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(11) |
EP 1 616 627 B1 |
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EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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06.02.2019 Patentblatt 2019/06 |
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Anmeldetag: 23.04.2005 |
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Internationale Patentklassifikation (IPC):
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Hochgradienten-Magnetabscheider
High gradient magnetic separator
Séparateur magnétique à gradient élevé
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU MC NL PL PT RO SE SI
SK TR |
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Priorität: |
16.07.2004 DE 102004034541
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Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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18.01.2006 Patentblatt 2006/03 |
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Patentinhaber: Karlsruher Institut für Technologie |
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76131 Karlsruhe (DE) |
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Erfinder: |
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- Franzreb, Matthias, Dr.
76185 Karlsruhe (DE)
- Reichert, Christian
76356 Weingarten (DE)
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Entgegenhaltungen: :
EP-A- 0 815 941 US-A- 5 019 272
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EP-A- 0 862 948
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft einen Hochgradienten-Magnetabscheider gemäß dem Oberbegriff
des ersten Patentanspruchs.
[0002] Die Abtrennung ferro-, ferri- oder paramagnetischer Partikel aus flüssigen oder gasförmigen
Fluiden mittels Magnetscheider ist ein in zahlreichen Varianten genutztes Grundprinzip
der Verfahrenstechnik. Ein besonderer Vorteil des Prinzips der Magnetscheidung liegt
in der Möglichkeit, magnetische Partikel aus einer Mischung mit anderen nicht magnetischen
Partikeln selektiv abzutrennen. Die Wahl des Magnetscheiders richtet sich dabei nach
der Größe und den magnetischen Eigenschaften der Partikel.
[0003] Grobe stark magnetische Partikel, wie z.B. Magnetiterze mit Partikelgrößen > 75µm
lassen sich danach bereits mit einfachen Trommel- oder Bandscheidern abtrennen. Feinere
stark magnetische Partikel lassen sich aus wässrigen Suspensionen bis zu einer Größe
von ca. 10-20 µm ebenfalls noch mittels spezieller Trommelscheider erfassen. Für noch
feinere Partikel im Mikrometerbereich (ca. 0,1 bis 20 µm) kommt dagegen bisher nur
sogenannte Hochgradienten-Magnetseparation zum Einsatz.
[0004] Das Funktionsprinzip von Hochgradienten-Magnetseparatoren beruht auf der Generierung
und Bündelung starker Feldstärkegradienten durch das Einbringen einer ferromagnetischen
Matrix in ein äußeres Magnetfeld. Die magnetisierbaren Elemente der Matrix bestehen
meist aus ungeordneter Stahlwolle bzw. geordneten Drahtnetzen oder profilierten Metallplatten.
Sie werden durch das äußere Feld aufmagnetisiert und bilden ihrerseits Magnetpole
aus, die das äußere Feld stellenweise verstärken oder auch abschwächen. Durch die
entstehenden, hohen Feldstärkegradienten resultiert eine starke Magnetkraft auf para-
bzw. ferromagnetische Partikel in Richtung höherer Feldstärke. Die Partikel lagern
sich an den induzierten Magnetpolen der Matrix an und sind damit aus dem Fluid abgeschieden.
[0005] Durch die Möglichkeit der Generierung sehr hoher Feldgradienten und somit entsprechend
hoher Magnetkräfte in Verbindung mit einer feinmaschigen Matrix ist das Verfahren
der Hochgradienten-Magnetseparation sehr effektiv, wenn es darum geht, geringe Mengen
magnetischer Verunreinigungen aus einer Suspension zu entfernen. Typische Einsatzbeispiele
finden sich in der Kaolinitaufbereitung oder in der Entfernung von Korrosionsprodukten
aus Kondensatkreisläufen.
