DE1228213B - Starkfeld-Magnetscheider - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

B 03 c

Deutschem.: Ib-4/01

Nummer: 1228 213

Aktenzeichen: F 44779 VI a/l b

Anmeldetag: 22. Dezember 1964

Auslegetag: 10. November 1966

Die Erfindung betrifft einen Starkfeld-Magnetscheider mit einem Primärmagnetkreis, in dem mindestens ein von zwei Polflächen begrenzter Luftspalt für den Gutdurchgang ausgebildet ist, wobei mindestens eine der Polflächen von einer Walze aus magnetisierbarem Werkstoff gebildet ist.

Derartige Starkfeld-Magnetscheider verwendet man insbesondere zum Ausscheiden schwachmagnetischer Stoffe aus Feststoffgemischen oder Suspensionen.

Starkfeld-Magnetscheider sind in verschiedenen Bauformen bekannt. Sie bestehen im wesentlichen aus Erregerspulen und einem möglichst geschlossenen Magnetkreis, wobei dieser Kreis so unterbrochen ist, daß zwei Polflächen entstehen, die einen Luftspalt zwischen sich bilden. Durch diesen Luftspalt wird das zu trennende Gut hindurchgeführt.

Hierbei ist es bekannt, an einer oder beiden Polflächen erne Walze aus magnetisierbaren Werkstoff anzuordnen, so daß der Luftspalt zwischen diesen Walzen bzw. zwischen einer Walze und der vom Joch gebildeten anderen Polfläche gebildet wird. Die Walze bzw. die Walzen verbessern die Führung des zu trennenden Gutes durch den Luftspalt hindurch. Selbstverständlich wird bei der Verwendung derartiger Walzen die Walzenrückseite, d.h. die vom Luftspalt abgelegene Seite der Walze, in unmittelbarer Nähe des Joches angeordnet, so daß die magnetischen Kraftlinien mit möglichst geringem Verlust in die Walzen eintreten.

Es ist bekannt, daß die magnetische Abscheidekraft dieser Magnetscheider proportional zur Feldstärke und zu ihrem Gradienten ist und daß zum Trennen insbesondere schwachmagnetischer Stoffe die Feldstärke und vor allen Dingen ihr Gradient so groß wie möglich sein muß. Die Größe der Feldstärke ist der Stärke des Elektromagneten proportional. Würde der Luftspalt für den Gutdurchgang von zwei parallelen Polflächen gebildet, so ergäbe sich in Längsrichtung des Luftspaltes — theoretisch — ein Feldstärkengradient mit dem Wert Null. Die Abscheidekraft im Luftspalt wäre entsprechend gering.

Zur Vergrößerung des Gradienten der Feldstärke im Luftspalt hat man bisher die Polflächen — bzw. die Walzenoberfläche — profiliert ausgebildet, d. h., man hat Rippen, Nuten, Spalte, Vorsprünge u. dgl. auf diesen Flächen vorgesehen.

Man hat die Walze von Starkfeld-Magnetscheidern auch bereits aus scheibenförmigen Elementen aus magnetisierbarem Werkstoff im Wechsel mit Scheiben aus nichtmagnetisierbarem Werkstoff aufgebaut, Starkfeld-Magnetscheider

Anmelder:

Steinert Elektromagnetbau,

Köln-Braunsfeld, Widdersdorfer Str. 329

Als Erfinder benannt:

Lothar Fritz, Kerpen (Bez. Köln);

Rüdiger Fritz, Sindorf bei Horrem

wobei diese Walzen zur Erzeugung eines inhomogenen Feldes wiederum mit Vorsprüngen, Rippen

ao und Nuten versehen sind. Auch ist ein Starkfeld-Magnetscheider mit einer zwischen den Polen eines Magneten angeordneten Trommel bekannt, in deren Innerem ein Kern aus magnetisierbarem Werkstoff angeordnet ist, der keilförmig zugespitzt ist, um eine

as Konzentration der Feldlinien an der Abscheidestelle zu erzielen. Bei einem anderen bekannten Starkfeld-Magnetscheider ist zwischen den Polen eines Magnetkreises eine profilierte Walze drehbar angeordnet, in deren Innerem ein schräg zur Ebene des Magnetfeldes zwischen den Polen des äußeren Magneten angeordneter Magnet vorgesehen ist, um das Magnetfeld im Bereich des Luftspaltes zu verbreitern. Dieser zuletzt genannte Stand der Technik befaßt sich also nicht mit der Erzeugung einer starken Inhomogenität im Luftspalt. Auch sind Magnetscheider bekannt, bei denen zwischen den Polen eines Magneten eine mit einer Trommel aus nichtmagnetisierbarem Werkstoff umgebene Walze drehfest angeordnet ist, die zumindest im Bereich des Luftspaltes für den Gutdurchgang etwa schraubenlinienförmig verlaufende Vorsprünge hat, wodurch eine Bewegung des zu trennenden Gutes im Luftspalt in Längsrichtung der Walze erzielt werden soll.

