用于在糊状材料中对可磁化的粒子进行定向的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种装置和方法，用于在糊状材料（３）中对可磁化的粒子（４）进行定向，特别是在未凝固的混凝土中对钢纤维或钢环进行定向，包括一个定向体（１），该定向体（１）具有一个包括一个前表面部分（１ａ）和一个后表面部分（１ｂ）的非磁性的壁，其中糊状材料（３）和定向体（１）以其前表面部分（１ｂ）在最前面相互相对运动，定向体（１）还具有一个在定向体（１）内在前表面部分（１ａ）的内面设置的磁体装置（２），该磁体装置产生一个作用到糊状材料上的周期性变化的磁场，用于对可磁化的粒子（４）进行定向。该装置的特征在于，将磁场分成至少两个具有不同磁场强度和／或不同磁场力线分布的分场的区域（Ⅰ、Ⅱ），其中第一区域（Ⅰ）的分场在粒子上施加一个远距作用的吸引和定向力，而第二区域（Ⅱ）的分场再在已定向的位置释放粒子。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于在糊状材料中对可磁化的粒子进行定向的装置，包括一个定向体，该定向体具有一个包括一个前表面部分和一个后表面部分的壁，其中糊状材料和定向体以其前表面部分在最前面可相互相对运动，定向体还具有一个在定向体内在前表面部分的内面设置的磁体装置，该磁体装置产生一个作用到糊状材料上的周期性变化的磁场，用于对可磁化的粒子进行定向。本专利技术还涉及一种用于在糊状材料中对可磁化的粒子进行定向的方法。
技术介绍
钢纤维在混凝土中的应用以将其加强约20年来是已知的。其中钢纤维在混凝土中沿其体积均匀地以随机的定向分布。在一例如受弯曲的混凝土板中值得追求的是，各纤维分布于一个垂直于作用的弯曲力的平面内，从而它们可以按照其载荷最大地加强混凝土体。这些纤维倾斜或甚至平行于作用的力设置时对该加强效果只有减少的或甚至没有贡献。因此在包括以要求的方式定向的钢纤维的混凝土体中与包括不规则分布的钢纤维的混凝土体相比可以减少其用量，而不显著恶化混凝土体的特定的承载性能。除通过包含的纤维的定向有针对性地结构上加强相应的混凝土构件例如在工业地板中以外，还可设想这种混凝土构件的其他的应用。这样，通过钢纤维定向于一个平面内可以例如在一个混凝土壁中产生一导电层，借此可以将其加热或实现电磁的屏蔽。由公开的美国专利申请US 2002/0182395 A1和公布的国际申请WO/9967072的现有技术已知一种方法和一种装置，用于在粘性物体中对可磁化的纤维进行定向、特别是在未凝固的混凝土中对钢纤维进行定向。该装置包括一个构成为空心成型件的定向体，其本身由非磁性材料构成。定向体的横截面具有一圆弧形的前表面部分，其经由两侧面部分向一个后表面部分的方向以直线变尖。在定向体内同心于圆弧形的前表面部分设置一个可旋转支承的辊子，其在其外圆周表面上具有一个或多个特别是三个以分别相互120°的间距设置的永久磁铁。由于辊子的半径只稍小于前表面部分的曲率半径，前表面部分的内面与辊子的圆周表面之间的间隙被减至最小。通过磁体辊子的旋转产生一个旋转的磁场，其穿过定向体的非磁性的壁并且作用到围绕定向体的材料上。按照所述的用于在未凝固的混凝土中对纤维进行定向的方法，装置，亦即定向体与旋转的辊子横向于其纵轴线通过混凝土体或包含待定向的纤维的糊状混凝土相对于固定的定向体运动，此时混凝土围绕定向体沿其弧形的前表面部分流动。由于由在旋转的辊子上设置的永久磁铁产生的磁场，碰到前表面部分的纤维按照辊子的旋转方向被绕定向体运动。在圆弧形的前表面部分向直线的侧面部分过渡中旋转的磁铁在定向体的壁上的磁场大大减弱，因为各磁铁再次远离壁。因此各纤维停留在定向的位置。由于在混凝土与定向体之间的连续的相对运动因此沿由定向体相对于混凝土走过的路线形成一个定向的纤维层。按照已知的装置的一种特别的实施形式，在磁体辊子内除它以外在前表面部分向侧面部分的过渡区域内设置一第二显著较小的磁体辊子。在第二辊子上存在的磁铁的设置和两辊子的直径的相互比值选择成使第一辊子绕前表面部分引导纤维的磁场在第二辊子的区域内被向外即向纤维的方向以某种程度屏蔽，从而改善已定向的纤维在要求的位置释放。对描述的装置或利用该装置实施的方法不利的是，只能定向贴邻装置的纤维，从而其他的远离的纤维保持其不规则的定向。并且由于在释放位置的较高的剩余磁场强度纤维的定向不是最好的。虽然通过采用较强的磁铁单纯地提高磁场强度，可有限地提高磁场的作用距离，但由于定向的粒子的不好的释放显著降低层结构的质量。
技术实现思路