[0006] Nach einer bestimmten Betriebszeit sind jedoch die Beladung des Separators mit abgeschiedenen
magnetisierbaren Partikeln so hoch, dass die Aufnahmekapazität des Magnetabscheiders
erschöpft ist und eine Matrixabreinigung erforderlich ist. Üblicherweise erfolgt die
Matrixabreinigung nach Abschalten des Magnetfelds mit einem starken Wasserstrahl beziehungsweise
einer Rückspülung mit hohen Filtergeschwindigkeiten. Bedingt durch Form und Aufbau
der Matrix, die beispielsweise aus Stahlwolle oder geschichteten Drahtgeweben besteht
und somit zahlreiche Zwischenräume aufweist, kommt es im bereich der Matrix lokal
zu sogenannten Totvolumina, d.h. zu Bereichen, die nicht oder nur sehr langsam durchströmt
werden. Zudem begrenzen der Wunsch, das Volumen des anfallenden Spülkonzentrats möglichst
gering zu halten sowie die maximale Förderleistung der Pumpen die Menge des eingesetzten
Spülfluids und die erreichbare Fließgeschwindigkeit während des Spülvorgangs. Als
Folge wird nur eine unvollständige Abreinigung erzielt. Insbesondere Partikel mit
einer hohen Remanenzmagnetisierung lassen sich nur schwer wieder entfernen. Die Konsequenz
ist eine weiterhin starke Haftung dieser Partikel an den Matrixdrähten, was die Abreinigungseffizienz
signifikant beeinträchtigt.
[0007] Während zur Thematik der Partikelabscheidung eine Vielzahl von Patenten und Veröffentlichungen
vorhanden ist, liegen auf dem Gebiet der Filterrückspülung und Matrixabreinigung nur
sehr wenige Untersuchungen vor. Eine wirkungsvolle und vollständige Matrixabscheidung
ist aber wesentlich für viele Anwendungen, allein auch um technischen, ökonomischen
sowie ökologischen Rahmenbedingungen gerecht zu werden. Insbesondere dann, wenn die
magnetische Abtrennung von magnetisierbaren Partikeln als wichtiger Teilschritt in
einen kontinuierlichen Gesamtprozess eingebunden ist, verlangt ein optimaler Filterbetrieb
eine Minimierung der Dauer der Matrixabreinigung sowie der hierfür erforderlichen
Spülfluidmenge.
[0008] Bei bestimmten Anwendungen, beispielsweise im Abwasserbereich, ist eine vollständige
Matrixabreinigung nicht unbedingt notwendig, aber wünschenswert und ökonomisch geboten,
um die Separatorkapazität auszuschöpfen. Die Matrixabreinigung erfolgt dabei durch
Spülwasser mit hohen Fließgeschwindigkeiten im Gegenstrom.
[0009] In der
US 5.019.272 wird ein Hochgradienten-Magnetseparator mit einem in Rotation versetztes Filtergehäuse
mit Matrix offenbart, wobei die Matrix im Einfluss eines Permanentmagneten steht.
Die Abreinigung der Filtermatrix erfolgt mittels einer Kombination aus pulsierender
Zulaufströmung, Zentrifugalkräften und einem magnetischen Wechselfeld. Die Rotationsbewegung
ist bei diesem Konzept allerdings zunächst nicht zum Zweck des Energieeintrags für
die Abreinigung vorhanden, sondern zur Erzeugung eines magnetischen Wechselfeldes
auf Permanentmagnetbasis.
[0010] Ausgehend davon ist es Aufgabe der Erfindung, einen Hochgradienten-Magnetseparator
vorzuschlagen, welcher eine mechanisch einfache, robuste, flexible und kostengünstige
Vorrichtung zur effizienten Matrixabreinigung umfasst.
[0011] Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale in Anspruch 1 gelöst; die hierauf
bezogenen Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Ausführungsformen dieser Lösung.
[0012] Die Erfindung besteht aus einem Hochgradienten-Magnetabscheider zum selektiven Abscheiden
magnetisierbarer Partikel aus einer Suspension, umfassend eine in einem Magnetsystem
positionierbare Matrix als Separierungszone. Die Matrix wird durch plattenförmige
magnetisierbare und von der Suspension durchströmbare Separationsflächen in aneinander
gereihte Teilvolumina unterteilt. Ferner weist sie Bereiche auf, die als Zulauf oder
als Ablauf der Suspension dienen, wobei vorzugsweise zwischen einem Zulauf und einem
Ablauf mindestens eine, weiter bevorzugt zwei Separationsflächen angeordnet sind.
Vorzugsweise erstreckt sich die Matrix über ein abgeschlossenes Volumen, wobei die
Zuläufe und Abläufe durch konkrete Leitungen in dieses Volumen gebildet werden. Die
Separationsflächen werden bevorzugt durch Drahtgewebe oder perforierte Metallfolien
oder - bleche gebildet und können zum Auffangen der Kräfte aus einer Fluidströmung
oder zum Einspannen und Befestigen mit Verstärkungsstrukturen versehen sein.
