CS208729B2 - Magnetic separator - Google Patents

Description

(54) Magnetický odlučovač

Vynález se týká mmgnetického odlučovače pro odlučování magneeických a nemeaneeických částeček v odlučovacím pásmu protéktrném meanieticlým polem,- přičemž. magnetické pole, vytvořené několika meajnety nebo magnntickými systémy, se nachází v meannticky otevřeném prostoru ve směru odlučovacího pásma.

Chaarattristcdým znakem magnetického systému meonntického odlučovače je průběh siločar jeho meanntického pole. Podle průběhu siločar se rozlišují .otevřené a uzavřené konstrukce. U uzavřené konstrukce je odlučovací pásmo uspořádáno mezi protilehlými póly nebo pólovými nástavci jednoho nebo několika meanntů. Tím se vytvoří pole s krátkými volnými siločarami od jednoho pólu ke druhému, které probíhají napříč odlučovacím pásmem. Toto provedení, výhodné pro maanLneické odlučovače se siným msanetickým polem, umožňuje koncentrovat magnetické pole na co nejužším prostoru a dosáhnout velmi vysoké intensity mean^etického pole.

V důsledku uspořádání msanneických pólů navzájem proti sobě probíhaaí siločáry meanntického pole na nejkratších přímých drahách od jednoho pólu ke druhému. Nappoti tomu u meonntického odlučovače, vytvořeného podle otevřeného systému, jsou uspořádány póly v podstatě navzájem vedle sebe, takže man^et^icté siločáry musí probíhat od jednoho pólu ke druhému ohnutě prostorem nad póly. Probíhají v.otevřeném prostoru maaneeictého pole nad póly, přičemž intensita megnntického pole kolmo k povrchu pólů silně klesá.

Účelem vynálezu je vytvoření msa^etického odlučovače na principu posledně popsaného otevřeného systému. Úkolem vyinálezu je zlepšit odlučovač vytvořený na principu otevřeného systému a kromě toho uvést zásadní možnost zvýšení výkonu otevřeného systému.

V důsledku technického rozvoje výrobních procesů, jako například přímé redukce, je třeba, aby se získávaly vysoce hodnotné koncentráty železa s co nejmenším mnnžstvím nečistot, což je podmíněno podstatně větším rozmělněním maatriálu odlučovačem, než tomu bylo - doposud, čímž se nerostné složky tak dalece, jak je to jen možné, uvolní a izolují· Tím vznikají objemové velké proudy nejjemnéjších částeček, které se musí podroobt meagneické přípravě pro další zpracován^ což vyžaduje meagneické odlučovače s velkými pracovními prostory· Velké pracovní prostory vyžadují opět magnneická pole s vellým dosahem působení pro zachycení částeček z maateiálu, procházeeícího odlučovačem.

Tento úkol se podle vynálezu řeší - tím, že magnety obsáhlí nejméně dvě cívky vytvořené z vodivého maateiálu, protékané proudem, přičemž meanneické cívky a směr proudu jsou upraveny tak, že cívky jsou protékány proudem ve stejném střelu a cívky jsou vytvořeny bez železného jádra a supravodivé.

Uspořádáním podle vynálezu se vytvoří otevřené pole, u kterého neprooíhaaí msanmeické siločáry jako dosud mezi navzájem vedle sebe ležícím, póly, ale u kterého se vyvářej mezi jednotlivými maagiety nebo meanneickými systémy opačné póly, což vede k větší hustotě siločar, resp. meanneických siločar při stejném počtu m^netů nebo maanneických systémů. To má za následek zvýšení maanneických sil. Tím, že cívky z vodivého maatriálu jsou protékány proudem ve stenném sim^u a jsou vytvořeny bez železného jádra, je výhodným způsobem možné, dosáhnout takového vytvoření siločar maanneického pole, které je orientováno na vodiče protékané proudem. Toto není dossaitelné jednotlivými póly, jejichž železná jádra vedou maanneické siločáry.

Tím, že vodiče cívek, protékané proudem, jsou vytvořeny ze supravodivého maateiálu, je dána výhodným způsobem možnnst, zejména pro velké proudy, vytvořit dostatečně silné maanneické pole, - aniž by bylo třeba o^í^p^ovc^E^jícz^m způsobem z^^^ět^it, a tím L prodrean celé zařízení. Rřioom je zejména výhodné to, ie při vhodně zvolených rozměrech je mezi odlučovacím pásmem a povrchem majnieickéao systému k disposici prostor, který se může pouuít pro izolování supravodivého magrineického- systému, takže ztráty, resp. potřeba dhLadiva, se snnží na snesitelnou míru a odpadne tak nejpoddtatnější překážka pro pooužtí supravodičů v konstrukci magnetckých odlučovačů.

Podle rozvinutí vynálezu se předpokládá, ie supravodivé cívky jsou uloženy ve tvarované části z mBanneicky měkkého meaeerálu.

Tím se dosáhne výhodné střídavé mmanneické působení mezi použitými cívkami a základním tělesem, ve kterém jsou cívky uloženy, a sice tak, že se cívky samy ^v základním tělese přidržuj.

