专利名称：用于从悬浮液中分离铁磁性颗粒的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于从悬浮液中分离铁磁性颗粒的装置，该装置具有能够被悬浮液穿流过的、管道形式的、具有入口和出口的并且具有用于产生磁场的装置的反应器。
背景技术：
为了获得包含在矿石中的铁磁性成分，矿石被研磨成粉末，并且将获得的粉末与水混合。该悬浮液暴露在由一个或者多个磁体产生的磁场中，使得铁磁颗粒被吸引，由此可以将其从悬浮液中分离出来。
由DE 271116A中已知了一种用于从悬浮液中分离铁磁性颗粒的装置，其中使用ー种由铁棒构成的滚筒。这些铁棒在滚筒旋转期间交替磁化，使得铁磁性颗粒吸附到铁棒上，相反地，悬浮液的其他成分在鉄棒之间掉落。在DE 2651137A1中描述了一种用于将磁性颗粒与矿石材料分开的装置,其中，悬浮液被引导穿过由磁线圈包围的管道。铁磁性颗粒在管道的边沿聚集，其他的颗粒通过位于管道内部的中间管道被分离出去。在US 4，921，597B中描述了ー种磁性分离器。该磁性分离器具有滚筒，在滚筒上布置有多个磁体。该滚筒在相反于悬浮液的流动方向上转动，使得铁磁性颗粒吸附到滚筒上，并且与悬浮液分离开。由WO 02/07889A2中公知ー种用于连续不断地磁性分离悬浮液的方法。其中使用了一种可旋转的滚筒，其中固定着永磁体，用于将铁磁性颗粒从悬浮液中分离出去。在这些公知的装置和方法中部分地存在以下问题，S卩，沙子和其他包含在被研磨的矿石中的不想要的成分也被分离出去，它们会吸附在铁磁性颗粒上，因此，分离出的铁磁性颗粒部分的纯度不够。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于从悬浮液中分离铁磁性颗粒的装置，该装置能够以高纯度分离出铁磁性颗粒。为了实现该目的，在开头所述类型的装置中根据本发明如此设计，即用于产生磁场的装置设计用于产生作用于反应器的行波磁场(magnetisches Wanderfeld)。本发明建立在以下理念之上，S卩，铁磁性颗粒通过外部产生的、并且作用于悬浮液的行波磁场集中起来，并且因此能以更高的纯度被分离出来。其中，行波磁场基本上在反应器的纵向方向上从入口向出ロ运动，在这里，铁磁性颗粒从悬浮液中分离出去。行波磁场的变化过程或者说磁场強度的变化过程在此符合正弦函数，其中，磁场强度在低值和高值之间变化，并且连续不断地进行过渡。在存在行波磁场的高磁场强度的时间段内，铁磁性颗粒在反应器的内部径向地向外运动，使得它们逐渐地聚集到反应器的内壁上。在反应器的出口区域，可以紧接着分离出铁磁性颗粒。
在根据本发明的装置中可以设计为，在管状的反应器中布置有优选地为圆柱形的排出装置。该排出装置使得反应器中的悬浮液被引导穿过环形间隙。在反应器的内腔的这种构造方案中，行波磁场实际上可以作用于全部的悬浮液。同样处于本发明的范畴中的是，在出口上布置有优选地为环形的隔板(Blende)，用于将悬浮液的磁性和非磁性成分分离。通过行波磁场，流经出口的铁磁性颗粒的浓度发生波动。因此有利的是，当铁磁性颗粒的浓度高时，对其进行分离，和当铁磁性颗粒的浓度低时，不对其进行分离。根据本发明，当流经的铁磁性颗粒的浓度高时，可以打开隔板。当铁磁性颗粒的当前浓度低时，可以关闭隔板。在这种情况下也可以设计为，隔板的开口横断面是能控制的，从而设定在隔板完全打开和完全关闭之间的中间阶段。
特别有效的是，即在根据本发明的装置中，隔板的开口横截面是能根据行波磁场的当前的振幅或相位控制的。以这种方式，对隔板的控制能够适应行波磁场，使得优选地在铁磁性颗粒浓度高，且这伴随着出口上的本地行波磁场相应地强时，才对铁磁性颗粒进行分离。在本发明的范畴中也可以设计为，能完全关闭隔板。当目前流经出口的悬浮液中的铁磁性颗粒的含量很低时，完全关闭隔板可以非常有意义。为了更方便分离铁磁性成分，在根据本发明的装置中可以设计为，该装置具有用于打开和关闭隔板的阀门。在本发明的另一种构造方案中，这个阀门可以具有用于调节开口横截面的风箱(Balg)，优选地能电磁地或气动地或液压地操控该风箱。利用该风箱能够完全地或者部分地关闭在反应器的出口范围内的环形空间或者说环形的横截面。特别有利的是，即风箱在根据本发明的装置中由弹性材料制成，特别是该风箱可以由弹性体制成。这种由弹性材料制成的风箱贴靠在排出装置的弯曲的轮廓上，并且以这种方式密封住环形间隙。