DE2222003B1 - Starkfeld-magnetscheider - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Starkfeld-Magnetscheider zum Trennen von Materialien unterschiedlicher magnetischer Eigenschaften, bei dem die Materialien durch Induktionspole enthaltende Behälter während deren Bewegung durch starke Magnetfelder hindurchgeleitet werden.

Zum Trennen von Materialien unterschiedlicher magnetischer Eigenschaften werden sogenannte Magnetscheider benutzt. Hierbei verwendet man je nach dem Grad der magnetischen Eigenschaften der zu trennenden Materialien verschiedenartige Einrichtungen. Zum Abtrennen starkmagnetischer von schwachmagnetischen und unmagnetischen Materialien werden vorzugsweise Schwachfeld-Magnetscheider verwendet, die allgemein als Trommelscheider verschiedenster Konstruktion ausgebildet skid.

Die Trennung schwachmagnetischer von unmagnetischen Materialien verlangt jedoch anders geartete Einrichtungen, da die hierfür erforderlichen besonders hohen Werte für das Produkt aus magnetischer Feldstärke und Feldstärkengradient nicht durch

Trommelscheider erbracht werden können, bei denen

die Trennung der betreffenden Materialien durchweg im Streufeld des eigentlichen Magnetsystems erfolgt.

Die bisher bekannten sogenannten Starkfeld-Magnetscheider zum Trennen schwachmagnetischer von ünmagnetischen Materialien im Trocken- oder Naß-Verfahren haben den Nachteil, daß sie schwer und aufwendig in der Konstruktion sind. Bei ihnen wird nämlich das in Magnetspulen erzeugte Magnetfeld über große Querschnitte ferromagnetischer Stoffe, vorzugsweise Eisen oder eisenhaltige Legierungen, dorthin geleitet, wo es zum Trennen der Materialien unterschiedlicher Magnetisierbarkeit voneinander genutzt werden soll, nämlich zwischen die Polschuhe von Elektromagneten. Dabei bestehen Unterschiede zwischen den verschiedenartigen bekannten Magnetscheidern nur in der Art der Führung des Magnetfeldes zu dem Raum, der zum Trennen der Materialien voneinander vorgesehen ist. Um die zum Trennen erforderlichen hohen Werte für das Produkt von Feldstärke und Gradient zu erzielen, ist dieser Raum mit Materialien hoher Permeabilität (sogenannten Induktionspolen) gefüllt, die so geformt und angeordnet sind, daß an ihren Berührungspunkten bzw. Punkten geringsten Abstandes hohe Feldliniendichten auftreten. Voraussetzung für eine kontinuierlich arbeitende Trenneinrichtung ist die Führung eines Behälters durch diesen Raum. Da diese nur quer zu den Kraftlinien des zwischen den-Polschuhen des Elektromagneten gelegenen magnetischen Feldes erfolgen kann, wirken naturgemäß von den Polschuhen her große Kräfte auf den Behälter. Alle Einrichtungen dieser Art haben daher gemeinsam, daß zur Führung der Magnetfeldlinien große Eisenmassen und zur Aufnahme der Kraftwirkung auf den Behälter besonders kräftige Lagerungen und Vorrichtungen erforderlich skid.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Starkfeld-Magnetscheider der eingangs genannten Art zu schaffen, der die geschilderten Nachteile nicht aufweist. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Bewegungsbahn der Behälter, durch welche die zu trennenden Materialien hindurchgeleitet werden, durch im Inneren von kernlosen Magnetspulen induzierte Magnetfelder verläuft.

Die Erfindung gründet sich auf der Erkenntnis, daß bei Einbringung eines Behälters mit Induktionspolen in eine ein Magnetfeld erzeugende kernlose Magnetspule dort ebenfalls hohe Werte für das Pro-So dukt aus magnetischer Feldstärke und Gradient erreicht werden, wobei die auf den Behälter wirkenden Kräfte geringfügig sind, da sich die magnetischen Kräfte in erster Linie zwischen den Induktionspolen im Behälter ausgleichen. Damit entfällt sowohl die große Eisenmasse zur Fortleitung der Magnetfeldlinien als auch die schwere Ausführung der Lagerung des Behälters.

