專利名稱：固體材料分離器的制作方法
技術領域：
本發明涉及固體材料分離器，用于將固體材料顆粒從含有該顆粒和液體的混合物中進行分離。
背景技術：
這種固體材料分離器從現有技術中公知并例如用于從含有顆粒的洗液中分離鐵氧體顆粒。
特別是這種固體材料分離器以滾筒式磁性分離器的方式公知。在這種滾筒式磁性分離器中，將含有鐵氧體顆粒的液體裝入一容器內，該容器內有一浸入液體中的磁輥。在磁輥旋轉期間，鐵氧體顆粒附著在磁輥的表面，并在該表面上被一直輸送到一固定刮板，由該刮板將顆粒從磁輥表面刮落。
這種滾筒式磁性分離器的缺點是，磁輥上也附著有液體，這些液體與鐵氧體顆粒被刮板共同刮落，以至于沒有達到顆粒與液體的完全分離。
發明內容
本發明的目的因此在于，提供一種開始所述類型的固體材料分離器，該分離器可以提高固體材料顆粒與液體的分離。
該目的在一種具有權利要求1前序部分所述特征的固體材料分離器中依據本發明由此得以實現，即固體材料分離器包括收集容器，該收集容器可從上料位置移動到液體排放位置，含有顆粒和液體的混合物在上料位置可以被引入收集容器，在液體排放位置液體至少可以部分從收集容器排放，收集容器還包括產生磁場的裝置，通過該磁場阻擋處于收集容器內液體排放位置上的顆粒。
依據本發明的固體材料分離器可以特別有效地從含有顆粒和液體的混合物中分離出磁性或者可磁化材料的固體材料顆粒。
依據本發明的固體材料分離器可以將固體材料顆粒與液體分離，而為此無需使用過濾裝置。
特別是該固體材料分離器也適用于從液體中分離精細顆粒。
即使在粒度小于10μm的情況下，無需過濾輔助裝置也能將固體材料顆粒與液體分離。
其中含有所要分離的固體材料顆粒的液體可以是任意的液體。
例如在考慮之列的有水，水浸液，乳濁液，冷卻潤滑液或者油。
依據本發明的固體材料分離器特別適用于處理液體和含有鐵氧體成分的泥漿，例如灰口鑄鐵泥漿，處理含有高顆粒成分的洗液和處理來自例如回沖過濾器，超濾設備等過濾系統的濃縮物。
在依據本發明固體材料分離器的一優選構成中，收集容器可從上料位置旋轉到液體排放位置。
為了能夠以簡單方式從收集容器回收所分離的固體材料，具有優點的是收集容器可從液體排放位置和/或從上料位置移動到固體材料回收位置，在該固體材料回收位置內可從收集容器回收所分離的固體材料。
特別是收集容器可從液體排放位置和/或從上料位置旋轉到固體材料回收位置。
可以特別簡單卸空收集容器的是，分離的固體材料在固體材料回收位置上可通過重力作用從收集容器回收。
為接收收集容器中的固體材料，最好具有設置在收集容器下面的固體材料容器。
用于產生磁場的裝置特別是可以包括至少一個固定設置的，也就是不隨同收集容器移動的磁性元件。
這種磁性元件例如可以作為電磁鐵構成。
但在本發明的一優選構成中，至少一個磁性元件作為永磁磁性元件構成。由此提高固體材料分離器的工作可靠性。
為使由產生磁場的裝置產生的磁場能夠盡可能不受削弱地進入收集容器的內部空間，最好收集容器由非磁性材料構成。
特別有益的是收集容器由非磁性金屬材料，例如由VA-鋼構成。
為能夠使收集容器內分離的固體材料干燥，在固體材料分離器的一優選構成中，固體材料分離器包括用于收集容器加熱的加熱裝置。
這種加熱裝置特別是固定設置，也就是這樣設置，使該加熱裝置不隨同收集裝置移動。
為了在固體材料分離器的任何工作階段都能對收集容器加熱，有益的是收集容器具有至少一個側壁，該側壁在收集容器的任何位置上均與加熱裝置鄰接。
加熱裝置可以任何適用的方式構成并包括例如電阻加熱裝置。
但在本發明的一優選構成中，加熱裝置包括熱交換器。
為易于從收集容器中排放液體，收集容器可以具有排放壁和與該排放壁相對的壁，其中，在收集容器的上料位置，排放壁中間略高于與收集容器排放壁相對的壁。
