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    公开号:WO1980002280A1
    申请号:PCT/DE1980/000052
    申请日:1980-04-18
    公开日:1980-10-30
    发明作者:J Bernhardt；H Feldmann；W Leineweber
    申请人:Schloemann Siemag Ag；J Bernhardt；H Feldmann；W Leineweber；
    IPC主号:B03C1-00
    专利说明:
    [0001] • 1 -
    [0002] Verfahren und Einrichtung zum Abscheiden von Sinter oder dergleichen magnetisch artverwandten Teilchen aus Brauch- oder Abwasser
    [0003] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens zum Abscheiden von Sinter oder dergleichen magnetisch artverwandten Teilchen aus Brauch¬ oder Abwasser, insbesondere der eisen- und stahlerzeugenden und weiterverarbeitenden Industrie, wobei die magnetischen Teilchen mittels eines quer zur Fließrichtung des die Teil¬ chen führenden Mediums gerichteten elektromagnetischen Kraftfeldes längs der Fließrichtung festgehalten und nach dem Abschalten des Kraftfeldes ausgeschieden werden.
    [0004] Dabei ist auszugehen von dem durch die DE-PS 2210029 bekann¬ ten Stand der Technik, bei welchem quer zur Fließrichtung die magnetischen Teilchen einem von schaltbaren Elektromag¬ neten erzeugten magnetischen Kraftfeld ausgesetzt werden. Die magnetischen Teilchen werden im Bereich der Mediumfüh¬ rung in einem Plattenkasten unter Einwirkung des magneti¬ schen Kraftfeldes festgehalten und nach Abschalten des Elek¬ tromagneten mittels eines schaltbaren Spülvorganges durch besondere Rohrleitungen abgeschwemmt. Nachteil der vorbe¬ schriebenen Einrichtung ist, daß diese ausschließlich zum
    [0005] OMPI -2-
    [0006] Ausscheiden von feinen magnetischen Teilchen infolge der Dichte der Fangeinrichtungen im Plattenkasten aus einer Flüssigkeit geeignet ist und zum Entfernen dieser nach Ab¬ schalten des Elektromagneten und damit des magnetischen Kraftfeldes einen Rückspülvorgang erfolgen muß, um die in dem Plattenbehälter anhaftend gehaltenen magnetischen Teil¬ chen abzuschwemmen, wodurch der Sinter wiederum in einem Medium enthalten ist und die magnetischen Teilchen nicht als relativ trockene Masse entfernt werden können. Außerdem ist die Anlage nicht für hohe Durchsatzleistungen von zu reini¬ gendem Medium geeignet, da der lichte Querschnitt infolge -der Anzahl der im Plattenbehälter enthaltenen Platten sehr verringert wird und dieser sich beim Reinigungsvorgang sehr schnell zusetzt. Schließlich sind die bewegten Teile der An¬ lage einem sehr hohen Verschleiß, u. a. bedingt durch das wechselweise Ausscheiden und das nachfolgende Abschwemmen der Teilchen, ausgesetzt.
    [0007] Weiter ist durch die US-PS 3.627678 bereits bekannt, Stab¬ gitter in Magnetscheidern zum Abscheiden von magnetischen Teilchen zu verwenden.
    [0008] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und Einrichtun¬ gen zur Durchführung des Verfahrens vorzuschlagen, welche bekannte Magnetscheider dahingehend verbessern, daß diese zum Ausscheiden von Sinter, d. h. grobkörnigen magnetischen Teilchen,geeignet sind, wozu ein inhomogenes magnetisches Kraftfeld mit möglichst großem freien Strömungsquerschnitt direkt in der Abwasserleitung baulich kompakt und von gerin¬ ger Fundamenttiefe angeordnet werden kann, der Sinter mög¬ lichst trocken ausgeschieden wird und die verwendeten Teile der Anlage geringstmöglichem Verschleiß unterliegen. Weiter soll das gleiche Verfahren in hintereinanderliegenden oder getrennten Stufen auch für die Ausscheidung von feinkörnigem
    [0009] OMP WIP Sinter, d. h. feinkörnigen magnetischen Teilchen, geeignet sein. Zum Abscheiden des Sinters soll zur Erhöhung des Lösens des Sinters von den entsprechenden Teilen der Wandun¬ gen der Durchtrittskanäle die Remanenz aus dem den magneti¬ schen Fluß führenden Rahmen bei Abschalten des magnetischen Feldes abgebaut werden.
    [0010] Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird ein Verfahren zum Ausscheiden von Sinter oder dergleichen magnetisch artver¬ wandten Teilchen aus Brauch- oder Abwasser vorgeschlagen, bei dem das zu reinigende Medium auf einen oder mehrere mag¬ netisch in Reihe geschaltete Durchtrittskanäle verteilt wird, diese in etwa senkrechter Richtung durchläuft, inner¬ halb derer die magnetischen Teilchen etwa über die Kanal¬ länge direkt der Wirkung inhomogener Felder unterworfen, an¬ haftend gehalten und durch Unterbrechen des magnetischen Kraftfeldes unter Schwerkraftwirkung nach unten abfallend aus der Mediumführung in zeitlichen Abständen durch öffnen der Mediumführung im Bereich der abfallenden magnetischen Teilchen entfernt werden..
