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Vorrichtung zur magnetischen Ausscheidung von Metallen und metallhaltigen Stoffen aus Flüssigkeiten und Gemengen oder zur Trennung von Metallgemischen durch ein magnetisches Drehfeld.
Es ist bereits die Verwendung eines elektromagnetischen Diehfeldes zur Ausscheidung magnetischer Stoffe von nicht magnetischen oder von metallischen und nicht metallischen bekannt geworden. Die bekannte Anordnung zeigt aber den Mangel, dass eine wirksame Trennung der Metallteile vom Gemenge nicht stattfindet. In der achsialen Mitte des Gemengestromes ist nämlich die Wirkung des magnetischen Drehfeldes auf die Eisen-oder Metallteilchen gleich Null, da ja auch hier die Geschwindigkeit des magnetischen Drehfeldes gleich Null ist. Ferner kommt hier die Wirkung der Fliehkraft nicht in Frage.
Eire : irksame Trennung der Metall- teilchen ist gemäss der bekannt gewordenen Vorrichtung auch deshalb ausgeschlossen, weil durch die möglicherweise ausgeschiedenen Metallteilchen durch die drehende Bewegung derselben diese Bewegung auch dem garzen Flüssigkeits- oder Gemengestrome mitgeteilt wird. Es handelt sich aber dann nicht mehr um eine Trennung des Gemenges von Metallteilchen. sondern nur noch um eine Ausscheidung der gröberen oder schwereren Teile des Gemenges.
Soll eine wirksame Ausscheidung nur der Metallteile erfolgen, so müssen alle Teile des Gemengestromes dem wirksamen Einfluss des magnetischen Drehfeldes ausgesetzt werden (also aussen wie im Innern des Gemengestromes). Feruer darf der Flüssigkeitsstrom selbst unter keinen
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der Fig. 4.
Fig. 8 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausgestaltung der Erfindung.
Es bezeichnet a den Ständer des Drehstrominduktionsmotors, 3 die Drehstromwicklung.
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einen ieststehenden Hohlzylinder i umgeben. Letzterer besteht aus Material, welches die Kraft- lirien durchlässt, z. B. Glas, Porzellan.
Der Antrieb des Körpers kann beliebig erfolgen. So z. B. kann der Körper r in gleicher Weise wie der Läufer eines Induktionsmotors durch das magnetische Drehfeld selbst mitgenommen werden. Zur Verstärkung des dadùrê1ì'erzèugten Drehmomentes sowie zur besseren Regelung kann der Läufer noch in der üblichen Weise eine Käfig-oder Phasenwicklung erhalten. Das vom Läufer ausgeübte Drehmoment kann auch direkt oder indirekt zur Bewegung des Flüasigkeits-oder Gasstromes herangezogen oder sonst in irgend einer Weise verwertet werden. Zwecks weiterer Verminderung des vom Apparat aufgenommenen Stromes kann auch ein besonderer mechanischer Antrieb des Läufers vorgesehen werden, der denselben mit synchroner Geschwindigkeit bewegt.
Die Wirkungsweise der magnetischen Ausscheidung von Metallen oder der metallhaltigen
Stoffe aus dem Gemenge ist nun folgende :
Die Flüssigkeit oder das Gemenge geht durch den Behälter y, wobei infolge der Wirkung des magnetischen Drehfeldes, dessen Drehrichtung in Fig. 3 durch die Pfeile d angedeutet ist, die Eisen- bzw. Metallteile e alle nach aussen abgelenkt werden und sich bei h ansammeln. Die gereinigte Flüssigkeit fliesst durch die Leitung u ab.
Um zu verhüten, dass die Flüssigkeit oder der Gas-oder Gemengestrom selbst ausser der geraden Strömungsrichtung noch eine drehende Bewegung annimmt, ist das feststehende Gefäss i auf seiner Oberfläche mit Schaufeln kl versehen (Fig. 2 und 3), welche bis an die Innenwand des Gefässes k heranreichen. Bei dieser Ausführung werden also die Metallkörper e in den Taschen der Schaufeln infolge des Einflusses des magnetischen Drehfeldes abgesondert.
Durch Anwendung verschiedener Polgeschwindigkeiten bei mehreren hintereinander geschalteten Apparaten dieser Art kann auch eine Sortierung der ausgeschiedenen Eisenteile oder Erzteile nach ihrer Grösse erfolgen.
Bei den Ausführungsformen gemäss Fig. 4 bis 7 wird nur der ablenkende Einfluss des magnetischen Drehfeldes auf die metallhaltigen Teilchen benutzt. Es wird dadurch angestrebt, eine rotierende Bewegung des gesamten Gemcngestromes, der eine Ausscheidung nur der metallhaltigen Teilchen erschweren würde, zu vermeiden. Die Vorrichtung ist daher in erster Reihe für die magnetische Ausscheidung sehr schwach metallhaltiger Körper aus Gemengen bestimmt.
Es wird das Gemenge mittels einer oder mehrerer Düsen g1 einem magnetischen Drehfeld ausgesetzten Raum zugeführt. Zu diesem Zwecke ist ein dem Ständer eines Induktionsmotors ähnelnder Teil a vorgesehen, in welchem der dem Läufer eines Induktionsmotors ähnelnde Teil r, untergebracht ist. t bezeichnet die Welle des Läufers, i ist der die Kraftlinien durchlassende, feststehende Zylinder, der aber bei nicht umlaufenden Sekundärteil auch wegfallen kann, 9 ist der Raum, in welchem die magnetische Scheidung der Metalle bzw. der metallhaltigen Stoffe aus Flüssigkeiten und Gemengen vor sich geht.
