Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСАЖДЕНИЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ЧАСТИЦ ИЗ СУСПЕНЗИИ

Изобретение относится к устройству для осаждения ферромагнитных частиц из суспензии, содержащему пропускающий поток суспензии реактор по меньшей мере с одним расположенным на наружной стороне реактора магнитом.

Для получения ферромагнитных составляющих, которые содержатся в рудах, руду измельчают в порошок и полученный порошок смешивают с водой. На эту суспензию воздействуют магнитным полем, которое создается с помощью одного или нескольких магнитов, так что ферромагнитные частицы притягиваются, за счет чего они осаждаются из суспензии.

Из DE 27 11 16 А известно устройство для выделения ферромагнитных частиц из суспензии, в котором применяется состоящий из железных стержней барабан. Железные стержни во время вращения барабана попеременно магнетизируются, так что ферромагнитные частицы прилипают к железным стержням, в то время как другие составляющие части суспензии падают вниз между железными стержнями.

В DE 26 51 137 А1 приведено описание устройства для отделения магнитных частиц от материала руды, в котором суспензия направляется через трубу, которая окружена магнитной катушкой. Ферромагнитные частицы собираются на краю трубы, другие частицы отводятся через среднюю трубу, которая находится внутри трубы.

В US 4 921 597 В дано описание магнитного сепаратора. Магнитный сепаратор имеет барабан, на котором расположено множество магнитов. Барабан вращается противоположно направлению протекания суспензии, так что ферромагнитные частицы прилипают к барабану и выделяются из суспензии.

Способ непрерывной магнитной сепарации из суспензий известен из WO 02/07889 А2. Там применяют вращаемый барабан, в котором закреплен постоянный магнит, с целью осаждения ферромагнитных частиц из суспензии.

В известных устройствах для выделения ферромагнитных частиц из суспензии применяется трубный реактор, через который протекает суспензия. На наружной стенке реактора расположены один или несколько магнитов, которые притягивают содержащиеся в суспензии ферромагнитные частицы. Под влиянием создаваемого с помощью магнитов магнитного поля ферромагнитные частицы перемещаются к стенке реактора и удерживаются расположенным на наружной стороне реактора магнитом. Хотя это обеспечивает возможность эффективной сепарации, однако способ осаждения можно выполнять лишь прерывисто, поскольку после осаждения определенного количества ферромагнитных частиц необходимо открывать реактор и извлекать ферромагнитные частицы. Лишь затем можно снова подавать новую суспензию в процесс осаждения.

В основу изобретения положена задача создания устройства для осаждения ферромагнитных частиц из суспензии, в котором способ осаждения можно выполнять непрерывно и эффективно.

Для решения задачи предусмотрено устройство указанного в начале вида, в котором реактор имеет внутреннее пространство и окружающее его наружное пространство, при этом наружное пространство и внутреннее пространство отделены друг от друга вставкой, и вставка имеет по меньшей мере одно отверстие вблизи по меньшей мере одного магнита.

Устройство согласно изобретению имеет то преимущество, что оно может работать непрерывно. Суспензия протекает через внутреннее пространство, содержащиеся в суспензии ферромагнитные частицы попадают под воздействие созданного с помощью по меньшей мере одного магнита магнитного поля и притягиваются им. Ферромагнитные частицы попадают по меньшей мере через одно отверстие в наружное пространство и откладываются в наружном пространстве, предпочтительно на внутренней стенке реактора. Отделенные таким образом от протекающей через внутреннее пространство суспензии ферромагнитные частицы можно затем относительно просто отделять.

Особенно предпочтительно, что внутреннее пространство устройства согласно изобретению имеет круглое поперечное сечение, а наружное пространство имеет кольцеобразное поперечное сечение. В соответствии с этим, вставка может быть выполнена в виде трубы, наружное пространство ограничивается трубой-оболочкой.

Для повышения эффективности осаждения, вставка может иметь множество расположенных на расстоянии друг от друга в направлении потока отверстий. Когда суспензия протекает через внутреннее пространство, то ферромагнитные частицы постепенно осаждаются из суспензии, так что в наружном пространстве постоянно повышается концентрация ферромагнитных частиц.

В качестве альтернативного решения или дополнительно может быть предусмотрено, что вставка имеет множество расположенных на расстоянии друг от друга в окружном направлении отверстий и множество магнитов. При этом каждое отверстие во вставке может быть согласовано с магнитом, так что ферромагнитные частицы перемещаются в радиальном направлении из внутреннего пространства в наружное пространство.

Согласно одной модификации изобретения может быть предусмотрено, что по меньшей мере один магнит выполнен в виде электромагнита, который предпочтительно выполнен с возможностью включения и выключения. Когда предусмотрен один электромагнит, соответственно, множество электромагнитов, то их можно управляемым образом включать и выключать. При выключенном электромагните исчезает магнитное поле, так что прилипшие к внутренней стенке наружного пространства ферромагнитные частицы увлекаются потоком. В этом состоянии можно отделять суспензию, которая находится в наружном пространстве, за счет чего достигается желаемая сепарация ферромагнитных частиц из суспензии. Затем можно снова включать электромагниты, так что ферромагнитные частицы снова проходят из внутреннего пространства в наружное пространство и прилипают там к внутренней стенке реактора. Управление движением ферромагнитных частиц в устройстве согласно изобретению можно осуществлять за счет управления силой создаваемого по меньшей мере одним электромагнитом магнитного поля.