Sämtliche bekannten Magnetscheider weisen also nur ein einziges Magnetsystem auf, wobei die Walzen durch dieses Magnetsystem induziert werden und die erstrebte Inhomogenität des Magnetfeldes im Luftspalt durch die besondere Oberflächenbeschaffenheit der Magnetwalze erstrebt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Starkfeld-Magnetscheider zu schaffen, bei dem einerseits das Magnetfeld im Luftspalt für den Gutdurch-

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gang sehr stark und andererseits sehr inhomogen ist, liegenden Erfindung behandelten Probleme, nämlich so daß im Vergleich zu den herkömmlichen Magnet- die Erzeugung eines starken Magnetfeldes mit großem scheidern eine verbesserte Abscheidung insbesondere Gradienten, d. h., die Erzeugung eines starken, aber auch von schwachmagnetischen Stoffen erzielt wird. inhomogenen Feldes, zwischen zwei einander gegen-Die Erfindung bezieht sich auf Magnetscheider, bei 5 überliegenden Polflächen treten bei Magnetrollen denen mindestens eine der Polflächen von einer nicht auf. Permanentmagnetrollen sind als Scheide-Walze gebildet wird. walzen bei derartigen Starkfeld-Magnetscheidern

Auch beim Magnetscheider gemäß der Erfindung auch nicht zu verwenden, weil sich die jeweils gleichist das bekannte, die Polflächen bildende Magnet- namigen Pole sofort umpolen bzw. eine Entmagnetisystem vorhanden, das im folgenden als Primärma- io sierung stattfinden würde.

gnetsystem bezeichnet wird. Die Lösung der der Im einzelnen sieht die Erfindung vor, daß die

Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe erfolgt da- Walze aus flachen Polkörpern aus magnetisierbarem durch, daß in dieser Walze bzw. in diesen Walzen in Werkstoff zusammengesetzt ist, in denen Ausnehaxialer Richtung nebeneinander eine beliebige, mög- mungen zur Aufnahme von Sekundärscheibenspulen liehst gerade Anzahl entweder dünner Scheiben- 15 ausgebildet sind.

spulen mit einzeln oder gruppenweise wechselnder Ferner sieht die Erfindung vor, daß die Polkörper

Polarität oder feststehender Permanentmagnete zur einen geschlossenen Mantel aus magnetisierbarem Erzeugung von Sekundärmagnetfeldern angeordnet Werkstoff bilden, so daß die Scheibenspulen in der ist, deren Potential wesentlich kleiner als das Poten- Walze aus magnetisierbarem Werkstoff unter einer tial des Primärmagnetfeldes zwischen den Pol- ₂₀ Mantelschicht aus magnetisierbarem Werkstoff lieflächen ist. gen, wodurch die die Inhomogenität des Magnetfel-

Beim Magnetscheider gemäß der Erfindung wird des bewirkende Bildung der Sekundärmagnetfelder also das vom bekannten Primärmagnetkreis erzeugte gesteuert wird.

Magnetfeld zwischen den Polflächen, das im wesent- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ordnet

liehen homogen ist, durch Magnetfelder überlagert, 25 man Trennfugen im Walzenmantel bzw. zwischen die durch die in der oder den Walzen angeordneten den Polkörpern an, wobei vorzugsweise in diesen Sekundärmagneten erzeugt werden, so daß im Luft- Trennfugen Ringe oder Scheiben aus nichtmagnetispalt sowohl in Durchgangsrichtung des zu trennen- sierbarem Werkstoff angeordnet sind. Auch diese den Gutes als auch in Längsrichtung der Walze ein Maßnahmen dienen der gezielten Ausbildung der besonders inhomogenes Magnetfeld entsteht. Dieses 30 Sekundärmagnetfelder im Luftspalt, um mit diesen inhomogene Magnetfeld bewirkt eine vorzügliche Sekundärmagnetfeldern eine möglichst starke Inho-Abscheidung und gleichzeitig auch eine Auflocke- mogenität des Gesamtmagnetfeldes ohne nennensrung des Scheidematerials beim Durchgang durch werte Verluste des Potentials des Primärmagnetfeldes den Luftspalt, so daß auch bei feinkörnigem Scheide- zu erreichen.

material nicht die Gefahr besteht, daß die nicht- 35 In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vormagnetisierbaren Bestandteile von den magnetisier- gesehen, daß die gegebenenfalls mit Scheiben aus baren Bestandteilen, und umgekehrt, festgehalten nichtmagnetisierbarem Werkstoff ausgefüllten Trennwerden. Während also bei den herkömmlichen fugen zwischen den Polkörpern unregelmäßig, d.h. Magnetscheidem die Scheidewalzen eine profilierte beispielsweise Zickzack- oder sinusförmig um die Oberfläche haben mußten, um die nötige Inhomo- 40 Walzen herum verlaufen, wodurch eine Bewegung genität im Luftspalt zu erzeugen, wobei die Profi- des Abscheidematerials innerhalb des Luftspaltes in lierung der Oberfläche nicht nur eine Verteuerung Längsrichtung der Walze erzielt wird. Dadurch wird bei der Herstellung der Magnetscheider bedeutete, erreicht, daß auch bei feinkörnigem Abscheidesondern auch die Ablösung der magnetisierbaren material kein nichtmagnetisierbarer Bestandteil unter Bestandteile von der Scheidewalze erschwerte, kann 45 dem magnetisierbaren Bestandteil, und umgekehrt, die Oberfläche der Scheidewalze beim Magnet- festgehalten wird.

