DE1936658C3 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Walzenmagnetscheider mit einer oder mehreren umlaufenden Scheidewalzen, die über ihren Umfang mit Rippen versehen und von einem Mantelzylinder aus unmagnetisierbarem Material umgeben sind.

Derartige Walzenmagnetscheider verwendet man insbesondere zum Abscheiden schwach magnetischer Stoffe aus Feststoffgemischen oder Suspensionen.

Bei der Abtrennung von magnetischen Mineralkomponenten aus einem nicht magnetischen Haufwerk sind hei den bekannten Walzenmagnetscheidern die maximal erreichbaren magnetischen Kräfte durch die Ausbildung der Walzenoberfläche und die Materialeigenschaften des zu trennenden Stoffgemisches begrenzt. Man ist daher bestrebt, durch technische Verbesserungen der Walzenmagnetscheider die Abscheidekraft im Arbeitsspalt zu verstärken.

Starkfeld-Walzenmagnetscheider sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Sie bestehen im wesentlichen aus zwei Erregerspulen, die einen geschlossenen Magnetkreis bilden. Dieser Magnetkreis wird durch zwei Luftspalte unterbrochen, von denen einer als Arbeitsspalt ausgebildet ist. Begrenzt werden die beiden Luftspalte von der Scheidewalze einerseits und dem Scheiderpol sowie dem Arbeitspol andererseits.

Der Trennerfolg der bekannten Walzenmagnetscheider ist bekanntlich proportional der im Arbeitsspalt gebildeten Feldstärke und ihrem Gradienten. Man hat daher zur Erzielung einer maximalen magnetischen Feldstärke und gleichzeitig eines hohen Gradientwertes verschiedene Ausbildungen der Walzenoberfläche durch Anbringen von verschiedenen Profilen, Nuten, Rillen oder dergleichen vorgesehen. Hierdurch werden inhomogene Magnetfelder geschaffen, in denen die Teilchen neben einem Drehmoment auch der Einwirkung einer Anziehungs- oder Abstoßungskraft, und zwar proportional mit dem Gradienten der magnetischen Feldstärke in der Richtung des intensivsten Feldabschnitts, d. h. beim Wal/enmagnetscheider zur Scheidewalze hin, unterworfen. Demgegenüber lassen sich bei parallel ausgebildeten Arbeitsflächen zwar hohe Feldstärken erzielen, aber in solchen homogenen Magnetfeldern werden die Teilchen nur einem Drehmo-

ment unterworfen, das sie senkrecht zu den Kraftpaaren oder in Richtung derselben ausrichtet

Solange Stoffe mit einer verhältnismäßig hohen Suszeptibilität abgetrennt werden, ist man daher nicht gezwungen, die bei den bekannten Starkfeld-Walzenmagr.etscheidern vorhandenen magnetischen Kräfte voll auszunutzen. Sie reichen deshalb in den meisten Fällen für diese Trennungen aus. Schwierigkeiten treten jedoch auf, wenn schwach magnetische Materialkomponenten aus einem nicht magnetischen Haufwerk abgetrennt werden sollen. In diesem Fall wird eine maximale Ausnutzung der vorhandenen magnetischen Kräfte erforderlich.

Es sind weiter Walzenmagnetscheider bekannt bei denen die mit Schneiden versehene Walze von einem Mantelzylinder umgeben ist der sowohl mit der Walze umlaufen als auch unabhängig von dieser bewegt oder festgestellt werden kann (DT-AS 11 62 303). Diese Anordnung ist speziell für sehr feinkörniges Gut gedacht wobei sich das feinere Korn nicht in den Rillen festsetzen, sondern auf dem Zylindermantel umgewälzt werden soll.

