NL2004717C2 - Inrichting en werkwijze voor het scheiden van vaste materialen op basis van een onderling dichtheidsverschil. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Inrichting en werkwijze voor het scheiden van vaste materialen op basis van een onderling dichtheidsverschil.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor 5 het scheiden van vaste materialen op basis van een onderling dichtheidsverschil waarbij het te scheiden materiaal in contact wordt gebracht met een magnetische vloeistof, over welke vloeistof een dichtheidsgradiënt wordt aangebracht onder toepassing van een magneetveld, zodat fracties van verschillende dichtheden worden verkregen, welke inrichting is voorzien van een magneet, 10 aanstromingsruimte, scheidingsruimte en middelen voor het gescheiden afvoeren van fracties vaste materialen van verschillende dichtheden, waarbij de magnetische vloeistof van de aanstromingsruimte naar de scheidingsruimte stroomt. Verder heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een werkwijze voor het scheiden van vaste materialen op basis van een onderling dichtheidsverschil waarbij het te scheiden 15 materiaal in contact wordt gebracht met een magnetische vloeistof.

Een dergelijke werkwijze is op zich bekend uit NL 1030761 ten name van de onderhavige aanvrager waarin is aangegeven dat door de juiste keuze van de sterkte van de magnetische vloeistof vaste deeltjes over een breed dichtheidsgebied kunnen worden gescheiden. Het daarbij toegepaste magnetisch 20 veld is tot stand gebracht door een permanente magneet, samengesteld uit stroken van ten minste twee afwisselende oriëntaties, in het bijzonder een afwisselende oriëntatie van oost, noord, west en zuid.

Uit NL 2001322 is de in de aanhef vermelde werkwijze bekend, waarbij een hoeveelheid te scheiden vaste materialen eerst intensief wordt 25 gemengd in een kleine deelstroom van de magnetische vloeistof, welke aldus verkregen turbulente deelstroom wordt toegevoegd aan een grote deelstroom van de magnetische vloeistof, waarbij de vaste deeltjes met kleine dichtheid en vaste deeltjes met grote dichtheid van de magnetische vloeistof worden gescheiden, gedroogd en opgeslagen.

30 Uit het Amerikaans octrooi 4.062.765 is een methode bekend waarbij scheiding van een mengsel van niet-magnetische deeltjes op basis van de verschillende dichtheden hiervan tot stand wordt gebracht door toepassing van een magnetische vloeistof, waarbij gebruik wordt gemaakt van een veelvoud van magnetische tussenruimten, gevormd door een rooster van magnetische polen die 2 0 0 4 7 1 7 2 ten opzichte van elkaar zodanig zijn georiënteerd dat de polariteit van het in elke tussenruimte opgewekte magnetisch veld tegengesteld is aan die van elke aangrenzende tussenruimte. Vanwege de noodzakelijk aanwezige tussenruimten zullen deeltjes met een dichtheid groter dan de schijnbare dichtheid van de 5 magnetische vloeistof bij de kritische punten door het vlak van de kritische punten heengaan en in benedenwaartse richting door de openingen in de tussenruimten naar een daaronder gelegen vat worden afgevoerd. In de magnetische vloeistof wordt een niet-uniforme magnetisch veldgradiënt ontwikkeld, welke gradiënt in de magnetische vloeistof een verticale krachtencomponent in de richting tegengesteld 10 aan de zwaartekracht produceert, waarbij de verticale krachtencomponent afneemt in grootte in de richting tegengesteld aan de zwaartekracht en in het bezit is van de kritische punten waaronder de contouren van constante kracht hiervan discontinu zijn en waarboven de contouren van constante kracht continu zijn. Een nadeel van een dergelijk configuratie is dat het volume met het sterkste magnetische veld wordt 15 bevolkt door de zinkfractie, waarbij in figuur 5 van voornoemd Amerikaans octrooi duidelijk waarneembaar is dat deeltjes van de drijffractie niet dichterbij mogen komen dan de contour van 300, of zij lopen de kans door te zakken, terwijl de magneet krachten van het niveau 700 opwekt. Een ander nadeel van een dergelijke configuratie is dat magnetische materialen zich zullen vastgrijpen aan de polen en 20 zelfs dat niet-magnetische deeltjes uit de zinkfractie om en op de magneetpolen kunnen gaan liggen, hetgeen zou leiden tot verstoppingen. Om het samenklonteren van deeltjes te vermijden is het aldus, volgens figuur 5, wenselijk dat voor de drijffractie niet verder kan worden gegaan dan de contour van 100-200, waardoor de methode volgens dit Amerikaans octrooi zeer onaantrekkelijk is in termen van 25 magnetisch rendement.

Uit de Europese octrooiaanvrage 0 839 577 is een ferrohydro-statische scheidingsmethode bekend, waarbij de schijnbare dichtheid van een zogenaamde ferrovloeistof wordt gecontroleerd door een solenoid. Met een dergelijk scheidingsapparaat zou het mogelijk zijn om een materiaal in een of meer fracties te 30 scheiden, bestaande uit drijvende, zwevende en zinkende fracties.