scheider gemäß der Erfindung glatt ausgebildet wer- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann man

den, wobei dennoch eine wesentlich höhere Ab- in an sich bekannter Weise vorsehen, daß die Walze scheidekraft erzielt wird, als sie bei den herkömm- fest und um die Walze herum eine Trommel aus liehen Magnetscheidem erreicht wurde. 50 magnetisierbarem oder nichtmagnetisierbarem Werk-

Nur der Vollständigkeit halber sei erwähnt, daß stoff drehbar angeordnet ist. Hierdurch wird erreicht, man selbstverständlich auch beim Magnetscheider daß das Abscheidematerial nicht mit der Walze ungemäß der Erfindung die Walzenoberfläche profiliert mittelbar in Berührung kommt und diese Walze ausbilden kann, um eine noch größere Inhomogenität selbst drehfest gelagert sein kann,
des Magnetfeldes im Luftspalt zu erzielen. 55 Femer kann man vorsehen, daß die die Walze bil-

Von den die Polflächen eines Starkfeld-Magnet- denden Polkörper an der Abscheideseite der Partischeiders gemäß der Erfindung bildenden Walzen kern eine Aussparung aufweisen, wobei durch diese sind die sogenannten Magnetrollen zu unterscheiden, Aussparung auf der untenliegenden Seite der Walze die als zylindrische Körper beispielsweise über For- eine magnetfeldschwache Zone erzeugt wird, in der derbändern angeordnet sind und aus nebeneinander- 60 die magnetisierbaren Werkstoffe sich mit Sicherheit liegenden Scheibenmagneten wechselnder Polarität von der Walze lösen.

bestehen, die von Magnet zu Magnet Felder erzeu- Statt die Abscheidewalze zwischen den Polen eines

gen, deren Feldlinien im wesentlichen halbkreisför- Primärmagnetsystems anzuordnen, ist es auch beinig verlaufen. Diese bekannten Magnetrollen bilden reits bekannt, die Drehachse der Abscheidewalze als also in sich geschlossene Magnetsysteme. Im Gegen- 65 Joch des Magnetsystems auszubilden, wobei die Ersatz hierzu bilden die Walzen von Starkfeld-Magnet- regerspule um diese Drehachse herum angeordnet ist. scheidern gemäß der Erfindung jeweils nur die Pol- Ausgehend von diesem Stand der Technik ist bei

fläche eines Magnetsystems. Die im Rahmen der vor- einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen,

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daß die Achsen der Walze einen Teil des Joches des Fig. 10,11 und 12 zeigen schematische Draufgegebenenfalls dreipoligen Primärmagnetkreises bil- sichten auf verschiedene Bauarten des Starkfeldden, wobei die Primärerregerspulen um die Achsen Magnetscheider gemäß der Erfindung mit einer

angeordnet sind und der Luftspalt für den Gutdurch- Walze;

gang zwischen der Walze und dem Joch ausgebil- 5 F i g. 13 ist ein Schnitt nach der Linie XIII-XIII

detist. bei den Ausführungsformen gemäß den Fig. 10,11

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung und 12;

ist vorgesehen, daß die Walze mit der auf ihrer Achse Fig. 14, 15 und 16 zeigen schematische Draufangeordneten Primärerregerspule einen gegebenen- sichten auf weitere Bauarten des Starkfeld-Magnetfalls dreipoligen offenen Primärmagnetkreis bildet, io scheiders gemäß der Erfindung mit zwei Walzen;
der durch ein festes, gegebenenfalls die Primärerreger- F i g. 17 ist ein Schnitt nach der Linie XVII-XVII spule tragendes Jochstück geschlossen ist, welches bei den Ausführungsformen gemäß den F i g. 14,15 mit der Walze den Luftspalt bildet. und 16,

Auch kann vorgesehen sein, daß die Walze mit Fig. 18 zeigt eine schematische Draufsicht auf der auf ihrer Achse angeordneten Primärerreger- 15 eine weitere Ausführungsform eines Starkfeldspule einen gegebenenfalls dreipoligen offenen Pri- Magnetscheiders gemäß der Erfindung mit zwei märmagnetkreis bildet, der durch eine drehbar ge- Walzen;

lagerte starkwandige oder massive Walze aus ma- F i g. 19 bis 22 zeigen schematische Querschnitte

gnetisierbarem Werkstoff geschlossen ist. durch weitere Ausführungsformen des Starkfeld-

Schließlich ist bei einer weiteren Ausführungsform 20 Magnetscheiders gemäß der Erfindung,

der Erfindung vorgesehen, daß zwei mit Sekundär- Bei den in den Zeichnungen dargestellten Ausfüh-

magneten versehene, den Luftspalt zwischen sich bil- rungsformen sind für gleiche oder gleichartige Kon-

dende parallelaxiale Walzen zwei mit Abstand struktionsteile weitgehend gleiche Bezugszeichen

voneinander angeordnete Primärerregerspulen auf- verwendet worden.

weisen und so einen dreipoligen Primärmagnetkreis 25 An Hand der Fig. 7 und 8, die schematisch zwei

bilden. Grundformen von Starkfeld-Magnetscheidern (im

Zur Erläuterung der Erfindung werden in der M- folgenden kurz Magnetscheider genannt) zeigen, soll genden Beschreibung einige Ausführungsbeispiele mit zunächst die grundsätzliche Bau- und Konstruktions-Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. weise derartiger Magnetscheider erläutert werden.

