CN105665128A - 一种实现高背景场强的永磁闭合磁系结构 - Google Patents

一种实现高背景场强的永磁闭合磁系结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种实现高背景场强的永磁闭合磁系结构。该永磁闭合磁系结构包括采用对极式布置的结构相同N、S极磁源；其中，所述N极磁源是由两块矩形结构的磁轭、八块规格尺寸相同的矩形结构的永磁磁钢、一块梯形结构的导磁磁极头组成；排列布置方式为：从左至右沿轴向依次为1#磁轭、2#磁轭、以均布方式贴服在2#磁轭右侧面上的1#—4#永磁磁钢、分别与1#—4#永磁磁钢轴向对称叠加构成四组永磁磁钢的5#—8#永磁磁钢、以及紧贴5#—8#永磁磁钢右侧面设置的导磁磁极头；四组永磁磁钢均为轴向充磁，右侧面为N极；所述S极磁源与所述N极磁源结构相同，布置方式与N极磁源对称。本发明可以减少漏磁、提高背景磁感应强度。

Description

一种实现高背景场强的永磁闭合磁系结构
技术领域
本发明涉及一种实现高背景场强的永磁闭合磁系结构，可应用于极弱磁性粉体干法或湿法提纯领域。
背景技术
目前，永磁干式磁选机因能耗低、操作简单、产品无需脱水等优势逐渐被市场接受、推广，作为其核心部件-永磁磁系的设计也一直在推陈出新。在高岭土、钾长石等弱磁性粉体提纯领域，永磁磁系的设计追求：高背景场强及高梯度力场，以提供最大磁力将弱磁性粉体富集回收，但多数存在着漏磁现象严重、背景场强较低，一般为0.4T-0.8T，近年来无重大突破。
专利[200910064938.9]公开的“对极式永磁强磁选机”，磁系结构由同规格单块轴向永磁磁钢竖直方向挤压叠加，通过磁钢数量的叠加追求背景磁场强度的提高，较以往单块磁钢布置提高0.2-0.3T。同时，磁钢一个侧面与软铁吸附以减少漏磁，但忽略了软铁截面尺寸与磁钢截面尺寸比例。
专利[200810031306.8]公开的“连续式离散型稀土永磁高梯度磁选机”，磁系结构由钕铁硼稀土永磁材料堆砌成上部为弧面(弧角140°~180°)，与铁轭组成空腔窗框式磁体结构。该磁系结构注重了磁极面的变换以提高背景磁场强度，较以往设计提高到了0.8-1.0T。
发明内容
本发明的目的正是依据上述两种专利公布的永磁磁系提供高背景磁场强度的设计经验，综合永磁磁钢的布置原则以及磁极面的变换运用两种方法，考虑漏磁的影响，而提供一种可实现永磁磁系提供高背景场强的闭合磁系结构，其背景磁感应强度值实测可达1.4T。
本发明的目的可通过下述技术措施来实现：
本发明的实现高背景场强的永磁闭合磁系结构包括采用对极式布置的结构相同N、S极磁源；其中，所述N极磁源是由两块矩形结构的磁轭、八块规格尺寸相同的矩形结构的永磁磁钢、一块梯形结构的导磁磁极头组成；排列布置方式为：从左至右沿轴向依次为1#磁轭1、2#磁轭2、以均布方式贴服在2#磁轭2右侧面上的1#—4#永磁磁钢、分别与1#—4#永磁磁钢轴向对称叠加构成四组永磁磁钢的5#—8#永磁磁钢、以及紧贴5#—8#永磁磁钢右侧面设置的导磁磁极头；四组永磁磁钢均为轴向充磁，右侧面为N极；所述S极磁源与所述N极磁源结构相同，布置方式与N极磁源对称。
本发明中所述N极磁源与S极磁源水平对称布置，对极式分选空间为25~35mm。
本发明中所述1#—4#永磁磁钢、5#—8#永磁磁钢的相邻侧边之间的间隙均为10mm。
本发明中所述永磁磁钢选材为钕铁硼N42；所述磁轭选材为电工纯铁DT4；所述导磁磁极头选材为电工纯铁DT4C。
本发明中所述1#磁轭的尺寸为：270mm×270mm×55mm；2#磁轭的尺寸为230mm×230mm×55mm；八块永磁磁钢（1#—8#永磁磁钢）的尺寸为相同，均为：110mm×110mm×55mm；所述导磁磁极头的下底为230mm，上底为120mm，高为70mm，导磁磁极头被磁化后上底为N极磁极头。
本发明设计的磁系结构提供的高背景场强中，在对极式分选空间内融入聚磁介质可实现高梯度力，从而可应用于极弱磁性粉体的提纯，与之匹配聚磁介质类型包括：丝状聚磁介质，齿尖状聚磁介质。
本发明设计的高背景场强磁系结构，根据矿物粘结性不同，既可湿式分选，也可干式分选。
本发明的有益结果如下，以N极磁源为例分析：
（1）2#磁轭充分吸收磁力线，在表端形成磁回路减少漏磁；1#磁轭紧邻2#磁轭布置，且竖直方向较2#磁轭两端上下各长20mm，不仅对左端磁力线又一次实现聚磁，且上下端磁力线也得到聚磁保障，从而使有用磁感应强度得到最大保障，漏磁最大程度得到减少。
（2）5#—8#永磁磁钢分别与1#—4#永磁磁钢对称叠加，较单块永磁磁钢提供的背景磁感应强度有所提高。
（3）叠加后的4组永磁磁钢，在同一磁轭沿上下端布置，中间空隙为10mm，使得每组永磁磁钢间的空隙磁感应强度得到提升。
