MÉTODO Y DISPOSITIVO PARA SEPARAR PARTÍCULAS SÓLIDAS EN FUNCIÓN DE UNA DIFERENCIA DE DENSIDAD.

Método para separar partículas sólidas, utilizando un fluido magnético,

y en el que el fluido magnético se hace pasar a través de un campo magnético, a fin de cambiar la densidad efectiva del fluido magnético, y siendo separadas las partículas en fracciones de diferente densidad, caracterizado porque el campo magnético se genera mediante un imán permanente compuesto por bandas con al menos dos orientaciones alternas, en el que la distancia mínima entre la cara superior del imán y el fluido magnético se selecciona de forma que el campo magnético en el fluido magnético sea sustancialmente constante en ambas direcciones horizontales, disminuyendo la intensidad del campo magnético en el fluido magnético exponencialmente en dirección vertical

La presente invención se refiere a un método para separar partículas sólidas utilizando un fluido magnético, en el que dicho fluido se hace pasar a través de un campo magnético para alterar la densidad efectiva del fluido magnético, y separándose las partículas en fracciones de diferente densidad. La presente invención se refiere también a un dispositivo para separar partículas sólidas utilizando un fluido magnético en el que el fluido se hace pasar a través de un campo magnético para alterar la densidad efectiva del fluido magnético, incluyendo dicho dispositivo medios para suministrar el fluido magnético, medios para suministrar las partículas a separar, medios para descargar fracciones con diferente densidad, medios para generar el campo magnético y las necesarias conducciones de suministro y descarga.

Gracias a la patente estadounidense Nº 4062765 se conoce un proceso en el que se lleva a cabo la separación de una mezcla de partículas no magnéticas en función de sus diferentes densidades mediante un fluido magnético, utilizando una multiplicidad de espacios magnéticos creados por una rejilla de polos magnéticos orientados entre sí de tal forma que la polaridad del campo magnético generado en cada espacio se opone a la de cada espacio adyacente. Debido a la necesidad de la presencia de los espacios, las partículas cuya densidad sea superior a la densidad aparente del fluido magnético en los puntos críticos atravesarán el plano de los puntos críticos y se descargarán en dirección descendente, a través de las aberturas de los espacios, en un contenedor situado bajo las mismas. En el fluido magnético se genera un gradiente de campo no uniforme, y dicho gradiente produce en el fluido magnético un componente de fuerza vertical en la dirección opuesta a la gravedad, disminuyendo la magnitud del componente de la fuerza vertical en la dirección opuesta a la gravedad, con unos puntos críticos por debajo de los cuales las curvas de intensidad de campo de fuerza constante del mismo son discontinuas, y por encima de los cuales las curvas de intensidad de campo de fuerza constante son continuas. Un inconveniente que presenta esta configuración es que la magnitud que tiene el campo magnético más fuerte está poblado por la fracción que se hunde, y la figura 5 de dicha patente estadounidense muestra claramente que las partículas de la fracción que flota sólo pueden acercarse, como máximo, a la cota 300, pues de lo contrario corren el riesgo de hundirse, al mismo tiempo que el imán genera fuerzas con una magnitud de 700. Otro inconveniente de dicha configuración lo constituye el hecho de que los materiales magnéticos se adherirán a los polos y que incluso las partículas no magnéticas procedentes de la fracción que se hunde se pueden depositar en los polos magnéticos y en torno a los mismos, lo que produciría un atascamiento. Para impedir dicha coagulación de partículas, de acuerdo con la figura 5 resulta deseable no ir más allá de la cota 100-200, lo que hace que el método de acuerdo con dicha patente estadounidense resulte poco atractivo en términos de eficacia magnética.

Gracias a la solicitud de patente europea Nº 0839577 se conoce un método de separación ferrohidrostático, en el que la densidad aparente de un denominado ferrofluido se controla mediante un solenoide. Dicho dispositivo de separación reivindica el permitir la separación de un material en una o más fracciones, consistentes en fracciones flotantes, suspendidas y hundidas.

Gracias a la solicitud de patente europea Nº 0362380 se conoce un separador ferrohidrostático, en el que la separación se produce en base a las diferencias de densidad. El método que se describe en dicho documento presenta cuatro inconvenientes principales: (a) las partículas magnéticas del material de aporte serán atraídas en dirección a los polos, provocando un atasco, (b) el material de aporte se separa en tan sólo dos flujos de productos,

(c) la anchura del espacio no puede ampliarse con facilidad: en el caso de unas mayores anchuras del espacio, las partículas que han de separarse tienden a caer hacia el centro, de forma que el espacio de separación se utiliza de forma poco eficaz, (d) se requiere energía eléctrica para mantener el campo magnético.

