CS255623B1

CS255623B1 - Electromagnetic separator

Info

Publication number: CS255623B1
Application number: CS866435A
Authority: CS
Inventors: Jiri Galas; Pavel Zak; Ferdinand Madry
Original assignee: Jiri Galas; Pavel Zak; Ferdinand Madry
Priority date: 1986-09-05
Filing date: 1986-09-05
Publication date: 1988-03-15
Also published as: CS643586A1

Abstract

Separátor má plástové jádro tvořené středním pólem, jhem se dvěma krajními póly a budicím vinutím. Průřez každého krajního pólu je 13 až 18 % plného průřezu středního pólu. Střední pól má na začátku pólový nástavec, přesahující délkou i šířkou délku a šířku plného průřezu středního pólu. Střední pól je na začátku zúžen. Poměr zúžené délky k délce plného průřezu je 0,5 až 0,7. Zúžení se zmenšuje až do výšky, kdy poměr výšky zúžené části k výšce celého středního pólu je 0,38 až 0,42.The separator has a honeycomb core consisting of a central pole, a yoke with two end poles and an excitation winding. The cross-section of each end pole is 13 to 18% of the full cross-section of the central pole. The central pole has a pole extension at the beginning, exceeding in length and width the length and width of the full cross-section of the central pole. The central pole is narrowed at the beginning. The ratio of the narrowed length to the length of the full cross-section is 0.5 to 0.7. The narrowing decreases until the height, when the ratio of the height of the narrowed part to the height of the entire central pole is 0.38 to 0.42.

Description

Vynález se týká konstrukce magnetického obvodu elektromagnetického separátoru těžké řady určeného například pro odstraňování magneticky vodivých předmětů z uhlí, koksu, vápence, slévárenského písku, dopravovaného pásovými dopravníky do mlýnů, pro úpravu domovních odpadů.The invention relates to the construction of a magnetic circuit of a heavy-duty electromagnetic separator intended, for example, for the removal of magnetically conductive objects from coal, coke, limestone, foundry sand, conveyed by belt conveyors to mills, for treatment of household waste.

Dosud užívané elektromagnetické obvody separátorů jsou obyčejně plášťového typu, kde je jádro tvořeno středním pólem, jhem a krajními póly. Krajní pól má průřez rovný polovině průřezu středního pólu. Průřez středního pólu je stálý. Střední pól a oba krajní póly jsou bud všechny bez pólových nástavců nebo všechny s pólovými nástavci.The separator electromagnetic circuits used so far are usually of the sheath type, where the core is formed by the middle pole, the yoke and the outer poles. The extreme pole has a cross-section equal to half the cross-section of the middle pole. The cross-section of the middle pole is constant. The middle pole and the two extreme poles are either all without pole pieces or all with pole pieces.

Nevýhodou těchto dosud známých typů elektromagnetických separátorů je velká hmotnost, velký elektrický příkon pro určitou přískokovou vzdálenost a velké rozměry v důsledku nevhodného rozložení magnetického pole v separačním prostoru.The disadvantages of these hitherto known types of electromagnetic separators are the high weight, the large electrical input for a certain distance range and the large dimensions due to the unsuitable distribution of the magnetic field in the separation space.

Výše uvedené nevýhody z velké části odstraňuje elektromagnetický separátor s plášťovým jádrem, tvořeným středním pólem, jhem se dvěma krajními póly a budicím vinutím podle vynálezu. Jeho podstatou je, že průřez každého ze dvou krajních pólů je roven 13 až 18 % plného průřezu středního pólu. Je výhodné opatřit střední pól na začátku, to je v místě, kde magnetický tok přestupuje do vzduchu, pólovým nástavcem, jehož šířka i délka přesahují Šířku i délku plného průřezu středního pólu. Dále je též vhodné zúžit na začátku střední pól zmenšením délky plného průřezu na délku 0,5 až 0,7 této původní délky. Toto zúžení se zmenšuje až do výšky, kdy je poměr výšky, zúžené části a výšky celého středního pólu 0,38 až 0,42.The above-mentioned disadvantages are largely overcome by an electromagnetic separator having a sheath core consisting of a middle pole, a yoke with two extreme poles and an excitation winding according to the invention. Its essence is that the cross-section of each of the two extreme poles is equal to 13 to 18% of the full cross-section of the middle pole. It is advantageous to provide the center pole at the beginning, i.e. at the point where the magnetic flux enters the air, with a pole piece whose width and length exceed the width and length of the full cross-section of the center pole. Furthermore, it is also desirable to narrow the center pole at the beginning by reducing the length of the full cross-section to a length of 0.5 to 0.7 of this original length. This narrowing decreases to a height where the ratio of the height, the tapered portion, and the height of the entire center pole is 0.38 to 0.42.