    [0011] In Weiterbildung des Verfahrens werden die magnetischen Te'iichen in einer weiteren Magnetscheiderstufe oder zum Ausscheiden feiner magnetischer Teilchen innerhalb der Durchtrittskanäle an vom magnetischen Fluß magnetisierten, inhomogene Kraftfelder bildenden Körpern aus magnetisch weichem Material anhaftend gehalten.
    [0012] Schließlich werden die das zu reinigende Medium führenden Durchtrittskanäle nach Art der kommunizierenden Röhren vor der Zufuhr des zu reinigenden Mediums mit einem Fremdmedium
    [0013] * oder mit gereinigtem Medium angefüllt-, und während des Be¬ triebes bleibt der Flüssigkeitsspie.gel mit Fremdmedium oder mit gereinigtem Medium erhalten.
    [0014] Eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Ab¬ scheiden von magnetischen Teilchen, wie Sinter aus Brauch¬ oder Abwasser, besteht darin, daß der Magnetscheider aus einem oder mehreren hydraulisch parallelen, in etwa senk¬ rechter Ebene verlaufenden Durchtrittskanälen gebildet wird. Die Wandungslängsflächen werden einander gegenüberliegend von magnetisch in Reihe liegenden Polschuhpaaren bzw. deren Stirnseiten einerseits und diese seitlich verbindende^sowie nach außen hin abschließenden Platten aus diamagnetischem Material andererseits gebildet. Die Durchtrittskanäle sind fallrohrartig mit der Mediumzu- und -ableitung verbunden und unterhalb der Durchtrittskanäle sind im Bereich der Mediumableitungen verschließbare Öffnungen zur Abfuhr der magnetischen Teilchen angeordnet.
    [0015] In weiterer Ausbildung der Erfindung sind für die erste Mag- netscheiderstufe bzw. zum Abscheiden von größeren magneti¬ schen Teilchen die Durchtrittskanäle beispielsweise als halbkreisförmige Ringspaltquerschnitte ausgebildet, wobei die die Wandung der Durchtrittskanäle bildenden Stirnseiten der inneren Polschuhe konvex und die der äußeren Polschuhe konkav ausgebildet sind, wodurch die Durchtrittskanäle Querschnitte aufweisen, deren Formen zu den inneren Pol¬ schuhen hin gerichtete Feldstärkegradienten ermöglichen.
    [0016] Für die zweite oder eine weitere Magnetscheiderstufe bzw. zum Abscheiden von feineren magnetischen Teilchen--, bilden die einander gegenüberliegenden Polschuhe gemeinsam mit seitlich verbindenden und nach außen hin abschließenden Platten aus diamagnetischem Material einen oder mehrere Durchtrittskanäle, die ein räumlich.es Stabgitter aufnehmen,
    [0017] *- EA OMPI
    [0018] WP0in welchem ein inhomogenes Kraftfeld zum Ausscheiden der feinen magnetischen Teilchen in dem Querschnitt der Durch¬ trittskanäle entsteht. Der Querschnitt der Durchtrittska¬ näle kann beispielsweise quadratisch oder rechteckig ausge¬ bildet sein.
    [0019] Längs der beiden Schenkel des Elektromagneten sind mehrere Magnetpol- bzw. Polschuhpaare in Reihe angeordnet, die von Durchtrittskanälen durchsetzt werden. Die Durchtrittskanäle können gruppenweise in zwei Magnetscheidern parallel ge¬ schaltet und wechselweise betreibbar ausgebildet werden, d. h. während der sich in den Durchtrittskanälen eines Mag- netscheiders angesammelte Sinter ausgeschieden wird, wird das zu reinigende Medium den Durchtrittskanälen des anderen Magnetscheiders zugeführt.
    [0020] Bei beiden Magnetscheiderstufen ist der Mediumzu- und -ab- leitung oberhalb bzw. unterhalb des Magnetscheiders je ein Absperrventil zugeordnet und vor dem unterhalb des Magnet¬ scheiders angeordneten Absperrventil der Mediumableitung ist dieser über ein weiteres Absperrventil ein Vorratsbehälter mit Fremdmedium oder gereinigtem Wasser mit zugeordneter -Druckpumpe und Füllstandsregelung zuschaltbar.
    [0021] Längs der Mediumableitung sind an deren Unterseite etwa im Bereich der Projektion der Durchtrittskanäle dichtend ab¬ schließbare Klappen oder Schieber angeordnet, denen ein Fördermittel zur Sinterabfuhr unterhalb und parallel zur Mediumableitung zugeordnet ist, um den Sinter aus der Mediumableitung zu entfernen.
    [0022] Der auf dem Kern des Elektromagneten" aufsitzenden Magnet¬ spule ist nach Abschalten des Speisegerätes für Gleichstrom
    [0023] - REACT
    [0024] O PI -6- zur Aufhebung der Remanenz von einem weiteren Speisegerät Wechselstrom mit abnehmender Amplitude zum Lösen des Sin¬ ters zuschaltbar, oder es ist zu diesem Zweck eine weitere Magnetspule als Hilfsspule mit Speisegerät auf dem Kern an¬ geordnet.
