NL8800122A - Inrichting voor het in een procesruimte opwekken van een magneetveld. - Google Patents

Description

V.

G PEM/HL/248Smit 4

INRICHTING VOOR HET IN EEN PROCESRUIMTE OPWEKKEN VAN EEN MAGNEETVELD

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het in ten minste één procesruimte opwekken van een magneetveld, waarbij de inrichting van een fluxgene-rator is voorzien.

5 Dergelijke inrichtingen zijn algemeen bekend.

Zo zijn bijvoorbeeld inrichtingen bekend, waarbij een cilindervormige, bijvoorbeeld van een rechthoekige doorsnede voorziene magneet een procesruimte omringt, zodat binnen deze procesruimte een magneetveld wordt opgewekt. Een 10 dergelijke magneet kan een normale, boven kamertemperatuur werkende, electromagneet zijn, maar kan ook gevormd worden door een supergeleidende magneet of een permanente magneet.

Wanneer een dergelijke procesruimte grote afmetingen aanneemt, ontstaat bij het gebruik van electromag-neten het pro-15 bleem, dat het energieverbruik van een derge-lijke electromagneet grote waarden aan gaat nemen, hetgeen hoge kosten met zich mee brengt. Bij toepassing van een supergeleidende magneet kunnen de afmetingen van de hiervoor benodigde cryostaat zodanig worden, dat de hiermee gepaard gaande investeringen 20 onaanvaardbaar groot worden. Ook bij toepassing van een permanente magneet zullen de investeringen prohibitief hoog worden .

Tevens is reeds voorgesteld een dergelijke inrichting te omgeven met een doosvormig magnetisch circuit. Alhoe-25 wel dit, bij een bij normale temperaturen werkende magneet een vermindering van de energiebehoefte met zich meebrengt, heeft dit het nadeel, dat de procesruimte moeilijk toegankelijk wordt. Overigens worden bij toepassing van een dergelijk circuit bij een supergeleidende magneet de afmetingen van een 30 cryostaat nauwelijks verminderd, zodat het in verband daarmee genoemde nadeel gehandhaafd blijft.

Het is eveneens bekend een magneetspoel rondom een bijvoorbeeld C-vormig ijzeren juk aan te brengen en dit van aan weerszijden van de procesruimte aangebrachte poolschoenen 35 te voorzien. Alhoewel hiermede de afmetingen van de magneet- .880 0 122.

' - 2 - spoel of fluxgenerator in zijn geheel in aanzienlijke mate kunnen worden beperkt, brengt een dergelijke inrichting bij een procesruimte van enige afmetingen met zich mee, dat grote hoeveelheden ijzer toegepast moeten worden, hetgeen het ge-5 wicht en de kosten van een dergelijke inrichting doen toenemen.

De onderhavige uitvinding stelt zich dan ook ten doel een inrichting te verschaffen, waarbij een fluxgenerator met kleine afmetingen kan worden toegepast bij het in een 10 procesruimte van grote afmetingen opwekken van een magneetveld.

Dit doel wordt bereikt, doordat het magnetische circuit gevormd wordt door twee hoofdzakelijk platte jukken, die aan weerszijden van de fluxgenerator zijn aangebracht.

15 Als gevolg van deze maatregel wordt de gehele ruim te tussen de twee jukken als procesruimte gebruikt, met uitzondering van de ruimte die benodigd is voor de fluxgenerator. Aldus kan met minimale afmetingen van zowel het ijzer-circuit als van de fluxgenerator een magneetveld worden opge-20 wekt in een procesruimte met aanzienlijke afmetingen. De fluxgenerator kan bestaan uit een normale electromagneet, een supergeleidende magneet of een permanente magneet.

Vervolgens zal de onderhavige uitvinding beschreven worden aan de hand van de tekeningen, waarin voorstellen: 25 Fig. 1: een schematisch doorsnedeaanzicht van een eerste uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de onderhavige uitvinding;

Fig. 2: een schematisch doorsnedeaanzicht van een tweede uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding; 30 Fig. 3: een schematisch doorsnedeaanzicht van een derde uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding;

Fig. 4: een schematisch doorsnedeaanzicht van een variant van de derde uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding; 35 Fig. 5: een schematisch doorsnedeaanzicht van een vierde uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding;

Fig. 6: een schematisch doorsnedeaanzicht van een vijfde uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding; en

Fig. 7: een schematisch perspectivisch aanzicht van .8800122 * - 3 - * een zesde uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding.

De in fig. 1 getoonde uitvoeringsvorm omvat een ij-zercircuit 1, dat gevormd wordt door twee cirkelvormige platen 2, 3, die parallel aan elkaar zijn aangebracht, en die 5 verbonden worden door een kern 4. De platen 2, 3 en de kern 4 zijn als een geheel uitgevoerd. Rondom de kern 4 is een hoofdzakelijk cilindermantelvormige cryostaat 5 aangebracht.