A través de la patente estadounidense Nº 3788465 se conoce un dispositivo para llevar a cabo la denominada separación magneto-gravimétrica, en el que el campo magnético ejerce tales fuerzas sobre una partícula sumergida en el fluido magnético, que se afirma que es posible efectuar una separación en diversas fracciones. El aparato bascula, de tal forma que la intensidad del campo disminuye, principalmente en dirección horizontal. En función de la densidad, las partículas caen a través del fluido formando diferentes ángulos con respecto a la vertical, de forma que en principio resulta posible separar un gran número de flujos de productos, cada uno de ellos con su propia densidad. En dicho documento se menciona que las partículas magnéticas también pueden someterse a este tratamiento. No obstante, ello parece poco probable. Un inconveniente que presenta este tipo de construcción lo constituyen sus posibilidades de ampliación a una escala mayor y el hecho de que las partículas se descargan en diversas direcciones, lo que implica que las partículas deben suministrarse de forma que se ajusten muy estrechamente a lo largo de una línea, o que el espacio para separar deba tener un gran tamaño, para conseguir una adecuada eficacia en la separación.

Mediante la patente estadounidense Nº 3483968 se conoce un método para separar materiales de distinta densidad, en el cual se utiliza un campo magnético con un gradiente vertical específico, como resultado de lo cual los objetos de diferente densidad adoptarán una posición específica en el fluido. Los objetos sólidos flotarán a distintos niveles, para permitir que se efectúe con facilidad su separación. De acuerdo con dicha patente estadounidense, se utiliza un campo magnético cuya potencia decrece en dirección ascendente a un ritmo de inferior que en una relación lineal, como consecuencia de lo cual las partículas de diferente densidad estarán suspendidas a un nivel vertical específico para la densidad relativa de la misma, y en dicho nivel las partículas podrán recogerse por separado. Debido a la utilización de un campo magnético que tenga una orientación (en este caso vertical), las partículas mostrarán tendencia a caer hacia los lados del contenedor sobre los planos equipotenciales. Lo que provocaría problemas de homogeneidad.

La patente estadounidense Nº 5541072 hace referencia a un método para separar partículas magnéticas, utilizando partículas magnéticas dentro de un sistema polifásico. Las partículas magnéticas se ligan con una denominada "sustancia objetivo" en el fluido de transporte, tras lo cual se produce una separación bajo la influencia de un campo magnético. Entre las sustancias que pueden separarse se menciona una serie de sustancias biológicas.

La patente estadounidense Nº 6136182 describe más o menos el mismo principio que la anteriormente mencionada patente estadounidense Nº 5541072, especialmente en lo que se refiere al etiquetado magnético de las denominadas “entidades objetivo".

El objeto de la presente invención consiste en facilitar un método y un dispositivo para separar partículas sólidas en función de la diferencia de densidad, en el que se solventen los problemas de la técnica anterior que se han comentado en los párrafos precedentes.

Otro de los objetos de la presente invención consiste en facilitar un método y un dispositivo para separar partículas sólidas en función de la diferencia de densidad, en el que las partículas sólidas puedan separarse a lo largo de un amplio rango de densidades, mediante una adecuada selección de la potencia del fluido magnético.

Otro de los objetos de la presente invención consiste en proporcionar un método y un dispositivo para separar partículas sólidas en función de una diferencia de densidades, mediante los que se consiga prevenir los problemas de homogeneidad, y que adicionalmente reduzcan al mínimo el movimiento de las partículas a lo largo de las paredes.

El método al que se refiere el párrafo de introducción se caracteriza porque el campo magnético es generado por un imán permanente compuesto por bandas dispuestas al menos siguiendo dos orientaciones alternativas, concretamente una orientación alternativa este, norte, oeste y sur.

Uno o más de los objetos precedentes se consiguen mediante... [Seguir leyendo]

1. Método para separar partículas sólidas, utilizando un fluido magnético, y en el que el fluido magnético se hace pasar a través de un campo magnético, a fin de cambiar la densidad efectiva del fluido magnético, y siendo separadas las partículas en fracciones de diferente densidad, caracterizado porque el campo magnético se genera mediante un imán permanente compuesto por bandas con al menos dos orientaciones alternas, en el que la distancia mínima entre la cara superior del imán y el fluido magnético se selecciona de forma que el campo magnético en el fluido magnético sea sustancialmente constante en ambas direcciones horizontales, disminuyendo la intensidad del campo magnético en el fluido magnético exponencialmente en dirección vertical.