作为所述的可调节的隔板的代替，根据本发明的装置可以具有吸入泵，它的吸入侧通入反应器中。利用吸入泵能够吸出那些在行波磁场的影响下径向对外朝着管道形式的反应器的内壁运动的铁磁性颗粒。适宜地，吸入泵布置在反应器的出口区域中。通过吸入泵产生的低压将铁磁性颗粒从悬浮液中分离。特别优选的是，该吸入泵是能根据行波磁场的当前的振幅和/或相位控制的。通过在时间上协调由吸入泵进行的吸入过程和由行波磁场对铁磁性颗粒的吸引，能够如此控制吸入泵，即，当流经吸入侧的铁磁性颗粒的浓度升高时，吸入泵才吸出铁磁性颗粒。根据本发明的一种改进方案可以设计为，吸入泵设计为膜片式泵。可以如此控制该膜片式泵，使得泵运动与行波磁场同步。在根据本发明的装置中也可以设计为，如此选择膜片式泵的工作容积，使得由行波磁场非连续地输送的磁性成分基本上被吸出。通过这样使膜片式泵的工作容积适应行波磁场，能够在分离铁磁性颗粒时有特别好的效率。同样在本发明的范畴中的是，根据本发明的装置具有用于运送已分离的磁性成分的泵，该泵连接在旁通管上。借助这个泵防止被分离的铁磁性颗粒在管路中沉积，并将其堵塞。通过旁通管能够连续不断地运送被分离的铁磁性颗粒。优选地在旁通管中可以设有节流阀，由此能够调节旁通管中的流动物质。
现在借助实施例参照附图阐述本发明的其他优点和细节。附图是示意性示图并且示出图I以部分截取的透视视图示出根据本发明的装置的第一个实施例；图2以剖面视图示出本发明的第二个实施例；图3图2中所示的实施例的一种变体；以及图4根据本发明的装置的另一种实施例。
具体实施例方式图I中所示的装置I包括构造成管状的反应器2。通过入口 3向反应器2输送悬浮液，悬浮液含有铁磁性颗粒4和像沙子、矿石等等这样不想要的成分。在图I的示意性示图中，示例性地用球形示出了一些铁磁性颗粒4，相反地未示出悬浮液中的不想要的成分。悬浮液在箭头5的方向上穿流过反应器2。在反应器2的中间存在圆柱形的排出装置6，使得在反应器2的内部形成环形间隙，悬浮液就穿流过这个环形间隙。在管状的反应器2的壁内存在有行波场磁体7，可以如此通过电气控制或电子控制运行该行波场磁体，使它产生一个行波磁场，该行波磁场在反应器2的纵向上移动。行波磁场导致铁磁性颗粒4集中到反应器2的内壁上。在穿流过反应器2时，铁磁性颗粒在磁场的影响下径向向外运动。然而，由于存在行波磁场，铁磁性颗粒4并非均匀地聚集在反应器2的内壁上，而是流经的悬浮液具有铁磁性颗粒浓度升高的部段以及铁磁性颗粒浓度降低的部段。在反应器2的出口 8的区域中布置着隔板9，用于将铁磁性颗粒和非磁性颗粒互相分开。正如图I中所示，环形的隔板9将反应器2的内侧和排出装置6之间的环形空间划分成两个同心的环形间隙10，11。相比在内部的环形间隙10中，在外部的环形间隙11中的铁磁性颗粒的浓度更高。外部环形间隙11中的悬浮液的成分在经过隔板9时或者之后被分离开。图2示出用于将铁磁性颗粒从悬浮液中分离出来的装置的另一种实施例，其中，对于一致的组成部分使用如图I中一样的附图标记。在与第一实施例一致的情况下，在图2中剖面地并且仅部分地示出的装置12包括具有行波场磁体7的反应器2和排出装置6。在反应器2的下部中，在出口 8的区域内存在隔板13，它将反应器2的内部空间划分成一个内部的环形间隙10和一个外部的环形间隙11。可以借助阀门调节外部的环形间隙11的开口横截面，该阀门设计为风箱14。该风箱14由一种弹性材料制成，例如由弹性体制成，并且能够在关闭状态15和打开状态16之间运动，打开状态用虚线示出。在关闭状态15下，不允许穿流过外部的环形间隙11，在打开状态16下，铁磁性颗粒4含量很高的悬浮液的成分经过外部的环形间隙11，并且通过管路17在箭头方向上被导出。在所示实施例中，风箱14的驱动可以机电地实现，例如通过由电动机驱动来回运动的冲杆。作为代替，风箱14也可以气动地在关闭状态15和打开状态16之间运动。该风箱14在切线方向上延伸覆盖过反应器2的整个周围，使得铁磁性材料4能够在整个圆周面上分离出去。所述装置12还包括控制装置18，它通过未示出的电导线与行波场磁体7和风箱14相连。通过控制装置18使由行波场磁体7产生的行波磁场与风箱14的打开和关闭运动同步。同步如此实现，即，当悬浮液中的铁磁性颗粒成分高时，打开风箱，类似地，当目前正在经过出口 8的悬浮液的铁磁性颗粒成分低时，风箱14完全地或者部分地关闭。