為阻止從收集容器流出的液體到達收集容器的外壁上，在收集容器排放壁的邊緣上可以設置與排放壁垂直的排泄壁。
權利要求17提出一種液態介質處理設備，該設備包括至少一個依據本發明的固體材料分離器和至少一個蒸發裝置，用于至少部分蒸發從固體材料分離器排放的液體。
這種液態介質處理設備可以通過蒸發處理與固體材料顆粒分離的殘余液體。
從蒸汽中獲取的液態介質的冷凝液可以重新使用，特別是可以返回液態介質的循環系統。
作為蒸發裝置特別是可以使用如DE 35 12 207 A1所介紹的用于水狀，含油或者含油脂清洗溶液再處理的裝置。
為至少部分回收為蒸發由固體材料分離器排放的液體加熱所使用的熱量，有益的是固體材料分離器包括熱交換器，并將蒸發裝置的蒸汽至少部分輸送到該熱交換器。熱交換器可以作為固體材料分離器收集容器的加熱裝置使用，從而借助于從蒸汽中回收的熱量可以加熱和干燥固體材料分離器收集容器內分離的固體材料。
此外，為減少固體材料分離器中必須與固體材料顆粒分離的液量，液態介質處理設備包括至少一個磁性分離器，借助于該磁性分離器提高輸送到固體材料分離器的混合物內固體材料顆粒的濃度。
這種磁性分離器例如可以例如按DE 100 06 262 A1所介紹的磁性分離器構成。
本發明的其他特征和優點為下列說明和一實施例圖示的主題。其中圖1示出液態介質處理設備的流程示意圖；圖2示出圖1液態介質處理設備的固體材料分離器處于固體材料分離器上料位置的側視圖；圖3示出圖2固體材料分離器處于圖2中從箭頭3所示方向觀察上料位置的前視圖；圖4示出圖2固體材料分離器處于液體排放位置的側視圖；圖5示出圖4固體材料分離器處于圖4中從箭頭5所示方向觀察液體排放位置的前視圖；圖6示出圖2和4固體材料分離器處于固體材料回收位置的側視圖；圖7示出圖6固體材料分離器處于圖6中從箭頭7所示方向觀察固體材料回收位置的前視圖；相同的或者功能相同的部件在所有附圖中均采用相同的附圖符號標注。
具體實施例方式
圖1中整體示出和采用100標注的液態介質處理設備包括容器102，該容器內含有所要處理的液態介質，例如含有鐵氧體顆粒的洗液。
從容器102一里面設置液壓泵106和熱交換器108的液體輸送管104通到支路110。
從支路110借助于截止閥114a可關閉的第一輸送管112a通到第一磁性分離器116a的入口，而借助于截止閥114b可關閉的第二輸送管112b通到第二磁性分離器116b的入口。
第一磁性分離器116a包括基體118，該基體包括圓柱體的上段120和向下錐形變細的下段122。
基體118的上端通過蓋124封閉，從蓋的下面一個與基體118的上段120同軸的內管126伸入構成基體118收集室128的內腔內。
在基體118的下端上設置閘閥130，通過該閘閥收集室128可與設置在閘閥130下面的泄流閥132分離。
在泄流閥132的下端上設置滑閥134，通過該滑閥泄流閥132可與設置在滑閥134下面的排出管136分離。
此外，第一磁性分離器116a包括多個磁性元件138，它們可從圖1所示的磁性元件138與基體118相距的靜止位置，進入圖1在第二磁性分離器116b中所示的磁性元件138緊貼在磁性分離器基體118上的工作位置。
基體118由例如VA-鋼的非磁性金屬材料構成，從而由磁性元件138產生的磁場在磁性元件138處于工作位置時向收集室128內延伸。
在第一磁性分離器116a基體118的上段120內具有出口，從該出口借助于截止閥142a可關閉的第一排泄管140a通到共用導向裝置144。