    [0025] Vorteile des Verfahrens und der Einrichtungen sind, daß es damit möglich wird, eine Magnetscheideranlage bei geringem Platzbedarf möglichst dicht am Entstehungsort des Sinters bzw. der magnetischen Teilchen mit unterschiedlicher Korn¬ größe zu erstellen. Durch die Ausbildung der Durchtrittska¬ näle ist ein sicheres Abscheiden aus großen Wassermengen in quasikontinuierlicher Arbeitsweise bei verschleißarmem Be¬ trieb möglich. Durch die besondere Austragung des Sinters kann dieser relativ trocken entfernt werden, wobei auf sonst übliche Rückspüleinrichtungen verzichtet werden kann, bei denen der Sinter nach Abschalten des Elektromagneten wiede¬ rum die Rückspülflüssigkeit durchsetzt und ein nochmaliger Ausscheideprozeß des Sinters erfolgen muß. Durch die beson¬ dere Ausbildung der Durchtrittskanäle zwischen den Polschuh¬ paaren der ersten Stufe wird der Strömungsquerschnitt nicht durch magnetische oder sonstige Körper eingeengt, so daß der Durchsatz großer Wassermengen bei gutem Abscheidegrad möglich wird. Innerhalb der Durchtrittskanäle befinden sich keine magnetischen oder sonstigen Einrichtungen, die ver¬ schleißen könnten. Schließlich ist es durch Abbau der Rema¬ nenz im magnetischen Kreis möglich, nach Abschalten des Gleichstromspeiiegerätes des Elektromagneten alle an der Wandung der Durchtrittskanäle anhaftenden magnetischen Teil¬ chen zum Abfallen zu bringen. In der zweiten Magnetscheider- stufe können abhängig von der Dimensionierung des räumli¬ chen Stabgitters auch kleinste magnetische Teilchen anhaf¬ tend gesammelt lind aus dem zu reinigenden Medium entfernt
    [0026] -gT O werden .
    [0027] Ausführungsbeispiele der Erfindung stellt die Zeichnung dar. Es zeigen:
    [0028] Fig. 1 eine Gesamtansicht der ersten Stufe des Magnet¬ scheiders in der Seitenansicht teilgeschnitten nach der Schnittlinie II-II im Prinzip,
    [0029] Fig. 2 den Magnetscheider nach Fig. 1 in der Draufsicht,
    [0030] Fig. 3 die Ausbildung der Polschuhpaare und die Vertei¬ lung des inhomogenen Kraftfeldes im Bereich der ersten Stufe des Magnetscheiders,
    [0031] Fig. 4 eine Gesamtansicht der zweiten Stufe des Magnet¬ scheiders in der Seitenansicht teilgeschnitten nach der Schnittlinie V-V im Prinzip,
    [0032] Fig. 5 den Magnetscheider nach Fig. 4 in der Draufsicht,
    [0033] Fig. 6, 6a die Ausbildung der Ptϊlschuhpaare und die Vertei¬ lung des inhomogenen Kraftfeldes im Bereich der Durchtrittskanäle der zweiten Stufe in der Sei¬ tenansicht und in der Draufsicht,
    [0034] Fig. 7, 7a die Ausbildung des räumlichen Stabgitters im
    [0035] Querschnitt der zweiten Stufe in der Vergrößerung in der Seitenansicht und in der Draufsyicht und
    [0036] Fig. 8 ein Steuerschema einer zweistufigen Magnetschei- deranlage im Blockschaltbild im Prinzip. In den Fig. 1 und 2 ist ein Magnetscheider, vorzugsweise für die erste Stufe einer Abscheidung magnetischer Teilchen aus einer Brauch- und Abwasserreinigungsanlage dargestellt.
    [0037] Mit 1 ist eine vorzugsweise etwas geneigt zur horizontalen Ebene angeordnete Mediumzuleitung von ungereinigtem Wasser bezeichnet, in der das mit magnetischen Teilchen durchsetzte Brauch- und Abwasser beispielsweise von Anlagen der stahl- bzw. eisenerzeugenden bzw. verarbeitenden Industrie zuge¬ führt wird. In die Mediumzuleitung 1 ist ein Magnetventil 2 zum Abschalten der Mediumzufuhr eingesetzt. Unterhalb der Mediumzuleitung 1 ist in horizontaler Ebene ein schaltbarer Elektromagnet angeordnet, bestehend aus einer Magnetspule 3, welche auf einem Magnetkern 3 a aufsitzt, der mit Schen¬ keln 3 b und PO1schuhpaaren 4, 4 a und 5, 5 a sowie die Schenkel 3 b fortsetzenden Verbindungsteilen 3 c und 3 e als geschlossener magnetischer Kreis einen Rahmen bildet. Die Magnetspule 3 wird im Betriebszustand von einem Speise¬ gerät S1 mit Gleichspannung gespeist. Die PQlschuhpaare 4,
    [0038] 4 a und 5, 5 a sind einander gegenüberliegend angeordnet und beispielsweise derart ausgebildet (Fig. 3) , daß zwi¬ schen diesen im Querschnitt halbkreisförmig ausgebildete, ringförmige Durchtrittskanäle 7 gebildet werden. Die Magnet¬ polpaare 4, 4 a und 5, 5 a liegen magnetisch in Reihe ge¬ schaltet im magnetischen Fluß des Kraftfeldes des Elektro¬ magneten. Durch die konkave Ausbildung der äußeren Pol¬ schuhe 4 bzw. 5 und die konvexe Ausbildung der die Polschuh- paare bildenden gegenüberliegenden inneren Polschuhe 4 a,
    [0039] 5 a werden im Bereich der Durchtrittskanäle 7 inhomogene
    [0040] 11 magnetische Kraftfelder"erzeugt, deren Gradienten zur Innen¬ seite hin gerichtet sind, welche beim Durchfluß des Mediums die von diesem mitgeführten magnetischen Teilchen längs der die Wandungen der Durchtrittskanäle.7 bildenden Teile der
    [0041] OM -9-
    [0042] Polschuhe unter der Wirkung des gerichteten Magnetfeldes an¬ haftend sammeln. Dabei werden die magnetischen Teilchen auf gekrümmten Bahnen zu den inneren Polschuhen hin angezogen. Zwischen den Polschuhpaaren 4, 4 a; 5, 5 a sind beidersei¬ tig, die Durchtrittskanäle 7 nach außen hin abschließend, die Polschuhpaare 4, 4 a bzw. 5, 5 a miteinander verbindend, Platten 9 aus diamagnetischem Material angeordnet.