To je u supravodivých cívek podle vynálezu zejména důležité, protože tyto cívky se podstatnými silami v radiálním směru navzájem odpuuzuí a jejich zabudování do zakřiveného povrchu, bez uložení do tvarované části z měkkého, resp. z mmanneicky měkkého majeeiZlu, by vedlo k podstatrým nákladům na konstrukční vytvoření řdppoídajícíao držáku.

Dalším význakem řešen:! podle vynálezu je, ie cívky maaí maanneické cívky eliptického tvaru.

Tím je výhodným způsobem možné, zejména jestliže délka cívek odpovídá šířce pracovního prostoru, - obdržet po celé šířce pracovního prostoru rovnoměrné pole L vzhledem - k připadlým změnám intensity pole. Důsledkem toho je, ie každá částečka rudy při rozdružování je pod vlivem stejných majnieickýca sSl, přičemž je nerozahouujec, na kterém místě odlučovacího pásma se naccháí. Poouití takových podélných majnirick,ých cívek - je sice již z příbuzných technických oborů známé. Tam Však má za účel pouze zmenšení počtu potřebných mejnneicCých systémů nebo pólů, zatímco při pooužtí podle vynálezu má jiný úkol, to je zrovnoměrnění maanieicCéao pole a zajištěn! existujících grj(Iiritů.

Výhodné rozvinutí vynálezu spočívá dále v tom, že magnetické cívky mají na úzkých koncích eliptického tvaru větší vzdálenosti mezi jednotlivými vodiči a na podélných stranách menší vzdálenosti·

Tímto uspořádáním se výhodným způsobem zabrání nežádoucí místní koncentraci magnetického pole na koncích vinutí a skutečně se dosáhne rovnoměrného rozdělení magnetického pole po celé délce cívek. Velikost rozestupů vodičů na koncích je přitom závislá v podstatě na tvaru cívek.

Podle dalšího rozvinutí vynálezu se předpokládá, že u magnetického systému podle vynálezu v bubnovém odlučovači jsou magnetické cívky ve tvaru elipsy upraveny svou podélnou osou ve směru osy bubnu.

Tím se dostane pro bubnový magnetický odlučovač výhodné provedení, v důsledku vytváření stejných magnetických sil pro všechny částečky procházející odlučovacím pásmem, jestliže se vede materiál ve směru po obvodu bubnu.

Výhodné provedení vynálezu spočívá rovněž v tom, že magnetické cívky jsou ve směru povrchu bubnu zakřiveny.

Tím se dosáhne výhodného prostorového přizpůsobení magnetického systému na geometrii bubnu, které vytváří pro odlučovací prostor všude stejné podmínky a současně umožňuje použití cívek větší délky, přestože prostorové poměry uvnitř bubnu způsobují velké těžkosti.

Vynález bude v dalším textu blíže vysvětlen na příkladu provedení, znázorněného na výkresech, kde na obr. 1 je schematicky znázorněn průběh siločar magnetického pole uzavřeného magnetického systému v perspektivním pohledu, na obr. 2 je schematicky znázorněn průběh siločar magnetického pole otevřeného magnetického systému v perspektivním pohledu, na obr. 3 je znázorněn průběh siločar magnetického pole otevřeného systému bez železného jádra podle vynálezu v perspektivním pohledu, na obr. 4 je znázorněno uspořádání cívek podle vynálezu v segmentu bubnu v pohledu shora, a na obr. 5 je znázorněno uspořádání cívek v segmentu bubnu podél přímky V - V v obr. 4.

V obr. 1, 2 a 3 jsou znázorněny různé magnetické systémy a jejich průběhy magnetických siločar.

V obr. 1 značí N severní pól £ a S jižní pól 2 magnetického systému mezi navzájem protilehlými různě velkými póly. Mezi severním pólem £ a jižním pólem 2 probíhají magnetické siločáry, které jsou všechny uzavřené. Pole je rovnoměrné, jestliže se nepřihlíží к okrajovým nerovnoměrnostem. Toto uspořádání pólů, které na jedné straně magnetické siločáry zužuje, ukazuje princip uzavřeného magnetického odlučovače, který je výhodně použit pro magnetický odlučovač se silným polem.

Obr. 2 znázorňuje normální provedení otevřeného magnetického systému na příkladu několika podélných pólů. Severní pól J a jižní pól £ jsou střídavě uspořádány navzájem vedle sebe a magnetické siločáry probíhají zakřiveně od jednoho pólu к vedle ležícímu pólu. Podatatná část magnetických siločar se rozprostírá ve volném prostoru, resp. polovičním prostoru nad rovinou pólů. Uvnitř magnetického pole se vyskytují ve směru kolmo к povrchu pólů velmi silné rozdíly v intenzitě pole. Magnetické částečky, prostupující pole v různé vzdálenosti, se tedy různě silně zmagnetizují. Prakticky upotřebitelný je jen prostor bezprostředně nad plochou pólů.