Uit de Europese octrooiaanvrage 0 362 380 is een ferrohydro-statische separator bekend, waarbij de scheiding op basis van dichtheidsverschillen plaatsvindt. De hier beschreven methode heeft vier belangrijke nadelen:(a) magnetische deeltjes in de voeding zullen worden aangetrokken tot de polen en 3 voor verstopping zorgen, (b) de voeding wordt in slechts twee productstromen gescheiden, (c) de breedte van de spleet is niet goed opschaalbaar: bij grotere spleetbreedtes hebben de te scheiden deeltjes de neiging naar het midden toe te vallen zodat er inefficiënt van de scheidingsruimte gebruik wordt gemaakt, (d) er is 5 elektrische energie nodig om het veld in stand te houden.

Uit het Amerikaans octrooi 3.788.465 is een apparaat bekend voor een zogenaamde magneto-gravimetrische scheiding, waarbij het magnetisch veld zodanige krachten op een in de magnetische vloeistof ondergedompeld deeltje uitoefent waardoor het mogelijk zou zijn om meerdere fracties te scheiden. De 10 opstelling is gekanteld zodat de veldsterkte voornamelijk in de horizontale richting afneemt. Afhankelijk van de dichtheid vallen de deeltjes langs een andere hoek met de verticaal door de vloeistof, zodat in principe in een groot aantal productstromen, elk met zijn eigen dichtheid, gescheiden kan worden. De methode vermeldt dat ook magnetische deeltjes kunnen worden behandeld. Dit lijkt echter onwaarschijnlijk. 15 Een nadeel van een dergelijke constructie is de opschaalbaarheid en het feit dat de deeltjes in verschillende richtingen worden afgevoerd, hetgeen impliceert dat de deeltjes zeer nauw langs een lijn moet worden gevoed of dat de scheidingsruimte erg groot moeten worden uitgevoerd om een goede scheidingsscherpte te verkrijgen.

20 Uit het Amerikaans octrooi 3.483.968 is een methode voor het scheiden van materialen van verschillende dichtheden bekend, waarbij gebruik wordt gemaakt van een magnetisch veld met een bepaalde verticale gradiënt waardoor voorwerpen van verschillende dichtheden een bepaalde positie in de vloeistof zullen opzoeken. Vaste voorwerpen zullen op verschillende niveaus gaan 25 drijven om ze aldus gemakkelijk te kunnen scheiden. Volgens dit Amerikaans octrooi wordt een magneetveld gebruikt dat langzamer dan lineair naar boven toe afneemt, met als gevolg dat deeltjes met verschillende dichtheden elk op een voor hun dichtheid specifieke hoogte gaan zweven en op die hoogte apart van elkaar kunnen worden afgevangen. De deeltjes hebben vanwege het gebruik van een 30 magneetveld met een enkele richting (in dit geval verticaal) de neiging om over de equi-potentiaal vlakken naar de zijkanten van de container weg te vallen waardoor homogeniteitproblemen ontstaan.

Het Amerikaans octrooi nr. 5.541.072 heeft betrekking op een werkwijze voor een magnetische scheiding waarbij magnetische deeltjes in een 4 meerfasensysteem worden toegepast. De magnetische deeltjes gaan een binding aan met een zogenaamde “target substance” in de dragervloeistof, waarna een scheiding onder invloed van een magnetisch veld plaatsvindt Als de te scheiden stoffen wordt een aantal biologische stoffen genoemd.

5 Het Amerikaans octrooi nr. 6.136.182 openbaart min of meer hetzelfde principe als het hiervoor genoemde Amerikaanse octrooi nr. 5.541.072, in het bijzonder wat betreft het magnetisch labelen van zogenaamde “target entities”.

DE 4124990 heeft betrekking op een separator onder gebruikmaking van een magnetisch veld, welke separator wordt toegepast voor het 10 scheiden van ferromagnetische metaaldeeltjes uit suspensies, in het bijzonder tijdens het herverwerken van afvalpapier. Dit Duitse Offenlegungsschrift heeft geen betrekking op een werkwijze voor het scheiden van vaste materialen op basis van een onderling dichtheidsverschil waarbij de te scheiden materialen in contact worden gebracht met een magnetische vloeistof, waarbij in de magnetische vloeistof 15 een dichtheidsgradiënt wordt opgewekt door middel van een magnetisch veld.

De Europese aanvrage EP 2 103 354 heeft betrekking op een classificatie-apparaat, omvattende een inlaatkanaal voor dispersievloeistof waarbij een deeltjes bevattende dispersievloeistof wordt geïntroduceerd, een classificatiekanaal dat de deeltjes classificeert en ten minste een afvoerkanaal dat 20 de geclassificeerde deeltjes afvoert, waarbij het classificatiekanaal ten opzichte van de zwaartekracht hellend is uitgevoerd. Dit document laat zien dat het mogelijk wordt om de reeks deeltjes, waarop de classificatiemethode toepasbaar is, te verbreden door het toepassen van een uitwendige kracht die evenredig is aan de deeltjesdiameter, als aanvulling op het verschil in sedimentatiesnelheid. Als 25 voorbeeld van een dergelijke uitwendige kracht kan een elektrisch veld of een magnetisch veld worden genoemd.