В рамках изобретения может быть также предусмотрено, что диаметр внутреннего пространства и наружного пространства и скорость потока суспензии выбраны так, что почти не возникает поперечный поток между внутренним пространством и наружным пространством. Для этого необходимо, чтобы между внутренним пространством и наружным пространством не возникала, соответственно, возникала лишь небольшая потеря давления, за счет чего предотвращается нежелательное поперечное течение, так что лишь ферромагнитные частицы проходят из внутреннего пространства в наружное пространство под влиянием магнитного поля.

Согласно одной модификации изобретения, может быть предусмотрено управление включением и выключением потока в наружном пространстве и/или во внутреннем пространстве. Для сепарации скопившихся в наружном пространстве ферромагнитных частиц можно включать поток в наружном пространстве, при одновременном выключении во внутреннем пространстве. И наоборот, можно включать поток лишь во внутреннем пространстве, так что ферромагнитные частицы под действием магнитного поля перемещаются в наружное пространство, в котором нет течения. Можно также включать поток в наружном пространстве в некоторые интервалы времени или прерывисто.

Другие преимущества и подробности изобретения поясняются ниже на основе примера выполнения со ссылками на прилагаемый чертеж.

На Фигуре схематично показано в разрезе устройство согласно изобретению для осаждения ферромагнитных частиц из суспензии.

Устройство 1 содержит реактор 2, на наружной стороне которого расположены магниты 3, 4. При этом речь идет об электромагнитах, которые можно включать и выключать с помощью управляющего блока 5.

Реактор 2 содержит вставку 6, которая в показанном примере выполнения имеет форму трубы. Реактор 2 также выполнен в виде трубы, соответственно, цилиндрическим. Вставка 6 в реакторе 2 отделяет внутреннее пространство 7 внутри вставки 6 от наружного пространства 8, которое имеет кольцеобразное поперечное сечение и ограничено наружной стенкой реактора 2.

Вставка 6 имеет множество расположенных на расстоянии друг от друга отверстий 9, 10, через которые внутреннее пространство 7 соединено с наружным пространством 8. Отверстие 9 находится вблизи магнита 3, отверстие 10 находится вблизи магнита 4. В других вариантах выполнения могут иметься другие отверстия, которые расположены с распределением либо по окружности вставки 6 и/или в продольном направлении вставки 6, т.е. в направлении потока. Каждое из этих других отверстий может быть согласовано с одним магнитом.

Показанное на Фигуре устройство обеспечивает возможность осаждения ферромагнитных частиц из суспензии. Внутреннее пространство 7 реактора 2 заполняется через не изображенный трубопровод суспензией 11 и через него непрерывно проходит поток суспензии 11. Когда магниты 3, 4 включены с помощью управляющего блока 5, то содержащиеся в суспензии ферромагнитные частицы под воздействием создаваемого с помощью магнитов 3, 4 магнитного поля отклоняются из потока в радиальном направлении. Ферромагнитные частицы проходят через отверстия 9, 10 и попадают в наружное пространство 8 реактора 2, где они скапливаются на внутренней стенке, как показано на Фигуре. Через наружное пространство 8 может также проходить поток суспензии 11, однако возможно также, что суспензия протекает лишь через внутреннее пространство 7, так что в наружном пространстве 8 постепенно скапливаются ферромагнитные частицы. При этом скорость потока во внутреннем пространстве 7 согласовывается с геометрическими параметрами реактора и, в частности, с величиной и количеством отверстий 9, 10 так, что между внутренним пространством 7 и наружным пространством 8 практически не возникает потеря давления, так что не возникает поперечный поток через отверстия 9, 10, и лишь ферромагнитные частицы перемещаются из внутреннего пространства 7 в наружное пространство 8 под воздействием магнитного поля.

При отключении магнитов 3, 4 с помощью управляющего блока 5 или вручную, освобождаются прилипшие к внутренней стенке реактора 2 магнитные частицы и могут увлекаться потоком и осаждаться. Отделение осажденных ферромагнитных частиц от остальной суспензии можно затем легко осуществлять с помощью сита или т.п.

Можно использовать управляющий блок также для управления создаваемого магнитами 3, 4 магнитного поля. Магнитным полем можно управлять так, что оно включается и выключается с определенными интервалами или прерывисто, так что прилипшие к внутренней стенке реактора 2 ферромагнитные частицы можно отделять автоматически после определенного времени. С помощью блока 5 управления можно также включать и выключать поток через внутреннее пространство 7 (первичный поток), соответственно, поток в наружном пространстве 8 (вторичный поток), так что можно, например, целенаправленно промывать наружное пространство 8.

С помощью показанного на Фигуре устройства возможна непрерывная работа и непрерывное осаждение ферромагнитных частиц, без необходимости прерывания первичного потока.