CN102941157A - 高梯度强磁场水平聚磁辊 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高梯度强磁场水平聚磁辊，包括磁辊心轴，磁辊心轴上同轴心套装有一个或多个第一激磁铁套筒和第二激磁铁套筒，第一激磁铁套筒和第二激磁铁套筒顺次交替轴向连接，第二激磁铁套筒的端部设有凸轴，凸轴插接于第一激磁铁套筒内的空腔中，第一激磁铁套筒和第二激磁铁套筒的外壁面上均设有一圈沿轴向排列的激磁鳍片，相邻两个激磁鳍片之间形成U形卡隼，每个U形卡隼中设置有永磁条，激磁鳍片与永磁条的数量相等且为偶数，相邻的两个永磁条的极性相反，永磁条远离轴心的外表面与激磁鳍片远离轴心的外表面平齐，第一激磁铁套筒的两端设置有将永磁条端部封装固定的法兰盘。本发明增加了聚磁辊的安全性和可靠性并提高了筛选效率和品位。
Description
技术领域
本发明涉及利用永磁体磁源对对弱磁性金属矿粉进行分选或对非金属矿粉进行排杂提纯的干式或湿式磁选机，具体涉及一种高梯度强磁场水平聚磁辊。
背景技术
目前，永磁选矿设备因具有耗能少、成本低、操作方便、应用范围宽等优点，己广泛应用于矿产冶金、化工、环保等领域。近十年来，随着稀土铷铁棚高磁能级材料的不断提升，使得很多弱磁性材料进入了磁选范畴。在各种干式或湿式磁选机中，磁辑的磁源材料能级和激磁技术进步所体现的高磁能级和高梯度，是目前磁选技术瞄准的重点研究方向。
现有的永磁高梯度强磁场聚磁辊，包括芯轴和安装在芯轴上的柱状磁辊主体，后者在磁系组合中主要应用高剩磁高矫顽力铷铁棚材料为磁源。为了提高磁辊的磁能级和梯度、增强其对弱磁性矿物的分选能力，普遍采用与芯轴同轴心、且沿芯轴轴向挨个并列布置的同形磁片或扇形磁片进行组合，相邻圆形磁片或扇形磁片所对应的磁极极性相同，圆形磁片或扇形磁片间夹有高导磁激磁材料，由此聚合成轴向排列的聚磁辊。由于该结构聚磁辊的磁力线在其工作面上沿轴向呈正弦分布、沿圆周方向呈等值分布，每一磁片的边端磁场最高，而中间磁场为零，其磁场梯度受边端效应和对选料作用距离的影响较大，在磁选过程中与正向垂直下料的粉体接触时，无论采用顺流还是逆流方式磁选，其磁力峰值都不可能均衡地对所有选料的每一单体产生一致影响。实验数据表明：上述聚磁辊的磁力峰值有效利用率低于50%，这样在选矿作业中很容易产生漏选，降低收率和品位。
为了解决上述问题，科研人员试图通过变更圆形磁片或扇形磁片组合体的相关设计参数来改善其磁选能力。但如果通过减小圆形磁片或扇形磁片组合体与外激磁体之间的距离来增加磁辑的磁能级，显然会影响磁选的产量：如果通过减小圆形磁片或扇形磁片的厚度来减少磁力峰值与所选矿粉的平均距离，又会受到磁性材料脆性大、不容易加工成型的限制。
从另一方面看，圆形磁片或扇形磁片的轴向组合结构在生产大直径高梯度强磁场。特斯拉以上聚磁辊时将带来许多困难：不仅面积较大的磁材在压铸时压强降低，会使磁材密度不够，影响其磁能级；而且当圆形磁片或扇形磁片的直经超过400mm时，其外溢的磁力也会显著下降，导致其磁选能力无法同步增大。
此外，圆形磁片或扇形磁片在轴向组合时，相邻磁片之间的固定完全靠有机粘接材料作用，在粘接材料老化和强大的内应力作用下，磁片容易脱落，导致其使用寿命大幅下降。
而且，圆形磁片或扇形磁片在粘接过程中，因受磁力的排斥作用较大而难以控制，手工操作磁片粘接定位时，除手部易受伤外，各个磁片组合的表面也很难平整，须进行外圆精加工，但磁体材料又受居里温度的限制，不可车快加工，只能用大型磨床磨削，不但高精度大尺寸的外圆磨削设备很难寻求，而且磨削速度十分缓慢，导致加工效率低下、生产成本高昂。所以，目前国内直经超过300mm且磁能级达到2特斯拉以上的聚磁辊并不多见。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述缺陷，提供一种在保证充分发挥所有磁条的磁力峰值作用效果、有效提高磁选产品品位和收率的基础上，简化制造工艺，减少易损坏零件的数量，结构上更加紧凑可靠的高梯度强磁场水平聚磁辊。