Fig. 1 zeigt in einer Ansicht — teilweise auf ge- ₃₀ Fig. 7 zeigt eine Primär-Erregerwicklung 18, die auf schnitten — ein erstes Ausführungsbeispiel einer einem Anker oder Joch 181 angeordnet ist. Der Walze für einen Starkfeld-Magnetscheider gemäß der Anker ist unterbrochen, so daß an der UnterErfindung; brechungsstelle zwei Polflächen Pl und P 2 ent-

Fig. 2 zeigt in einer ähnlichen Darstellung ein stehen. Mit möglichst geringem Abstand von der

zweites Ausführungsbeispiel einer Walze für einen ₃₅ Polfläche P2 ist vor dieser eine Walze W angeordnet,

Starkfeld-Magnetscheider gemäß der Erfindung; deren erfinderische Besonderheiten im folgenden

F i g. 3 zeigt in einer Ansicht — teilweise aufge- noch erläutert werden. Zwischen der Walze W und

schnitten — ein erstes Ausführungsbeispiel einer mit der Polfläche Pl ist ein Luftspalt L vorhanden, durch

einer umlaufenden Trommel ausgebildeten Walze für den hindurch das zu scheidende Gut geführt wird,

einen Starkfeld-Magnetscheider gemäß der Erfin- ₄₀ Dabei lagern sich die magnetisierbaren Partikeln die-

dung; ses Gutes an der Walze W an. Die Walze wird als

F i g. 4 ist eine der F i g. 3 ähnliche Darstellung Ganzes gedreht oder weist eine drehbare Trommel

eines zweiten Ausführungsbeispieles einer mit einer auf. Dadurch wird einerseits der Durchgang des

umlaufenden Trommel ausgebildeten Walze für Scheidegutes durch den Luftspalt L begünstigt und

einen Starkfeld-Magnetscheider gemäß der Erfin- 45 andererseits kann man an der Walzenunterseite die

dung; ausgeschiedenen Partikeln von der Walze mittels

F i g. 5 ist ein Schnitt nach der Linie V-V in Bürsten oder Schabern abnehmen.

Fig. 3; Fig. 8 unterscheidet sich von Fig. 7 im wesent-

Fig. 6 zeigt — teilweise im Schnitt — eine An- liehen nur dadurch, daß vor beiden PolflächenPl

sieht einer weiteren Ausführungsform einer mit einer 50 und P2 je eine Walze PFl und W2 angeordnet ist,

umlaufenden Trommel ausgebildeten Walze für einen so daß der Luftspalt L für den Gutdurchgang zwi-

Starkfeld-Magnetscheider gemäß der Erfindung, wo- sehen diesen Walzen gebildet wird,

bei das Sekundärmagnetsystem von Permanent- Bevor weitere Ausführungsformen des erfindungs-

magneten gebildet wird; gemäßen Magnetscheiders erläutert werden, sollen

Fig. 6a zeigt einen Schnitt nach der LinieVIa- 55 nun einige Ausführungsbeispiele der Walzend er-

VIa in Fig. 6; läutert werden. Es wurde bereits ausgeführt, daß zur

F i g. 7 und 8 zeigen in schematischer Darstellung Erzielung einer guten Abscheidewirkung bei Magnetzwei Grundformen von Starkfeld-Magnetscheidern, scheidern im Arbeitsluftspalt L nicht nur ein starkes, wobei in F i g. 7 ein solcher Magnetscheider mit einer sondern insbesondere ein möglichst inhomogenes Walze und in Fig. 8 ein Magnetscheider mit zwei 60 Magnetfeld geschaffen werden muß. Diese Inhomo-Walzen gezeigt ist; genität des Magnetfeldes im Luftspalt L wird erfin-

F i g. 7 a ist eine Teildraufsicht zu F i g. 7, in der dungsgemäß durch die Anordnung von Sekundär-

das Diagramm des magnetischen Skalarpotentials an magnetsystemen in der oder den Walzen W erzielt,

der Walzenoberfläche dargestellt ist; Daher ist bei sämtlichen nachfolgend beschriebenen

Fig. 9 zeigt in einer schematischen Darstellung 65 Ausführungsformen der Walzen W in diesen ein soleinen Teillängsschnitt durch die in Fig. 2 darge- ches Sekundärmagnetsystem vorgesehen,
stellte Walze mit der Verteilung des magnetischen Die in den F i g. 1 und 2 dargestellten Ausfüh-Skalarpotentials auf der Walzenoberfläche; rungsbeispiele der Walzen W enthalten elektroma-

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gnetische Sekundärsysteme und sind als umlaufende stärke H und H' vermitteln ein Bild von der erzielten