    [0043] Entsprechend dem erforderlichen Durchsatz von zu reinigen¬ dem Medium können je nach den -Betriebserfordernissen ein oder mehrere Polschuhpaare magnetisch in Reihe und damit eine entsprechende Anzahl von Durchtrittskanälen 7 parallel in etwa senkrechter Ebene fallrohrartig angeordnet werden. Der Elektromagnet wird vorzugsweise als relativ hoher Rah¬ men ausgebildet, um die Länge des von dem inhomogenen Kraft¬ feld beeinflußten Fließweges des Mediums und damit die Länge der Durchtrittskanäle 7 für die industrielle Nutzung mög¬ lichst lang auszuführen.
    [0044] Unterhalb des Elektromagneten, der den eigentlichen Magnet¬ scheider bildet, münden die Durchtrittskanäle 7 in eine ebenfalls etwa parallel zur Mediumzuleitung 1 verlaufende Mediumableitung 10 ein, in welcher das in der ersten Magnet- scheiderstufe gereinigte Medium in Fließrichtung des Pfeiles R abgeleitet wird.
    [0045] Im Bereich der Projektion der Durchtrittskanäle 7 sind an der Unterseite der Mediumableitung 10 schließ- und offenbare Öffnungen, beispielsweise abklappbare Wandungsteile oder Schieber 12 angeordnet. Diese ermöglichen nach Schließen des Magnetventils 2 und nach Abfließen des Mediums nach Ab¬ schalten des die Magnetspule 3 mit Gleichstrom versorgenden Speisegerätes S.. das Abfallen der längs der Wandungen der -10- inneren Polschuhe 4 a, 5 a der Durchtrittskanäle 7 anhaf¬ tend gesammelten magnetischen Teilchen unter Schwerkraft¬ einwirkung und nachfolgend durch öffnen der Schieber 12 ein Ausscheiden dieser. Die magnetischen Teilchen fallen so¬ dann auf ein längs der Mediumableitung 10 beispielsweise an¬ geordnetes endloses Förderband 14 und -werden durch dieses abgefördert.
    [0046] In die Mediumableitung 10 ist ebenfalls ein Magnetventil 15 eingeschaltet. Vor dem Magnetventil 15 führt eine Rohrlei¬ tung 17 von der Mediumableitung 10 über ein Absperrventil 18 zu einem Vorratsbehälter 19, der mit einem Fremdmedium, beispielsweise Wasser oder gereinigtem Wasser, gefüllt ist, und dessen Füllstand über eine Füllstandsregelung 21 mit einer dem Vorratsbehälter 19 Fremdmedium oder gereinigtes Wasser zuführenden Pumpe 23 bzw. deren Antriebsmotor elek¬ trisch verbunden ist.
    [0047] Zu Beginn des zyklischen Arbeitsprozesses sind das in der Mediumzuleitung 1 liegende Ventil 2, das in der Mediumablei¬ tung liegende Ventil 15 sowie das in der Rohrleitung 17 des Vorratsbehälters 19 liegende Ventil 18 geschlossen. Nach öffnen des Ventils 18 werden die Durchtrittskanäle 7 über die Rohrleitung 17 solange mit Fremdmedium, beispielsweise Wasser oder vorgereinigtem Wasser, gefüllt, bis das Füll¬ standsniveau des Vorratsbehälters 19 und der Durchtritts¬ kanäle 7 nach Art der kommunizierenden Röhren gleich ist, wobei das Niveau des Füllstandes von Vorratsbehälter 19 und Durchtrittskanälen 7 über den oberen Kanten der Durchtritts¬ kanäle 7 liegt. Das Füllstandsniveau wird über den Schwim¬ merschalter 21 a der Füllstandüfegelung 21- und die Pumpe 23 geregelt.
    [0048] O Durch Einschalten des Speisegerätes S.. liegt an der Magnet¬ spule 3 eine Gleichspannung an, so daß sich zwischen den Polschuhpaaren 4, 4 a; 5, 5 a in den Durchtrittskanälen 7 die gerichteten inhomogenen Magnetfelder aufbauen. Wenn nun die Ventile 2 und 15 geöffnet werden, durchströmt das von magnetischen Teilchen zu reinigende Medium infolge des vor¬ handenen Füllstandes mit Fremdmedium mit kontrollierter Ge¬ schwindigkeit die Durchtrittskanäle 7 unter Beibehalten der Zuschaltung des Vorratsbehälters 19. Die magnetischen Teil¬ chen werden von den inneren Polschuhen 4 a, 5 a angezogen und an den von den Polschuhen 4 a, 5 a gebildeten Teilen der Wandung der Durchtrittskanäle 7 festgehalten. Der gere¬ gelte Wasservorrat des Vorratsbehälters 19 bei geöffnetem Ventil 18 verhindert ein mögliches Leerlaufen der Durch¬ trittskanäle 7 während des Durchsatzes des zu reinigenden Mediums. Wenn die inneren Polschuhe 4 a, 5 a mit magneti¬ schen Teilchen längs ihrer Wandungsteile angefüllt sind, werden die Ventile 2 und 18 geschlossen. Das restliche ge¬ reinigte Wasser läuft ab. Sodann werden die Schieber 12 in der Mediumableitung 10 geöffnet und die über das Speisege¬ rät S an der Magnetspule 3 anliegende Gleichspannung abge¬ schaltet. Das Magnetfeld bricht somit zusammen und die mag¬ netischen Teilchen fallen unter Schwerkrafteinwirkung auf das endlose Förderband 14.