[0013] Zum selektiven Abscheiden magnetischer Partikel aus einer Suspension wird diese als
Fluidstrom über den Zulauf in die Matrix und in dieser durch mindestens eine, vorzugsweise
zwei Separationsflächen geleitet. Nach Durchlaufen der Separationsflächen verlässt
der Fluidstrom die Matrix durch einen Ablauf, wobei die magnetisierbaren Partikel
magnetisch auf den Separationsflächen zurückgehalten werden.
[0014] Wesentliches Gestaltungsmerkmal der Erfindung und mit besonders vorteilhafter Wirkung
bei einer Matrixabreinigung ist die Unterteilung der Separationsflächen in mindestens
zwei Gruppen. Die Separationsflächen jeder Gruppe sind mechanisch beispielsweise über
ein Gehäuse, einen Träger oder eine Welle starr miteinander gekoppelt und im Hochgradienten-Magnetseparator
entweder fest eingesetzt oder beweglich gelagert. Bevorzugt sind die Separationsflächen
in zwei Gruppen unterteilt, wobei sich die Gruppenzugehörigkeit der vorzugsweise parallel
zueinander in der Matrix angeordneten Separationsflächen abwechselt. Dabei ist eine
Gruppe fest im Gehäuse eingesetzt ist und die zweite Gruppe gemeinsam auf einem beweglich
gelagerten Träger wobei eine abwechselnde Anordnung der Separationsflächen aus den
verschiedenen Gruppen in der Matrix vorgesehen ist. Der beweglich gelagerte Träger
ist vorzugsweise motorisch oder aktorisch angetrieben, wobei die ausführbare Bewegung
zyklisch ist, d.h. rotatorisch und / oder in eine oder mehrere Richtungen translatorisch
oszillierend. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Träger eine drehbar
und / oder lateral bewegbar gelagerte Welle, um die sich die Matrix und die Separationsflächen
rotationssymmetrisch erstrecken. Die Frequenz der Dreh- bzw. oszillierenden Relativbewegung
liegt je nach konstruktiver Gestaltung üblicherweise zwischen 5 und 1000 Hz.
[0015] Für das selektive Abscheiden von magnetischen Partikeln aus einer Suspension sind
die vorgenannten zueinander bewegbaren Separationsflächengruppen nicht unbedingt erforderlich.
Eine moderate Relativbewegung benachbarter Separationsflächen zueinander fördert allerdings
die Durchmischung der Suspension und damit die gleichmäßigere Erfassung des gesamten
Suspensionsvolumens bei der Abscheidung sowie eine gleichmäßigere Abscheidung von
magnetisierbaren Partikeln auf den zur Verfügung stehenden Separationsflächen. Ab
einer bestimmten Stärke verhindern die Relativbewegungen ein stabiles Absetzen der
Partikel auf den Separationsflächen, wirken somit kontraproduktiv und sind während
der Abscheidung zu vermeiden.
[0016] Für eine in bestimmten Intervallen erforderliche Matrixabreinigung stellen die vorgenannten
zueinander bewegbaren Separationsflächengruppen jedoch eine signifikante Verbesserung
dar.
[0017] Die Matrixabreinigung erfolgt vorzugsweise nach dem Gegenstromprinzip mit einem Spülfluid,
wobei die Relativbewegung von mindestens zwei der vorgenannten Separationsflächenfraktionen
zueinander im Spülfluid Trägheitskräfte, Zentrifugalkräfte, Turbolenzen und Scherkräfte
hervorruft, welche eine Ablösung von magnetisierbaren Partikeln von den Separationsflächen
auch bei noch vorhandener magnetischen Remanenz oder auch im Einfluss eines magnetischen
Feldes signifikant verbessert oder auch erst nur ermöglicht.
[0018] Die Erfindung wird im Folgenden an Ausführungsbeispielen anhand der folgenden Figuren
näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine prinzipielle Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels mit Elektromagnet,
Fig. 2 eine prinzipielle Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels mit Permanentmagnet,
Fig. 3 eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels mit fluidisch in Serie geschalteten
Separationsringscheiben,
Fig. 4 eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels mit fluidisch parallel geschalteten
Separationsringscheibe sowie
Fig. 5 eine Aufsichtdarstellung der Separationsringscheiben.
