、段階的形状の電磁石コイ ルを具えた第７図のＡ部分を示す図である。

発明を実施するための最良の形態 第１．２、及び３図に示す流動媒体から強磁性材料を分離する装置は、強磁性材 料の挿入物５で各々が充填される２つの連続部分３及び４に密封（ハーメチック ）隔壁２により分割された少なくとも１つの作動通路１を有する。

挿入物５として使用されるのは、小粒子（ｓｈｏｔ）、チクブ、板、フェライト 棒、又は強誘電体のような強磁性材料である。

洗浄流動体及びガス状媒体を具える流動媒体の微細洗浄用装しなければならない 。また、装置は、磁化システムが第１図に示される如くＩで示された極端位置に なるときに部分３の強磁性挿入物５を磁化させるため、あるいは磁化システムが ■で示される他の極端位置になるときに部分４０強磁性挿入物５を磁化させるた めに適合され且つ通路１の外部に配置される磁化システムを有する。磁化システ ム６は、通路１の反対端部で各１個に位置される２つの電磁石コイル７として形 成される２つの極端位置く更に詳しくは、部分３の１、及び部分４の■）の間の 往復運動を付与する手段を具えている。

コイル７のパラメータ、更に詳しくはコイル巻き数及び電流の強さは、位置Ｉの ような一方の極端位置から位置■のような他方の極端位置までの磁化システム６ の移動を保証するように選択される。ここに記載された本発明の実施例において 、磁化システムは、作動通路１に同軸的にその外壁に関してクリアランスをもっ て配置される、ここにおいてはソレノイド６として言及される、多層ソレノイド の形式を有する。ソレノイド６を移動するための力の量及び摩擦を低減するため に、後者はガイド９と係合自在の並通の又は回転軸受７を有する。

各部分３．４は、部分３又は４に洗浄される流動媒体を供給する入口バイブ１０ ，１１を具え、また洗浄された流動媒体を排出する出口バイブ１２．１３を具え る。

第１．２．３図に示す変形とは異なるような第４．５．６図に係る提案装置の変 更形式は２つの同一の作動通路１及び１′を有し、各々は多層ソレノイド６の形 式のそれ自体の磁化システムを有し、ソレノイド６の磁気コアは低カーボン含有 量を有する磁性材料の連結ストリップ１４により剛性を有して相互連結される。

連結ストリップ１４は挿入物５の端部領域の磁化レベルを主として増大させるた め、磁界の損失を低減することによりその大きさを通る挿入物５の必要な磁化レ ベルを達成するように閉じた磁気回路を提供する。更に、剛性連結ストリップ１ ４は２つのソレノイド６の同期運動をもたらす。この変更は実体的な所定流速で 供給される流動媒体を洗浄する必要がある場合に好ましい。通路１及び１′の直 径は０．５〜２．０ｍの大きさであり、また強磁性挿入物の長さは０．５〜１． ５ｍになり得る。そのようなパラメータで、磁気的閉回路の不在により、磁束密 度の損失は３０〜６０％に到り得る。

第７及び８図を参照すると、作動通路１の垂直配置と非均−に巻回され外部に同 軸的に配置されるコイルを具えたソレノイドとを有する、流動媒体から強磁性材 料を分離する装置の別の変更例が示される。ソレノイド１５のコイル巻き数はソ レノイド１５の端部のコイル巻き数でその中央部分から端部まで増加し、これに よりコイル巻き数はその中央部分の２０〜４０％だけ超過される。ソレノイド１ ５の各端部は形状においてコイル７の形状に合致する凹所１６を有し、そのよう な凹所１６の各々の底部は、ゴムのような弾性材料で形成される弾性スペーサ１ ７を収容する。提案した装置のこの変更例はその各々の最上位置及び最下位置Ｉ 、ＩＩに磁化システム（更に詳細には、ソレノイド１５）を固定する手段を具え ている。

各固定手段１８は通路１の一端に近接する装置のケーシング２０で取付けられた 電磁石１９として形成され、これによりそのコア２１は通路１の長手軸線に垂直 な方向に移動し、一方、ソレノイド１５の側面は電磁石１９の数と同数であり且 つ対応するばね付勢コア２１と係合するように適合されるソケット２２を有する 。提案する装置のこの変更例において、ガイド９は「ありみぞ」凹所を有する。

ソレノイド１５の端部に設けられるのは、ガイド９上のソレノイド１５の摺動を 提供するためのガイド９０凹所の形状に対応する形状を有する突起２３である。

突起２３は、固定手段１８が閉じられるときにコア２１と係合自在のソケット２ ２を有する。

本発明に係る装置のこの変更例はソレノイド１５に冷却剤を供給するパイプのシ ステムを更に有する。冷却剤を供給及び排出するためのパイプ２４は通路１の反 対端部に配置され、これによりそれらの軸線は通路１の長手軸線に平行である。

各パイプ２４は流れ調整器２５を有し、一方、冷却パイプのシステムは冷却剤の 流れの方向を変更する手段２６を有する。装置のケーシング２０は一般的に強磁 性材料の閉じたシェルである。

