專利名稱：用于從懸浮液中分離鐵磁性顆粒的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于從懸浮液中分離鐵磁性顆粒的裝置，該裝置具有能夠被懸浮液穿流過的、管道形式的、具有入口和出口的并且具有用于產(chǎn)生磁場的裝置的反應器。
背景技術(shù)：
為了獲得包含在礦石中的鐵磁性成分，礦石被研磨成粉末，并且將獲得的粉末與水混合。該懸浮液暴露在由一個或者多個磁體產(chǎn)生的磁場中，使得鐵磁顆粒被吸引，由此可以將其從懸浮液中分離出來。
由DE 271116A中已知了一種用于從懸浮液中分離鐵磁性顆粒的裝置，其中使用ー種由鐵棒構(gòu)成的滾筒。這些鐵棒在滾筒旋轉(zhuǎn)期間交替磁化，使得鐵磁性顆粒吸附到鐵棒上，相反地，懸浮液的其他成分在鉄棒之間掉落。在DE 2651137A1中描述了一種用于將磁性顆粒與礦石材料分開的裝置,其中，懸浮液被引導穿過由磁線圈包圍的管道。鐵磁性顆粒在管道的邊沿聚集，其他的顆粒通過位于管道內(nèi)部的中間管道被分離出去。在US 4，921，597B中描述了ー種磁性分離器。該磁性分離器具有滾筒，在滾筒上布置有多個磁體。該滾筒在相反于懸浮液的流動方向上轉(zhuǎn)動，使得鐵磁性顆粒吸附到滾筒上，并且與懸浮液分離開。由WO 02/07889A2中公知ー種用于連續(xù)不斷地磁性分離懸浮液的方法。其中使用了一種可旋轉(zhuǎn)的滾筒，其中固定著永磁體，用于將鐵磁性顆粒從懸浮液中分離出去。在這些公知的裝置和方法中部分地存在以下問題，S卩，沙子和其他包含在被研磨的礦石中的不想要的成分也被分離出去，它們會吸附在鐵磁性顆粒上，因此，分離出的鐵磁性顆粒部分的純度不夠。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于從懸浮液中分離鐵磁性顆粒的裝置，該裝置能夠以高純度分離出鐵磁性顆粒。為了實現(xiàn)該目的，在開頭所述類型的裝置中根據(jù)本發(fā)明如此設(shè)計，即用于產(chǎn)生磁場的裝置設(shè)計用于產(chǎn)生作用于反應器的行波磁場(magnetisches Wanderfeld)。本發(fā)明建立在以下理念之上，S卩，鐵磁性顆粒通過外部產(chǎn)生的、并且作用于懸浮液的行波磁場集中起來，并且因此能以更高的純度被分離出來。其中，行波磁場基本上在反應器的縱向方向上從入口向出ロ運動，在這里，鐵磁性顆粒從懸浮液中分離出去。行波磁場的變化過程或者說磁場強度的變化過程在此符合正弦函數(shù)，其中，磁場強度在低值和高值之間變化，并且連續(xù)不斷地進行過渡。在存在行波磁場的高磁場強度的時間段內(nèi)，鐵磁性顆粒在反應器的內(nèi)部徑向地向外運動，使得它們逐漸地聚集到反應器的內(nèi)壁上。在反應器的出口區(qū)域，可以緊接著分離出鐵磁性顆粒。
在根據(jù)本發(fā)明的裝置中可以設(shè)計為，在管狀的反應器中布置有優(yōu)選地為圓柱形的排出裝置。該排出裝置使得反應器中的懸浮液被引導穿過環(huán)形間隙。在反應器的內(nèi)腔的這種構(gòu)造方案中，行波磁場實際上可以作用于全部的懸浮液。同樣處于本發(fā)明的范疇中的是，在出口上布置有優(yōu)選地為環(huán)形的隔板(Blende)，用于將懸浮液的磁性和非磁性成分分離。通過行波磁場，流經(jīng)出口的鐵磁性顆粒的濃度發(fā)生波動。因此有利的是，當鐵磁性顆粒的濃度高時，對其進行分離，和當鐵磁性顆粒的濃度低時，不對其進行分離。根據(jù)本發(fā)明，當流經(jīng)的鐵磁性顆粒的濃度高時，可以打開隔板。當鐵磁性顆粒的當前濃度低時，可以關(guān)閉隔板。在這種情況下也可以設(shè)計為，隔板的開口橫斷面是能控制的，從而設(shè)定在隔板完全打開和完全關(guān)閉之間的中間階段。