为实现上述目的，本发明设计的高梯度强磁场水平聚磁辊，包括磁辊心轴，所述磁辊心轴上同轴心套装有一个或多个第一激磁铁套筒，以及磁辊心轴上同轴心套装有一个或多个第二激磁铁套筒，所述第一激磁铁套筒和第二激磁铁套筒顺次交替轴向连接，所述第二激磁铁套筒的端部设有凸轴，所述凸轴插接于第一激磁铁套筒内的空腔中，所述第一激磁铁套筒和第二激磁铁套筒的外壁面上均设有一圈沿轴向排列的激磁鳍片，相邻两个激磁鳍片之间形成U形卡隼，每个U形卡隼中设置有永磁条，激磁鳍片与永磁条的数量相等且为偶数，相邻的两个永磁条的极性相反，所述永磁条的横截面呈扇形，所述永磁条远离轴心的外表面与激磁鳍片远离轴心的外表面平齐，所述第一激磁铁套筒的两端设置有将永磁条端部封装固定的法兰盘。
在上述技术方案中，所述激磁鳍片的根部两侧均设有膨大凸起，所述永磁条的根部设有与膨大凸起相对应的凹槽。
在上述技术方案中，所述永磁条由结构相同磁极相反的两段或多段磁块沿轴向首尾衔接而成，磁块的数量为偶数。
在上述技术方案中，所述第一激磁铁套筒与其外壁面上的激磁鳍片，以及第二激磁铁套筒与其外壁面上的激磁鳍片均通过切削工艺整体加工而成。
本发明的激磁鳍片和激磁铁套筒均由高导磁性材料电工纯铁制作而成，激磁鳍片和激磁铁套筒采用整体切削成型，无需装配即可锁固、支撑和保护具有脆性的永磁条，同时具有激磁增磁的作用，使得整个聚磁辊运转更加稳定、安全、可靠。聚磁辊组装时，只需要将激磁铁套筒的轴向两端的定位凸轴插入相邻激磁铁套筒的轴向内径空洞，通过多次串联，可获得不同长度的激磁铁套筒。
本发明的扇形永磁条由若干个结构相同的小段磁块沿轴向首尾衔接而成，而在圆周切面上各小段磁块之间的磁极相反，并成对安装，由于小段磁块的加工性较好，能通过压铸达到较大密度、较大能级，因此在激磁鳍片的接触面附近，能获得所需的最大磁场强度，不仅可以制作不同直径和不同轴向长度的聚磁辊，特别是大尺寸的聚磁辊，而且可以相应减少小段磁块的厚度来缩短磁力峰值对选料的作用距离， 确保其磁选能力更为强大。
本发明还具有下述显著效果：
一、扇形永磁条外形简单，加工成本较低，能够以很低的成本加工并装配出出适用于各种轴向直径的聚磁辊，其磁性强度在其表面沿截面沿圆周方向呈正弦排布，沿激磁鳍片和磁条轴向接口处为磁力线最强处，当聚磁辊绕轴向转动时，强磁场反复扫描来料，有效提高了筛选效率和品位。
二、激磁鳍片和激磁铁套筒通过切削工艺整体制造，扇形永磁条通过卡隼牢靠地嵌置在相邻双片激磁鳍片中，其结构简单、安装方便、定位精确，并且无需其他零件和粘结剂，有效避免了因材料老化、或者零件脱落导致的损坏故障，增加聚磁辊的安全性和可靠性，延长聚磁辊的使用寿命。
三、激磁铁套筒包括两种结构的激磁铁套筒，通过凸轴进行插接，可以方便地在现场进行更换和维护，并且可以节省额外零件的数量，降低制造成本，降低系统可能发生故障的几率，提高可靠性，提高了作业效率。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明的横截面示意图；
图中：1—第一激磁铁套筒；2—第二激磁铁套筒；3—凸轴；4—激磁鳍片（4.1—膨大凸起）；5—U形卡隼；6—永磁条（6.1—凹槽）；7—法兰盘；8—磁辊心轴。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：
如图1和图2高梯度强磁场水平聚磁辊，包括磁辊心轴8，磁辊心轴8上同轴心套装有一个或多个第一激磁铁套筒1，以及磁辊心轴8上同轴心套装有一个或多个第二激磁铁套筒2，第一激磁铁套筒1和第二激磁铁套筒2顺次交替轴向连接，第二激磁铁套筒2的端部设有凸轴3，凸轴3插接于第一激磁铁套筒1内的空腔中，第一激磁铁套筒1和第二激磁铁套筒2的外壁面上均设有一圈沿轴向排列的激磁鳍片4，相邻两个激磁鳍片4之间形成U形卡隼5，每个U形卡隼5中设置有永磁条6，激磁鳍片4与永磁条6的数量相等且为偶数，相邻的两个永磁条6的极性相反，永磁条6的横截面呈扇形，永磁条6远离轴心的外表面与激磁鳍片4远离轴心的外表面平齐，第一激磁铁套筒1的两端设置有将永磁条6端部封装固定的法兰盘7，第一激磁铁套筒1两端的外侧面沿圆周均匀分布有螺口，法兰盘7与螺口利用螺栓相连并径向定位。