Walzen ausgebildet. In Fig. 1 weist die Walze W Inhomogenität des Magnetfeldes im Luftspalt des

eine Welle 1 aus magnetisch leitendem Werkstoff auf, Magnetscheiders.

auf der mittels einer Paßfeder 2 drehfest nebenein- In F i g. 7 a ist ein vollständiges magnetisches

ander eine Reihe sehr flacher Polkörper 3 aus ma- 5 Potentialdiagramm für die Anordnung nach F i g. 7

gnetisch leitendem Werkstoff, beispielsweise aus dargestellt, wobei vorausgesetzt ist, daß die Walze W

Armco-Eisen, 30% Co-Stahl od. dgl., zwischen in F i g. 7 einen ununterbrochenen ferromagnetischen

Ringmuttern 7 angeordnet sind. In den Polkörpern 3 Mantel hat und sich infolgedessen ein trapezförmiger

sind ringförmige Ausnehmungen ausgebildet, die zur Verlauf des Potentialdiagrammes einstellt.

Aufnahme flacher Scheibenspulen 5, 6 aus eloxiertem io Die F i g. 3 und 4 zeigen Walzen W gemäß der

Aluminiumband oder Kupferband dienen. Man Erfindung, bei denen in einer sich drehenden Trom-

erkennt, daß durch die Ausnehmung in jedem Pol- mel die eigentliche, mit Sekundärmagnetsystemen

körper 3 ein äußerer Mantelring entsteht, der gegen versehene Walze drehfest angeordnet ist.

den benachbarten Polkörper 3 stößt. Die Scheiben- In F i g. 3 sind auf einer Welle 17 Polkörper 22

spulen 5, 6 sind mit Gießharz und Isoliermaterial 4 15 mittels einer Paßfeder 2 drehfest angeordnet, wobei

durchschlagsfest gemacht. In F i g. 1 ist ferner an- die Polkörper 22 ähnlich wie die Polkörper 12 in

gezeigt, daß die Spulen 5, 6 wechselnde Polarität F i g. 2 gestaltet sind. Auch hier sind zwischen den

haben. Die Spulen 5, 6 werden über Schleifringe 8 Polkörpern 22 Scheiben 9 aus nichtmagnetischem

auf der Welle 1 mit Strom versorgt. Material angeordnet. Die mit einer Isolation 23 ver-

Die Ausführungsform gemäß F i g. 2 unterscheidet 20 sehenen Scheibenspulen sind mit 24 und 25 bezeichsich von der in F i g. 1 dargestellten Ausführungs- net und werden über Anschlußkabel 26 mit Strom form dadurch, daß die zwischen den Abschluß- versorgt. Diese Stromzuleitungen 26 verlaufen durch scheiben 11 aus nichtmagnetischem Werstoff (oder eine in F i g. 5 nicht dargestellte Längsbohrung der zwischen Ringmuttern 7) angeordneten Polkörper 12 Welle 17. Die Welle 17 wird drehfest im Magnetbeiderseits¹ eine umlaufende Ausnehmung mit je einer 25 scheider angeordnet, so daß auch die Polkörper 22 Scheibenspule 14,15 wechselnder Polarität zwischen sich nicht drehen. An beiden Enden der Walze W Iosliermaterial 13 aufweisen. Im Bereich des Mantel- sind Stirnwände 20, beispielsweise aus Aluminium, ringes der Polkörper 12 und im Bereich der Spulen drehbar auf der Welle 17 angeordnet, wobei eine der 14, 15 ist zwischen den Polkörpern 12 je eine Stirnwände 20 mit einer Keilriemenscheibe 19 verScheibe 9 aus nichmagnetischem Werkstoff angeord- 30 bunden ist. Die Stirnwände 20 tragen die Trommel 21 net. Bei dieser und bei sämtlichen anderen Ausfüh- aus unmagnetischem Werkstoff, welche zylindrische rungsformen kann die Polarität der Scheibenspulen Gestalt hat und sich um die feststehenden Polkörper selbstverständlich auch gruppenweise wechseln. 22 dreht. Man erkennt aus Fi g. 5, daß an der Unter-

An Hand der F i g. 9, die einen Ausschnitt aus der seite der Polkörper 22 vorzugsweise eine Aussparung Oberfläche der in Fig. 2 dargestellten Walze sehe- 35 221 ausgebildet ist, die das Abstreifen der abgeschiematisch wiedergibt, soll nun die durch die Erfindung denen magnetisierbaren Partikeln vom Trommelerreichte Verteilung des magnetischen Skalarpoten- mantel erleichtert. Diese Aussparung 221 braucht tials an der Walzenoberfläche und im Luftspalt L er- selbstverständlich nicht an der Unterseite der läutert werden. Diese Erläuterung gilt sinngemäß Walze W zu liegen, sondern sie muß dort liegen, wo auch für die anderen dargestellten Ausführungsfor- 40 außerhalb des Luftspaltes L die magnetisierbaren men der Walzen bzw. Trommeln W. Sämtliche Spu- Partikeln von der Trommel L abgenommen werden len mit positiver Durchflutung, wie die Spulen 14 in sollen.