第二磁性分離器116b與上述第一磁性分離器116a同樣構成并具有出口，該出口通過借助于截止閥142b可關閉的第二排泄管140b與共用導向裝置144連接。
兩個磁性分離器116a，116b因此彼此并行連接，在液態介質處理設備100工作時交替由來自容器102的所要處理的液態介質流過。
在圖1示出的情況下，截止閥114a和142a關閉，而截止閥114b和142b打開，從而由液壓泵106從容器102唧出的液態介質通過熱交換器108，通過第二磁性分離器116b的收集室128并從那里流向共用導向裝置144并通過液體回流管146返回容器102。
液態介質的流動方向在圖1中通過箭頭148表示。
第二磁性分離器116b在圖1所示的情況下處于收集階段，在該階段磁性元件138處于基體118上其工作位置內，從而流經收集室128的液態介質中所含的鐵氧體顆粒被阻擋在由磁性元件138所環繞的收集區148內。
如果第二磁性分離器116b的收集區148內顆粒淤渣150聚集很多，以至于其體積幾乎相當于閘門室132的內容積，那么第二磁性分離器116b的收集階段結束。
截止閥114b和142b關閉，而截止閥114a和142a打開，從而此時來自容器102的液態介質流經第一磁性分離器116a。因此第一磁性分離器116a進入其收集階段，在該階段磁性元件138處于基體118上其工作位置內。
在此期間第二磁性分離器116b進入沉降階段，在該階段磁性元件138從工作位置進入它們不再將鐵氧體顆粒保持在收集區148內的靜止位置，隨后閘閥130打開，由此處于收集室128上端的氣墊減壓，并引起設置在氣墊下面的流體柱脈動式運動，通過該運動鐵氧體顆粒基本上完全與收集區148內基體118的內側分離。分離的顆粒在重力的作用下通過收集室128下降，并通過打開的閘閥130進入下端通過滑閥134封閉的閘門室132。
只要全部顆粒淤渣150基本上從收集區148進入閘門室132，第二磁性分離器116b的沉降階段通過關閉閘閥130結束。
在第二磁性分離器116b隨后的卸料階段打開滑閥134，從而閘門室132內含有來自收集室128殘余液體的顆粒共同通過排出管136向下傾瀉。
如果第一磁性分離器116a結束其收集階段，第二磁性分離器116b重新開始其收集階段，第二磁性分離器116b新的工作循環開始。
在每個磁性分離器116a，116b的下面各自設置一個固體材料分離器152，該固體材料分離器的作用是將通過排出管136進入的顆粒與同時帶來的液體進行分離，下面借助附圖2-7進行詳細說明。
每個固體材料分離器152包括一個收集容器154，該收集容器具有兩個基本上平面的，基本上彼此對準構成的，彼此平行相對的并沿收集容器154的旋轉軸156彼此相距的側壁158。
兩個側壁158借助于一個基本上徑向對準旋轉軸156的底壁160，一個從底壁160的徑向外端基本上與底壁160垂直延伸的前壁162，一個從底壁160的徑向內端延伸并與底壁160的上側成鈍角α的后排放壁164和一個連接在排放壁164遠離底壁160的外端上并從排放壁164基本上垂直向下延伸的排泄壁166相互連接。
底壁160，前壁162，排放壁164和排泄壁166共同利用帶有側壁158與排放壁164連接區域的前壁162構成一個收集槽168，該收集槽在其與底壁160相對的面上具有穿透孔170，該穿透孔以前壁162或排放壁164的上邊緣并以兩個側壁158為界。
如從圖3可以最清楚地看到的那樣，第一旋轉軸部件172a從圖3左側示出的側壁158a的外側沿旋轉軸156向外延伸，該旋轉軸部件環繞旋轉軸156可旋轉支承在(僅示意示出的)第一軸承174a內。
第二旋轉軸部件172b從圖3右側示出的側壁158b的外側沿旋轉軸156向外延伸，該旋轉軸部件環繞旋轉軸156可旋轉支承在第二軸承174b內。