Při řešení optimálního uspořádání jádra a vinutí separátoru s ohledem na separační schopnosti, určené přískokovou vzdáleností zkušebního předmětu na ploše dané plochou průřezu pólového nástavce na středním pólu, se došlo pomocí řešení elektromagnetického pole k závěru, že průřez krajního pólu má mít 13 až 18 % průřezu středního pólu při poměru šířka okna k šířce středního pólu v hodnotě 1,5 až 1,7.When solving the optimal arrangement of the core and separator winding with respect to the separation ability, determined by the jump distance of the test item on the area given by the cross-sectional area of the pole piece at the middle pole, it was concluded by electromagnetic field solution. the middle pole at a window width to middle pole width ratio of 1.5 to 1.7.

K usnadnění přechodu magnetického indukčního toku ze středního pólu do prostoru pod pólem a k rozprostřeni tohoto magnetického toku pod střední pól, kde dochází k separaci, je optimální použít pólového nástavce, který má plochu přibližně v poměru k ploše průřezu středního pólu v přímém poměru jako je magnetická indukce na začátku středního pólu a magnetická indukce ve vzdálenosti dané tloušťkou pólového nástavce.To facilitate the transition of the magnetic flux from the middle pole to the space below the pole and to spread the magnetic flux below the middle pole where separation occurs, it is optimal to use a pole piece having a surface approximately in relation to the cross-sectional area of the middle pole in a direct ratio such as magnetic induction at the beginning of the middle pole and magnetic induction at a distance given by the thickness of the pole piece.

Magnetický tok ve středním pólu postupně narůstá od určité hodnoty na začátku do maximální hodnoty na konci středního pólu, kde tok přestupuje do jha. Z průběhu magnetického toku získaného výpočtem i experimentem vychází volba nejmenšího průřezu na začátku středního pólu o hodnotě 0,5 až 0,7 plného průřezu. Tento průřez postupně, například lineárně, narůstá na plný průřez ve výšce, která je v poměru k výšce středního pólu v hodnotě 0,38 až 0,42.The magnetic flux in the middle pole gradually increases from a certain value at the beginning to the maximum value at the end of the middle pole where the flux passes into the yoke. The choice of the smallest cross-section at the beginning of the middle pole of 0.5 to 0.7 full cross-section results from the course of the magnetic flux obtained by calculation and experiment. This cross-section gradually increases, for example linearly, to a full cross-section at a height which is in the range of 0.38 to 0.42 relative to the center pole height.

Za těchto podmínek se docílí, že magnetický materiál je optimálně využit, tzn., že se střední hodnota magnetické indukce ve středním pólu pohybuje v okolí kolena křivky magnetování materiálu středního pólu.Under these conditions, it is achieved that the magnetic material is optimally utilized, that is, the mean value of the magnetic induction in the middle pole moves around the knee of the magnetization curve of the middle pole material.

Konstrukčním uspořádáním magnetického obvodu separátoru podle vynálezu se docílí snížení hmotnosti jádra při zvětšení prostoru pro budicí vinutí, které lze navrhnout s maloproudovou hustotou a malou střední délkou závitu, což zajišťuje optimální převod elektrického příkonu na rnagnetomotorické napětí budicího vinutí.By designing the magnetic circuit of the separator according to the invention, the core weight is reduced by increasing the excitation winding space, which can be designed with low current density and small mean thread length, ensuring an optimal conversion of electrical power to the magnetomotor voltage of the excitation winding.

Příklad konkrétního uspořádání magnetického obvodu elektromagnetického separátoru podle vynálezu je schematicky uveden na přiloženém výkrese, kde je na obr. 1 nárys, na obr. 2 bokorys a na obr. 3 půdorys separátoru.An example of a particular arrangement of the magnetic circuit of the electromagnetic separator according to the invention is schematically shown in the attached drawing, which is a front view of FIG. 1, FIG. 2 a side view and FIG. 3 a plan view of a separator.

Na středním pólu 2 o šířce K plného průřezu je navinuto budicí vinutí 1_. Na začátku středního pólu 2 Ď^e upevněn pólový nástavec 2 ° výšce M a šířce N, která přesahuje šířku K plného průřezu. Okno pro umístění budicího vinutí 2 šířku L. Krajní póly 2 mají* šířku H při délce A, která je rovna délce jha 5, jež má výšku 2· Střední pól 2 má na začátku zmenšenou délku na hodnotu C, která činí 0,5 až 0,7 délky B plného průřezu středního pólu 2· Nárůst průřezu středního pólu 2 je lineární až do výšky G, která je k výšce F celého středního pólu 2 v poměru 0,5 až 0,7.An excitation winding 7 is wound on a central pole 2 of width K of a full cross-section. At the beginning of the central pole 2 ^d a fixed pole piece 2 ° height M and width N that exceeds the width to the full section. The window for positioning the field winding 2 is width L. The outer poles 2 have * a width H at length A equal to the length of the yoke 5 having a height of 2. 0.7 of the length B of the full cross-section of the middle pole 2 · The cross-section increase of the middle pole 2 is linear up to the height G, which is 0.5 to 0.7 to the height F of the entire middle pole 2.