FR 2488149 heeft betrekking op een methode en inrichting voor het behandelen van gasvormig afvalmateriaal onder toepassing van een magnetisch separatieproces.

30 DE 36 24 646 heeft betrekking op een methode voor het separeren van kleding uit een materiaalmengsel door het materiaalmengsel in contact te brengen met magnetische vloeistof, die een voor het sorberen van kleding geschikte samenstelling bezit, in een sorbtiehouder waarin zich magnetische of magnetiseerbare installaties bevinden.

5

Internationale aanvrage WO 2007/139568 heeft betrekking op een moleculaire rangschikking magnetisch behandelingsapparaat omvattende een materiaalhouder voorzien van een inlaat en een uitlaat waarin het te behandelen materiaal wordt geïntroduceerd, een materiaaldoorgang verbonden aan een uiteinde 5 van de inlaat en het andere uiteinde aan de uitlaat en ten minste een paar magneten zodanig georiënteerd dat het materiaal in de doorgang moet passeren tussen een noordpool en een zuidpool van ten minste een paar magneten.

De internationale aanvrage WO 2004/002900 heeft betrekking op een afvalwaterzuiveringssysteem omvattende chemicaliënvrije filtratiemiddelen voor 10 het fysisch filteren van het verontreinigde water met chemicaliënvrije behandeling en middelen voor het coaguleren en separeren ter vorming van magnetische vlokken die verontreinigingsdeeltjes, fosfor en dergelijke bevatten door het inleiden van een coagulatiemiddel en een magnetisch poeder en voor het afscheiden van de magnetische vlokken, waarbij de magnetische vlokken magnetisch worden 15 afgescheiden en verzameld als slib.

Het Amerikaans octrooi US 5,039,426 heeft betrekking op een methode voor het continu afscheiden van bestanddelen van deeltjesachtige en macromoleculaire materialen.

Het doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een 20 werkwijze en inrichting voor het scheiden van vaste materialen op basis van een onderling dichtheidverschil, waarbij de in de hiervoor besproken stand van de techniek geconstateerde problemen worden vermeden.

Een ander doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een werkwijze en inrichting voor het scheiden van vaste materialen op basis van 25 een onderling dichtheidsverschil, waarbij de aanwezigheid van ongewenste vaste deeltjes in de verkregen, gescheiden fracties tot een minimum is beperkt.

Een ander doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een werkwijze en inrichting voor het scheiden van vaste materialen op basis van een onderling dichtheidsverschil, waarbij vaste materialen met een dichtheid 30 geringer dan water, worden gescheiden.

De inrichting, zoals vermeld in de aanhef, wordt gekenmerkt, doordat de magneet is gelegen boven de scheidingsruimte en dat ten minste een leiding voor het toevoeren van de te scheiden vaste materialen zich bevindt onder de aanstromingsruimte en scheidingsruimte en een hoek insluit met de 6 aanstromingsruimte en scheidingsruimte.

Onder toepassing van een dergelijke inrichting wordt aan een of meer van de voornoemde doelstellingen voldaan. Onder toepassing van een dergelijke constructie hebben de onderhavige uitvinders met name ingezien dat het 5 wenselijk is om de scheidingszone, te weten het gebied waarin het magnetisch veld in de magnetische vloeistof actief is, los te koppelen van de toevoerzone, te weten het gebied waarin de te scheiden vaste materialen in een turbulente stroom worden toegevoerd, zoals van toepassing is in het hiervoor besproken NL 2001322.

De aanduiding “een hoek insluiten” betekent dat de leiding voor het 10 toevoeren van de te scheiden vaste materialen niet evenwijdig is gelegen aan de stromingsrichting van de zich in de aanstromingsruimte en scheidingsruimte bevindende magnetische vloeistof.

De onderhavige uitvinders veronderstellen dat onder toepassing van de onderhavige inrichting het mogelijk is dat de vaste materialen volgens 15 eenvoudige wijze voorbij de “energiedrempel” van het magnetisch veld in de magnetische vloeistof worden ingevoerd. Tevens is onder toepassing van de onderhavige inrichting het mogelijk gebleken dat de aanwezigheid van vaste materialen, welke vaste materialen een hogere dichtheid bezitten dan de dichtheidscontouren van de magnetische vloeistof, in het gebied waarin het 20 magnetisch veld actief is, tot een minimum is beperkt. Immers, voornoemde vaste materialen met een te hoge dichtheid zullen niet gaan drijven en derhalve gaan bezinken zodat zij nimmer in de aanstromingsruimte en scheidingsruimte terecht zullen komen. Aldus is een toevoer van vaste materialen met een te hoge dichtheid, ten opzichte van de dichtheid van de magnetische vloeistof, tot een minimum 25 beperkt. In de leiding voor het toevoeren van de te scheiden vaste materialen is sprake van een opwaartse kracht waardoor de vaste materialen in de vloeistof zullen opstijgen, in het bijzonder vanwege hun lagere dichtheid ten opzichte van de vloeistof. De magnetische vloeistof is bij voorkeur op waterbasis doch in bepaalde uitvoeringsvormen is het ook mogelijk een magnetische vloeistof op organische 30 basis, bijvoorbeeld kerosine, toe te passen.