Die Wirkungsweise ist folgende :
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magnetischen Drehfeldes, dessen Drehrichtung im Sinne des Pfeiles angenommen ist. Es tritt sofort eine Scheidung ein. Die unmetallischen Teilchen behalten ihre ursprüngliche Bewegung- richtung. Die metallhaltigen Teilchen werden aber im Drehsinne des magnetischen Feldes angelenkt und fallen in die dafür vorgesehenen Behälter r, v2. Hiebei tritt der Aufbereitung auch sofort eine Trennung zwischen weniger reichhaltigen und reichhaltigeren Erzen e2, ei ein, da letztere naturgemäss durch das Drehfeld stärker abgelenkt werden. Das unmagnetische bzw. taube Gestein e fällt in den Behälter v.
Auf ähnliche Weise wird man auch bei einem Metallgemisch eine Trennung der einzelnen Metalle erreichen können, sofern der Unterschied zwischen der magnetischen bzw. der elektrischen Leitfähigkeit der Bestandteile hinreichend gross ist.
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spaltes an, dann erreicht man, dass der Gemengestrom. in der ursprünglichen Bewegungsrichtung dem stärksten magnetischen Felde ausgenützt wird. Die Ausscheidung erfolgt hier also sehr stark. Sind die metallhaltigen Teilchen einmal abgelenkt, so kann der Einfluss des magnetischen Feldes sich entsprechend verringern.
Die Fig. 6 zeigt eine Anordnung, bei welcher gleichfalls die Körper a und r exzentrisch zueinanderliegen. Die Düse ist hier jedoch in der Gegend des grössten Luftspaltes angeordnet, die ablenkende Wirkung also zunächst eine schwächere. Im Gegensatze zu Fig. 4 und 5 ist der Querschnitt der Austrittsöffnung ein solcher, dass er im Drehsinn des magnetischen Feldes am kleinsten ist.
Die Anwendung dieser schmalen spaltenartigen Düsenöffnung bezweckt, dass'die Bewegung der nicht abgelenkten Gemengeteilehen durch die der abgelenkten ungestört bleibt.
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Lage der'l'e1Ìe a und rl zu einander, indem man den sekundären Teil rl mit po1förmigen Vorsprüngen il versieht, deren Zahl der Anzahl der Ständerpole entspricht.
Fig. 7 zeigt z. B. eine derartige vierpolige Anordnung in der Draufsicht. Die Zahl der Düsen gl beträgt hier gleichfalls vier. Die Entfernung derselben voneinander entspricht der Polteilung. Man erhält bei der mehrpoligen Anordnung in ähnlicher Weise wie bei den Induktionsmotoren eine bessere Ausnutzung des Materials gegenüber der entsprechenden zweipoligen Ausführung. Statt einer Düse für jeden Pol können natürlich auch mehrere nebeneinander angeordnet sein. Durch Verschieben der Düsen im Drehsinne des magnetischen Feldes kann die aus- scheidende Kraft desselben geregelt werden. In Fig. 7 sind die gegenüber ihrer Anfangslage zwecks Regelung verschobenen Düsenöffnungen gestrichelt angedeutet.
Die Regelung kann auch bei feststehenden Düsen erreicht werden, und zwar durch Ver- änderung der Lage des Körpers a zum Körper r. Dies kann durch Drehung des Körpers f mittels seiner Welle t erreicht werden, wodurch gleichfalls die mittlere Dichte des magnetischen Luftfeldes in der Austrittszone der Gemengeteilchen verändert wird.
In Fig. 4,5, 6 und 7 ist angenommen worden, dass der Luftspalt in achsialer Richtung gleich gross bleibt. Statt dessen kann der Luftspalt in achsialer Richtung der Grösse zu-oder abnehmen. Es würde dann also bei den Anordnungen (Fig. 5, 6 und 7) die mittlere Dichte des magnetischen Feldes nicht allein in der Richtung des Umfanges, sondern auch in achsialer Richtung veränderlich sein.
Eine weitere Ausführungsform zeigt Fig. 8. Hier ist der sekundäre, induzierte Teil ein Rotationskörper. Die Regelung und das Anlassen der magnetischen Ausscheidung sowohl far trockene als auch nasse Aufbereitung erfolgt dabei in der Weise, dass der sekundäre induzierte Teil zum primären induzierenden Teil konaxial verschiebbar angeordnet ist. Man hat dadurch die Möglichkeit, die Kraftlinienlänge im Luftspalt veränderlich zu gestalten und dadurch den magnetischen Widerstand bzw. die magnetische Feldstärke zu beeinflussen. Von letzterer hängt die Stärke der magnetischen Ausscheidung durch das Drehfeld ab. Durch Veränderung derselben kann somit eine Aussonderung der Erze nach ihrer Reichhaltigkeit bzw. nach ihrem Metallgehalt erfolgen.
Es bezeichnet 1 den primären, das magnetische Drehfeld induzierenden Teil (Ständer)
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angebracht. Letztere ist in Lagern 4 geführt. Auf der Welle J sind ferner Zapfenringe angeordnet, welche die Musse 9 führen. Mittels dieser Muffe kann der ganze umlaufende Teil der Vorrichtung,
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Die Betätigung der Regelung kann auch auf motorischem Wege stattfmden, indem die Sctteckenwelle durch einen kleinen Motor angetrieben wird. Die mechanische Betätigung kann auch rein selbsttätig erfolgen, und zwar z. B. in Abhängigkeit des in der Zeiteinheit ausgesubiedenenErstgewichtes.
PATENTANSPRÜCHE :
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