更に、ソレノイド１５の端部はケーシング２０を具えた磁気的閉回路を形成する 強磁性材料の板２７を有する。

第９図に示された提案装置の変更形式において、周囲よりも実質的に大きな中央 部分の高さを有する電磁石コイル２８は段階的にされ、一方、その外径はソレノ イド１５に対するコイル２８の係合のより大きな面を保証するためにソレノイド １５の外径に等しい。

明瞭さのために、動力源並びに連結及び非連結用システムは図に示されていない 。

流動媒体から強磁性材料を分離するための提案装置は次の如く作動する。

第１．２及び３図は、装置の部分３が内部に包含される強磁性粒子から流動媒体 を洗浄するように作動する状態にあり、一方部分４は再生下にある提案装置を示 す。これと共に、部分４における電磁石コイル７及びソレノイド６の磁束密度の ベクトルが付加され、これによりソレノイド６は部分４におけるコイル７に向か って引く力により作用される。これらの力はソレノイド６を高速度でガイド９上 の位置■まで移動せしめる。ソレノイド６が位置Ｉ　　（ｎ）から位置ＩＩ　（ １）に移動するのには数分かかる。

位置■へのソレノイド６の移動に続いて、部分４の挿入物５は磁化され、部分３ の挿入物５は消磁される。部分３は、再生を開始し、バイブ１０は部分３に空気 ・水混合体を配送し、洗浄されるべき流動媒体はパイプ１１に沿い部分４まで供 給され、これは洗浄形態において機能している。一方の部分から他方への磁化シ ステムの移動のために必要とされる時間の極めて短い間隔のために、提案装置は 連続的に実質的に作動する。

第４，５及び６図に関する提案装置の変更は上述の如く実質的に作用し、２つの 通路１及び１′の設備は装置の能力を増大可能ならしめ同時に作動のために消耗 される動力の量を低減させるという点において差異が存在する。

電磁石コイル７の形状に対して形状的に適合するソレノイド１５（第７及び８図 ）の端部における凹所１６の用意は、ソレノイド１５のコイルの凹所１６により コイル７の「収容」を容易にする・。ひき続きそのことは引力（洗浄作動形態） 及び斥力（再生）の両方の間における電磁石コイル７及びソレノイド１５のコイ ル間の動力係合の増大を進展させる。

ソレノイドのコイル巻数をその中央部分から端部まで２０〜４０％だけ増加させ ることは、一方においては強磁性挿入物５の端部領域の磁化をその中央部分の磁 化レベルを等しくすること、及び他方においては電磁石コイル７及びソレノイド ６のコイル間の動力係合を高めることを可能とし、これにより、極端位置Ｉ又は Ｈのソレノイド１５の迅速且つ確実な移動及び固定が保証される。凹所１６の弾 性スペーサ１７の用意は電磁石コイル７へのソレノイド１５の移動を伴う衝撃を 穏やかにすることを可能ならしめ、これにより損傷に対してコイル７及びソレノ イド１５が保護され、それらの耐用寿命が延長される。

ソレノイド１５がその極端位置Ｉ又は■の一方にあるとき、対応する固定手段１ ８はこの位置にソレノイド１５を確実に保持するために係合する。ソレノイド１ ５を他の極端位置に移動させる必要があるとき、電磁石１９のコイルに電流が供 給され、これによりコア２１はばねの力を克服し、引っ込められ、ソケット２２ を引き離し、そしてソレノイド１５がガイド９上を自由に移動することを可能と する。

冷却システムのバイブ２４が装置の通路１と同軸的に配置されるという事実のた めに、そこから逃げる冷却媒体の噴出はソレノイド１５の端部上に特別な力を及 ぼし、これにより通路１の端部の電磁石コイル７へのソレノイド６のコイル及び ソレノイド１５の移動のために消耗される動力量の低減が可能ならしめられる。

゛位置Ｉの側部には、磁束密度のベクトルが一方の側に向けられるような極性の 電流がある。それによりソレノイド６はコイル７に引き付けられる。部分３０強 磁性挿入物は磁化される。汚染された流動媒体は磁化された濾過挿入物５を通っ て流れるためにバイブ１３を通って部分３まで収容され、内部の強磁性及び非磁 性の粒子から洗浄され、そしてパイプ１２を介して部分３から抜き取られる。

この時点において、装置の部分４は再生下にある。部分４の側部（位置■）の電 磁石コイル７は電気が切られ、この部分の強磁性挿入物５は消磁される。空気・ 水混合物は、汚染物の挿入物５の微粒を所望の段階まで洗うことを保証する流速 でバイブ１１に沿い部分４に供給される。それにより、汚染された洗浄用混合物 はパイプ１３に沿い排出される。