F i g. 2, bauen ein sekundäres magnetisches Skalar- Die Ausführungsform gemäß F i g. 4 unterscheidet potential φ2 auf das primäre Potential φί des Pri- sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 3 im märmagnetkreises auf. Sämtliche Spulen mit nega- 45 wesentlichen nur dadurch, daß die Polkörper 22 eine tiver Durchflutung, wie beispielsweise die Spulen 15 andere Gestalt haben, wobei in der von diesen Polin Fig. 2, bauen das Potential ab. Die Spulenpaare körpern gebildeten Mantelfläche Trennfugen 121 ver-14 und 15 bauen also auf das primäre Potential φ'1 bleiben. Diese Trennfugen 121 haben vorzugsweise trapezförmige Erhöhungen auf (gestrichelter Verlauf sinusförmigen oder zickzackförmigen Verlauf, was in Fig. 9). Dieser gestrichelte Verlauf würde der 50 im unteren Teil der Fig. 4 dargestellt ist.
Potentialverteilung einer Walzenoberfläche entspre- F i g. 6 und 6 a zeigen eine Walze W, bei der das chen, bei der — wie in F i g. 1 -— der Walzenmantel Sekundärmagnetsystem von Permanentmagneten 16 geschlossen ist. Durch die Anordnung der unma- gebildet wird. Hier ist ein Walzenkörper 10 aus magnetischen Scheiben 9 gemäß Fig. 2 wird ein ver- gnetisierbarem Werkstoff, beispielsweise aus 30% zögerter Potentialabfall von der Stelle B nach der 55 Co-Stahl, mittels einer Paßfeder 2 drehfest auf der Stelle A und von C nach D bewirkt. Während sich im Magnetscheider drehfest gelagerten Welle 17 bealso bei der Ausführungsform nach F i g. 1 mit einem festigt. Der Walzenkörper 10 ist an der zum Luftgeschlossenen ferromagnetischen Mantel lediglich spalt L hin gerichteten Seite abgeflacht und weist Feldstärkenspitzen in den Punkten B und C bilden, hier nebeneinanderliegend mehrere Permanentmabilden sich bei der Ausführungsform nach F i g. 2 60 gneten 16, beispielsweise aus Bariumferrit, auf, die Feldstärkenspitzen an den Stellen A, B, C und D. die gleiche Orientierung wie das Primärmagnetfeld Die Vektorenbilder in F i g. 9 zeigen die Wirkungs- haben. Um den Walzenkörper 10 und die Magneten weise der Systeme etwas anschaulicher. Es sind H₁ 16 ist wiederum eine Trommel 21 angeordnet, die und H₁ die Feldstärke eines homogenen Primär- mittels eines Keilriemens über eine Keilriemenfeldes und H₂ und H₂' die Feldstärken des Sekundär- 65 scheibe 19 angetrieben wird. Bei dieser Ausfühfeldes im Nahbereich (Arbeitsspalt L) des Punktes C rungsform wird also einem elektromagnetischen Pri- und der unmagnetischen Scheibe 9 bei A. Lage und märfeld ein permanentmagnetisch es Sekundärfeld Größe der beiden resultierenden Vektoren der Feld- überlagert.

An Hand der Fig. 10 bis 22 werden nun noch gutes anzuziehen. Die Walze W4 trägt daher diese

einige Ausführungsformen des Magnetscheiders stärker magnetischen Anteile des Separiergutes aus.

gemäß der Erfindung erläutert. Beim weiteren Durchgang durch den Luftspalt L ge-

F i g. 10 zeigt ein dreipoliges Primärsystem, wobei langt der noch nicht abgeschiedene Anteil des

auf der einen Teil des Joches bildenden Welle 1 zwei 5 Separiergutes in die Zone des Luftspaltes L von der

Primärerregerspulen 27 derart angeordnet sind, daß aktiveren Walze oder Trommel W 3, in der ein stär-

die eigentliche Walze W an beiden Enden je einen keres Magnetfeld herrscht, so daß dort die schwächer

Außenpol 28 aufweist. Parallel zur Welle 1 ist ein magnetischen Anteile angezogen werden. Unterhalb

Anker 29 angeordnet, der im mittleren Teil den des Luftspaltes L befinden sich Leitbleche 58, die die

Mittelpolschuh bildet, so daß der Spalt L für den io getrennte Abführung der drei Anteile des Separier-

Gutdurchgang zwischen der Walze W und diesem gutes sicherstellen.