Obr. 3 ukazuje magnetický systém odlučovače podle vynálezu na příkladu několika cívek bez železného jádra. Navzájem vedle sebe uspořádané cívky 3 s vodiči vytvářejí magnetické siločáry, které při stejném počtu pólů probíhají podstatně hustěji a jsou méně vychýleny než u dosud obvyklých a běžných otevřených systémů. Ve spojení s podélnými magnetickými cívkami podle vynálezu a optimálními vzdálenostmi se dostane rovnoměrné pole se zejména výhodným odlučovacím působením a velkým dosahem působení·

Obr. 4 'ukazuje vytvoření maggieeického systému podle . ^nálezu v bubnovém meapetickém odlučovači v pohledu shora na plášt bubnu. Buben - má lehce eliptické, navzájem vedle sebe uspořádané - maanneické cívky £, které jsou navinuty kolem části 6 bubnu z mεgneticky měkkého maateiálu bez vinutí. Podle Šipek £, znázorňujících směr proudu, lze seznat, že všechny vedle sebe ležící cívky působí ve stenném sm^s!.u, Jsou - uloženy do -tvarované části 2 z magnneicky měkkého na^elá^, takže jsou navzdory zakřivení a podstaným odpudivým silám, které působí mezi nimi, upevněny v bubnu podle principu zrcadlového meanintického působení a zvláštní opatření pro jejich upevnění může odpadnout.

Na obr. 5 je znázorněn příčný řez meannntickými cívkami podle obr. 4 podél přímek V - V. Magnntické- cívky £. jsou ve směru k ose 10 bubnu střechovitě z^údeny. Šířka cívek £ zůstává přioom v souladu s délkou bubnu stejná. Tímto způsobem je možné využt vnitřek bubnu optimálně i navzdory uspořádání cívek £, které není samo o sobě výhodné, a které vzniklo upravením osy cívek kolmo k ose 10 bubnu, a vytvoMt i velmi silné magnneické pole. Od střechovitého vytvoření se ^^iže upuustt v tom případě, když se pouužjí supravodivé cívky, které um o ožnul i při malých rozměrech velké intenzity magnntického pole.

Uspořádání vodičů cívek podle ^nálezu v rovné desce, která je upravena a vytvořená horizontálně po^livě, není znázorněno, protože odpovídá rozvinutému povrchu bubnu z obr. 4. Odpadá pouze zmenšení os cívek, protože se zde nevysky^u^JÍ - problémy s místem.

Pooužtí vynálezu není omezeno na uvedené příklady, ale je upotřebitelné obecně v technice mаgnetického odlučování, resp. rozdružování. Tak jsou například možné meagintické odlučovače s eízkriettezitním polem s permanentními magnety v laboratorním měřítku, stejně jako velké mаgnetické odlučovače se - silým meajnetidým polem se - supravodivými cívkami. Ve všech případech pouužtí dosáhnou se kladné výsledky v důsledku rovnoměrného mEgnntlckéhr pole. Princip - podle vynálezu není tedy omezen na pouužti v magneeických odlučovačích se siným polem a stejně tak není omezen na pouužtí v odlučovačích bez železného jádra. - Spolu s vhodně tvarovaým odlučovacím prostorem je možno dosáhnout - celou řadu nových a vytích účinků, které zde nejsou jednotlivě a podrobně popisovány.

Claims (6)

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. M^nnetický odlučovač pro odlučování magneeických a nemagnetických částeček v odlučovacím pásmu - protékaném - maanwticým polem, přičemž megnetické pole, vytvořené několika magnety nebo magnntickými systémy, se nachází v maanneicky otevřeném prostoru ve směru odlučovacího pásma, vyzmat-Uící se tím, že makety obsahuj alespoň dvě cívky (5) vytvořené z vodivého magtriált_>‘ přičemž magnneické cívky (7) a sm^i’ (8) průtoku proudu jsou upraveny tak, že cívky (5) jsou protékány proudem ve stejném s^rslu a jsou vytvořeny bez železného jádra a supravodivé.

2. Marneický odlučovač podle bodu I, se tím, že supravodivé cívky (5) jsou uloženy ve tvarované části (9) z βθ^ι^^ měkkého maatriálu.

3. Magneeický odlučovač podle bodů 1 a 2, vyznnauuící se tím, že cívky (5.) maaí magnetické cívky (7) eliptcekého tvaru.

4. M^nneický odlučovač podle bodu 3, vyznačujcl se tím, že magneeické cívky (7) / maaí na úzkých koncích tliptCekéhr tvaru větší vzdálenost mezi jednot^v^i vodiči a na podélných stranách menší vzdálenost.

5. Magnatický odlučovač podle bodů 1 až 4, vyznačující se tím, že magnetické cívky (7) eliptického tvaru jsou upraveny v bubnovém odlučovači svou podélnou osou ve směru osy (10) bubnu.

6. Meanaeický odlučovač podle bodu 5, vyznečující se tím, že magneeické cívky (7) jsou podle tvaru povrchu bubnu zakřiveny.