Deze cryostaat 5 omvat een cilindermantelvormige supergeleidende spoel 6, die door een met helium gevuld vat 7 10 wordt omgeven. Buiten het met helium gevulde vat 7 zijn twee stralingsschermen 8, 9 aangebracht, waarbij het geheel omringd wordt door de buitenwand 10 van de cryostaat.

Tussen beide vlakke platen 2, 3, buiten de cryostaat 5 blijft een ringvormige ruimte ll vrij, die gebruikt 15 kan worden als procesruimte. Als gevolg van de configuratie van het ijzercircuit wordt in de ringvormige procesruimte ll een magneetveld opgewekt. Door de bekrachtiging van de flux-generator of supergeleidende spoel 6 te kiezen kan de op te wekken veldsterkte binnen de procesruimte gekozen worden, 20 waarbij het mogelijk is met een relatief kleine fluxgenerator een magneetveld in een grote ruimte op te wekken. Doordat deze ruimte aan zijn mantelzijde geheel open is, is deze gemakkelijk toegankelijk zodat aan het proces te onderwerpen voorwerpen gemakkelijk in de procesruimte kunnen worden aange-25 bracht en daaruit kunnen worden verwijderd. Hierbij moet overigens wel rekening gehouden worden met magnetische krachten.

De in fig. 2 getoonde uitvoeringsvorm wijkt hier vanaf, omdat de kern 4 vervangen is door een vat 16, gevuld 30 met vloeibare stikstof. Als gevolg hiervan kan het vat 10 van de cryostaat 5 als een cilindervormige doos worden uitgevoerd, zonder een daarin aangebrachte opening.

Bij sommige processen bestaat behoefte aan een procesruimte met een kleine magnetische fluxdichtheid en aan een 35 tweede - kleinere - procesruimte met een grotere fluxdichtheid. De in fig. 3 getoonde uitvoeringsvorm komt aan deze behoefte tegemoet.

Bij deze uitvoeringsvorm, waarbij de kern 4 van de eerste uitvoeringsvorm ontbreekt is deze vervangen door een .8800122 » \ - 4- tweede procesruimte 12. De cryostaat 5 moet dan ook van een cilindermantelvormig vat 10 zijn voorzien. De magnetische fluxdichtheid binnen deze tweede procesruimte 12 kan vanzelfsprekend verschillen van de magnetische fluxdichtheid in de als eerste genoemde procesruimte 11.

De in fig. 4 afgebeelde variant van de derde uitvoeringsvorm wijkt af door een andere plaatsing van de stra-lingsschermen binnen de cryostaat. Hierdoor ontstaat ruimte voor een vat 15 voor vloeibare stikstof. Overigens wijkt deze 10 variant niet af van de derde uitvoeringsvorm.

De in fig. 5 afgebeelde vierde uitvoeringsvorm is voorzien van platen 2, respectievelijk 3, waarvan de vorm afwijkt; de platen 2, 3 zijn in dit geval niet vlak, maar schotelvormig, zodat het volume van de procesruimte 11 aanzien-15 lijk verkleind is. Als gevolg hiervan is de magnetische veldsterkte binnen de procesruimte 11 op overeenkomstige wijze vergroot. Aldus kan door de dimensionering van de jukken tegemoet gekomen worden aan de specifieke eisen die het proces stelt aan het magneetveld.

20 Het effect, bereikt in de vierde uitvoeringsvorm, kan nog versterkt worden door de vijfde uitvoeringsvorm die in fig. 6 is getoond. Hierbij zijn de platen 2, 3 zodanig gevormd, dat de hoogte van de procesruimte 12 overeenkomt met de hoogte van de procesruimte 11, zodat de veldsterkte weder-25 om is vergroot. Dit geldt voor zowel de procesruimte 11 als de procesruimte 12. Hierdoor ontstaat een verdere keuzemogelijkheid van volume, waarbij voor een bepaalde toepassing de meest geschikte combinatie kan worden gekozen.

Tenslotte toont fig. 7 een zesde uitvoeringsvorm, 30 waarbij vlakke platen 2, 3 zijn toegepast die elk van twee uitsparingen 13 zijn voorzien. In de procesruimte 11 zijn zes vaten 14 aangebracht, waarbinnen zich de gewenste processen onder invloed van het desbetreffende magneetveld kunnen afspelen. Door het aanbrengen van de uitsparingen 13 in de pla-35 ten 2, 3 zijn twee vaten 14 nagenoeg buiten het door de platen 2 en 3 heersende magneetveld geplaatst. Sommige processen vragen namelijk om een intermitterend magneetveld, dat wil zeggen dat een deel van dat proces bij aanwezigheid van een magneetveld wordt uitgevoerd en een ander deel van .8800122 « - 5 - * het proces zonder de aanwezigheid van een magneetveld wordt uitgevoerd.