mittleren Teil des Ankers 29 gebildet wird. Die Se- F i g. 18 zeigt in Draufsicht eine weitere Ausfühkundärmagnetspulen der Walze W werden über die rungsform der Erfindung in Gestalt eines Doppel-Schleifringe 8 mit Strom gespeist. walzenscheiders, der sich aus zwei der bereits be-Die Ausführungsform gemäß Fig. 11 unterschei- 15 schriebenen dreipoligen Systeme mit Gegenpolarität det sich von F i g. 10 lediglich durch eine feste An- zusammensetzt. Die Systeme können gleiche oder Ordnung der Primärspulen 32. Die Walze W kann verschiedene Durchmesser besitzen. Die Walzen W wahlweise eine einfache Walze oder eine mit einer können als einfache Walzen oder als Trommelwalzen Trommel versehene Walze sein. Der Anker 29 bildet ausgebildet sein. In Fig. 18 sind Walzen dargestellt, auch die Außenpole des gesamten Magnetkreises und 20 Die Wellen 1 der Walzen sind im Rahmen 65 gelagert nimmt die Primärspule 32 auf. und mit Schleifringen 8 zur Speisung der Sekundär-Von Fig. 11 unterscheidet sich die Ausführungs- magnetspulen versehen. Die Primärerregerspulen form gemäß F i g. 12 dadurch, daß hier die Primär- sind mit 61 und 62 bezeichnet und die Außenpole mit erregerspule 35 auf dem Anker 29 angeordnet ist. 63 und 64. Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform F i g. 13 zeigt einen Querschnitt zu den Ausfüh- 25 des Magnetscheiders gemäß der Erfindung entspricht rungsformen gemäß den F i g. 10 bis 12. Der mittlere der eines Doppelwalzenscheider. Polschuh 29 hat eine zur Walze W hin gerichtete Fig. 19 zeigt im Querschnitt einen der Fig. 18 konkave Fläche, deren bogenförmiger Verlauf derart entsprechenden Magnetscheider, nur daß hier die ist, daß zwischen der Walze bzw. Trommel W und beiden Walzen W unterschiedlichen Durchmesser dieser Fläche ein sich nach unten erweiternder 30 haben. Das Separiergut wird einem Fülltricher 70 Arbeitsspalt L gebildet wird. Das feinverteilte entnommen, und die Leitbleche 71 sind derart an-Separiergut wird bei umlaufender Walze W dem Ein- geordnet, daß sie die drei Komponenten des abgefülltricher 37 entnommen und fällt auf die Oberseite schiedenen Materials trennen, der Walze. Die Walze dreht sich in Pfeilrichtung und F i g. 20 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des transportiert das Gut in das Magnetfeld des Arbeits- 35 Magnetscheiders im Querschnitt. Hier ist ein ZwispaltesL. Die magnetischen Teilchen des Gutes schenstück 74 aus magnetisierbarem Werkstoff zwiwerden von der Walze angezogen und sammeln sich sehen den Walzen W angeordnet, so daß zwei zum größten Teil in den Bereichen der Walzenober- Arbeitsspalte L entstehen. Der Einfülltrichter 75 ist fläche, wo die Feldstärke am größten ist. Sie werden als Doppeltrichter ausgebildet, und die Leitbleche 76 hier festgehalten, bis sie das Scheitelblech 38 pas- 40 sorgen für die getrennte Abführung der Komposiert haben, um dann in üblicher Weise mit Bürsten nenten.

u. dgl. von der Walze abgetrennt zu werden. Die un- Bekanntlich ist in vielen Fällen ein einziger Durchmagnetischen Teilchen des Separiergutes werden gang des Separiergutes durch einen Scheider nicht ohne Ablenkung auf der anderen Seite des Scheitel- ausreichend, um den gewünschten Reinheitsgrad zu bleches 38 abgeführt. 45 erzielen. Wiederholte Durchgänge sind oft erforder-Die Ausführungsformen gemäß F i g. 14 bis 16 lieh und bedingen eine Zurückführung des Separierbilden wiederum eine Gruppe mit in sich ähnlicher gutes oder eine Kaskadenanordnung der Scheider. Konstruktionsweise. Hier ist einer Walze Wd, die in Letzteres kann auf einfache Weise durch Verwenihrer Konstruktion den Ausführungsformen gemäß dung einer größeren Anzahl von dreipoligen F i g. 1 bis 6 entspricht, an Stelle des Ankers 29 ge- 50 Systemen geschehen, wie sie beispielsweise in den maß den F i g. 10 bis 12 eine auf einer Welle 41 in Fi g. 21 und 22 im Querschnitt dargestellt sind, einem Rahmen 40 gelagerte massive Walze aus ma- F i g. 21 zeigt eine Ausführungsform, die aus vier gnetisch leitendem Material zugeordnet. In Fig. 14 dreipoligen Systemen mit alternierender Polarität sind die Primärerregerspulen und die Außenpole besteht. Die Walzen W können verschiedene Durchentsprechend F i g. 10 mit 27 und 28 bezeichnet. In 55 messer und Feldstärken besitzen. Das Separiergut F i g. 15 ist die Primärerregerspule entsprechend wird aus einem Fülltrichter 79 der obersten Walze F i g. 11 mit 32 und in F i g. 16 entsprechend F i g. 12 oder Trommel W zugeführt. Diese Trommel W wird mit 35 bezeichnet. so erregt, daß sie die stärker magnetischen Anteile Der Vorteil dieser Anordnung soll an Hand der des Separiergutes über das Leitblech 80 austrägt. Der Schnittdarstellung in Fig. 17 erläutert werden. Die 60 nicht ausgetragene Anteil des Separiergutes sinkt Vollwalze W 4, die gleichen oder vorzugsweise durch den Luftspalt zwischen den Walzen W und W" kleineren Durchmesser als die Walze oder Trommel hindurch und kommt dabei in den Wirkungsbereich W 3 hat, liegt etwas höher als die mit Sekundärma- der Walze W", welche eine stärkere Erregung und gnetsystemen versehene Walze Wi. An ihrer Ober- infolgedessen ein stärkeres Magnetfeld im Luftspalt fläche herrscht eine niedrigere Feldstärke als an der 65 hat. Auch hier wird ein Teil der magnetisierbaren Oberfläche der Walze W 3, und sie ist daher geeignet, Bestandteile des Separiergutes über ein Leitblech 80 die stärker magnetischen Anteile des aus dem Ein- abgeführt. Der Trennvorgang wird mit Hilfe der vollfülltrichter 57 der Walze W 4 zugeführten Separier- erregten Walzen W" und W"" und die Leitbleche 81

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abgeschlossen. Bei dieser Ausführungsform werden fünf Anteile des Separiergutes abgeführt.