Konkrétní hodnoty optimálních poměrů na jádře jsou v tomto případě voleny takto:Specific values of optimal ratios on the core are chosen as follows:

Šířka K plného průřezu středního pólu 2. je 200 mm, jeho délka B je 900 mm. Šířka H krajního pólu _4 je při jeho délce A - 1 100 mm daná vztahem (0,13 až 0,18) K.D ™ _Λ The width K of the full cross-section of the middle pole 2 is 200 mm, its length B is 900 mm. The width H of the outer pole 4 at its length A - 1 100 mm is given by (0.13 to 0.18) KD ™ _Λ

H = -—---^{ - = 21,3 az 29,4 mm.H = -—--- ^{ - = 21.3 to 29.4 mm.

V tomto případě byla zvolena šířka H - 25 mm. Zúžení středního pólu 2_ je dáno vztahemIn this case, the width H - 25 mm was chosen. The narrowing of the middle pole 2 is given by the relation

C = (0,5 až 0,7) D = 450 až 630 mm, v tomto případě bylo zvoleno 600 mm.C = (0.5 to 0.7) D = 450 to 630 mm, in this case 600 mm was chosen.

Při celkové výšce F středního pólu 2_ 220 mm je výška G zúžené části určena ze vztahuAt an overall height F of the center pole 22 of 220 mm, the height G of the tapered portion is determined from the relation

G = (0,38 až 0,42) F = 83,6 až 92,4 mm, přičemž bylo zvoleno 88 mm. ¹ G = (0.38 to 0.42) F = 83.6 to 92.4 mm, 88 mm being selected. ¹

Šířka L okna má být 1,5 až 1,7 šířky K plného průřezu středního pólu 2, tedy 300 až 340 mm? zvoleno bylo 325 mm. Výška 1. jha 5 je určena polovičním průřezem plného středního pólu 2, což je 81,8 mm, voleno 82 mm.The width L of the window should be 1.5 to 1.7 width K of the full cross-section of the middle pole 2, that is 300 to 340 mm? 325 mm was chosen. The height of the first yoke 5 is determined by the half cross-section of the full middle pole 2, which is 81.8 mm, chosen 82 mm.

Vzdálenosti M = 20 mm je odhadnuta hodnota magnetické indukce 0,5 T, na začátku středního pólu 2 je volena magnetická indukce 1,8 T, takže plocha pólového nástavce _3 má být C.I<.l,8/0,5 = 600.200.1 , 8/0,5 = 43,2.10⁴ min². Pro šířku N pólového nástavce 2 330 mm vychází jeho délka Ρ = 43,2.10⁴/N = 43,2.10⁴/330 ~ 1 309 mm, volíme Ρ = 1 300 mm.The distance M = 20 mm is estimated to be a magnetic induction of 0.5 T, at the beginning of the middle pole 2 a magnetic induction of 1.8 T is selected, so that the surface of the pole piece 3 should be CI <1.8, 0.5 / 600 = 600.200.1 , 8 / 0.5 = 43.2.10 ⁴ min ² . For the width of the N pole pieces 2330 mm based on a length 43,2.10 Ρ = ⁴ / N = 43,2.10 ^4/330 ~ 1,309 mm, we choose Ρ = 1300 mm.

Separační magnetický tok přechází ze jha _5 do konce středního pólu 2, prochází tímto středním pólem 2, z jeho začátku přestupuje do vzduchu bud přímo nebo přes pólový nástavec 2 a uzavírá se souměrně přes oba krajní póly _4 do jha _5·The separating magnetic flux passes from the yoke 5 to the end of the middle pole 2, passes through this middle pole 2, initially passes into the air either directly or through the pole piece 2 and closes symmetrically through both extreme poles 4 to the yoke 5.

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

An electromagnetic separator with a honeycomb core consisting of a middle pole, a yoke with two extreme poles and an excitation winding, characterized in that the cross-section of each extreme pole (4) is 13 to 18% of the full cross-section of the middle pole (2).

Electromagnetic separator according to claim 1, characterized in that the center pole (2) is initially provided with a pole piece (3) extending over its length (P) and width (N), the length (B) and the width (K) of the full cross-section. the middle pole (2).

Electromagnetic separator according to Claims 1 and 2, characterized in that the middle pole (2) is initially narrowed by reducing the length (B) of the full cross-section to the length (C) in a ratio C: B = 0.5 to 0.7 and this narrowing gradually decreases up to a height (G) where the ratio of the height (G) of the tapered portion to the height (F) of the entire middle pole (2) is G: F = 0.38 to 0.42.

1 drawing