因此本专利技术的目的在于，进一步构成现有技术的装置，使其可仍有针对性定向包含于糊状材料中的显著更大量的粒子。此外该装置能够在没有大的技术化费和成本情况下就可实现。由本专利技术的以下描述和各实施例得出本专利技术的其他的目的。上述目的利用一种开头所述型式的装置这样来达到，即将磁场分成至少两个具有分场的区域，各分场具有不同的磁场强度和/或不同的磁场力线分布，其中第一区域的分场在粒子上施加一个远距作用的吸引和定向力而第二区域的分场再在已定向的位置释放粒子。通过按照本专利技术将由磁性装置产生的磁场分成至少两个具有不同磁场强度和/或不同磁场力线分布的分场的区域，一方面可达到，即使粒子具有离定向体较大的距离也可使粒子定向。另一方面通过第二区域的分场可达到，将粒子再精确地在为其在定向体的壁上预定的位置释放，由此例如一待由定向的粒子在糊状材料中形成的层得到要求的特性。特别是在层平面内的高纤维密度而同时尽可能小的层厚度。本专利技术设置的定向体可以由任何材料构成。特别适用的是非磁性的材料，因为这些材料由于自身的磁场并不妨碍已定向粒子在在定向体的壁上为其预定的位置释放。关于由第一区域的分场产生的作用到待定向的粒子上的吸引力可以通过在该区域内分场的磁场强度和磁场力线分布的相应的选择调整其作用距离。因此可以精确地调整粒子在糊状材料中的分量，其应该通过本专利技术的装置被定向，或调整粒子的分量，其应该在材料中仍保持不规则的定向。在这种情况下同样考虑糊状材料的材料特性，例如其粘度或其他的包含于其中的填料的尺寸和形状。可以以不同的方式调整磁体装置中的磁场力线分布。一种有利的调整在于，磁体装置的磁场的磁场力线只在一个垂直于在定向体与糊状材料之间的相对运动的平面内延伸。因此只在该平面内实现粒子的定向。其产生的结果是，粒子可以特别容易地再在为其预定的在定向体的壁上的位置释放，因为并不发生磁化的粒子沿相对运动的方向的网络的形成，其引起各磁化的粒子之间的强的结合并从而难以使其释放。磁场力线分布的另一种调整的可能性在于，磁场力线在一个平行于在定向体与糊状材料之间的相对运动的平面内延伸。此时虽然发生上述的网络形成，但可以通过一种特别可变地构成的磁场力线分布有效地来对付。在这种情况下例如可以将磁体装置的磁场分成三个具有不同磁场强度和/或不同磁场力线分布的分场的区域，其中第一区域的分场在粒子上施加一远距作用的吸引力，第二区域的分场在粒子上施加一个保持力，借其将粒子定向，而第三区域的分场再在已定向的位置释放粒子。磁场分成三个区域一方面确保离定向体较远的粒子仍可定向，另一方面粒子通过由第二区域的分场产生的适度的保持力被特别精确地定向并且最后通过第三区域的分场在到达要求的位置以后再在糊状材料中释放。因此磁场的这种分配使其尽管有第一区域的分场的强的远距作用的吸引力但仍不降低粒子定向的质量和其在为其预定的位置的受控的释放。在该装置的一种特别优选的实施形式中，磁体装置的磁场的磁场力线分布由在一个垂直于在定向体与糊状材料之间的相对运动的平面内延伸的分量和平行于相对运动延伸的分量组合而成。通过组合的磁场力线分布的这种方式特别可以使已定向的粒子特别均匀地分布于目的体积内并且其不再具有沿这样的磁场力线的任何成堆的积累的倾向，其只平行于或垂直于在定向体与糊状材料之间的相对运动延伸，并且如果在定向体与糊状材料之间的相对速度和周期性变化的磁场的频率未最好地相互匹配，则也可达到定向过程的区域的和时间上的连续性。在将由磁体装置产生的磁场，其磁场力线在一个平行于在定向体与糊状材料之间的相对运动的平面内延伸，分成不同的区域的情况下特别是两种解法已证明是特别有利的。例如一方面第一和第二区域可以分别约覆盖一个90°的区域而第三区域可以约覆盖一个1本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于在糊状材料（３）中对可磁化的粒子（４）进行定向的装置，包括一个定向体（１），该定向体（１）具有一个包括一个前表面部分（１ａ）和一个后表面部分（１ｂ）的壁，其中，糊状材料和定向体（１）以其前表面部分（１ａ）在最前面相互相对运动，定向体（１）还具有一个在定向体（１）内在前表面部分（１ａ）的内面设置的磁体装置（２），该磁体装置产生一个作用到糊状材料上的周期性变化的磁场，用于对可磁化的粒子进行定向；其特征在于，将磁场分成至少两个具有不同磁场强度和／或不同磁场力线分布的分场的区域（Ⅰ、Ⅰ↑［＊＊］，Ⅱ、Ⅱ↑［＊＊］），其中，第一区域（Ⅰ、Ⅰ↑［＊＊］）的分场在粒子上施加一个远距作用的吸引和定向力，而第二区域（Ⅱ、Ⅱ↑［＊＊］）的分场再在已定向的位置释放粒子。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：章顺力，
申请(专利权)人：贝克控股索恩有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]