JP6283084B2 - 乾式振動磁気フィルタ用の改良物質分離回収マトリックス - Google Patents

Description

粉末から微細な強磁性および常磁性粒子を除去するのに使用される多くの種類の磁気分離装置がある。１つの特定の種類の分離器である乾式振動磁気フィルタ（ＤＶＭＦ）は、マトリックスアセンブリを形成するように共に積み重ねられた様々な磁化可能なグリッドを利用する。このマトリックスアセンブリは、非常に強い磁場勾配を生成し、それは、ＤＶＭＦを通る粉末から微細な強磁性および常磁性粒子を除去する。ＤＶＭＦは、開口ボアを有する、鉄‐クラッド、ＤＣ、電磁コイルである。このボアにあるのは、マトリックスアセンブリを保持するキャニスタである。マトリックスアセンブリは、積み重ねられた一連の積層マトリックスを備え、それは、典型的に定位置に保持され、マトリックスアセンブリの中心を通る単一ロッドによってつるされる。キャニスタは、ＤＶＭＦを通る微粉の流れを促進するように振動する。ボアに存在する磁場は、マトリックスアセンブリに高い磁場勾配を誘起し、それは磁性粒子を捕捉および保持する。

提示されるものは、改良金属グリッドマトリックスおよびＤＶＭＦのマトリックスアセンブリ用容器を備える。マトリックスは、多数の回収点を提供する。マトリックスの開口断面領域は、高い処理能力を可能にする。容器は、汚れたまたは摩耗したマトリックスアセンブリの迅速な交換を可能にする。マトリックス構築は、自動構築技術に容易に適合するようになっている。

提示されるのは、乾式振動磁気フィルタであって、積層マトリックススタックを含むキャニスタアセンブリと、キャニスタアセンブリをつるすスプリングサスペンションと、キャニスタアセンブリを振動させる振動駆動と、を備える乾式振動磁気フィルタである。積層マトリックススタックは、複数の磁化可能なマトリックスグリッドを備える。それぞれの磁化可能なマトリックスグリッドは、フェライト系ステンレス鋼またはオーステナイト系ステンレス鋼のうちの１つである外周リングを備える。それぞれの磁化可能なマトリックスグリッドは、複数の被切断管を備え、それぞれの被切断管が、外周リング内につるされる縦方向に単層で配置され、外周リングの断面領域を充填する。外周リングは、第１の長さを有し、それぞれの被切断管は、前記の第１の長さ未満である第２の長さを有する。この長さの差は、外周リングの外縁と、それぞれの被切断管の上下と、の間に間隙を作り出す。それぞれの被切断管は、少なくとも１つの他の被切断管に、または外周リングに、取り付けられる。積層マトリックススタックは、磁化可能なマトリックスグリッドの交互層を備え、磁化可能なマトリックスグリッドの交互層は、フェライト系ステンレス鋼またはオーステナイト系ステンレス鋼のいずれか一方を備える。被切断管は、円形、正方形、長方形、または他の形状のうちの１つである断面を有する。乾式振動マトリックスフィルタのキャニスタアセンブリは、積層マトリックススタックを収容するマトリックスケースを備えてよい。

当業者は、この発明が示されているのと異なる実施形態が可能であること、およびこの発明の範囲から逸脱することなく装置および方法の詳細を様々な仕方で変更できること、を理解する。従って、図面および説明は、この発明の趣旨および範囲を逸脱しないそのような同等の実施形態を含むと見なされる。

この発明のより完全な理解と評価のために、およびその多くの利点について、添付図面と合わせられて以下の詳細な説明が参照される。

キャニスタアセンブリの内部部品を示す乾式振動磁気フィルタの切抜図である。 図１のキャニスタアセンブリの分解図である。 図１の積層マトリックススタックの斜視図である。 図１のキャニスタの斜視図である。 図１のマトリックスケースの斜視図である。 図１のアダプタの斜視図である。 図１の磁化可能なマトリックスグリッドの上面図である。 図７の磁化可能なマトリックスグリッドの断面図である。 従来技術の磁化可能なマトリックスグリッドの上面図である。 従来技術の磁化可能なマトリックスグリッドの上面図である。 従来技術の磁化可能なマトリックスグリッドの上面図である。

図面に関し、符号は、図示および記載されているいくつかの実施形態および図面を通じて同じまたは対応する部分を示すのに使用されるものもある。対応する部分は、小文字を伴って異なる実施形態で表される。図に描かれている形態または機能において対応する部分の変形が、記載されている。実施形態における変形は、本発明から逸脱せずに一般に置き換えることができる。