Die Ausführungsform gemäß F i g. 22 unterscheidet sich von der in F i g. 21 dargestellten Ausführungsform durch die Wahl der Scheideorgane. An Stelle der Walzen W" und W" sind Vollwalzen W 4 angeordnet, und die Walzen W 3 haben eine alternierende Polarität. Die Walzen W 4 dienen hauptsächlich zur Ausscheidung der stärker magnetischen Anteile des Separiergutes, das aus dem Fülltricher kommt und über die Leitbleche 85 und 86 getrennt abgeführt wird.

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Starkfeld-Magnetscheider mit einem Primärmagnetkreis, in dem mindestens ein von zwei Polflächen begrenzter Luftspalt für den Gutdurchgang ausgebildet ist, wobei mindestens eine der Polflächen von einer Walze aus magnetisierbarem Werkstoff gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dieser Walze bzw. in diesen Walzen (W) in axialer Richtung nebeneinander eine beliebige, möglichst gerade Anzahl entweder dünner Scheibenspulen (5, 6, 14, 15, 24, 25) mit einzeln oder gruppenweise wechselnder Polarität oder feststehender Permanentmagnete (16) zur Erzeugung von Sekundärmagnetfeldern angeordnet ist, deren Potential wesentlich kleiner als das Potential des Primärmagnetfeldes zwischen den Polflächen ist.

2. Magnetscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze oder die Walzen (W) aus flachen Polkörpern (3, 12, 22) aus magnetisierbarem Werkstoff zusammengesetzt sind, in denen Ausnehmungen zur Aufnahme der Sekundärscheibenspulen (5, 6, 14, 15, 24, 25) ausgebildet sind.

3. Magnetscheider nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Polkörper (3,12, 22) einen geschlossenen Mantel aus magnetisierbarem Werkstoff bilden.

4. Magnetscheider nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch Trennfugen (9,121) im Walzenmantel bzw. zwischen den Polkörpern.

5. Magnetscheider nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Trennfugen Ringe oder Scheiben (9) aus nichtmagnetisierbarem Werkstoff angeordnet sind.

6. Magnetscheider nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gegebenenfalls mit Scheiben (9) aus nichtmagnetisierbarem Werkstoff ausgefüllten Trennfugen (121) zwischen den Polkörpern (3, 12, 22) unregelmäßig, d. h. beispielsweise Zickzack- oder sinusförmig um die Walzen (W) herum verlaufen.

7. Magnetscheider nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (W) fest angeordnet und um die Walzen herum eine Trommel (21) aus magnetisierbarem oder nichtmagnetisierbarem Werkstoff drehbar angeordnet ist.

8. Magnetscheider nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Polkörper (22) an der Abnahmeseite der Partikeln eine Aussparung (221) aufweisen.

9. Magnetscheider nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Walzen (W) einen Teil des Joches des gegebenenfalls dreipoligen Primärmagnetkreises bilden, wobei die Primärerregerspulen (27, 32, 35) um diese Achsen angeordnet sind und der Luftspalt (L) für den Gutdurchgang zwischen der Walze (W) und dem Joch (29) ausgebildet ist.

10. Magnetscheider nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze (W) mit der auf ihrer Achse (1) angeordneten Primärerregerspule (27, 32) einen gegebenenfalls dreipoligen offenen Primärmagnetkreis bildet, der durch ein festes' gegebenenfalls die Primärerregerspule tragendes Jochstück (29) geschlossen ist, welches mit der Walze den Luftspalt (L) bildet.

11. Magnetscheider nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze (W3) mit der auf ihrer Achse (1) angeordneten Primärerregerspule (27, 32) einen gegebenenfalls dreipoligen offenen Primärmagnetkreis bildet, der durch eine drehbar gelagerte, starkwandige oder massive Walze (W 4) aus magnetisierbarem Werkstoff geschlossen ist.

12. Magnetscheider nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei mit Sekundärmagneten versehene, den Luftspalt (L) zwischen sich bildende parallelaxiale Walzen (W) zwei mit Abstand voneinander angeordnete Primärerregerspulen (61, 62) aufweisen und so einen dreipoligen Primärmagnetkreis bilden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 149 952, 161 020,

244, 175 765, 190 783, 265 032;
deutsche Auslegeschriften Nr. 1 095 761,

303, 1172 392;
USA.-Patentschriften Nr. 1 958 521, 2188 516,

188 517, 2 634 861.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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