作用于第二旋轉軸部件172b外端上的是一旋轉傳動裝置176，借助于該裝置旋轉軸部件172b并由此與旋轉軸部件172b固定連接的收集容器154的另一部件可環繞旋轉軸156旋轉。
在收集容器154的下面固定設置一個(向上敞開的)固體材料容器178。
在固體材料容器178后壁180的上邊緣上設置一個(在圖2，4和6中僅部分示出的)用于收集槽178排放液體的收集漏斗182。
在收集漏斗182的上端固定一個設置在收集容器154側壁158之間的檔塊184，用于限制收集容器154的旋轉行程。
檔塊184可以包括彈性材料，以緩解收集容器154對檔塊184的沖擊。
此外，固體材料分離器152還包括固定設置在收集容器154側壁158之間的加熱裝置186，該裝置具有兩個側加熱面188，與各自鄰接的收集容器154的側壁158接觸，還具有一個上加熱面189，在下面介紹的收集容器154的液體排放位置上與排放壁164的外側接觸。
通過這些加熱面188可以將熱量從加熱裝置186傳遞到(可相對于加熱裝置186旋轉的)側壁158上。
在這里所介紹的實施例中，加熱裝置186作為蒸汽流經的熱交換器構成。
此外，固體材料分離器152包括多個磁性元件190，它們以分布在收集容器154旋轉軸156上面的基本上水平的兩排對著收集容器154的兩側設置并與側壁158的外側鄰接。
收集容器154由例如VA-鋼的非磁性金屬材料組成，從而由磁性元件190產生的磁場向收集容器154側壁158之間的空隙內延伸。
磁性元件190特別是可以作為永久磁鐵構成。
收集容器154可以借助于旋轉傳動裝置176進入三個不同的工作位置，即圖2和3示出的上料位置，圖4和5示出的液體排放位置和圖6和7示出的固體材料回收位置。
在圖2和3示出的上料位置中，收集容器154這樣定向，使收集槽168的底壁160基本上水平，磁性分離器116a或116b與固體材料分離器152對應設置在固體材料分離器152上面的排料管136的縱軸線穿過收集容器154的側壁158之間對準收集槽168的穿透口170。
在磁性分離器116a或116b設置在固體材料分離器152上面的滑閥134打開之前，收集容器154進入上料位置。
在滑閥134打開后，相關磁性分離器閘門室132內含有的顆粒連同閘門室132內含有的液體通過排料管136進入收集槽168。
收集容器154在對應磁性分離器的多個卸料階段保持在上料位置上，直至收集槽168的料位192幾乎達到前壁162或排放壁164的上邊緣。
在該上料階段期間，注入收集槽168內的鐵氧體顆粒由于磁性元件190產生的磁場的作用附著在收集槽168的側壁上。
如果達到了收集槽168的最大料位，收集容器154借助于旋轉傳動裝置1 76緩慢地(從圖2的觀察方向所見)逆時針從上料位置旋轉到圖4和5所示的液體排放位置，在該位置上收集槽168的排放壁164緊貼在加熱裝置186的上加熱面189上并這樣向水平面傾斜，使其徑向外邊緣處于排放壁164靠近底壁160的邊緣上面，從而排放壁164在該位置上具有對準排泄壁166的坡度。
因此，在該液體排放位置上收集槽168內含有的液體通過排放壁164和排泄壁166從收集槽168排放到收集漏斗182內。
但收集槽168內含有的鐵氧體顆粒通過磁性元件190產生的磁場的作用，在液體排放位置上仍被阻擋在收集槽168的側壁158上，從而它們沒有進入收集漏斗182。
在基本上全部液體從收集槽168排放后，收集容器154借助于加熱裝置186加熱，從而將存留在收集槽168內的固體材料干燥。