部分３の挿入物５が汚染物と共に混沌とされた後に、磁化システム（ソレノイド ６）は位置Ｉから位置Ｈに移動される。

この目的のために部分３のコイル７に供給される電流の極性は変化され、これに よりこのコイル７及びソレノイド６の磁束密度のベクトルは反対側部に向けられ 、ソレノイド６は部分３のコイル７から方向づけられる力により作用される。同 時に、部分４のコイル７に供給されるのは一方の極端位置工から他方の位置■へ の一貫した方向を保証する極性の電流である。冷却剤の流速を流れ調整器２５に より変化させることにより圧力水頭が発生され、磁化システムの移動を容易にし 且つ電磁石コイル７及びソレノイド１５の過熱を同時的に防止する。強磁性板２ ７はソレノイド１５の移動の間の冷却剤の圧力噴出と係合自在の可動「ピストン 」としてここにおいては作用する。冷却剤を供給する方向を変化させる手段２６ 及び流れ調整器２５を備える、通路１と同軸的に配置されたパイプ２４を有する 冷却システムの準備は、磁化システム及び作動通路１の垂直配置に関して特に有 益であり、磁化システムの上方への移動は磁化システムの重量に等しいかあるい はそれを越える大きさの引力を必要とし、反対に下方への移動は最下端位置への 磁化システムの移動を円滑にするために逆の力を必要とする。

第９図に関連して、本装置の変更形式は第７及び８図に示されたものと実質的に 同様に作動し、差異は、ソレノイド１５の動きを保証することを除き電磁石コイ ル２８の段階的形状が強磁性挿入物５の端部領域を磁化することを可能とすると いう点である。洗浄作業形態において、コイル２８及びソレノイド１５（磁化シ ステム）の磁束密度のベクトルが同様に指向されるようにコイル２８が活性化さ れ、これによりコイル２８のこの形状は挿入物５のより均一な磁化を容易にする ために強磁性挿入物５の端部領域の磁化を増大せしめる。

産業上の利用可能性 本発明は、機械部品及び装置の腐食及び疲労の生産物、及び分散されたスケール 等からのサーキュレーティング・ウォータ、油、凝縮物、アンモニア液、アンモ ニア、アルカリ、電気めっき流出物、スチーム、ガス及び他の流動媒体を微細に 洗浄するための、冶金学、化学、火カニ学、並びに電力、機械建築、ガズ洗浄、 生物学及び他の産業における応用を見い出すことが可能である。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．強磁性材料の挿入物（５）で各々が充填される２つの連続部分（３，４）に 密封隔壁（２）により分割され且つ洗浄されるべき流動媒体を部分（３又は４） に供給する入口パイプ（１０，１１）と洗浄された流動媒体を排出する出口パイ プ（１２，１３）とを有する少なくとも１つの固定された作動通路（１）と、１ つのそのような部分（３又は４）の強磁性挿入物（５）を磁化させるための通路 （１）外に配置され、２つの極端位置の間の、詳細にはそのような一方の部分（ ３）及びそのような他方の部分（４）の通路（１）に沿う往復運動を付与する手 段を備える磁化システム、とを有する、流動媒体から強磁性材料を分離する装置 において、上記往復運動を付与する手段は通路（１）の反対端部に各々が配置さ れる少なくとも２つの電磁石コイル（７）の形式を有し、コイルのパラメータは 極端位置（Ｉ及びＩＩ）の間の磁化システムの動きを保証するようであることを 特徴とする、流動媒体から強磁性材料を分離する装置。 ２．磁化システムとして使用されるのは作動通路（１）に同軸的に配置されるソ レノイド（１５）である、請求の範囲第１項に記載の装置において、ソレノイド （１５）の各端部は対応する電磁石コイル（７）の形状に合致する凹所（１６） を有することを特徴とする装置。 ３．上記凹所（１６）の底部は弾性スペーサ（１７）を受容することを特徴とす る請求の範囲第２項に記載の装置。 ４．上記磁化システムを固定するための手段（１８）がその極端位置（Ｉ，ＩＩ ）に設けられ、その各々の固定手段は通路（１）の一端に取着された電磁石（１ ９）として形成され、そのコア（２１）は通路（１）の軸線に垂直に移動し、ソ レノイド（１５）の側面は対応するコア（１９）と係合するよう適合され且つ電 磁石の数に等しい数のソケット（２２）を有することを特徴とする請求の範囲第 ２項に記載の装置。 ５．上記ソレノイド（１５）はその中央部分から端部に向かってコイル巻き数が 増加する非均一な巻きを有することを特徴とする請求の範囲第２項に記載の装置 。 ６．端部のコイル巻き数は中央部分のコイル巻き数より２０〜４０％だけ多いこ とを特徴とする請求の範囲第５項に記載の装置。 ７．冷却剤を供給及び排出するためのパイプ（２４）を有する磁化システムを冷 却する手段を備える、請求の範囲第１項に記載の装置において、これらのパイプ （２４）は通路（１）の反対端部に配置され、それらの軸線は通路（１）の軸線 に平行であり、各パイプ（２４）は冷却剤の供給を反転する手段（２６）及び流 れ調整器（２５）を有することを特徴とする装置。