（4）导磁磁极头的尺寸设计保证了在上底与下底都得到相对较高且等额的磁化强度同时，因截面尺寸比不同，小截面必然获得更高背景磁感应强度，从而实现了最右侧导磁磁极头提供极高背景磁感应强度值，对极式分选空间在30mm时，其实测最大磁感应强度值为1.41T。
附图说明
图1为本发明的N极磁源磁系结构正面布置图。
图2为图1的右视图。
图3为本发明的N、S对极磁系闭合磁系结构示意图。
图中序号：1、1#磁轭；2、2#磁轭；3-1、1#永磁磁钢；3-2、2#永磁磁钢；3-3、3#永磁磁钢；3-4、4#永磁磁钢；4-1、5#永磁磁钢；4-2、6#永磁磁钢；4-3、7#永磁磁钢；4-4、8#永磁磁钢；5、导磁磁极头，H、间隙（1#—4#永磁磁钢、5#—8#永磁磁钢的相邻侧边之间的间隙）。
具体实施方式
本发明以下将结合实施例（附图）作进一步描述：
如图1～3所示，本发明的实现高背景场强的永磁闭合磁系结构包括采用对极式布置的结构相同N、S极磁源（参见图3）；其中，所述N极磁源是由两块矩形结构的磁轭、八块规格尺寸相同的矩形结构的永磁磁钢、一块梯形结构的导磁磁极头5组成；排列布置方式为：从左至右沿轴向依次为1#磁轭1，2#磁轭2，以均布方式贴服在2#磁轭2右侧面上的1#永磁磁钢3-1、2#永磁磁钢3-2、3#永磁磁钢3-3、4#永磁磁钢3-4，分别与所述1#—4#永磁磁钢轴向对称叠加构成四组永磁磁钢的5#永磁磁钢4-1、6#永磁磁钢4-2、7#永磁磁钢4-3、8#永磁磁钢4-4，以及紧贴所述5#—8#永磁磁钢右侧面设置的导磁磁极头5；四组永磁磁钢均为轴向充磁，右侧面为N极；所述S极磁源与所述N极磁源结构相同，布置方式与N极磁源对称；所述1#—4#永磁磁钢、5#—8#永磁磁钢的相邻侧边之间的间隙H均为10mm（参见图2）；所述永磁磁钢选材为钕铁硼N42；所述磁轭选材为电工纯铁DT4；所述导磁磁极头选材为电工纯铁DT4C。
本发明中所述N极磁源与S极磁源水平对称布置，对极式分选空间为25~35mm（参见图3）。
本发明中所述1#磁轭1的尺寸为：270mm×270mm×55mm；2#磁轭2的尺寸为230mm×230mm×55mm；八块永磁磁钢（1#—8#永磁磁钢）的尺寸为相同，均为：110mm×110mm×55mm；所述导磁磁极头5的下底为230mm，上底为120mm，高为70mm，导磁磁极头5被磁化后上底为N极磁极头。
本发明设计的磁系结构提供的高背景场强中，在对极式分选空间内融入聚磁介质可实现高梯度力，从而可应用于极弱磁性粉体的提纯，与之匹配聚磁介质类型包括：丝状聚磁介质，齿尖状聚磁介质。
更具体说：由图1、图2可知，1#永磁磁钢3-1与5#永磁磁钢4-1叠加构成第一组永磁磁钢，2#永磁磁钢3-2与6#永磁磁钢4-2叠加构成第二组永磁磁钢，3#永磁磁钢3-3与7#永磁磁钢4-3叠加构成第三组永磁磁钢，4#永磁磁钢3-4与8#永磁磁钢4-4叠加构成第四组永磁磁钢，叠加永磁磁钢较单块永磁磁钢提供的背景磁场强度高。1#永磁磁钢3-1与2#永磁磁钢3-2左侧面靠吸引力吸附于2#磁轭2表端，2#永磁磁钢3-2提供高磁导率从而使磁力线在表端形成磁回路减少漏磁（3#永磁磁钢3-3、4#永磁磁钢3-4原理相同）；设计1#磁轭1紧邻2#磁轭2布置，以增加磁轭厚度进一步减少漏磁，且同时减少了永磁磁钢上下两端磁力线损失。紧邻5#永磁磁钢4-1、6#永磁磁钢4-2、7#永磁磁钢4-3、8#永磁磁钢4-4的右侧面布置导磁磁极头5，导磁磁极头5左侧下底因高导磁原因被磁化，理论上可完全吸收永磁磁钢提供的高背景场强，同时上底、下底磁通量相同，但右端截面变小，为保持磁通量不变，所以背景磁场强度必然提高，从而实现了高背景场强的目的。
图2中尺寸关系说明（按图示方向），1#永磁磁钢3-1沿2#磁轭2下端部布置往上延伸至110mm处，2#永磁磁钢3-2沿2#磁轭2上端部布置往下延伸至110mm处，2#永磁磁钢3-2与1#永磁磁钢3-1上下布置间隙为10mm。依次类推，1#—4#永磁磁钢3-1、3-2、3-3、3-4共面布置，5#—8#永磁磁钢4-1、4-2、4-3、4-4共面布置（参见图2），且5#—8#永磁磁钢的左侧面紧贴1#—4#永磁磁钢的右侧面设置（参见图1）。分别使1#永磁磁钢3-1与5#永磁磁钢4-1叠加构成第一组永磁磁钢，2#永磁磁钢3-2与6#永磁磁钢4-2叠加构成第二组永磁磁钢，3#永磁磁钢3-3与7#永磁磁钢4-3叠加构成第三组永磁磁钢，4#永磁磁钢3-4与8#永磁磁钢4-4叠加构成第四组永磁磁钢。第一、二、三、四组永磁磁钢每两组之间的间隙均为10mm（参见图2）。高导磁磁极头5的厚度为70mm，N极极头截面为120mm。在保证一次性装配成功的同时，有效磁力线得到聚集。
由图3可知，与提供N极磁源竖直方向对称布置S极磁源可构成闭合分选空间。N极、S极极头间隔为30mm，间隙内可充填细丝、齿钉等聚磁介质构成矿物分选空间。提供的S极磁源设计其构成元件、材料、尺寸与N极磁源完全相同，永磁磁钢充磁方向相反。

