DE1262922B - Magnetscheider zur Aufbereitung magnetischer Stoffe - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

B 03 c

Deutsche KL: Ib-4/01

Nummer: 1262 922

Aktenzeichen: F 52488 VI a/l b

Anmeldetag: 23. Mai 1967

Auslegetag: 14. März 1968

Die Erfindung bezieht sich auf Magnetscheider zur Aufbereitung magnetischer Stoffe im Überlauf- und Aushebeverfahren, insbesondere für die magnetische Trennung von stark magnetischen Teilen.

Magnetscheider dieser Art sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Sie bestehen im wesentlichen aus einem beliebig, etwa walzen-, U-förmig, E-förmig oder ähnlich ausgestalteten offenen Magnetkreis aus ferromagnetischem Material und aus Erregerspulen.

Grundsätzlich besteht bei Magnetscheidern die Aufgabe, die Anordnung dieser Teile so zu treffen, daß eine hohe Abscheidekraft gewährleistet ist. Diese Abscheidekraft ist abhängig von der Größe der Feldstärke und von der Konvergenz des Magnetfeldes.

Ein Nachteil der bekannten Magnetscheider besteht darin, daß der Erhöhung der Feldstärke durch die magnetische Sättigung im Magnetkreis technische Grenzen gesetzt sind.

Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß die eigentlichen Pole aus ferromagnetischem Material meist nur einen kleinen Teil der wirksamen Magnetoberflächen bedecken. Dies ist wiederum meistens deswegen der Fall, weil häufig der größte Teil des Gerätevolumens zur Unterbringung einer ausreichenden Wicklung benötigt wird.

Die Folge aber ist eine schlechte Konvergenz des Magnetfeldes. Eine Vergrößerung der Pole auf Kosten des Wickelraumes, bei gleichbleibender Durchflutung hat eine Verschlechterung in thermischer Hinsicht zur Folge. Einer Steigerung der Durchflutung sind wiederum technische und wirtschaftliche Grenzen gesetzt.

Die Nachteile der bekannten Magnetscheider-Ausführungsformen sollen an Hand von F i g. 1 näher erläutert werden.

F i g. 1 zeigt die schematische Darstellung eines Polpaares mit dem dazugehörigen Feldbild. Der durch die Scheiderpolfläche und die beiden Polkanten enthaltenen Ebenen A und B begrenzte Raum stellt den kritischen Raum eines jeden Polpaares 1, 3 dar. Innerhalb dieses Raumes sind in jedem Punkt die Normalkomponenten der Feldstärke relativ schwach. In diesem Raum gibt es außerdem eine in F i g. 1 durch Doppelschraffur kenntlich gemachte Zone C, in welcher die Normalkomponenten der Feldstärke gegen Null und durch Null gehen. Dies ist das unwirksamste Gebiet eines jeden Scheiderpolpaares.

Der mit gestrichelten Linien eingezeichnete Polschuh la stellt keine besonders wirksame Hilfe dar, weil er zwar den Polkantenabstand reduziert, dafür aber den Streufluß verstärkt, der die unmagnetische Magnetscheider

zur Aufbereitung magnetischer Stoffe

Anmelder:

Lothar Fritz, 5159 Kerpen, Waldstr. 3

Als Erfinder benannt:
Lothar Fritz, 5159 Kerpen

Abdeckplatte 5 durchsetzt, ohne die Scheiderpolfläche zu erreichen. Zusammen mit dem Nutzfluß erzeugt dieser Streufluß im Polschenkel 1 an der Stelle, die durch die gestrichelte Linie Ll gekennzeichnet ist, eine starke Sättigung, die die Feldstärken im Gebiet C begrenzt.

Aus dem in Fig. 1 dargestellten Feldlinienbild ist weiterhin zu erkennen, daß infolge der Feldstruktur im Inneren des Scheiders verschiedene Stellen der Pole 1, 3 und des Joches 2 stärker gesättigt sind als die übrigen. Die entsprechende Stelle im Joch ist durch die gestrichelte Linie L 2 gekennzeichnet.

Eine Erhöhung der Durchflutung der Spule 4 erhöht hauptsächlich die magnetischen Spannungsverluste an diesen Stellen und bringt keine nennenswerte Steigerung der Feldstärke außerhalb des Magnetscheiders.

Eine Verstärkung des Magnetkreises hat wiederum eine Reduzierung des Wickelraumes zur Folge.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Magnetscheider mit erheblich verbreiterten Polen, geringen magnetischen Verlusten an den kritischen Stellen des Magnetkreises und infolgedessen mit erheblich gesteigerter Abscheidekraft zu schaffen.

Auf diese Weise wird erreicht, daß diese Teile der Erregerwicklung eine doppelte Funktion erfüllen. Sie sind Bestandteile des Magnetkreises, den sie erheblich verstärken, und gleichzeitig Träger einer elektrischen Strömung, die zur Erregung des Magnetkreises beiträgt.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß wegen der erfindungsgemäßen Anordnung einer Teilwicklung aus magnetisierbarem Werkstoff unmittelbar um einen Magnetpol diese Teilwicklung als Teil des Magnetpols wirkt und durch die Feldlinien unter geringen Verlusten in derselben Richtung durchsetzt wird.

Die Polplatten können so groß gehalten werden, daß sie diese Wicklungsteile restlos bedecken, ohne

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daß hierdurch der Polquerschnitt übersättigt wird. Die Folge ist eine Reduzierung der unwirksamen Zonen und eine Steigerung der Abscheidekraft.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß eine allgemeine Verstärkung des Magnetkreises ohne Reduzierung des Wickelraumes möglich wird.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in verschiedenen, beispielsweisen Ausführungsformen dargestellt, und zwar veranschaulicht

F i g. 2 einen senkrechten Halbschnitt durch eine erfmdungsgemäße dreipolige Scheidewalze,

F i g. 3 einen senkrechten Schnitt durch einen dreipoligen Aushebemagneten nach der Erfindung,

F i g. 4 einen senkrechten Teilschnitt durch eine besondere Ausführungsform der Erregerspule gemäß der Erfindung.