In een bijzondere uitvoeringsvorm is het met name gewenst dat de leiding voor het toevoeren van de te scheiden vaste materialen loodrecht is geplaatst ten opzichte van de aanstromingsruimte en scheidingsruimte. Door de leiding voor het toevoeren loodrecht te positioneren ten opzichte van de 7 aanstromingsruimte en scheidingsruimte wordt een optimale scheiding van vaste materialen in de magnetische vloeistof tot stand gebracht.

In een voorkeursuitvoeringsvorm is het wenselijk dat de leiding voor het toevoeren van de te scheiden vaste materialen uitmondt in de scheidingsruimte.

5 In voornoemde scheidingsruimte is sprake van een magnetisch veld, waardoor de zich daarin bevindende, stromende magnetische vloeistof de beschikking heeft over verschillende dichtheidsgradiënten. Aldus zullen de toe te voeren vaste materialen direct een dichtheidsgradiënt in de magnetische vloeistof ondervinden waarna de scheiding van vaste materialen op basis van een onderling dichtheidsverschil direct 10 tot stand wordt gebracht, waardoor agglomeratie van vaste deeltjes tot een minimum is beperkt. Het is wenselijk dat de leiding voor het toevoeren van de te scheiden vaste materialen in de scheidingsruimte uitmondt op een positie waarin het magnetisch veld reeds actief is, te weten op een positie in het magnetisch veld zelf. De leiding voor het toevoeren van de te scheiden vaste materialen kan in een 15 bepaalde uitvoeringsvorm ook meerdere leidingen omvatten. Aldus vindt de toevoer van de te scheiden vaste materialen op verschillende posities in de scheidingsruimte plaats.

De middelen voor het gescheiden afvoeren van fracties van vaste materialen van verschillende dichtheden is bij voorkeur gelegen op een afstand van 20 de leiding voor de toevoer van de te scheiden materialen. Aldus wordt optimaal gebruikgemaakt van de stromingsrichting van de magnetische vloeistof in het magnetisch veld zodat de te scheiden vaste materialen de beschikking hebben over een voldoende verblijftijd om aldus het door hen gewenste dichtheidsgebied in de magnetische vloeistof op te zoeken.

25 Het is met name wenselijk dat dat de middelen voor het gescheiden afvoeren van fracties vaste materialen zijn voorzien van een aanvullende magneet, welke aanvullende magneet een magneetveld in de middelen voor het gescheiden afvoeren van fracties vaste materialen tot stand brengt, in het bijzonder in de daar aanwezige magnetische vloeistof. Door de aanwezigheid van een dergelijk, 30 aanvullend magneetveld wordt voorkomen dat de reeds gescheiden fracties de dichtheid van water zullen ervaren, welke dichtheid van water ertoe kan leiden dat de deeltjes ongewenst gaan drijven dan wel zinken. Aldus worden ongewenste bezinkings-, opstijgings- en/of ophopingsverschijnselen tot een minimum beperkt.

De onderhavige inrichting wordt verder gekenmerkt doordat de 8 leiding voor het toevoeren van de te scheiden materialen een toevoerdeel, een stijgdeel en een afvoerdeel omvat, waarbij het stijgdeel aansluit aan de onderzijde van de scheidingsruimte, waarbij het toevoerdeel en afvoerdeel een hoek insluiten met het stijgdeel, waarbij het toevoerdeel, stijgdeel en afvoerdeel met elkaar in 5 vloeistofverbinding staan.

Het is met name wenselijk dat zich zowel in het toevoerdeel als in het afvoerdeel een inwendig transportorgaan bevindt, met name een schroef. Volgens een dergelijke uitvoeringsvorm zullen de te scheiden vaste materialen door de leiding voor de toevoer van de te scheiden materialen worden geleid, waarbij de 10 vaste materialen met een dichtheid lager dan de magnetische vloeistof via het stijgdeel in de scheidingsruimte terechtkomen. De vaste materialen met een dichtheid hoger dan die van de magnetische vloeistof zullen in het afvoerdeel en toevoerdeel achterblijven, waarbij dergelijke vaste materialen via het inwendig transportorgaan kunnen worden afgevoerd via het afvoerdeel. Als vaste materialen 15 met een hogere dichtheid kunnen ijzer, glas, zand, zware kunststoffen en non-ferro-metalen worden genoemd. Omdat aldus ijzer niet via het stijgdeel in de scheidingsruimte terecht kan komen, kan er ook geen ijzer aan de magneet hechten hetgeen een aanzienlijk technisch voordeel is.