Claims (4)

1.一种实现高背景场强的永磁闭合磁系结构，其特征在于：它包括采用对极式布置的结构相同N、S极磁源；其中，所述N极磁源是由两块矩形结构的磁轭、八块规格尺寸相同的矩形结构的永磁磁钢、一块梯形结构的导磁磁极头组成；排列布置方式为：从左至右沿轴向依次为1#磁轭、2#磁轭、以均布方式贴服在2#磁轭右侧面上的1#—4#永磁磁钢、分别与1#—4#永磁磁钢轴向对称叠加构成四组永磁磁钢的5#—8#永磁磁钢、以及紧贴5#—8#永磁磁钢右侧面设置的导磁磁极头；四组永磁磁钢均为轴向充磁，右侧面为N极；所述S极磁源与所述N极磁源结构相同，布置方式与N极磁源对称。
2.根据权利要求1所述的实现高背景场强的永磁闭合磁系结构，其特征在于：所述N极磁源与S极磁源水平对称布置，对极式分选空间为25~35mm。
3.根据权利要求1所述的实现高背景场强的永磁闭合磁系结构，其特征在于：所述1#—4#永磁磁钢、5#—8#永磁磁钢的相邻侧边之间的间隙均为10mm。
4.根据权利要求1所述的实现高背景场强的永磁闭合磁系结构，其特征在于：所述永磁磁钢选材为钕铁硼N42；所述磁轭选材为电工纯铁DT4；所述导磁磁极头选材为电工纯铁DT4C。
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