特別有效的是，即在根據(jù)本發(fā)明的裝置中，隔板的開口橫截面是能根據(jù)行波磁場的當前的振幅或相位控制的。以這種方式，對隔板的控制能夠適應行波磁場，使得優(yōu)選地在鐵磁性顆粒濃度高，且這伴隨著出口上的本地行波磁場相應地強時，才對鐵磁性顆粒進行分離。在本發(fā)明的范疇中也可以設(shè)計為，能完全關(guān)閉隔板。當目前流經(jīng)出口的懸浮液中的鐵磁性顆粒的含量很低時，完全關(guān)閉隔板可以非常有意義。為了更方便分離鐵磁性成分，在根據(jù)本發(fā)明的裝置中可以設(shè)計為，該裝置具有用于打開和關(guān)閉隔板的閥門。在本發(fā)明的另一種構(gòu)造方案中，這個閥門可以具有用于調(diào)節(jié)開口橫截面的風箱(Balg)，優(yōu)選地能電磁地或氣動地或液壓地操控該風箱。利用該風箱能夠完全地或者部分地關(guān)閉在反應器的出口范圍內(nèi)的環(huán)形空間或者說環(huán)形的橫截面。特別有利的是，即風箱在根據(jù)本發(fā)明的裝置中由彈性材料制成，特別是該風箱可以由彈性體制成。這種由彈性材料制成的風箱貼靠在排出裝置的彎曲的輪廓上，并且以這種方式密封住環(huán)形間隙。作為所述的可調(diào)節(jié)的隔板的代替，根據(jù)本發(fā)明的裝置可以具有吸入泵，它的吸入側(cè)通入反應器中。利用吸入泵能夠吸出那些在行波磁場的影響下徑向?qū)ν獬艿佬问降姆磻鞯膬?nèi)壁運動的鐵磁性顆粒。適宜地，吸入泵布置在反應器的出口區(qū)域中。通過吸入泵產(chǎn)生的低壓將鐵磁性顆粒從懸浮液中分離。特別優(yōu)選的是，該吸入泵是能根據(jù)行波磁場的當前的振幅和/或相位控制的。通過在時間上協(xié)調(diào)由吸入泵進行的吸入過程和由行波磁場對鐵磁性顆粒的吸引，能夠如此控制吸入泵，即，當流經(jīng)吸入側(cè)的鐵磁性顆粒的濃度升高時，吸入泵才吸出鐵磁性顆粒。根據(jù)本發(fā)明的一種改進方案可以設(shè)計為，吸入泵設(shè)計為膜片式泵?？梢匀绱丝刂圃撃て奖?，使得泵運動與行波磁場同步。在根據(jù)本發(fā)明的裝置中也可以設(shè)計為，如此選擇膜片式泵的工作容積，使得由行波磁場非連續(xù)地輸送的磁性成分基本上被吸出。通過這樣使膜片式泵的工作容積適應行波磁場，能夠在分離鐵磁性顆粒時有特別好的效率。同樣在本發(fā)明的范疇中的是，根據(jù)本發(fā)明的裝置具有用于運送已分離的磁性成分的泵，該泵連接在旁通管上。借助這個泵防止被分離的鐵磁性顆粒在管路中沉積，并將其堵塞。通過旁通管能夠連續(xù)不斷地運送被分離的鐵磁性顆粒。優(yōu)選地在旁通管中可以設(shè)有節(jié)流閥，由此能夠調(diào)節(jié)旁通管中的流動物質(zhì)。


現(xiàn)在借助實施例參照附圖闡述本發(fā)明的其他優(yōu)點和細節(jié)。附圖是示意性示圖并且示出圖I以部分截取的透視視圖示出根據(jù)本發(fā)明的裝置的第一個實施例；圖2以剖面視圖示出本發(fā)明的第二個實施例；圖3圖2中所示的實施例的一種變體；以及圖4根據(jù)本發(fā)明的裝置的另一種實施例。
具體實施例方式圖I中所示的裝置I包括構(gòu)造成管狀的反應器2。通過入口 3向反應器2輸送懸浮液，懸浮液含有鐵磁性顆粒4和像沙子、礦石等等這樣不想要的成分。在圖I的示意性示圖中，示例性地用球形示出了一些鐵磁性顆粒4，相反地未示出懸浮液中的不想要的成分。懸浮液在箭頭5的方向上穿流過反應器2。在反應器2的中間存在圓柱形的排出裝置6，使得在反應器2的內(nèi)部形成環(huán)形間隙，懸浮液就穿流過這個環(huán)形間隙。在管狀的反應器2的壁內(nèi)存在有行波場磁體7，可以如此通過電氣控制或電子控制運行該行波場磁體，使它產(chǎn)生一個行波磁場，該行波磁場在反應器2的縱向上移動。行波磁場導致鐵磁性顆粒4集中到反應器2的內(nèi)壁上。