Om de te scheiden vaste materialen in het stijgdeel van elkaar los 20 te maken, is het in bepaalde uitvoeringsvormen wenselijk dat het inwendige van het stijgdeel is voorzien van middelen om onderlinge aanhechting te voorkomen, waarbij met name schotten kunnen worden toegepast. Dergelijke schotten zorgen voor een vloeistofstroming die enige obstructie ondervindt, waardoor de te scheiden vaste materialen al in het stijgdeel van elkaar worden losgemaakt, zodat bij binnentreden 25 in het magnetisch veld de te scheiden vaste materialen meteen het dichtheidsgebied overeenkomend met hun eigen dichtheid kunnen opzoeken.

De onderhavige uitvinding heeft verder betrekking op een werkwijze voor het scheiden van vaste materialen op basis van een onderling dichtheidsverschil waarbij het te scheiden materiaal in contact wordt gebracht met 30 een magnetische vloeistof, over welke vloeistof een dichtheidsgradiënt wordt aangebracht onder toepassing van een magneetveld, zodat fracties vaste materialen van verschillende dichtheden worden verkregen, gekenmerkt doordat de te scheiden vaste materialen onder invloed van opwaartse kracht aan de magnetische vloeistof worden toegevoerd, waarbij de stromingsrichting van de 9 magnetische vloeistof een hoek insluit met de aan de magnetische vloeistof toe te voeren vaste materialen.

Door aldus de te scheiden vaste materialen onder toepassing van de opwaartse kracht aan de magnetische vloeistof toe te voeren, is het mogelijk 5 gebleken dat een ongewenste samenklontering of agglomeratie van de te scheiden vaste deeltjes wordt tegengegaan. In het gebied waar de opwaartse kracht wordt uitgeoefend, is bij voorkeur geen sprake van een magnetisch veld. De te zware vaste materialen, ten opzichte van de dichtheid van de magnetische vloeistof, zullen niet in het magnetisch veld terechtkomen, waardoor een mogelijke storing van de 10 scheiding wordt voorkomen. Verder heeft de toepassing van de opwaartse kracht tot gevolg dat in het toevoerdeel de lichte deeltjes zich sneller door de vloeistof zullen verplaatsen dan de relatief zwaardere deeltjes. Aldus wordt optimaal gebruikgemaakt van het onderling dichtheidsverschil van de te scheiden vaste materialen, zonder dat er sprake is van een magnetisch veld.

15 Het is met name wenselijk dat het toevoeren van de te scheiden vaste materialen geschiedt ter hoogte van het door de magneet uitgeoefende magnetisch veld.

In de onderhavige werkwijze verdient het met name de voorkeur dat het toevoeren van de vaste materialen geschiedt onder toepassing van een 20 toevoerleiding, omvattende een toevoerdeel, een stijgdeel en een afvoerdeel, waarbij het stijgdeel uitmondt in een ruimte waarin de magnetische vloeistof stroomt, waarbij het toevoerdeel en afvoerdeel een hoek insluiten met het stijgdeel, waarbij het toevoerdeel en afvoerdeel met elkaar in vloeistofverbinding staan.

Voor een optimale scheiding van de vaste materialen op basis van 25 een onderling dichtheidsverschil is het wenselijk dat de magnetische vloeistof een laminair stromingspatroon vertoont, met name dat de door de magnetische vloeistof op dichtheidsverschil gescheiden fracties van vaste materialen afzonderlijk uit de magnetische vloeistof worden weggenomen.

Nadat de vaste materialen op basis van het onderlinge 30 dichtheidsverschil van elkaar zijn gescheiden, is het wenselijk dat de aan de fracties aanhechtende magnetische vloeistof hiervan wordt verwijderd, welke magnetische vloeistof bij voorkeur wordt teruggeleid naar de toevoer van de magnetische vloeistof.

In de onderhavige werkwijze wordt als magneet een permanente 10 magneet, elektromagneet of een supergeleidende magneet toegepast. Het is met name wenselijk dat de magneetconfiguratie, zoals geopenbaard in NL 1030761 ten name van de onderhavige aanvrager, wordt toegepast, waarbij de minimale afstand tussen de bovenzijde van de magneet en de magnetische vloeistof zodanig is 5 gekozen dat het magnetisch veld in de magnetische vloeistof in beide horizontale richtingen nagenoeg constant is, waarbij het magnetisch veld in de magnetische vloeistof in verticale richting exponentieel afneemt. In het bijzonder is het wenselijk dat het magnetisch veld tot stand wordt gebracht door een permanente magneet, samengesteld uit de stroken van ten minste twee afwisselende oriëntaties, waarbij 10 de stroken van de magneet aan de naar de magnetische vloeistof gerichte zijde zijn voorzien van afgeronde hoeken.