Dit effect is te verkrijgen door het in- en uitschakelen van de electrische voeding van een magneetspoel, 5 maar dit effect is ook te verkrijgen door een deel van de bij het proces betrokken ruimte door mechanische verplaatsing in een ruimte, vrij van magneetveld, te brengen.

Hierbij kan gedacht worden aan het reinigen van afvalwater, dat onder aanwezigheid van een magneetveld wordt 10 uitgevoerd, waarna de tijdens het reinigen volgelopen filters weer van hun verontreinigingen moeten worden ontdaan, hetgeen buiten de aanwezigheid van een magneetveld moet plaatsvinden.

Het is dan aantrekkelijk de vaten op te stellen, zoals in fig. 7 is weergegeven, zodat de platen 2, 3 ver-15 draaid kunnen worden om de centrale as van de cryostaat 5, zodat afwisselend een paar van de vaten 14 zich buiten het magneetveld bevindt. Dit draaien van de platen 2, 3 zal dan plaats kunnen vinden, zonder dat de vaten 14 binnen en buiten het magneetveld moeten worden geplaatst, hetgeen het weer-20 staan van grote krachten met zich mee zou brengen. De bij het draaien van de platen uit te oefenen krachten zijn tamelijk gering, aangezien bij een regelmatige verdeling van vaten 14 in de procesruimte 11, bij het buiten de invloedssfeer van het magneetveld treden van een vat steeds een ander vat bin-25 nen de invloedssfeer van het magneetveld komt. Aldus compenseren de verschillend gerichte magnetische krachten elkaar ten minste grotendeels. Bij een dergelijke configuratie zouden in plaats van cilindrische vaten, bijvoorbeeld vaten in de vorm van wigsegmenten kunnen worden toegepast, waardoor de 30 krachten elkaar voor een groter deel kunnen compenseren. Het is tevens denkbaar in plaats van de platen 2, 3 te laten draaien de vaten met elkaar te verbinden, en deze gezamenlijk te laten draaien.

Voor zich continu afspelende processen kan een ka-35 naai toegepast worden, dat zich ten minste gedeeltelijk in de procesruimte uitstrekt. Een dergelijk kanaal kan zich bijvoorbeeld in de procesruimte 11 langs de gehele omtrek uitstrekken, zodat de procesruimte 11 geheel gevuld is.

„8800122

Claims (12)

1. Inrichting voor het in ten minste één procesruimte opwekken van een magneetveld, omvattende een fluxgene-rator en een de fluxgenerator met de procesruimte verbindend magnetisch circuit, met het kenmerk, dat het magnetische cir- 5 cuit gevormd wordt door twee hoofdzakelijk platte jukken, die aan weerszijden van de fluxgenerator zijn aangebracht.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de fluxgenerator gevormd wordt door een cilindermantelvormige magneet.

3. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de door de cilindermantelvormige magneet omsloten ruimte een tweede procesruimte is.

4. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat in de door de cilindermantelvormige magneet omsloten 15 ruimte een de beide jukken met elkaar verbindend lichaam met een goede magnetische geleidbaarheid is geplaatst.

5. Inrichting volgens één van de conclusies 1-4, met het kenmerk, dat de fluxgenerator in het centrum van de jukken is aangebracht.

6. inrichting volgens één van de voorafgaande con clusies, met het kenmerk, dat de fluxgenerator cirkelsymme-trisch is.

7. Inrichting volgens één van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de fluxgenerator gevormd wordt 25 door een supergeleidende magneet.

8. Inrichting volgens één van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat in ten minste één van beide procesruimten vaten zijn aangebracht, die zijn ingericht voor het zich daar in af doen spelen van een proces.

9. Inrichting volgens één van de voorafgaande con clusies, met het kenmerk, dat beide jukken ter plekke van ten minste een aantal van de vaten van uitsparingen zijn voorzien.

10. Inrichting volgens conclusie 9, met het ken- 35 merk, dat de beide jukken draaibaar zijn ten opzichte van de vaten om de centrale as. .8800122 i - 7 -

11. Inrichting volgens één van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de afstand tussen beide jukken ter plaatse van ten minste één van beide procesruimten kleiner is dan de afstand tussen de jukken ter plaatse van de 5 fluxgenerator.

12. Inrichting volgens één van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de inrichting zodanig is gedimensioneerd, dat de fluxdichtheid in de centrale procesruimte verschilt van die van de buitenste procesruimte. a .8800122