図１は、鉱業、調剤、素材、および食品産業で物質を処理するのに使用されるＤＶＭＦ１０を示す。処理物質は、通常は乾燥したままであり、典型的に微細な強磁性および常磁性汚染物を含有し、それは、ＤＶＭＦが除去することを目的とするものである。物質は、ほとんどの場合微細であって自由に流れない。ＤＶＭＦ１０は、スプリングサスペンション１４からつるされているキャニスタアセンブリ１２を備える。振動駆動１６は、乾燥粉末がキャニスタアセンブリ１２を通る際に、スプリングサスペンション１４がキャニスタアセンブリ１２を振動させるようにする。この振動は、乾燥粉末を分離する手段を提供する。ＤＶＭＦ１０内の積層マトリックススタック２２は、振動駆動１６によってキャニスタアセンブリ１２が振動する際に通過する物質内の強磁性および常磁性汚染物を引き付けて除去するように磁化される。本明細書で論じられるシステムは乾燥物質の分離に焦点を合わせているが、高粘度のスラリーに首尾よく適用され得ることが期待される。

図２は、キャニスタアセンブリ１２の分解図であり、キャニスタアセンブリ１２は、キャニスタ１８と、キャニスタアセンブリ１２をＤＶＭＦ１０に取り付けることができるようにするアダプタ２０と、を備える。キャニスタアセンブリ１２は、複数の磁化可能なマトリックスグリッド２４（以下でより詳細に論じられる）を備える積層マトリックススタック２２（図３に示されている）を保持する。この実施形態では、マトリックスケース２６が追加され、積層マトリックススタック２２が、清掃や交換のためにＤＶＭＦ１０から全体として取り付けおよび取り外しができるようになっている。積層マトリックススタック２２を収容するこの配置は、利用できる断面領域を増加させ、乾燥粉末スループットを向上させる。積層マトリックススタック２２を定位置に保持する他の方法があり得る。

図３に示されるように、積層マトリックススタック２２は、上下に重なった複数の磁化可能なマトリックスグリッドを備える。図４は、キャニスタ１８の斜視図を示す。キャニスタ１８は、フランジ付き上部３０を有する中空円筒体２８を備え、フランジ付き上部３０は、マトリックスケースをＤＶＭＦ１０に取り付けるのに使用される一連のボルト３２を収容する。図１に見られるように、キャニスタ１８は、ＤＶＭＦ１０の本体に直接取り付けられ、スプリングサスペンション１４および振動駆動１６に接続する。

図５は、ＤＶＭＦ１０に取り付けられるときの積層マトリックススタック２２を保持するマトリックスケース２６の斜視図を示す。マトリックスケース２６は、保持管３４を備え、保持管３４は、キャニスタ１８の中空円筒体２８に入る寸法に作られている。マトリックスケース２６は、一連のボルト開口３８を有するフランジ３６をさらに備える。フランジ３６は、マトリックスケース２６がキャニスタ１８の上部に乗ることができるようにする。ボルト開口３８はキャニスタ１８のボルト３２と整列し、ボルト３２がボルト開口３８を通り、フランジ３６およびフランジ付き上部３０が、ＤＶＭＦ１０が完全に組み立てられたときに、共に固定されるようになっている。積層マトリックススタック２２は、保持管３４の直径に合う寸法に作られている。図５に示されている実施形態では、保持管３４の下部は内側に波形４０にされ、保持管３４の直径を減少させ、積層マトリックススタック２２が滑り落ちるのを防ぐ。これは、単にマトリックスケース２６を取り外しおよび交換することによって、積層マトリックススタック２２をＤＶＭＦ１０から迅速におよび簡単に取り外しおよび交換できるようにする。積層マトリックススタック２２を保持する他の手段が、使用されてよい。

図６は、キャニスタアセンブリ１２の頂部を覆うアダプタ２０の斜視図を示す。アダプタ本体４２は、保持管３４に収まる寸法に作られ、組立キャニスタアセンブリ１２の積層マトリックススタック２２の真上に乗る。上フランジ４４は、一連のねじ４６を有し、一連のねじ４６は、キャニスタ１８にあるボルト３２と整列する。ねじ３６は、アダプタ２０をキャニスタ１８に固定し、キャニスタアセンブリ１２を封鎖する。

図７は、磁化可能なマトリックスグリッド２４の上面図を示し、図８は、図のように断面を示す。図７および８を比べることによって最も良く理解できるように、それぞれの磁化可能なマトリックスグリッド２４は、外周リング４８を備え、外周リング４８は、外周リング４８内に収まるように配置および固定された複数の被切断管５０を有する。外周リング４８は、第１の長さを有する管であり、それぞれの被切断管５０は、第１の長さ未満である第２の長さであり、それぞれの被切断管５０が、外周リング４８内につるされる縦方向に単層で配置され、図７に示されるように外周リング４８の断面領域を充填するようになっている。長さの差は、外周リング４８の外縁と、それぞれの被切断管５０の上下と、の間に間隙５２を作り出す。それぞれの被切断管５０は、少なくとも１つの他の被切断管５０に、または外周リング４８に、取り付けられる。これは、スポット溶接またはマトリックスを共に保持する他の手段によって実現されてよい。