Die Behälter selbst können, wie an sich bekannt, entweder zu einer endlosen Kette gelenkig miteinander verbunden oder als Kammern eines kreisförmigen Ringes ausgebildet sein, der U-förmigen Querschnitt hat und um eine lotrechte Mittelachse drehbar gelagert ist. Im zuletzt genannten Fall ist allerdings eine konkrete Mittel- und Drehachse, mit der der Ring etwa — wie bei bekannten Starkfeld-Magnetscheidern — über Speichen verbunden wäre, nicht ausführbar, weil der Ring selbst durch die Magnetspulen hindurchgeführt ist. Der Ring selbst muß

also durch Stütz- und Führungsrollen getragen bzw. öffnung in der Magnetspule 2 vorgenommen werden, in seiner Bewegungsbahn geführt werden. Während sich der Ring 1 in der Spule 2 weiterbe-

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der wegt, gelangt er in den Bereich einer Brauseeinrich-Erfindung schematisch dargestellt, und zwar in tung 11, die ähnlich gestaltet sein kann wie die Auf-

F i g. 1 in (teilweiser) Draufsicht und in 5 gabevorrichtung 7. Hier wird durch Zusatz feststoff-

F ig. 2 bis 5 in Schnitten nach den Linien H-II, armer Flüssigkeit eine Abbrausung der an den In-III-III, IV-IV bzw. V-V in Fig. 1. duktionspolen 3 festgehaltenen magnetischen Sub-

Ein als kreisförmiger Ring I von U-förmigem stanzen erzielt und diese dadurch von Resten noch Querschnitt ausgebildeter Behälter aus unmagneti- anhaftender schwächer bzw. nicht magnetischer schem Material wird durch das im Innern einer kern- io Materialien befreit. Die dadurch sich mit Feststoffen losen gleichstromdurchflossenen Spule 2 induzierte anreichernde Flüssigkeit läuft zwischen den Induk-Magnetfeld hindurch bewegt. Dabei werden in dem tionspolen 3 hindurch, verläßt durch den Siebboden 8 ringförmigen Behälter befindliche Induktionspole 3 den Ring 1 und wird über eine Schurre 9 aus dem indurch die Kraftlinien des Magnetfeldes magnetisiert, neren Raum der Spule 2 abgeführt. Erforderlichenso daß sich an ihren Berührungspunkten oder Punk- 15 falls kann dieser ersten Brauseeinrichtung 11 eine ten geringsten Abstandes hohe Feldliniendichten und oder mehrere weitere Brauseeinrichtungen nachgedamit hohe Werte für das Produkt aus magnetischer schaltet sein, wobei die letzte Bebrausung beendet Feldstärke und Gradient bilden. Der kreisförmige sein muß, wenn der Ring 1 bei seiner Fortbewegung Ring wird von einer Umfangsstelle außerhalb der durch die Spule 2 in einen Bereich magnetischer Spule 2 durch ein beliebiges Antriebselement 4 in ro- 20 Feldliniendichten kommt, die nicht mehr ausreicht, tierende Bewegung um seine lotrechte Mittelachse an den Induktionspolen 3 Werte für das Produkt aus gesetzt. Durch die Stützrollen 5 ist der Ring von un- Feldstärke und Gradient zu bilden, die für ein Haften geführt, und Führungsrollen 6 sorgen dafür, daß tenbleiben der Substanz höherer Magnetisierbarkeit er auch seitlich in seiner vorgesehenen Bahn bleibt erforderlich sind. Dies kann sowohl innerhalb als und nicht durch die geringen Seitenkräfte innerhalb 25 auch außerhalb der Spule der Fall sein, der Magnetspule 2 abgelenkt wird. Die Stützrollen 5 Bei seiner weiteren Bewegung verläßt der Ring 1

können so angeordnet sein, daß sie durch ihre koni- allmählich den Bereich der Magnetfeldlinien, und sehe Form einen selbststabilisierenden Lauf des Rin- nach Unterschreiten des Grenzwertes für das Proges bewirken. Die Zuführung der zu trennenden dukt aus Feldstärke und Gradient der bis jetzt an Materialien erfolgt, in Bewegungsrichtung des Ringes 30 den Induktionspolen 3 festgehaltener magnetischen gesehen, kurz vor dessen Eintritt in die Spule 2 durch Substanzen können diese durch eine weitere Brauseeine Aufgabevorrichtung 7, die für eine gleichmäßige einrichtung 12 abgespült werden, verlassen durch Verteilung der Materialien über die Breite des Rin- den durchlässigen Rinnenboden 8 den Behälter und ges Sorge trägt. Handelt es sich bei den Materialien werden über eine weitere Schurre 13 abgeführt. Daum eine Aufschlämmung in einer Flüssigkeit, so ist 35 mit sind die Induktionspole 3 wieder frei und für die Aufgabevorrichtung z. B. als Schlitzrohr oder als einen weiteren Trennvorgang aufnahmebereit. Überlaufrinne ausgebildet. Es kann unter Umständen nötig sein, eine zeitwei-