Der Magnetkreis der in Fig. 2 dargestellten Scheidewalze besteht aus folgenden Dynamogußteilen: dem Mittelpol 6, den Außenpolen 8, 8 a mit angegossenen Magnetkernen 7, 7 a. Die Erregerwicklungen 10, 10 a, 11, lla aus magnetisch leitendem Material und 12,12 a aus Alu- oder Kupferdraht sind konzentrisch um die Magnetkerne 7, la angeordnet. Die Polschuhe 6 a, 6b bedecken die Wicklungen 10, 10 a. Die Figur läßt erkennen, daß die Erregerspulen 10, 10 a als Verstärkung und Verbreiterung des Mittelpoles 6 wirken. Eine Verstärkung der Magnetkerne 7, 7 α wird mit Hufe der erfindungsgemäßen Wicklungenil, lla erreicht. Durch diese Vergrößerung der ferromagnetischen Polflächen bei unverminderter Durchflutung der Erregerspulen wird eine große Feldtiefe erreicht. Ringe aus unmagnetischem Material 9,9 a dienen als Spulenabdeckungen.

Der in F i g. 4 dargestellte erfindungsgemäße Aushebemagnet besitzt einen Magnetkreis aus Dynamostahlguß mit einem Mittelpol 13, Magnetjoch 14, Außenpole 15,15 a und Polplatten 13 a, 20, 20 a. Im Wickelraum dieses Magnetscheiders sind die erfindungsgemäßen Teile der Erregerwicklung 16, 17, 18 so angeordnet, daß ihr ferromagnetisches Material alle Teile des Magnetkreises verstärken, ohne jedoch eine magnetisch leitende Brücke zwischen Mittelpol 13 und Außenpole 15,15 a zu bilden.

Die Polplatten 13 α und 20,20 a bedecken gleichzeitig die Pole und die dazugehörigen Teile der Erregerwicklung. Der restliche Teil der Erregerwicklung 19 besteht aus Alu- oder Kupferdraht. Diese Magnetscheider-Ausführungsfonn weist sehr hohe Abscheidekräfte auf.

Der in F i g. 4 dargestellte senkrechte Teilschnitt der Wicklung 17 in F i g. 3 zeigt eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Teilwicklung aus magnetisch leitendem Material. Wie die Figur erkennen läßt, wird diese Spule durch gleichzeitiges Aufwickeln eines Stahlblechbandes und einer Alufolie hergestellt. Das nicht isoüerte Stahlblechband 21 bildet den Erregerstromleiter aus magnetisierbarem Material, und seine Breite entspricht der Spulenhöhe. Als Zwischenlage dient eine Aluminiumfolie 22 mit einer Dicke von etwa 20 μ und einer elektrolytisch aufgetragenen etwa 5 μ dicken Oxydisolation 23. Dieses hochhitzebeständige Isolationsmaterial besitzt eine Durchschlagsfestigkeit, die ausreichend ist, um die Windungen 21 gegeneinander zu isolieren.

Das Stahlband 21 und die Alufolie 22 können zudem elektrisch parallel geschaltet werden, so daß eine Verbesserung des elektrischen Leitwertes der Spule erreicht wird. Als Isolation gegen Magnetjoch 14 und Mittelpol 13 dient ein Spulenkörper 24.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Magnetscheider zur Aufbereitung magnetischer Stoffe, insbesondere für die Trennung von stark magnetischen Teilen, mit beliebig, etwa walzen-, U-förmig, E-förmig oder ähnlich ausgestaltetem offenem Magnetkreis und mindestens einer Erregerwicklung, bestehend aus einer oder mehreren Spulen, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Teil (12, 12 a, 19) dieser Erregerwicklung wie üblich aus isolierten Nichteisenmetall-Leitern besteht, während der restliche Teil (10, 10a, 11, lla, 16, 17, 18) aus isolierten ferromagnetischen Leitern ausgeführt und derart im Wickelraum des Magnetscheiders angeordnet ist, daß er zwar eine Verstärkung des Eisenquerschnitts von mindestens einem Teil des Magnetkreises, wie Pole (6, 13, 15, 15 a), Magnetkern (7, 7 a) oder Magnetjoch (14), jedoch keine magnetische Brücke zwischen zwei magnetischen Gegenpolen bildet und gemeinsam mit dem unmagnetischen Teil der Erregerwicklung (12, 12a, 19) vom Erregerstrom durchflossen ist.

2. Magnetscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetisch leitenden Teile der Erregerwicklung (10, 10 a, 16, 18), die einem Pol (6,13,15,15 a) zugeordnet sind, durch die den Pol abschließende^) Polplatte(n) (13 a, 20, 20 a) oder Polmantel (6 a, 6 b) ganz oder teilweise bedeckt werden.

3. Magnetscheider nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der (die) magnetisch Ieitende(n) Teil(e) der Erregerwicklung (10, 10 a, 11, lla, 16, 17, 18) aus ferromagnetischem Band

(21) oder Bändern und mindestens einer Aluminiumfolie (22) als Trägerin einer Isolierschicht aus Aluminiumoxyd (23) derart gewickelt ist, daß die Isolation der Aluminiumfolie die angrenzenden Windungen aus ferromagnetischem Band voneinander trennt.

4. Magnetscheider nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumfolie

(22) mit dem ferromagnetischen Band (21) elektrisch parallel geschaltet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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