[0019] Wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, befindet sich der Hochgradienten-Magnetseparator
1 im unmittelbaren Wirkbereich eines Magnetsystems 2, das als Feldquelle dient. Als
Magnetfeldquelle dienen vorzugsweise Elektromagnete (Fig. 1), supraleitende Magnetsysteme
oder auch Permanentmagnetsysteme (Fig. 2), wobei der Hochgradienten-Magnetseparator
1 in die Magnetspulenöffnung bzw. zwischen die Polschuhe 3 eingebracht wird.
[0020] Der eigentliche Hochgradienten-Magnetseparator umfasst mehrere Teileinheiten, und
zwar ein im Wesentlichen zylinderförmiges Gehäuse 5, welches mit einem Deckel 6 und
einem Boden 7 axial verschlossen ist. Eine Welle 8 ist konzentrisch im Gehäuse, im
Ausführungsbeispiel in entsprechenden Lagerungen 9 im Deckel und / oder Boden, dichtend
drehbar gelagert und über eine Kupplung 10 mit einem Antrieb 11 verbunden. Welle,
Gehäuse, Deckel- und Bodenplatte bestehen aus einem unmagnetischen Werkstoff.
[0021] Kerneinheit des Hochgradienten-Magnetseparators ist die Matrix, welche sich über
das vom Gehäuse 5, Deckel 6 und Boden 7 eingeschlossene Innenraumvolumen erstreckt
und in dem die Abscheidung der magnetisierbaren Partikel stattfindet. Die Suspension
(Fluid) mit den abzutrennenden magnetischen Partikeln tritt über den Zulauf 4 in den
Hochgradienten-Magnetseparator ein und verteilt sich über den Separatorquerschnitt.
Die eigentliche Abtrennung erfolgt im Bereich der Matrix an Separationsringscheiben
13 und 14. Der aufgereinigte Fluidstrom verlässt den Hochgradienten-Magnetseparator
über den Ablauf 12. Zu- bzw. Ablauf bestehen aus mehreren Öffnungen im Deckel 6 bzw.
Boden 7 und weisen zur besseren Strömungsverteilung jeweils eine konische Form auf.
[0022] Die Matrix ist nach dem Rotor-Stator-Prinzip aufgebaut (vgl. Fig. 3 und 4) und umfasst
abwechselnd vorgenannte konzentrisch um die Welle angeordnete und im Gehäuse 5 eingesetzte
feststehende und auf die Welle 8 aufgesetzte rotierende Separationsringscheiben 13
bzw. 14, welche das Innenraumvolumen in rotationssymmetrische und axial hintereinander
angeordnete Teilvolumina unterteilt.
[0023] Die Separationsringscheiben 13 und 14, im Detail in Fig. 5 dargestellt, umfassen
jeweils eine von der Suspension durchströmbare Separationsfläche 15 aus magnetisierbarem
Material, vorzugsweise einem Drahtgewebe oder einer perforierte Metallfolie oder -blech.
Die Separationsfläche 15 wird jeweils von einem äußeren und einem inneren Stabilisierungsring
16 bzw. 17 begrenzt.
[0024] Die rotierenden Separationsringscheiben 14 werden über die inneren Stabilisierungsringe
17 wechselweise mit unmagnetischen inneren Abstandshülsen 18 auf die Welle 8 aufgezogen
und mit einer Spannhülse 19 axial verspannt. Ebenso werden die feststehenden Separationsringscheiben
13 über die äußeren Stabilisierungsringe 16 wechselseitig mit unmagnetischen äußeren
Abstandshülsen 20 in das Gehäuse 5 eingesetzt und über eine Hülse 21 verspannt. Die
jeweilig nicht eingespannten inneren und äußeren Stabilisierungsringe 17 bzw. 16 bilden
jeweils zu inneren bzw. äußeren Abstandshülsen 18 bzw. 20 einen Ringspalt (vgl. Fig.
3 und 4).
[0025] Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform mit fluidisch hintereinander geschalteten Teilvolumina
in der Matrix. Dabei weisen sowohl die Hülse 21 am Zulauf 4 als auch der Gehäuseteil,
der am Ablauf 12 liegt, eine strömungsoptimierte, in erster Näherung konische Form
auf. Dies vermeidet mögliche Totvolumnina insbesondere in den Eckbereichen der Matrix
und damit mögliche Vermischungen durch ein Zurückhalten und zeitversetztes Wiedereinmischen
einzelner Fluidfraktionen in der Matrix.