De onderhavige uitvinding ziet met name toe op een uitvoeringsvorm waarbij de te scheiden vaste materialen een dichtheid lager dan die van water bezitten, bijvoorbeeld polymeren, zoals polyetheen en polypropeen. Het is 15 echter ook mogelijk de onderhavige uitvinding toe te passen op het scheiden van vaste materialen met een dichtheid hoger dan die van water. In een dergelijke uitvoeringsvorm is de toevoer van de te scheiden fracties van vaste materialen gelegen boven de scheidingsruimte en aanstromingsruimte, waarbij de magneet zich onder voornoemde ruimtes bevindt, waarbij bij voorkeur de magneet zelf van de 20 magnetische vloeistof is gescheiden. De afvoer van de aldus op verschillende dichtheid gescheiden fracties geschiedt in de magnetische vloeistof ook met een splitter, zoals hierna beschreven. In een bijzondere uitvoeringsvorm is de splitter bij voorkeur aan het uiteinde daarvan voorzien van een transportorgaan, in het bijzonder een schroeforgaan. Een dergelijk transportorgaan zorgt ervoor dat de 25 ongewenste zware deeltjes van de gescheiden vaste fractie worden verwijderd. Ook kan in een dergelijke uitvoeringsvorm het orgaan voor het gescheiden afvoeren van de op een onderling dichtheidsverschil gescheiden fracties zijn voorzien van een aanvullende magneet voor het tot stand brengen van een magneetveld in voornoemde splitter.

30 De onderhavige aanvrage zal hierna aan de hand van een aantal figuren worden toegelicht, waarbij echter dient te worden opgemerkt dat de onderhavige uitvinding in geen geval tot een dergelijke constructie is beperkt.

In figuur 1 is in aanzicht de onderhavige inrichting weergegeven.

In figuur 2 is in zij-aanzicht een bijzondere uitvoeringsvorm van de 11 magneet en de splitter schematisch weergegeven.