    [0049] Die Remanenz des den Elektromagneten bildenden massiven Rahmens, welcher aus dem Kern 3 a, dessen beiderseitigen Schenkeln 3 b sowie der Polschuhpaare 4, 4 a; 5, 5 a und den Verbindungsteilen 3 c und 3 e gebildet wird, wird aufgehoben, indem die Magnetspule 3 nach Abschalten des Speisegerätes S1 für die Gleichspannungsversorgung von einem weiteren Spei¬ segerät S2 mit Wechselstrom mit abnehmender Amplitude ge¬ speist wird. Anstelle der wechselweisen Beschaltung der Mag- -12- netspule 3 kann auf dem Magnetkern 3 a auch eine weitere Magnetspule 25 als Hilfsspule angeordnet werden, der zur Be¬ seitigung der magnetischen Remanenz nach Abschalten der Mag¬ netspule 3 von einem Speisegerät S« Wechselstrom mit abneh¬ mender Amplitude aufgeschaltet wird. Durch das Verringern der Amplitude gegen Null wird die magnetische Remanenz abge¬ baut und damit ein Lösen aller an den Wandungsteilen im Be¬ reich der inneren Polschuhe 4 a bzw. 5 a der Durchtrittska¬ näle 7 befindlichen magnetischen Teilchen bewirkt.
    [0050] Der vorbeschriebene Betriebszyklus des Magnetscheiders wie¬ derholt sich, nachdem die Schieber 12 wieder geschlossen wor¬ den sind. Bei geschlossenen Ventilen 2 und 15 wird das Ven¬ til 18 wieder geöffnet. Die Anzahl der Durchtrittskanäle 7 ist nicht auf die vier in der Zeichnung eines Ausführungs¬ beispieles dargestellten Durchtrittskanäle 7 beschränkt und wird von der geforderten Durchsatzmenge von zu reinigendem Medium der Anlage bestimmt.
    [0051] Zur Erhöhung der Durchsatzleistung können, wie schematisch in Fig. 8 dargestellt, zwei Magnetscheider der vorbeschrie¬ benen Ausführung in der ersten Stufe parallelgeschaltet wer¬ den und im Wechselbetrieb arbeiten, d. h. wenn in dem einen Magnetscheider der Durchfluß des zu reinigenden Mediums un¬ terbrochen ist, und die magnetischen Teilchen ausgeschieden werden, kann das zu reinigende Medium dann dem parallel da¬ zu liegenden Magnetscheider zugeführt werden, wodurch keine Unterbrechnung im Betrieb der Brauch- und Abwasseraufberei- tung eintritt.
    [0052] In den Fig. 4 und 5 ist eine zweite Stufe eines Magnetschei¬ ders dargestellt, der der ersten Stufe des Magnetscheiders beispielsweise nachgeordnet ist ode -auch unabhängig von der -13- ersten Stufe je nach den vorliegenden Betriebsbedingungen betrieben werden kann und das Brauch- und Abwasser von fei¬ nen magnetischen Teilchen reinigt, welche die erste Magnet- scheiderstufe noch passieren konnten.
    [0053] Wie zu den Fig. 1 und 2 bereits beschrieben, ist der Magnet¬ scheider der zweiten Stufe im Aufbau und in der Anordnung abgesehen von einigen Abweichungen in der Ausbildung der Polschuhpaare und der Durchtrittskanäle dem vorbeschriebe¬ nen Magnetscheider gleich.
    [0054] Der den eigentlichen Magnetscheider bildende schaltbare Elektromagnet besteht aus einer mit Gleichspannung von einem Speisegerät S.. gespeisten Magnetspule 33, die auf einem als relativ hoher massiver Rahmen aus dem magnetischen Fluß lei¬ tendem 'Material ausgebildeten Kern 33 a aufsitzt. Der Kern
    [0055] 33 a bildet mit seinen beiderseitigen Schenkeln 33 b und den Verbindungsteilen 33 c einen den magnetischen Fluß führenden magnetischen Kreis, in welchem in Reihe liegend mehrere Pol¬ schuhpaare 34, 34 a mit die Schenkel 33 b fortsetzenden Verbindungsteilen 33 c angeordnet sind. Die Polschuhe 34,
    [0056] 34 a der Polschuhpaare sind einander gegenüberliegend ange¬ ordnet und bilden zwischen sich je einen Durchtrittskanal 37 von beispielsweise quadratischem oder rechteckigem Quer¬ schnitt, der beiderseits der Polschuhe 34, 34 a von die Pol¬ schuhe miteinander verbindenden diamagnetischen Platten 39 nach außen hin dichtend abgeschlossen ist. Der Elektromagnet ist in horizontaler Ebene angeordnet, so daß das magnetische Kraftfeld quer zur Fließrichtung R des zu reinigehden Mediums gerichtet ist, aus welchem die magnetischen Teilchen ent¬ fernt werden sollen.