[0026] Fig. 4 repräsentiert ein alternatives Konzept mit fluidisch parallel geschalteten
Teilvolumna in der Matrix. Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Zuführung der Suspension
mit den abzutrennenden magnetischen Partikeln über eine als Hohlwelle gestaltete Welle
8 und mehreren von dieser abzweigenden radiale Zulaufbohrungen 22 als Suspensionsaustritte
in jedes zweite der Teilvolumina der Matrix. Der Ablauf des gereinigten Fluidstroms
erfolgt aus den Teilvolumina ohne direkte Zulaufbohrung über Ablaufbohrungen 23, die
in einen Sammelkanal 24, gebildet durch das Innere eines doppelwandigen Gehäuses 25
einmünden. Zulauf- und Ablaufbohrungen 22 bzw. 23 sind jeweils versetzt angeordnet,
sodass bei einem Durchströmen der Matrix mindestens eine Separationsringscheibe durchströmt
wird.
[0027] Eine Matrixabreinigung erfolgt von Zeit zu Zeit vorzugsweise im Gegenstromverfahren.
Als Kriterium für die Abreinigungsintervalle dient der Druckabfall im Separator, der
mit der Beladung der Sedimentrationsringscheiben korreliert und bei Überschreitung
eines bestimmten Wertes die Notwendigkeit der Matrixabreinigung anzeigt. Für die Matrixabreinigung
wird ein Spülfluid vom Ablauf durch die Teilvolumina zum Zulauf geleitet, wobei die
Welle 8 mit den rotierenden Separationsringscheiben 13 mit hoher Drehzahl (ca. 100
bis 500 U/min) gedreht werden. Durch die dabei entstehenden Scherungen in der Fluidströmung
entstehen Verwirbelungen, welche die auf den Separationsringscheiben abgelagerten
magnetischen Partikel mitreißen. Die separierten Partikel werden dann durch den überlagerten
Spülfluidstrom aus der Matrix entfernt werden.
[0028] Die Effizienz der Abreinigung lässt sich zusätzlich dadurch verbessern, dass der
Hochgradienten-Magnetseparator 1 hierzu dem Einfluss eines magnetischen Feldes entzogen
wird. Hierzu kann nun das Magnetfeld abgeschaltet oder der Hochgradienten-Magnetseparator
aus dem Magnetfeld entfernt werden.
[0029] Neben einer Rotationsbewegung kann alternativ eine Oszillationsbewegung auf die Welle
8 übertragen werden. Eine zusätzliche Kraft kann aufgebaut werden, wenn die Welle
durch entsprechenden Antrieb und Lagerung zusätzlich zu einer Rotationsbewegung axial
oszilliert.
[0030] Neben einer effizienten Abreinigungsleistung kann auch der Separationsvorgang verbessert
werden, da durch Überlagern einer langsamen Rotationsbewegung während des Abscheidevorgangs
die Hydrodynamik im Filter beeinflussbar ist und somit eine Strömungskanalbildung
unterdrückt wird.
[0031] Der im Rahmen der Ausführungsbeispiele vorgeschlagene Aufbau der Matrix ermöglicht
einen modularen und flexiblen Aufbau des Hochgradiententen-Magnetseparators. Allein
durch einfachen Austausch der Abstandshülsen 18 und 20 können Anzahl und Abstand der
Teilvolumina und Separationsringscheiben in einfacher Weise und gemäß eines Baukastenprinzips
auch für Teilbereiche der Matrix variiert werden. Zur Minimierung des Druckverlusts
ist zum Beispiel denkbar, im oberen Bereich des Hochgradienten-Magnetseparators größere
Abstände zwischen den Matrixelementen zu wählen und im unteren Bereich die Matrixelemente
dichter zu packen.