Für trockene Materialien kann die Aufgabevor- lige Entmagnetisierung der Induktionspole 3 vorzurichtung z. B. aus einer Vibro-Rinne bestehen. Im nehmen. Zu diesem Zweck kann in Bewegungsrichfolgenden ist der Vorgang der Trennung zwischen 40 tung des Ringes gesehen, eine wechselstromdurch-Materialien unterschiedlicher magnetischer Eigen- flossene Entmagnetisierungsspule 14 hinter der Maschaften nur für eine Aufschlämmung beschrieben. gnetspule 2 angeordnet sein. Sind auf dem Weg des

Nach Zuführung der Aufschlämmung, im folgen- Ringes 1 mindestens zwei Magnetspulen 2 vorgeseden auch als Trübe bezeichnet, gelangt diese durch hen, so kann dazwischen eine Entmagnetisierung die Fortbewegung des Ringes 1 in das Innere der 45 übrigens auch dadurch erreicht werden, daß die Ma-Magnetspule 2 und unter Einwirkung der Schwer- gnetspulen in ihrer Magnetisierungsrichtung, bezogen kraft zwischen den Induktionspolen 3 hindurch an auf den Ring, entgegengesetzt geschaltet sind, d. h. die Unterseite des im Querschnitt U-förmigen Rin- so, daß zwei aufeinanderfolgende Magnetspulen jeges. Diese ist bespielsweise durch einen eingelegten weils mit gleichen Polen einander zugewandt sind. Siebboden 8 durchlässig ausgeführt. Der Boden kann 50 Der Antrieb des Ringes 1 kann auf herkömmliche auch andersartig perforiert sein. Hierdurch läuft ein Art dadurch erfolgen, daß eine mechanische Kraft Teil der Flüssigkeit mit den unmagnetischen Be- durch ein Antriebsmittel auf den Ring von seinem standteilen ab und wird durch eine zwischen Be- Umfang her übertragen wird. Bei entsprechender Gehälterboden und Spule 2 liegende Schurre 9 abgelei- staltung des Behälters kann die Wandung 15 desseltet. Die Abführung der Trübe kann sowohl in als 55 ben oder ein an dieser angebrachtes Element auch auch entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des als Gegenpol eines Linearmotors benutzt und so eine Ringes 1, aber auch durch einen Spalt 10 oder eine reibungslose Kraftübertragung erzielt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (6)

Patentansprüche:

1. Starkfeld-Magnetscheider zum Trennen von Materialien unterschiedlicher magnetischer Eigenschaften, bei dem die Materialien durch Induktionspole enthaltende Behälter während deren Bewegung durch starke Magnetfelder hindurchgeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsbahn der Behälter durch im Innern von kernlosen Magnetspulen (2) induzierte Magnetfelder verläuft.

2. Magnetscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter zu einer endlosen Kette gelenkig miteinander verbunden sind.

3. Magnetscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter als Kammern eines kreisförmigen Ringes (1) ausgebildet sind, der U-förmigen Querschnitt hat und um eine lotrechte Mittelachse drehbar gelagert ist.

4. Magnetscheider nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des kreisförmigen Ringes (1) von seinem Umfang her, vorzugsweise durch einen elektrischen Linearmotor erfolgt, als dessen Gegenpol die Außenkante des Ringes dient.

5. Magnetscheider nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung mehrerer Magnetspulen in der Umlaufbahn der Behälter je zwei aufeinanderfolgende Magnetspulen mit ihren gleichnamigen Polen einander zugewandt sind.

6. Magnetscheider nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetspulen Wicklungen aus supraleitfähigen Werkstoffen besitzen und in deren supraleitendem Temperaturbereich arbeiten.