永磁条6由结构相同磁极相反的两段或多段磁块沿轴向首尾衔接而成，磁块的数量为偶数。激磁鳍片4的根部两侧均设有膨大凸起4.1，永磁条6的根部设有与膨大凸起4.1相对应的凹槽6.1。第一激磁铁套筒1与其外壁面上的激磁鳍片4，以及第二激磁铁套筒2与其外壁面上的激磁鳍片4均通过切削工艺整体加工而成。
第二激磁铁套筒2两侧轴向切削加工出同心凸轴3，凸轴3外径小于第二激磁铁套筒2的内径，将凸轴3插入第一激磁铁套筒1内壁与第一激磁铁套筒1连接。每组聚磁辊由若干个数量相等的第一激磁铁套筒1和第二激磁铁套筒2插接构成。两个法兰盘通过螺栓固定在每个第一激磁铁套筒1两端，并通过定位孔固定。
第一激磁铁套筒1和第二激磁铁套筒2外圆周面上沿轴向平行排布若干个激磁鳍片4，激磁鳍片4根部膨大并形成U形卡隼5。激磁鳍片4、第一激磁铁套筒1和第二激磁铁套筒2均采用高导磁的电工纯铁加工而成，永磁条6选用高磁能级的高剩磁高矫顽力伽铁棚材料制成，永磁条6沿轴向插入激磁鳍片4中间并通过U形卡隼5固定，沿第一激磁铁套筒1和第二激磁铁套筒2外圈以环状方式排列，各个永磁条6的充磁方向位于其扇面截面的两侧，并且相邻两个永磁条6按极性方向相反的原则安装，这种安装方式保障在永磁条6工作面以及相邻面上获得更高的磁场强度。
本发明通过使相邻的磁体同极靠近达到提高磁力峰值的效果，能够有效提高工作面最高磁场区域的强度，使选矿品位和收率提高，而且本发明相对同类产品结构更加简单、容易加工、通过减少易损零件的数量，大幅提高系统可靠性系数和耐用性，本产品可以用于普通磁选机，也可以用于组装超大直径聚磁辊的磁选机。
Claims (5)
1.一种高梯度强磁场水平聚磁辊，包括磁辊心轴（8），其特征在于：所述磁辊心轴（8）上同轴心套装有一个或多个第一激磁铁套筒（1），以及一个或多个第二激磁铁套筒（2），所述第一激磁铁套筒（1）和第二激磁铁套筒（2）顺次交替轴向连接，所述第二激磁铁套筒（2）的端部设有凸轴（3），所述凸轴（3）插接于第一激磁铁套筒（1）内的空腔中，所述第一激磁铁套筒（1）和第二激磁铁套筒（2）的外壁面上均设有一圈沿轴向排列的激磁鳍片（4），相邻两个激磁鳍片（4）之间形成U形卡隼（5），每个U形卡隼（5）中设置有永磁条（6），激磁鳍片（4）与永磁条（6）的数量相等且为偶数，相邻的两个永磁条（6）的极性相反，所述永磁条（6）的横截面呈扇形，所述永磁条（6）远离轴心的外表面与激磁鳍片（4）远离轴心的外表面平齐，所述第一激磁铁套筒（1）的两端设置有将永磁条（6）端部封装固定的法兰盘（7）。
2.根据权利要求1所述的高梯度强磁场水平聚磁辊，其特征在于：所述激磁鳍片（4）的根部两侧均设有膨大凸起（4.1），所述永磁条（6）的根部设有与膨大凸起（4.1）相对应的凹槽（6.1）。
3.根据权利要求1或2所述的高梯度强磁场水平聚磁辊，其特征在于：所述永磁条（6）由结构相同磁极相反的两段或多段磁块沿轴向首尾衔接而成，磁块的数量为偶数。
4.根据权利要求1或2所述的高梯度强磁场水平聚磁辊，其特征在于：所述第一激磁铁套筒（1）与其外壁面上的激磁鳍片（4），以及第二激磁铁套筒（2）与其外壁面上的激磁鳍片（4）均通过切削工艺整体加工而成。
5.根据权利要求3所述的高梯度强磁场水平聚磁辊，其特征在于：所述第一激磁铁套筒（1）与其外壁面上的激磁鳍片（4），以及第二激磁铁套筒（2）与其外壁面上的激磁鳍片（4）均通过切削工艺整体加工而成。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160127 |