De inrichting 1 omvat een aanstromingsruimte 2 en een daaraan-sluitende scheidingsruimte 3 waarboven zich een magneet 4 bevindt. De magnetische vloeistof stroomt van de aanstromingsruimte 2 naar de 5 scheidingsruimte 3. Aan het uiteinde van scheidingsruimte 3 zijn middelen 11 aangebracht voor het gescheiden afvoeren van fracties van vaste materialen van verschillende dichtheden. Middelen 11 omvatten een splitter waarin zich een scheidingsplaat 15 bevindt voor het gescheiden afvoeren van fracties van vaste materialen van verschillende dichtheden. Scheidingsplaat 15 is bij voorkeur in 10 hoogte instelbaar zodat de scheiding van de fracties in de magnetische vloeistof op de gewenste hoogte kan plaatsvinden. De hoogte is van belang omdat in de magnetische vloeistof dichtheidscontouren zijn verkregen ten gevolge van magneet 4. Scheidingsruimte 3 is aan de onderzijde daarvan voorzien van een opening 10, welke opening 10 dient voor het aan scheidingsruimte 3 toevoeren van de te 15 scheiden vaste materialen. Opening 10 is enigszins stroomafwaarts gelegen ten opzichte van het magnetisch veld opgewekt door magneet 4. Daartoe is opening 10 verbonden met een leiding voor het toevoeren van de te scheiden materialen, omvattende een toevoerdeel 5, een stijgdeel 6 en een afvoerdeel 7. In de leiding voor de toevoer van de te scheiden materialen bevindt zich een inwendig 20 transportorgaan (niet weergegeven), in het bijzonder in toevoerdeel 5 en afvoerdeel 7. Opening 10 kan uit meerdere openingen bestaan, elk verbonden met een leiding voor het toevoeren van de te scheiden materialen, welke leiding meerdere leidingen kan omvatten. Toevoerdeel 5 is tevens voorzien van een toevoeropening 8 waarin de te scheiden vaste materialen kunnen worden ingebracht. In scheidingsruimte 3, 25 alsmede aanstromingsruimte 2 bevindt zich een magnetische vloeistof, welke magnetische vloeistof via leiding 13 wordt toegevoerd en via leiding 12 wordt afgevoerd. Magnetische vloeistoffen of ferrofluids zijn algemeen bekende vloeistoffen en omvatten veelal een suspensie van ijzeroxidedeeltjes. In een bijzondere uitvoeringsvorm wordt de via leiding 12 afgevoerde magnetische vloeistof 30 teruggeleid via leiding 13 in aanstromingsruimte 2. In de figuur is duidelijk waarneembaar dat de leiding voor de toevoer van de te scheiden vaste materialen zich bevindt onder de aanstromingsruimte 2 en scheidingsruimte 3, in het bijzonder aan het begin van scheidingsruimte 3. De positie van de leiding voor de toevoer van de te scheiden vaste materialen is zodanig gekozen dat de toevoer uitmondt in het 12 magneetveld. De magneet 4 oefent in de magnetische vloeistof een magneetveld uit en de leiding voor de toevoer van de te scheiden vaste materialen komt bij voorkeur uit in het magneetveld. In de figuren is opening 10 derhalve “stroomafwaarts’’ gelegen van het begin van het magneetveld. De magnetische vloeistof wordt via 5 aanstromingsruimte 2 in scheidingsruimte 3 ingebracht en zal via een laminair stromingsprofiel zich op horizontale wijze verplaatsen door scheidingsruimte 3. Vanwege de aanwezigheid van magneet 4 boven de scheidingsruimte 3 zullen in de magnetische vloeistof dichtheidscontouren ontstaan. De te scheiden vaste materialen, toegevoerd via opening 8 en aangevoerd via toevoerdeel 5 zullen in 10 stijgdeel 6 ten gevolge van de opwaartse kracht zich verplaatsen via opening 10 in scheidingsruimte 3. Opening 10 kan zich over de volledige breedte van scheidingsruimte 3 uitstrekken. Het is wenselijk dat in toevoerdeel 5, stijgdeel 6 en afvoerdeel 7 sprake is van een magnetische vloeistof, waarbij de magnetische vloeistof, aanwezig in stijgdeel 6, ervoor zal zorgen dat de te scheiden vaste 15 materialen zich ten gevolge van de opwaartse kracht zullen verplaatsen naar scheidingsruimte 3. Vaste materialen, zwaarder dan de dichtheid van de magnetische vloeistof, aanwezig in toevoerdeel 5, stijgdeel 6 en afvoerdeel 7, zullen zich niet verplaatsen naar de scheidingsruimte 3. Aldus kan bijvoorbeeld ijzer niet in scheidingsruimte 3 terechtkomen waardoor derhalve dergelijke deeltjes niet aan 20 magneet 4 kunnen hechten zodat geen verstoring van het scheidingsproces kan plaatsvinden. De aanwezigheid van een transportschroef (niet weergegeven) zorgt ervoor dat dergelijke zware, vaste materialen via afvoerdeel 7 en afvoeropening 9 worden afgevoerd. In een bijzondere uitvoeringsvorm is het mogelijk dat ter bevordering van de scheiding van vaste materialen zich in de magnetische vloeistof 25 een bevochtigingsmiddel bevindt. Het is wenselijk dat het vloeistofniveau in splitter 11, afvoerdeel 5 en toevoerdeel 7 op gelijke hoogte is. Daarnaast kan de scheiding van vaste materialen in de magnetische vloeistof nog eventueel verder worden verbeterd door het aan de magnetische vloeistof toevoegen van antischuimmiddelen en/of middelen die de pH-waarde van de magnetische vloeistof beïnvloeden. Hoewel 30 de in de figuur weergegeven inrichting laat zien dat er sprake is van slechts één stijgdeel 6, is het in een bijzondere uitvoeringsvorm mogelijk dat op meerdere posities een toevoer van de te scheiden vaste materialen in zowel de aanstromingsruimte 2 en/of scheidingsruimte 3 geschiedt. Daarnaast is het mogelijk dat zich in aanstromingsruimte 2 middelen bevinden voor het bevorderen van de 13 laminaire stroming van de magnetische vloeistof. Als geschikte magneetconfiguratie verdient het de voorkeur dat voor magneet 4 de constructie zoals geopenbaard in NL 1030761 wordt toegepast.

In figuur 2 is in zij-aanzicht een bijzondere uitvoeringsvorm van 5 magneet 4 en de splitter 11 schematisch weergegeven. Omdat de in splitter 11 aanwezige fracties van vaste materialen gescheiden zijn op een onderling dichtheidsverschil, is het wenselijk dat een probleemloze afvoer van de fracties kan plaatsvinden. Derhalve verdient het in bepaalde uitvoeringsvormen de voorkeur dat ook in de splitter 11 sprake is van een magneetveld. Dit magneetveld wordt tot stand 10 gebracht door de splitter 11 aan de buitenzijde te voorzien van een magneet 14, welke magneet 14 in een bijzondere uitvoeringsvorm een integraal deel met magneet 4 kan vormen. Magneet 14 zorgt ervoor dat de in splitter 11 aanwezige magnetische vloeistof een magneetveld ondervindt waardoor de daarin aanwezige vaste deeltjes niet de neiging vertonen om naar beneden te zakken, te stijgen of 15 vast te zitten waardoor aldus de kans op verstopping afneemt. De constructie van magneet 14 kan zodanig zijn dat de uitwendige contouren van splitter 11 nauwkeurig worden gevolgd.

