CN102728459A - 电磁感应金属筛分装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电磁感应金属筛分装置，该装置主要由电磁分离筛和交变磁通回路构成。其特征是在主磁极下的多个独立分离腔体中由多层筛网构成的电磁分离筛内的导磁线材和非导磁线材将磁极的磁场空间分割为若干个高梯度磁场和等磁势的微小空间，当被分离流体流过电磁分离筛时，在磁极交变磁通作用下流体中导电金属颗粒产生感应磁势，在磁力作用下金属颗粒进入高梯度磁场空间。当主磁极沿着非导磁线材放置的方向与电磁分离筛相对运动时，金属颗粒受磁力作用随磁极移动，分离并收集金属颗粒。本发明的电磁感应金属筛分装置可连续、高效率分离流体中的金属颗粒，运行消耗能量低，维护简单。可用于环境保护、金属回收、矿物分选。

Description

电磁感应金属筛分装置

技术领域

本发明涉及一种金属分离装置，特别是提供了一种利用交变磁场产生的磁力分离矿物中非磁性导电金属的装置。

背景技术

将泥浆、泥沙、矿粉等流体中的非磁性导电金属颗粒分离出来，是环境保护、金属回收、选矿领域的基本工艺需求。环境保护需要将废液中的非磁性金属分离并加以回收；工业垃圾中的非磁性金属需要回收利用；选矿机械需要分离泥沙或矿粉中的非磁性金属颗粒。

非磁性金属的分离目前采用重力选矿、浮选、电选和化学选矿法，存在耗能大和环境污染等困扰。现有的发明专利存在消耗能量大和分离度低等问题，例如中国专利200810070755，200920000481，200520071102。

发明内容

本发明的目的是提供一种电磁感应金属筛分装置，该装置的电磁分离筛结构可以将大尺寸的磁场分割为多个较小的磁场空间，在交变磁通作用下，流经电磁分离筛的被分离流体中导电金属颗粒产生感应电流和磁势，在磁极磁力作用下金属颗粒得到有效分离并被收集。

本发明的电磁感应金属筛分装置，包括多对主磁极和闭合磁路，在主磁极覆盖下的空间内分割出若干个独立的分离腔体，每个分离腔体内由多层筛网叠装构成的电磁分离筛的导磁线材和非导磁线材将其放置的磁场空间分割为若干个高梯度磁场和等磁势的微小空间，电磁分离筛筛网的导磁线材沿被分离物流动的方向放置，非导磁线材沿电磁分离筛与主磁极相对运动方向放置，筛网平面与主磁极磁场磁感应强度的方向垂直。被分离的流体沿筛网导磁线材放置的方向通过电磁分离筛，液体中金属颗粒沿交变磁通和磁极磁力作用方向从金属颗粒出口排出并收集。金属颗粒排出的方向与非导磁线材放置方向和主磁极运动方向相同，与被分离流体通过的方向接近正交。

由多片筛网组成的电磁分离筛，每片筛网由导磁和非导磁的线材交叉粘接成型，多片这样的筛网按相同的顺序叠放后即组合为电磁分离筛。电磁分离筛放在两个具有交变磁势主磁极之间后形成多个微小的空间，两个相邻的筛网上的导磁线材间产生高磁场梯度空间，吸引流体中产生感应磁势的金属颗粒。同一片筛网平行放置的导磁线材之间的空间处于同一磁场梯度下，作为被分离流体进入和排出通道。具有交变磁势的主磁极沿非导磁线材放置的方向运动时，金属颗粒受磁力作用随主磁极沿着与流体流经的通道接近正交的方向移动，金属颗粒被分离和收集。

筛网网孔的大小可以根据被分离流体颗粒物的大小选择，单位面积上网孔的数量多，分离效果好，但应保证流体内颗粒物能顺利通过。筛网中导磁线材采用软磁材料，非导磁线材可选用纤维增强塑料。相邻两层筛网的导磁线材可按同一规律放置，也可彼此相差半个网格的距离交错放置，改善电磁分离筛内磁场梯度的空间分布，有利于金属颗粒的分离和移出。主磁极的交变磁势由线圈中交变电流提供，电流变化的频率根据被分离流体金属颗粒的大小和装置的尺寸决定，一般可选择50Hz至80KHz。在相邻主磁极加入不同相位的电流，可以在电磁分离筛中产生圆周上旋转磁场的效应，金属颗粒获得沿旋转磁场方向运动的作用力，有利于金属颗粒的收集。在与电磁分离筛筛网的平面平行且与导磁线材放置方向正交的方向加入辅助交变磁通，使同一筛网中导磁线材间的被分离流体中金属颗粒产生感应电流和磁势，在主磁极磁场作用下金属颗粒进入主磁极控制的磁场空间，提高分离效率。辅助交变磁通的磁感应强度应低于主磁极产生磁通的磁感应强度，其磁通变化频率应接近主磁极磁通变化的频率。

本发明的电磁感应金属筛分装置用于分离可悬浮流动的流体，例如矿泥泥浆，流体通道可以水平放置。对于不能悬浮流动的矿粉，流体通道需垂直放置，依靠重力使矿粉流动。对于流体垂直流动的本装置，筛网中非导磁线材与导磁线材间可形成一个向金属颗粒流动方向倾斜的角度，有利于金属颗粒的收集。为改善流体的流动性和控制流体运动的速度，可安装震动器，使流体分离筛作整体震动，同时有利于金属颗粒进入高梯度磁场空间，增加分离和收集的效率。