在液體排放位置內預先規定的對收集槽168內固體材料所要求的干燥足夠的停留時間后，收集容器借助于旋轉傳動裝置176(在圖4觀察方向所見)順時針從液體排放位置進入圖6和7所示的固體材料回收位置，在該位置上收集槽168的底壁160從下面緊貼在檔塊184上，收集槽168的穿透孔170向下對準，從而固體材料顆粒在重力的作用下從收集槽168通過穿透孔170進入固體材料容器178。
在固體材料回收位置，整個收集槽168處于收集容器154沒有設置磁性元件190的旋轉軸156的下面，從而鐵氧體顆粒在固體材料回收位置上沒有通過磁場被阻擋在收集槽168的側壁上。
在收集槽168基本上完全卸空后，收集容器154借助于旋轉傳動裝置176(在圖2觀察方向所見)逆時針回旋到上面已經介紹的上料位置，以接受新的固體材料顆粒和液體。
如從圖1可看到的那樣，與固體材料分離器152對應的收集漏斗182通過各自一個液體排放管194a，194b與共用導向裝置196連接，從該裝置一輸送管198通到蒸發器200的入口。
輸送管通到蒸發器200的沸騰區202內，該蒸發區與蒸發器的集油室204通過帶有溢出 208的隔板206隔開。
將沸騰區202加注到帶有浸入加熱裝置214液池212的池液面210，利用該加熱裝置可將液池212內的液體加熱到高于其沸騰點。
沒有被阻擋在收集容器154內，隨著從固體材料分離器152排放的液體進入蒸發器200沸騰區202內的非磁性固體材料顆粒沉積在沸騰區202的底部，可以從那里通過閥門216取出。
來自固體材料分離器152液體中含有的油成分由于其單位重量較小，在液池212的上面形成油層，該含油相從那里通過溢出口208進入蒸發器200的集油室204。
通過將液體蒸發在液池212中形成所要處理液體的蒸汽，通過設置在蒸發器200上面的一個出口進入蒸汽排放管道218，并從那里進入熱交換器108的蒸汽側，在該蒸汽側蒸汽向從容器102唧出的液態介質提供熱量并與此同時冷凝。
來自熱交換器108的冷凝液通過冷凝液管220進入冷凝液收集容器222。
從蒸汽排放管218分支出蒸汽分支管224a，224b，通過該分支管來自蒸汽排放管218的蒸汽可輸送到作為收集容器154的熱交換器構成的加熱裝置186。
蒸汽在加熱裝置186內向固體材料分離器152的收集容器154提供熱量，用于干燥收集槽168內的固體材料并與此同時冷凝。
冷凝液通過冷凝液排放管226a，226b進入共用導向裝置228，從該導向裝置一冷凝液管230通到冷凝液收集容器222。
來自冷凝液收集容器222的冷凝液通過里面設置冷凝液泵232的冷凝液回輸管230輸送到容器102內。
因此連續從容器102提取所要凈化的液態介質，并將凈化過的液態介質通過液體回輸管146以及通過將來自冷凝液收集容器222再次處理過的冷凝液蒸餾通過冷凝液回輸管230輸送。
按照這種方式，容器102內的液體介質得到連續凈化和再次處理。
圖1中通過箭頭232示出從固體材料分離器152排放的液體、從蒸發器200逸出的蒸汽和從熱交換器108，186回輸的冷凝液的流動方向。
權利要求
1.固體材料分離器，用于將固體材料顆粒從含有該顆粒和液體的混合物中進行分離，其特征在于，該固體材料分離器(152)包括收集容器(154)，該收集容器(154)可從上料位置移動到液體排放位置，含有顆粒和液體的混合物可以從該上料位置引入收集容器(154)，在該液體排放位置液體至少可以部分從收集容器(154)排出，固體材料分離器(152)還包括產生磁場的裝置，通過該磁場至少部分阻擋處于收集容器(154)內液體排放位置上的顆粒。
2.按權利要求1所述的固體材料分離器，其中，收集容器(154)可從上料位置旋轉到液體排放位置。