Bezugszeichenliste:
[0032]
- 1
- Hochgradienten-Magnetseparator
- 2
- Magnetsystem
- 3
- Polschuh
- 4
- Zulauf
- 5
- Gehäuse
- 6
- Deckel
- 7
- Boden
- 8
- Welle
- 9
- Lagerung
- 10
- Kupplung
- 11
- Antrieb
- 12
- Ablauf
- 13
- feststehende Separationsringscheibe
- 14
- rotierende Separationsringscheibe
- 15
- Separationsfläche
- 16
- äußerer Stabilisierungsring
- 17
- innerer Stabilisierungsring
- 18
- innere Abstandshülse
- 19
- Spannhülse
- 20
- äußere Abstandshülse
- 21
- Hülse
- 22
- Zulaufbohrung
- 23
- Ablaufbohrung
- 24
- Sammelkanal
- 25
- doppelwandiges Gehäuse
1. Hochgradienten-Magnetabscheider (1) zum selektiven Abscheiden magnetisierbarer Partikel aus einer Suspension, umfassend
eine in einem Magnetsystem (2) positionierbare Matrix als Separierungszone mit mindestens einem Zulauf (4, 22) und mindestens einem Ablauf (12, 23) für die Suspension, wobei die Matrix durch plattenförmige magnetisierbare und von
der Suspension durchströmbare Separationsflächen (15) in aneinander gereihte Teilvolumina unterteilt ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Separationsflächen (15) abwechselnd fest und beweglich angeordnet sind, wobei die beweglichen Separationsflächen
auf einem bewegbar gelagerten Träger (8) fixiert sind, wobei im Betrieb eine Relativbewegung von mindestens zwei der vorgenannten
Separationsflächen zueinander im zugefügten Spülfluid Trägheitskräfte, Zentrifugalkräfte,
Turbulenzen und Scherkräfte hervorruft.
2. Hochgradienten-Magnetabscheider nach Anspruch 1 umfassend einen motorischen oder aktorischen
Antrieb (10, 11) für den bewegbar gelagerten Träger.
3. Hochgradienten-Magnetabscheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Separationsflächen (15) ein Drahtgewebe oder eine perforierte Metallfolie oder ein perforiertes Metallblech
umfassen.
4. Hochgradienten-Magnetabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger eine drehbar oder lateral bewegbar gelagerte Welle (8) umfasst und die Matrix und die Separationsflächen (15) sich rotationssymmetrisch um die Welle erstrecken.
5. Hochgradienten-Magnetabscheider nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Separationsflächen Teil von Separierungsringscheiben (13, 14) sind.
6. Hochgradienten-Magnetabscheider nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix sich in einem Innenraumvolumen eines zylinderförmigen Gehäuses (5) mit einem Boden (7) und einem Deckel (6) erstreckt, wobei im Boden oder im Deckel mindestens eine dichtende Lagerung (9) für die Welle (8) angeordnet ist.
7. Hochgradienten-Magnetabscheider nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Zulauf und der mindestens eine Ablauf ausschließlich im Deckel
(6) oder im Boden (7) angeordnet sind.
8. Hochgradienten-Magnetabscheider nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse ein doppelwandiges Gehäuse (25) mit einen Sammelkanal (24) ist, von diesem radial nach innen verlaufende Ablaufbohrungen (23) die Abläufe bilden, sowie die Welle (8) eine Hohlwelle ist, welche im Erstreckungsbereich der Matrix mindestens eine als
Zulauf dienende radiale Zulaufbohrung (22) aufweist.
9. Hochgradienten-Magnetabscheider nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem mindestens einen Zulauf (4, 22) und dem mindestens einen Ablauf (12, 23) mindestens eine der Separationsflächen (15) angeordnet ist.
1. High-gradient magnetic separator (1) for the selective separation of magnetisable
particles from a suspension, comprising a matrix which can be positioned in a magnet
system (2) as a separation zone with at least one inlet (4, 22) and at least one outlet
(12, 23) for the suspension, wherein the matrix is subdivided by plate-form magnetisable
separation surfaces (15), through which the suspension can flow, into partial volumes
arranged in relation to one another in rows,
characterised in that
the separation surfaces (15) are arranged alternately as fixed and moveable, wherein
the moving separation surfaces are fixed on a moveably mounted carrier (8), wherein,
when in operation, a relative movement of at least two of the aforesaid separation
surfaces in respect of one another engenders in the flushing fluid introduced inertia
forces, centrifugal forces, turbulences, and shear forces.
2. High-gradient magnetic separator according to claim 1, comprising a motor or actuator
drive (10, 11) for the moveably mounted carrier.
3. High-gradient magnetic separator according to claim 1 or 2, characterised in that the separation surfaces (15) comprise a wire fabric or a perforated metal foil or
a perforated metal sheet.