附图说明

图1.是本发明的电磁感应金属筛分装置电磁分离筛筛网的结构示意图；

图2.是本发明的电磁感应金属筛分装置的结构示意图；

图3.是图2中电磁分离筛剖切面的局部放大图；

图4.是图2的B-B剖面图；

图5.是图4中电磁分离筛剖切面的局部放大图；

图6.是被分离流体垂直通过电磁分离筛的电磁感应金属筛分装置结构示意图；

图7.是图6的C-C剖面图；

图8.是非导磁线材与导磁线材间倾斜放置的筛网结构示意图。

具体实施方式

结合图1，非导磁线材1和导磁线材2接近正交放置，在交叉点3处粘接后组成电磁分离筛的筛网。筛网中导磁线材与非导磁线材处于各自的平面内。导磁线材采用软磁材料，非导磁线材选用不导电的塑料，例如纤维增强塑料。在图2、图3、图4、图5中，线圈11和12提供由导磁材料8、主磁极9、主磁极10、电磁分离筛4构成的闭合磁路中的磁势。电磁分离筛安装在有塑料外壳的分离腔体5内，电磁分离筛每片筛网的平面与主磁路的磁感应强度方向相垂直，筛网中导磁线材放置的方向与主磁极运动的方向17成正交，非导磁线材放置的方向与主磁极运动的方向一致。电磁分离筛中的导磁线材和非导磁线材将其空间分割为很多个高梯度磁场和等磁势的微小空间，被分离流体经由方向6和方向7沿导磁线材放置的方向流经电磁分离筛，流体中导体金属颗粒15受电磁感应产生感应磁势，在不同筛网层导磁线材之间高梯度磁场磁力作用下进入这一空间。多对主磁极A1和A2、B1和B2、C1和C2由各自的线圈提供磁势，调整各组线圈中依次滞后的电流相位，可产生沿主磁极运动方向的旋转磁场，在外部运动主磁极和旋转磁场的作用下，金属颗粒随主磁极运动的方向移动，金属颗粒移动的方向与被分离流体流动的方向接近正交，有利于金属颗粒的分离和收集。分离后的金属颗粒沿主磁极运动方向经金属颗粒出口18顺着方向16排出。非金属颗粒20不受电磁力作用，沿电磁分离筛另一侧的方向7排出。振动器19使电磁分离筛整体产生振动，有利于流体的流动和金属颗粒的分离。由磁路14和线圈13组成的辅助磁极产生与导磁线材放置方向正交的交变磁通，在电磁分离筛同一层筛网导磁线材之间提供磁感应强度较低的交变磁通，使流经这一区域的金属颗粒产生感应磁势，在主磁极提供的不同筛网层间高梯度磁场作用下金属颗粒进入这个区域，提高金属颗粒分离率。

图6和图7是被分离流体垂直通过电磁分离筛的电磁感应金属筛分装置结构示意图，用于分离流动性差的矿粉中的金属颗粒。主磁极沿旋转方向23旋转，固定的环型分离腔体26内筛网平面保持与圆半径垂直关系叠放，被分离流体沿方向21进入电磁分离筛，沿导磁线材放置的方向流动，分离后的尾料沿方向22排出。分离出的金属颗粒沿磁极运动同一方向24输出，尾料由吸管25吸出。振动器19提供分离腔体和电磁分离筛的振动力，用于控制矿粉流动和提高金属颗粒的分离率。

图8是非导磁线材与导磁线材间倾斜放置的筛网结构示意图。在被分离流体垂直通过电磁分离筛的装置中，非导磁线材向金属颗粒输出的方向倾斜，有利于流动性差的金属颗粒收集。

Claims (5)

1.一种电磁感应金属筛分装置，其特征是在多对主磁极交变磁通下的分离腔体中有多层筛网叠装组成的电磁分离筛，每层筛网的平面与主磁极磁感应强度的方向相垂直。被分离流体沿筛网导磁线材放置的方向流过电磁分离筛。主磁极与电磁分离筛沿筛网非导磁线材放置的方向相对运动，金属颗粒受交变磁通和磁极磁力作用从金属颗粒出口排出并收集。主磁极、电磁分离筛、导磁磁路构成闭合磁路，磁势由主磁极线圈中交变电流提供。

2.根据权利要求1的电磁感应金属筛分装置，其特征是组成电磁分离筛筛网的导磁线材和非导磁线材按接近正交方向交叉粘接成型，导磁线材与非导磁线材分别处于各自的平面内，导磁线材采用软磁材料，非导磁线材用纤维增强塑料。电磁分离筛网孔的大小根据被分离物颗粒大小和装置的尺寸决定。用于流动性较差矿粉的分离，筛网中非导磁线材向金属颗粒移动的方向倾斜。

3.根据权利要求1的电磁感应金属筛分装置，其特征是主磁极线圈中电流变化的频率根据装置的尺寸和被分离金属颗粒的大小确定。在相邻主磁极线圈中交变电流形成相位差，产生一个与主磁极运动方向一致的旋转磁场。

4.根据权利要求1的电磁感应金属筛分装置，其特征是在电磁分离筛两侧与筛网中导磁线材放置方向正交的方向加入辅助磁极和磁通，其磁感应强度低于主磁极磁感应强度，磁通变化频率约等于主磁极磁通变化频率。

5.根据权利要求1的电磁感应金属筛分装置，其特征是在分离腔体上安装有振动器，使电磁分离筛产生整体振动。

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