磁化可能なマトリックスグリッド２４の機能にとって重要な特性は、強磁性、鋭角、表面積、充填密度、構造的一体性、コスト、および製品フロースルー能力である。強磁性は、軟鋼または４００系ステンレス（フェライト系）ステンレス鋼の使用で充足されるが、しかしながらそれは適切に適用されなければならない。磁化可能なマトリックスグリッド２４の層をそれらの間にスペースなく共にしっかりと重ねることは、磁力線のシャンティングをもたらし得る。これを防ぐために、積層マトリックススタック２２にあるそれぞれの磁化可能なマトリックスグリッド２４は、フェライト系およびオーステナイト系ステンレス鋼の交互の材料の外周リング４８を有する。間隙５２は、シャンティングをさらに防ぎ、磁気集中を増加させる。被切断管５０のそれぞれ１つは、磁気分離ポテンシャルの強化となる多数の磁気集中点を作り出す。丸い被切断管５０は、磁気集中のポイントを提供するのに使用されるが、正方形、長方形、または他の断面形状のような代わりの容易に利用できる管が、使用可能である。

図９‐１１は、構造化バーグリッド（図９）、ハニカム形状（図１０）、およびエキスパンド金属メッシュ（図１１）である、従来技術の磁化可能なマトリックスグリッドを示す。多くの試験が、エキスパンド金属メッシュ（図１１）およびバーグリッド（図９）と比べて、被切断管（図７）である磁化可能なマトリックスグリッドの利点を示した。

この発明は、いくつかの好ましい実施形態を参照して記載された。多くの変更および修正が、前述の明細書を読んで理解することにより他者に思い当たる。本発明は、添付の請求項またはこれらの請求項の同等の範囲内に入る限りにおいて、全てのそのような修正および変更を含むと解釈されるように意図されている。

Claims (6)

1. 乾式振動磁気フィルタであって、
   積層マトリックススタックを含むキャニスタアセンブリと、
   前記キャニスタアセンブリをつるすスプリングサスペンションと、
   前記キャニスタアセンブリを振動させる振動駆動と、
   を備え、
   前記積層マトリックススタックは、複数の磁化可能なマトリックスグリッドを備え、それぞれの前記磁化可能なマトリックスグリッドは、
   第１の長さを有する外周リングであって、前記外周リングは、フェライト系ステンレス鋼またはオーステナイト系ステンレス鋼のうちの１つを備える外周リングと、
   複数の被切断管と、
   を備え、
   前記複数の被切断管は、
   それぞれの前記被切断管が、前記第１の長さ未満である第２の長さを有し、
   それぞれの前記被切断管が、前記外周リング内につるされる縦方向に単層で配置され、前記外周リングの断面領域を充填し、前記外周リングの外縁と、それぞれの前記被切断管の上下と、の間に間隙を作り出し、
   それぞれの前記被切断管が、少なくとも１つの他の被切断管に、または外周リングに、取り付けられ、
   前記積層マトリックススタックは、前記磁化可能なマトリックスグリッドの交互層を備え、前記磁化可能なマトリックスグリッドの交互層は、フェライト系ステンレス鋼またはオーステナイト系ステンレス鋼のいずれか一方を備える、乾式振動磁気フィルタ。
2. 請求項１の乾式振動磁気フィルタであって、前記キャニスタアセンブリは、前記積層マトリックススタックを含むマトリックスケースをさらに備える、乾式振動磁気フィルタ。
3. 請求項１の乾式振動磁気フィルタであって、前記被切断管は、円形、正方形、または長方形のうちの１つである断面を有する、乾式振動磁気フィルタ。
4. 乾式振動磁気フィルタ用の磁化可能なマトリックスグリッドであって、
   第１の長さを有する外周リングと、
   複数の被切断管と、
   を備え、
   前記複数の被切断管は、
   それぞれの前記被切断管が、前記第１の長さ未満である第２の長さを有し、
   それぞれの前記被切断管が、前記外周リング内につるされる縦方向に単層で配置され、前記外周リングの断面領域を充填し、前記外周リングの外縁と、それぞれの前記被切断管の上下と、の間に間隙を作り出し、
   それぞれの前記被切断管が、少なくとも１つの他の被切断管に、または外周リングに、取り付けられる、
   磁化可能なマトリックスグリッド。
5. 請求項４の磁化可能なマトリックスグリッドであって、前記外周リングは、フェライト系ステンレス鋼またはオーステナイト系ステンレス鋼のうちの１つを備える、磁化可能なマトリックスグリッド。
6. 請求項４の磁化可能なマトリックスグリッドであって、前記被切断管は、円形、正方形、または長方形のうちの１つである断面を有する、磁化可能なマトリックスグリッド。