图3示出图2中所示实施例的ー种变体，其中，在管路17中存在泵19。泵19将悬浮液的已分离的部分运送到储备容器20中，其中提供了铁磁性颗粒用于进一歩的加工处理步骤。从储备容器20中分支出一条旁通管21，铁磁性颗粒的部分通过该旁通管被再次运送到管路17中。以这种方式确保了，铁磁性颗粒的被分离出去的部分稳定地处于运动中，由此甚至在更长的静止时间内防止了堵塞管路17。在旁通管21中存在着节流阀22，通过它如此调节旁通管21的横截面，使得获得特定的流量。于是，即使风箱14处于关闭状态下，通过旁通管21也能够将材料运输到管路中。图4示出装置28的另ー种实施例，它的反应器2设计像图I中所示的反应器2 —样。不同于上ー个实施例的是，借助膜片式泵23吸出悬浮液的被分离出去的部分。该膜片 式泵23被集成到管路17中，使得悬浮液的被分离出去的部分穿流过膜片式泵23。通过移动可移动的膜片24并且协调地控制阀门25，26，悬浮液在箭头方向上被输送并被吸出。与行波磁体7和膜片式泵23相连的控制装置27确保了如此同步膜片式泵23的泵运动和行波磁场，即，当铁磁性颗粒含量高的悬浮液流经外部的环形间隙11时，膜片式泵23才进行一次泵行程。
权利要求
1.一种用于从悬浮液中分离铁磁性颗粒的装置，所述装置具有能够被所述悬浮液穿流过的、管道形式的、具有入口和出口的并且具有用于产生磁场的装置的反应器，其特征在于，所述用于产生磁场的装置设计用于产生作用于所述反应器(2 )的行波磁场。
2.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，在所述出口(8)上布置有优选地为环形的隔板(9，13)，用于将所述悬浮液的铁磁性成分和非磁性成分分离。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述隔板(9)的开口横截面是能控制的。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述隔板(9)的开口横截面是能根据所述行波磁场的当前的振幅和/或相位控制的。
5.根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于，所述隔板(9)是能完全关闭的。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置具有阀门，用于打开和关闭所述隔板(9)。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述阀门具有用于调节开口横截面的风箱(14),优选地能电磁地或气动地或液压地操纵所述风箱。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述风箱(14)由弹性材料制成，特别是由弹性体制成。
9.根据权利要求I或2所述的装置，其特征在于，所述装置具有泵(19)，所述泵的吸入侧通入所述反应器(2)中。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述泵(19)是能根据所述行波磁场的当前的振幅和/或相位控制的。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述泵设计为膜片式泵(23)。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，如此选择所述膜片式泵(23)的工作容积，使得由所述行波磁场非连续地输送的磁性成分基本上被吸出。
13.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置具有泵(19)或者膜片式泵(23)，用于运送被分离的所述磁性成分，所述泵或所述膜片式泵连接在旁通管(21)上，在所述旁通管中优选地设有节流阀(22)。
全文摘要
本发明涉及一种用于从悬浮液中分离铁磁性颗粒的装置，该装置具有能够被悬浮液穿流过的、管道形式的、具有入口和出口的并且具有用于产生磁场的装置的反应器，该用于产生磁场的装置设计用于产生作用于反应器(2)的行波磁场。
文档编号B03C1/253GK102858460SQ201180020349
公开日2013年1月2日 申请日期2011年3月7日 优先权日2010年4月22日
发明者弗拉迪米尔·达诺夫, 维尔纳·哈特曼, 海因茨·施密特, 安德烈亚斯·施勒特尔 申请人:西门子公司