    [0057] Die Fig. 6 und 6 a zeigen die Polschühe 34, 34 a eines Pol-
    [0058] -gTREAl OMPI -14- schuhpaares mit dem von diesem gebildeten Durchtrittskanal 37, in welchen ein aus magnetisch weichem Material gebilde¬ tes Stabgitter 38 nach Fig. 7 und 7 a eingesetzt ist. Das Stabgitter 38 ist derart in den Durchtrittskanal 37 einge¬ setzt, daß die Längsachsen der Stäbe 38 a in Fließrichtung R des zu reinigenden Mediums, d. h. senkrecht zur Richtung des magnetischen Kraftfeldes liegen, wodurch das an den Pol¬ schuhen 34, 34 a anliegende magnetische Kraftfeld im Durch¬ trittskanal' 37 zu einem inhomogenen Kraftfeld verzerrt wird.
    [0059] Das räumliche Stabgitter 38 besteht aus einer Anzahl mit ihren Längsachsen in der Fließrichtung R liegenden zueinan¬ der parallel ausgerichteten Stäben 38 a. Die Stäbe 38 a sind aus einem magnetisch weichen Werkstoff von hoher Permeabili¬ tät gefertigt und bilden einen inhomogenes magnetisches Kraftfeld. Sie werden durch quer zur Fließrichtung R ange¬ ordnete Verbindungsstücke 38 b aus unmagnetischem Material auf Abstand gehalten. Abstand, Durchmesser und Länge der Stäbe 38 a werden hauptsächlich vom Mediumdurchsatz und von der Größe der auszuscheidenden Sinterteilchen bestimmt.
    [0060] Das von kleineren magnetischen Teilchen zu reinigende Me¬ dium gelangt über das Magnetventil 15 a,beispielsweise aus der ersten Magnetscheiderstufe der Fig. 1 und 2,durch eine Mediumzuleitung 31 in Fließrichtung R in die etwa in senk¬ rechter Ebene angeordneten Durchtrittskanäle 37, in welchen längs der Stäbe 38 a im Bereich der Polschuhpaare 34, 34 a unter Einfluß des gebildeten inhomogenen magnetischen Kraft¬ feldes die kleineren magnetischen Teilchen von dei Stäben 38 a angezogen und an diesen festgehalten werden. Das gereinig¬ te Medium fließt über eine mit den Durchtrittskanälen 37 verbundene Ableitung 40 in Fließrichtung R ab. In die Medium¬ ableitung 40 ist ein Magnetventil 4.5"eingeschaltet. Vor die-
    [0061] O sem führt eine Rohrleitung 47 mit zwischengeschaltetem Mag¬ netventil 48 zu einem Vorratsbehälter 49, der mit einem Fremdmedium, beispielsweise Wasser oder gereinigtem Was¬ ser, gefüllt und über eine Füllstandsregelung 51 mit Schwim¬ mer 51 a von einer Pumpe 53 gespeist wird.
    [0062] Die Betriebsweise des Magnetscheiders der zweiten Stufe vollzieht sich in gleicher Weise wie diese für die erste Magnetstufe bereits beschrieben wurde.
    [0063] Dazu werden ebenfalls vor dem Zufluß von Brauch- oder Ab¬ wasser die Ventile 15 a und 45 geschlossen, über die Rohr¬ leitung 47 bei geöffnetem Ventil 48 und die Abflußleitung 40 werden die Durchtrittskanäle 37 vom Vorratsbehälter 49 durch die Pumpe 53 soweit mit Fremdmedium, beispielsweise gereinigtem Wasser, angefüllt, bis dieses dem Füllstand des Vorratsbehälters 49 entspricht, d. h. die Durchtrittskanäle 37 etwa bis an den Rand der Zuflußleitung 31 gefüllt sind. ' Dann werden die Ventile 15 a und 45 geöffnet, so daß das zu reinigende Medium mit einer gesteuerten Fließgeschwindig¬ keit-infolge der vorgefüllten Durchtrittskanäle 37 passiert und dabei die noch im zu reinigendem Medium enthaltenen fei¬ nen magnetischen Teilchen von den engmaschigen Stäben 38 a der Stabgitter 38 angezogen werden.
    [0064] Nach Schließen der Ventile 15 a und 48 und Abfließen des Mediums bricht durch Abschalten der Magnetspule 33 das mag¬ netische Kraftfeld zusammen, und die an den Stäben 38 a an¬ haftenden magnetischen Teilchen fallen unter Schwerkraftein¬ wirkung in den Bereich der Schieber 42 an der Unterseite der Mediumableitung 40. Durch öffnen der Schieber 42 gelangen der feine Sinter bzw. die feinen magnetischen Teilchen auf das Förderband 44. Nach Schließen der Schieber 42 und des Ventils 45 wird das Ventil 48 wieder geöffnet und der Ar¬ beitszyklus wiederholt sich.
    [0065] Wie bereits bei der Beschreibung der ersten Stufe des Magnet¬ scheiders erwähnt, können zwei Magnetscheider auch derart in Parallelbetrieb arbeiten, daß beim Ausbringen des Sinters aus dem einen Magnetscheider das zu reinigende Medium durch den dazu parallel angeordneten Magnetscheider geführt wird und umgekehrt, wodurch eine Betriebsunterbrechung vermieden wird. Auch können bei Bedarf nur die erste oder die zweite Magnetscheiderstufe je nach den Betriebserfordernissen ein¬ gesetzt werden.