在穿流過反應器2時，鐵磁性顆粒在磁場的影響下徑向向外運動。然而，由于存在行波磁場，鐵磁性顆粒4并非均勻地聚集在反應器2的內(nèi)壁上，而是流經(jīng)的懸浮液具有鐵磁性顆粒濃度升高的部段以及鐵磁性顆粒濃度降低的部段。在反應器2的出口 8的區(qū)域中布置著隔板9，用于將鐵磁性顆粒和非磁性顆?；ハ喾珠_。正如圖I中所示，環(huán)形的隔板9將反應器2的內(nèi)側(cè)和排出裝置6之間的環(huán)形空間劃分成兩個同心的環(huán)形間隙10，11。相比在內(nèi)部的環(huán)形間隙10中，在外部的環(huán)形間隙11中的鐵磁性顆粒的濃度更高。外部環(huán)形間隙11中的懸浮液的成分在經(jīng)過隔板9時或者之后被分離開。圖2示出用于將鐵磁性顆粒從懸浮液中分離出來的裝置的另一種實施例，其中，對于一致的組成部分使用如圖I中一樣的附圖標記。在與第一實施例一致的情況下，在圖2中剖面地并且僅部分地示出的裝置12包括具有行波場磁體7的反應器2和排出裝置6。在反應器2的下部中，在出口 8的區(qū)域內(nèi)存在隔板13，它將反應器2的內(nèi)部空間劃分成一個內(nèi)部的環(huán)形間隙10和一個外部的環(huán)形間隙11?？梢越柚y門調(diào)節(jié)外部的環(huán)形間隙11的開口橫截面，該閥門設(shè)計為風箱14。該風箱14由一種彈性材料制成，例如由彈性體制成，并且能夠在關(guān)閉狀態(tài)15和打開狀態(tài)16之間運動，打開狀態(tài)用虛線示出。在關(guān)閉狀態(tài)15下，不允許穿流過外部的環(huán)形間隙11，在打開狀態(tài)16下，鐵磁性顆粒4含量很高的懸浮液的成分經(jīng)過外部的環(huán)形間隙11，并且通過管路17在箭頭方向上被導出。在所示實施例中，風箱14的驅(qū)動可以機電地實現(xiàn)，例如通過由電動機驅(qū)動來回運動的沖桿。作為代替，風箱14也可以氣動地在關(guān)閉狀態(tài)15和打開狀態(tài)16之間運動。該風箱14在切線方向上延伸覆蓋過反應器2的整個周圍，使得鐵磁性材料4能夠在整個圓周面上分離出去。所述裝置12還包括控制裝置18，它通過未示出的電導線與行波場磁體7和風箱14相連。通過控制裝置18使由行波場磁體7產(chǎn)生的行波磁場與風箱14的打開和關(guān)閉運動同步。同步如此實現(xiàn)，即，當懸浮液中的鐵磁性顆粒成分高時，打開風箱，類似地，當目前正在經(jīng)過出口 8的懸浮液的鐵磁性顆粒成分低時，風箱14完全地或者部分地關(guān)閉。
圖3示出圖2中所示實施例的ー種變體，其中，在管路17中存在泵19。泵19將懸浮液的已分離的部分運送到儲備容器20中，其中提供了鐵磁性顆粒用于進一歩的加工處理步驟。從儲備容器20中分支出一條旁通管21，鐵磁性顆粒的部分通過該旁通管被再次運送到管路17中。以這種方式確保了，鐵磁性顆粒的被分離出去的部分穩(wěn)定地處于運動中，由此甚至在更長的靜止時間內(nèi)防止了堵塞管路17。在旁通管21中存在著節(jié)流閥22，通過它如此調(diào)節(jié)旁通管21的橫截面，使得獲得特定的流量。于是，即使風箱14處于關(guān)閉狀態(tài)下，通過旁通管21也能夠?qū)⒉牧线\輸?shù)焦苈分小D4示出裝置28的另ー種實施例，它的反應器2設(shè)計像圖I中所示的反應器2 —樣。不同于上ー個實施例的是，借助膜片式泵23吸出懸浮液的被分離出去的部分。該膜片 式泵23被集成到管路17中，使得懸浮液的被分離出去的部分穿流過膜片式泵23。通過移動可移動的膜片24并且協(xié)調(diào)地控制閥門25，26，懸浮液在箭頭方向上被輸送并被吸出。與行波磁體7和膜片式泵23相連的控制裝置27確保了如此同步膜片式泵23的泵運動和行波磁場，即，當鐵磁性顆粒含量高的懸浮液流經(jīng)外部的環(huán)形間隙11時，膜片式泵23才進行一次泵行程。