3.按權利要求1或2所述的固體材料分離器，其中，收集容器(154)可從液體排放位置和/或從上料位置移動到固體材料回收位置，在該位置可從收集容器(154)回收所分離的固體材料。
4.按權利要求3所述的固體材料分離器，其中，收集容器(154)可從液體排放位置和/或從上料位置旋轉到固體材料回收位置。
5.按權利要求3或4所述的固體材料分離器，其中，所分離的固體材料在固體材料回收位置上可通過重力作用從收集容器(154)回收。
6.按權利要求3-5之一所述的固體材料分離器，其中，在收集容器(154)的下面具有固體材料容器(178)，用于接收從收集容器(154)回收的固體材料。
7.按權利要求1-6之一所述的固體材料分離器，其中，產生磁場的裝置包括至少一個固定設置的磁性元件(190)。
8.按權利要求1-7之一所述的固體材料分離器，其中，產生磁場的裝置包括至少一個作為永磁元件構成的磁性元件。
9.按權利要求1-8之一所述的固體材料分離器，其中，收集容器(154)由非磁性材料，最好由非磁性的金屬材料構成。
10.按權利要求1-9之一所述的固體材料分離器，其中，固體材料分離器(152)包括用于加熱收集容器(154)的加熱裝置(186)。
11.按權利要求10所述的固體材料分離器，其中，加熱裝置(186)固定設置。
12.按權利要求10或11所述的固體材料分離器，其中，收集容器(154)具有至少一個側壁(158)，該側壁(158)在收集容器(154)的任何位置上均與加熱裝置(186)鄰接。
13.按權利要求10-12之一所述的固體材料分離器，其中，加熱裝置(186)包括熱交換器。
14.按權利要求13所述的固體材料分離器，其中，加熱裝置(186)包括由蒸汽流經的熱交換器。
15.按權利要求1-14之一所述的固體材料分離器，其中，收集容器(154)具有排放壁和與該排放壁相對的另一壁(162)，處于收集容器(154)液體排放位置的液體沿該排放壁從收集容器(154)排放，其中，在收集容器(154)的上料位置，排放壁(164)中間略高于與排放壁(164)相對的另一壁(162)。
16.按權利要求15所述的固體材料分離器，其中，在排放壁(164)的邊緣處設置與排放壁(164)垂直對齊的排泄壁(166)。
17.液態介質處理設備，包括至少一個按權利要求1-16之一所述的固體材料分離器(152)和至少一個蒸發裝置(200)，該蒸發裝置(200)用于至少部分蒸發從固體材料分離器(152)排放的液體。
18.按權利要求17所述的液態介質處理設備，其中，固體材料分離器(152)包括熱交換器(186)并將來自蒸發裝置(200)的蒸汽至少部分輸送到該熱交換器(186)。
19.按權利要求17或18所述的液態介質處理設備，其中，液態介質處理設備(100)包括至少一個磁性分離器(116a，116b)，借助于該磁性分離器(116a，116b)提高所要處理的液態介質中固體材料顆粒的濃度。
全文摘要
固體材料分離器，用于將固體材料顆粒從含有顆粒和液體的混合物中進行分離，該分離器可以提高固體材料顆粒與液體的分離，為此提出，固體材料分離器包括收集容器，它可從上料位置移動到液體排放位置，在上料位置處含有顆粒和液體的混合物可以被引入收集容器，在液體排放位置處液體至少可以部分從收集容器排出，固體材料分離器還包括產生磁場的裝置，通過該磁場至少部分阻擋處于收集容器內液體排放位置上的顆粒。
文檔編號B03C1/08GK1691982SQ200380100455
公開日2005年11月2日 申請日期2003年11月3日 優先權日2002年11月6日
發明者埃貢·卡斯克 申請人:杜爾艾科克林有限公司