2. Método de la reivindicación 1, caracterizado porque dicho imán está formado por bandas dispuestas con orientaciones alternativas este, norte, oeste y sur.

3. Método de la reivindicación 1, caracterizado porque dicho imán está formado por imanes independientes, cada uno de los cuales comprende una banda cuya orientación se selecciona entre las orientaciones este, norte, oeste y sur.

4. Método de una o de ambas reivindicaciones 2, 3, caracterizado porque la orientación del imán está suplementada por las orientaciones noreste, noreste, entre el este y el norte, noroeste, entre el norte y el oeste, sudoeste, entre el oeste y el sur, y sureste, entre el sur y el este.

5. Método de la reivindicación 3, caracterizado porque dicho imán está formado por imanes independientes, cada uno de los cuales tiene una orientación seleccionada entre las orientaciones este, noreste, norte, noroeste, oeste, sudoeste, sur y sudeste.

6. Método de una o varias de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las bandas del imán presentan esquinas redondeadas en la cara que está enfrentada al fluido.

7. Método de una o varias de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las partículas a separar se suministran previamente al fluido magnético, tras lo cual, el fluido magnético cargado de este modo con las partículas se hace pasar a través del campo magnético.

8. Método de una o varias de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el fluido magnético fluye a través del campo magnético en condiciones laminares.

9. Método de una o varias de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el fluido magnético se encuentra por encima del imán y está apantallado con respecto al imán.

10. Método de una o varias de las reivindicaciones 1 a 8 precedentes, caracterizado porque el fluido magnético se encuentra bajo el imán.

11. Método de la reivindicación 9, caracterizado porque está dispuesta una cinta transportadora sin fin entre el fluido magnético y el imán, siendo la dirección de desplazamiento de dicha cinta transportadora diferente a la dirección de transporte del fluido magnético.

12. Método de la reivindicación 11, caracterizado porque la dirección de desplazamiento de la cinta transportadora es perpendicular a la dirección de transporte del fluido magnético.

13. Método de las reivindicaciones 11 y 12 o de una de las mismas, caracterizado porque la cinta transportadora está equipada con medios para descargar las partículas sólidas que se encuentran presentes en la cinta transportadora en la dirección del desplazamiento de la cinta transportadora.

14. Método de una o varias de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la orientación del campo magnético es constante en la dirección de transporte del fluido magnético.

15. Método de una o varias de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las bandas están configuradas de forma que se obtenga una superficie densa.

16. Dispositivo para separar partículas sólidas, utilizando un fluido magnético, en el que el fluido magnético se hace pasar a través de un campo magnético, a fin de cambiar la densidad efectiva del fluido magnético, incluyendo dicho dispositivo medios para suministrar el fluido magnético, medios para suministrar las partículas a separar, medios para descargar fracciones con diferente densidad, medios para generar el campo magnético, así como conducciones de suministro y descarga necesarias, caracterizado porque los medios utilizados para generar el campo magnético comprenden un imán permanente compuesto por bandas con al menos dos orientaciones alternas, en el que la distancia mínima entre la cara superior del imán y el fluido magnético se selecciona de forma

que el campo magnético en el fluido magnético sea sustancialmente constante en ambas direcciones horizontales, disminuyendo la intensidad del campo magnético en el fluido magnético exponencialmente en dirección vertical.

17. Dispositivo de la reivindicación 16, caracterizado porque el imán permanente está formado por bandas dispuestas con orientaciones alternativas este, norte, oeste y sur.

18. Dispositivo de la reivindicación 17, caracterizado porque dicho imán está formado por bandas de imanes independientes, cuya orientación se selecciona entre las orientaciones este, norte, oeste y sur.

19. Dispositivo de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 16 a 18, caracterizado porque la orientación del imán está suplementada por las orientaciones noreste, noreste, entre el este y el norte, noroeste, entre el norte y el oeste, sudoeste, entre el oeste y el sur, y sureste, entre el sur y el este.

20. Dispositivo de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 16 a 19, caracterizado porque el imán está compuesto por bandas de imanes independientes, teniendo cada uno de ellos una orientación seleccionada entre las orientaciones este, noreste, norte, noroeste, oeste, sudoeste, sur y sureste.

21. Dispositivo de acuerdo con una o más de las reivindicaciones 16 a 20, caracterizado porque el imán presenta esquinas redondeadas en la cara enfrentada al fluido.

22. Dispositivo de acuerdo con una o más de las reivindicaciones 16 a 21, caracterizado porque las bandas están configuradas de forma que se obtenga una superficie densa.