    [0066] In der Fig. 8 ist als Ausführungsbeispiel eine zweistufige Anlage für die Brauch- und Abwasserreinigung im Blockschalt¬ bild dargestellt. Dabei wird die erste Magnetscheiderstufe mit zwei Magnetscheidern I und II nach Fig. 1 und 2 im Parallelbetrieb gefahren, während der Magnetscheider III der zweiten Stufe nach Fig. 4 und 5 im Nebenstrom arbeitet. Der Einfachheit halber sind die entsprechenden Bezugszeichen der Anlagenteile der Fig. 1, 2 und 4, 5 in das Blockschalt¬ bild übertragen.
    [0067] Das zu reinigende Medium wird in der Fließrichtung R über Mediumzuleitungen 1 mit Magnetventilen 2 bzw. 2 a in der ersten Stufe wechselweise dem Magnetscheider I bzw. dem Mag¬ netscheider II zugeführt. Der jeweils von dem zu reinigen¬ den Medium durchflossene Magnetscheider I bzw. II ist bis zur Oberkante der Durchtrittskanäle 7 mit über die Pumpe 23 dem Vorratsbehälter 19 zugeführtem gereinigtem Wasser aus der Mediumableitung 10 gefüllt, wozu entweder das Magnetven¬ til 17 bzw. das Magnetventil 17 a geöffnet bzw. geschlossen ist. Auch in der Mediumableitung 1Q ist entweder das Magnet-
    [0068] y^S^
    [0069] OMP -17- ventil 15 oder das Magnetventil 15 a je nach Betrieb des Magnetscheiders I oder II geöffnet, während das andere ge¬ schlossen ist. Die elektrischen Speisegeräte S. bzw. S - der Magnetspulen 3 sind gemeinsam mit I a bzw. II a bezeichnet und bilden die elektrische Einspeisung zu den Magnetspulen , der Elektromagneten.
    [0070] Das in der Mediumableitung 10 auslaufende, von grobkörnigem Sinter oder von magnetischen Teilchen mit größerer Korngröße gereinigte Brauch- oder Abwasser wird über die Mediumzulei¬ tung 31 einer zweiten Stufe, bestehend aus einem Magnetschei¬ der III nach Fig. 4 und 5 über eine Pumpe 58 zugeführt. Dem Magnetscheider III, der die feinen magnetischen Teilchen aus dem zugeführten Medium ausscheidet, ist über ein Magnetven¬ til 48 ein von einer Pumpe 53 mit Fremdmedium oder gereinig¬ tem Wasser gespeister Vorratsbehälter 49 zugeordnet, der, wie vorbeschrieben, die Durchtrittskanäle 37 vor der Zufuhr von zu reinigendem Medium- bis zu ihrer Oberkante mit Fremd¬ medium oder gereinigtem Wasser füllt, während das in der Mediumableitung 40 befindliche Magnetventil 45 geschlossen ist. Die Pumpe 53 speist den Vorratsbehälter 49 mit vorge¬ reinigtem Brauch- oder Abwasser.
    [0071] Die Anwendung der Magnetscheider der ersten und zweiten Stu¬ fe ist an das Ausführungsbeispiel nicht gebunden. Es ist sowohl möglich, in der ersten Stufe zwei Magnetscheider wechselweise im Parallelbetrieb einzusetzen und diesen zwei Magnetscheider der zweiten Stufe nachzuordnen, die ebenfalls wechselweise im Parallelbetrieb arbeiten. Auch ist bei Be¬ darf nur eine der beiden Magnetscheiderstufen verwendbar. Auch können ein Magnetscheider der ersten Stufe und ein Mag¬ netscheider der zweiten Stufe in Reihe geschaltet für einen diskontinuierlichen Betrieb eingesetzt werden.
    权利要求:
    Claims
    Patentansprüche:
    1. Verfahren zum Abscheiden von Sinter oder dergleichen mag¬ netisch artverwandten Teilchen aus Brauch- oder Abwasser der eisen- oder stahlerzeugenden und -weiterverarbeiten¬ den -Industrie, wobei die magnetischen Teilchen mittels eines quer zur Fließrichtung des die Teilchen führenden Mediums gerichteten elektromagnetischen Kraftfeldes längs der Fließrichtung festgehalten und nach dem Abschalten des Kraftfeldes ausgeschieden werden, dadurch gekennzeichnet, daß das zu reinigende Medium auf einen oder mehrere mag¬ netisch in Reihe geschaltete Durchtrittskanäle verteilt wird, diese in etwa senkrechter Richtung durchläuft, innerhalb derer die magnetischen Teilchen etwa über die Kanallänge direkt der Wirkung inhomogener Felder unter¬ worfen, anhaftend gehalten und durch Unterbrechen des Kraftfeldes unter Schwerkraftwirkung nach unten abfallend aus der Mediumführung in zeitlichen Abständen durch öff¬ nen der Mediumführung im Bereich der abfallenden magne¬ tischen Teilchen entfernt werden.