20 2 0 0 471 7

Claims (20)

1. Inrichting voor het scheiden van vaste materialen op basis van een onderling dichtheidsverschil waarbij het te scheiden materiaal in contact wordt 5 gebracht met een magnetische vloeistof, over welke vloeistof een dichtheidsgradiënt wordt aangebracht onder toepassing van een magneetveld, zodat fracties van verschillende dichtheden worden verkregen, welke inrichting is voorzien van een magneet, aanstromingsruimte, scheidingsruimte en middelen voor het gescheiden afvoeren van fracties vaste materialen van verschillende dichtheden, waarbij de 10 magnetische vloeistof van de aanstromingsruimte naar de scheidingsruimte stroomt, met het kenmerk, dat de magneet is gelegen boven de scheidingsruimte en dat ten minste een leiding voor het toevoeren van de te scheiden vaste materialen zich bevindt onder de aanstromingsruimte en scheidingsruimte en een hoek insluit met de aanstromingsruimte en scheidingsruimte.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de leiding voor het toevoeren van de te scheiden vaste materialen loodrecht is geplaatst ten opzichte van de aanstromingsruimte en scheidingsruimte.

3. Inrichting volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de leiding voor het toevoeren van de te scheiden vaste materialen 20 uitmondt in de scheidingsruimte.

4. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de leiding voor het toevoeren van de te scheiden materialen is gelegen op een afstand van de middelen voor het gescheiden afvoeren van fracties vaste materialen van verschillende dichtheden, waarbij het de voorkeur verdient dat de middelen voor het 25 gescheiden afvoeren van fracties vaste materialen zijn voorzien van een aanvullende magneet, welke aanvullende magneet een magneetveld in de middelen voor het gescheiden afvoeren van fracties vaste materialen tot stand brengt.

5. Inrichting volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de leiding voor het toevoeren van de te scheiden materialen een 30 toevoerdeel, een stijgdeel en een afvoerdeel omvat, waarbij het stijgdeel aansluit aan de onderzijde van de scheidingsruimte, waarbij het toevoerdeel en afvoerdeel een hoek insluiten met het stijgdeel, waarbij het toevoerdeel, stijgdeel en afvoerdeel met elkaar in vloeistofverbinding staan.

6. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat zowel in het 20047T7 toevoerdeel als in het afvoerdeel zich een inwendig transportorgaan bevindt.

7. Inrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het inwendig transportorgaan een schroef is.

8. Inrichting volgens een of meer van de conclusies 5-7, met het 5 kenmerk, dat het stijgdeel in het inwendige hiervan is voorzien van middelen om onderling aaneenhechting van de te scheiden vaste materialen te voorkomen.

9. Inrichting volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat het stijgdeel is voorzien van inwendige obstructiemiddelen, in het bijzonder schotten.

10. Werkwijze voor het scheiden van vaste materialen op basis van een 10 onderling dichtheidsverschil waarbij het te scheiden materiaal in contact wordt gebracht met een magnetische vloeistof, over welke vloeistof een dichtheidsgradiënt wordt aangebracht onder toepassing van een magneetveld, zodat fracties vaste materialen van verschillende dichtheden worden verkregen, met het kenmerk, dat de te scheiden vaste materialen onder invloed van opwaartse kracht aan de 15 magnetische vloeistof worden toegevoerd, waarbij de stromingsrichting van de magnetische vloeistof een hoek insluit met de aan de magnetische vloeistof toe te voeren vaste materialen.

11. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat het toevoeren van de te scheiden vaste materialen geschiedt ter hoogte van het door de 20 magneet uitgeoefende magnetisch veld.

12. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 10-11, met het kenmerk, dat het toevoeren van de vaste materialen geschiedt onder toepassing van een toevoerleiding, omvattende een toevoerdeel, een stijgdeel en een afvoerdeel, waarbij het stijgdeel uitmondt in een ruimte waarin de magnetische 25 vloeistof stroomt, waarbij het toevoerdeel en afvoerdeel een hoek insluiten met het stijgdeel, waarbij het toevoerdeel en afvoerdeel met elkaar in vloeistofverbinding staan.

13. Werkwijze volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat zowel in het toevoerdeel als in het afvoerdeel zich een inwendig transportorgaan bevindt.

14. Werkwijze volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat het inwendig transportorgaan een schroef is.

15. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 12-14, met het kenmerk, dat zich in de toevoerleiding een vloeistof bevindt, in het bijzonder een magnetische vloeistof.

16. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 10-15, met het kenmerk, dat de magnetische vloeistof in het door de magneet opgewekte magnetisch veld een laminair stromingspatroon vertoont.

17. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 10-16, met het 5 kenmerk, dat de door de magnetische vloeistof op dichtheidsverschil gescheiden fracties van vaste materialen afzonderlijk uit de magnetische vloeistof worden weggenomen.

18. Werkwijze volgens conclusie 17, met het kenmerk, dat de uit de magnetische vloeistof verwijderde fracties van vaste materialen van verschillende 10 dichtheden van aangehechte magnetische vloeistof worden ontdaan, welke aldus teruggewonnen magnetische vloeistof aan de magnetische vloeistof wordt teruggevoerd.

19. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 10-18, met het kenmerk, dat de magneet is gekozen uit de groep van permanente magneet, 15 elektromagneet en supergeleidende magneet.

20. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 10-19, met het kenmerk, dat de te scheiden vaste materialen combinaties van kunststoffen omvatten, in het bijzonder polypropeen en polyetheen. 20 2004717