權(quán)利要求
1.一種用于從懸浮液中分離鐵磁性顆粒的裝置，所述裝置具有能夠被所述懸浮液穿流過的、管道形式的、具有入口和出口的并且具有用于產(chǎn)生磁場的裝置的反應器，其特征在于，所述用于產(chǎn)生磁場的裝置設(shè)計用于產(chǎn)生作用于所述反應器(2 )的行波磁場。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，在所述出口(8)上布置有優(yōu)選地為環(huán)形的隔板(9，13)，用于將所述懸浮液的鐵磁性成分和非磁性成分分離。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述隔板(9)的開口橫截面是能控制的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述隔板(9)的開口橫截面是能根據(jù)所述行波磁場的當前的振幅和/或相位控制的。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的裝置，其特征在于，所述隔板(9)是能完全關(guān)閉的。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項所述的裝置，其特征在于，所述裝置具有閥門，用于打開和關(guān)閉所述隔板(9)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述閥門具有用于調(diào)節(jié)開口橫截面的風箱(14),優(yōu)選地能電磁地或氣動地或液壓地操縱所述風箱。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述風箱(14)由彈性材料制成，特別是由彈性體制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的裝置，其特征在于，所述裝置具有泵(19)，所述泵的吸入側(cè)通入所述反應器(2)中。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述泵(19)是能根據(jù)所述行波磁場的當前的振幅和/或相位控制的。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述泵設(shè)計為膜片式泵(23)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，如此選擇所述膜片式泵(23)的工作容積，使得由所述行波磁場非連續(xù)地輸送的磁性成分基本上被吸出。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，所述裝置具有泵(19)或者膜片式泵(23)，用于運送被分離的所述磁性成分，所述泵或所述膜片式泵連接在旁通管(21)上，在所述旁通管中優(yōu)選地設(shè)有節(jié)流閥(22)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于從懸浮液中分離鐵磁性顆粒的裝置，該裝置具有能夠被懸浮液穿流過的、管道形式的、具有入口和出口的并且具有用于產(chǎn)生磁場的裝置的反應器，該用于產(chǎn)生磁場的裝置設(shè)計用于產(chǎn)生作用于反應器(2)的行波磁場。
文檔編號B03C1/253GK102858460SQ201180020349
公開日2013年1月2日 申請日期2011年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月22日
發(fā)明者弗拉迪米爾·達諾夫, 維爾納·哈特曼, 海因茨·施密特, 安德烈亞斯·施勒特爾 申請人:西門子公司