    2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Teilchen innerhalb der Durchtritts¬ kanäle an vom magnetischen Fluß magrietisierten, inhomo¬ gene Kraftfelder bildenden Körpern aus magnetisch wei¬ chem Material anhaftend gehalten werden. :-
    3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
    OMPI daß die Durchtrittskanäle (7, 37) nach Art der kommuni¬ zierenden Röhren vor der Zufuhr des zu reinigenden Mediums mit. einem Fremdmedium und/oder mit gereinigtem Medium an¬ gefüllt werden und daß während des Betriebes der Flüssig¬ keitsspiegel erhalten bleibt.
    4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zum Abscheiden von magnetischen Teilchen aus einem zu reinigenden Medium, bestehend aus einem schaltbaren Elektromagneten mit einem Kern, dessen Polschuhpaare etwa senkrecht zur Fließrichtung des Mediums angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetscheider aus einem oder mehreren _hydrau- lisch parallelen, in etwa senkrechter Ebene verlaufenden Durchtrittskanälen (7, 37) gebildet wird, deren Wandungs- flächen einander gegenüberliegend von magnetisch in Reihe liegenden Polschuhpaaren (4, 4 a; 5, 5 a bzw. 34, 34 a) bzw. deren Stirnseiten einerseits und diese seitlich ver¬ bindenden sowie nach außen hin abschließenden Platten (9, 39) aus diamagnetischem Material andererseits gebil¬ det werden, die Durchtrittskanäle (7, 37) fallrohrartig mit der Mediumzu- und -ableitung (1, 10 bzw. 31, 40) ver¬ bunden sind und unterhalb der Durchtrittskanäle (7 bzw.' 37) in der Mediumableitung (10 bzw. 40) verschließbare Öffnungen (12, 42) zur Abfuhr der magnetischen Teilchen angeordnet sind.
    5. Einrichtung nach Anspruch 4 für die erste Magnetscheider- stufe bzw. zum Abscheiden von größeren magnetischen Teil-
    -chen, dadurch gekennzeichnet, daß die die Wandung der Durchtrittskanäle (7) bildenden Stirnseiten der inneren Polschuhe (4 a, 5 a) konvex und die der äußeren Polschuhe (4, 5) konkav ausgebildet sind, wodurch die Durchtrittskanäle (7) Querschnitte aufwei¬ sen, deren Formen zu den inneren Polschuhen (4 a, 5 a) hin gerichtete Feldstärkegradienten ermöglichen.
    Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittskanäle (7) von den Stirnseiten der
    Polschuhpaare (4, 4 a bzw. 5, 5 a) und den Platten (9) begrenzt einen etwa halbkreisförmigen Ringquerschnitt bilden.
    Einrichtung nach Anspruch 4 für die zweite Magnetschei- derstufe bzw. zum Abscheiden kleiner magnetischer Teil¬ chen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden Polschuhe (34, 34 a) gemeinsam mit seitlich verbindenden und nach außen hin abschließenden Platten (39) aus diamagnetischem Material einen oder mehrere Durchtrittskanäle (37) bilden, die ein räumliches Stabgitter (38). aufnehmen.
    Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Durchtrittskanäle (37) quadra¬ tisch oder rechteckig ausgebildet ist. i
    Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß längs der beiden Schenkel (3 b bzw. 33 b) und der Verbindungsteile (3 c, 3 e bzw. 33 c) des Elektromagne¬ ten mehrere Polschuhpaare (4, 4 a; 5, 5 a bzw. 34, 34 a)
    O WI mit mehreren zueinander parallel verlaufenden Durch¬ trittskanälen (7, 37) angeordnet sind.
    10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittskanäle (7 bzw. 37) gruppenweise in zwei Magnetscheidern parallelgeschaltet und wechselwei¬ se betreibbar sind.
    11. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mediumzu- und -ableitung (1, 10 bzw. 31, 40) oberhalb bzw. unterhalb des Magnetscheiders je ein Ab¬ sperrventil (2, 15 bzw. 15 a, 45) zugeordnet ist und vor dem unterhalb des Magnetscheiders angeordneten Absperr¬ ventil (15, 45) der Mediumableitung über ein weiteres Absperrventil (18, 48) ein Vorratsbehälter (19, 49) mit Fremdmedium oder gereinigtem Wasser mit zugeordneter Druckpumpe (23, 53) und Füllstandsregelung (21, 51) zu¬ schaltbar ist.
    12. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß längs der Mediumableitung (10, 40) an deren Unter¬ seite im Bereich unterhalb der Durchtrittskanäle (7, 37) dichtend abschließbare Klappen oder Schieber (12, 42) angeordnet sind, denen ein Fördermittel (14, 44) zur Sinterabfuhr unterhalb und parallel zur Mediumableitung (10, 40) zugeordnet ist.
    13. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Kern (3 a, 33 a) aufsitzende Magnetspule (3, 33) oder eine weitere aufsitzende Magnetspule als Hilfsspule (25, 55) zur Aufhebung der Remanenz bei abge¬ schaltetem Speisegerät (S.) zum Ausscheiden des Sinters von einem Speisegerät (S~) mit Wechselstrom mit abneh¬ mender Amplitude gespeist wird.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    EP0027455A1|1981-04-29|
    DE2916634A1|1980-11-13|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1980-10-30| AK| Designated states|Designated state(s): JP US |
    1980-10-30| AL| Designated countries for regional patents|Designated state(s): AT DE FR GB SE |
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    1981-04-29| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1980900769 Country of ref document: EP |
    1981-11-21| WWW| Wipo information: withdrawn in national office|Ref document number: 1980900769 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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