4. High-gradient magnetic separator according to any one of claims 1 to 3, characterised in that the carrier comprises a rotatable or laterally moveably mounted shaft (8), and the
matrix and the separation surfaces (15) extend rotation symmetrically about the shaft.
5. High-gradient magnetic separator according to claim 4, characterised in that the separation surfaces are part of separation ring disks (13, 14).
6. High-gradient magnetic separator according to claim 4 or 5, characterised in that the matrix extends in an inner space volume of a cylindrical housing (5) with a base
(7) and a cover (6), wherein at least one sealing bearing (9) for the shaft (8) is
arranged in the cover or the base.
7. High-gradient magnetic separator according to claim 6, characterised in that the at least one inlet and the at least one outlet are arranged exclusively in the
cover (6) or in the base (7).
8. High-gradient magnetic separator according to claim 6, characterised in that the housing (25) is a double-walled housing, with a collection channel (24), of which
outlet holes (23) running radially inwards form the outlets, and the shaft (8) is
a hollow shaft, which in the extension range of the matrix exhibits at least one radial
inlet hole (22) serving as the inlet.
9. High-gradient magnetic separator according to any one of the preceding claims, characterised in that at least one of the separation surfaces (15) is arranged between the at least one
inlet (4, 22) and the at least one outlet (12, 23).
1. Séparateur magnétique à gradient élevé (1) permettant d'effectuer une séparation sélective
de particules pouvant être magnétisées d'une suspension, comprenant une matrice pouvant
être positionnée dans un système magnétique (2) constituant une zone de séparation
ayant au moins une entrée (4, 22) et au moins une sortie (12, 23) de la suspension,
la matrice étant subdivisée en volumes partiels alignés par des surfaces de séparation
magnétisables (15) en forme de plaques pouvant être traversées par la suspension,
caractérisé en ce que
les surfaces de séparation (15) sont montées alternativement fixes et mobiles, les
plaques de séparation mobiles étant fixées sur un support (8) monté mobile, et, en
cours de fonctionnement un mouvement relatif d'au moins deux des surfaces de séparation
l'une par rapport à l'autre étant provoqué par des forces d'inertie, des forces centrifuges
des turbulences et des forces de cisaillement dans le fluide de balayage ajouté.
2. Séparateur magnétique à gradient élevé conforme à la revendication 1,
comprenant un système d'entraînement motorisé ou actionné (10, 11) du support monté
mobile.
3. Séparateur magnétique à gradient élevé conforme à la revendication 1 ou 2,
caractérisé en ce que
les surfaces de séparation (15) comportent une toile métallique ou un film métallique
perforé ou une tôle métallique perforée.
4. Séparateur magnétique à gradient élevé conforme à l'une des revendications 1 à 3,
caractérisé en ce que
le support comporte un arbre (8) monté mobile en rotation ou mobile latéralement,
et la matrice et les surfaces de séparation (15) s'étendent symétriquement en rotation
autour de cet arbre.
5. Séparateur magnétique à gradient élevé conforme à la revendication 4,
caractérisé en ce que
les surfaces de séparation sont des parties de disques de séparation annulaires (13,
14).
6. Séparateur magnétique à gradient élevé conforme à la revendication 4 ou 5,
caractérisé en ce que
la matrice s'étend dans le volume interne d'un boitier cylindrique (5) comportant
un fond (7) et un couvercle (6), et sur le fond ou sur le couvercle est monté au moins
un palier (9) assurant l'étanchéité de l'arbre (8).
7. Séparateur magnétique à gradient élevé conforme à la revendication 6,
caractérisé en ce que
l'entrée et la sortie sont exclusivement situées sur le couvercle (6) ou sur le fond
(7).
8. Séparateur magnétique à gradient élevé conforme à la revendication 6,
caractérisé en ce que
le boitier est un boitier à double paroi (25) comportant un canal collecteur (24),
perçages de sortie (23) s'étendant radialement vers l'intérieur à partir de celui-ci
formant les sorties, et, l'arbre (8) étant un arbre creux qui, dans sa zone d'extension
de la matrice comporte au moins un perçage d'entrée radial (22) constituant l'entrée.
9. Séparateur magnétique à gradient élevé conforme à l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce qu'
est montée au moins l'une des surfaces de séparation (15) entre l'entrée (4, 22) et
la sortie (12, 23).
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