Es ist ferner eine Scheidevorrichtung bekannt bei der die glatte Magnetwalze unter Belassung eines freien Ringraumes von einem Mantel umgeben ist, der aus einem porösen Material besteht. Hierbei wird in diesen Ringraum Druckluft oder dergleichen eingeleitet, um das Gut zur Unterstützung der magnetischen Scheidewirkung aufzulockern (DT-AS 11 66 112). Auch diese Anordnung ist speziell für die Verarbeitung von feinen und feinsten Rührern gedacht. Dagegen ist von einer Kühlwirkung der Druckluft nicht die Rede.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Walzenmagnetscheider mit Scheidewalzen, die von einem Mantelzylinder aus unmagnetisierbarem Material umgeben sind, zu schaffen, bei dem die durch ein Rillenprofii der Walzenoberfläche im Luftspalt erreichte maximale Abscheidekraft auch in vollem Umfang zur Abtrennung ausgenutzt werden kann, so daß eine verbesserte Abscheidung, insbesondere bei schwach magnetischen Stoffen erzielt sowie eine übermäßige Erwärmung verhindert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Mantel auf den Rippenspitzen aufliegt, wobei die Rillen mit der inneren Mantelwandung Hohlräume für ein flüssiges oder gasförmiges Kühlmittel bilden.

Mit der Ummantelung der Rillenwalzen mittels eines auf den Rippenspitzen aufliegenden Mantels aus einem nicht magnetischen Werkstoff gemäß der Erfindung wird erreicht, daß die einzelnen Körner im Bereich der stärksten magnetischen Kraft gehalten werden, wodurch ein höheres Ausbringen und eine höhere Durchsatzleistung des Magnetscheider gewährleistet sind. Gleichzeitig dienen die von den Rillen mit der inneren Mantelwandung gebildeten Hohlräume zum Durchfließen mit einem Kühlmittel.

In der Regel kann die Dicke des Mantels etwa 0,1 bis 2 mm betragen. Besonders gute Ergebnisse werden erzielt, wenn die äußere Oberfläche des die Scheidewalze umgebenden entsprechend dicken Mantels aus nicht magnetisierbarem Werkstoff mit der innerhalb des Arbeitsspaltes befindlichen Zone der maximalen Feldstärke bzw. ihrem Gradientmaximum zusammenfällt. Da in diesem besonderen Fall der Ort der maximalen magnetischen Kräfte mit der Scheidewalzenobcrfläthe zusammenfällt, werden die magnetischen Kräfte für die Trennung der Materialkomponenten vollständig ausgenutzt. Als nicht magnetische Materialien kommen

beispielsweise Messing, Aluminium, Kupfer oder auch Kunststoff in Betracht

Beim Betrieb der Waizenmagnetscheider, insbesondere in hochtemperierten Räumen, besteht die Gefahr, daß mit der Zeit eine Erwärmung der Sciieidewalzen und der diese umgebenden Magnetpole eintritt Da eine solche Erwärmung zu einer Verminderung der magnetischen Leistung führt, können die gemäß der Erfindung zwischen dem Walzenmantel und dem Walzenkörper befindlichen, durch die Rillen gebildeten muldenförmigen Hohlräume von einem flüssigen oder gasförmigen Kühlmittel durchströmt werden. Damit das Kühlmittel ungehindert das Rillenprofil des Walzenkörpers umfließen kann, kann der Mantel aus nicht magnetisierbarer!! Werkstoff nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung mit geeigneten Stegen auf den Rippenspitzen befestigt werdea In diesem Fall kann auch anstelle einer Verstärkung der Manteldicke eine entsprechende Verlängerung der Stege erfolgen, bis die äußere Oberfläche des Mantels in die Zone der maximalen Feldstärke fällt. Auf die vorgenannten Stege kann jedoch auch verzichtet werden, wenn die Walzenrippen in Abständen mit in axialer Richtung verlaufenden Einschnitten versehen sind. Außerdem kann der Kühlmittelkreislauf über eine Umwälzanlage geführt werden. Damit dieser Kühlmittelumlauf ungehindert fließen kann, kann n;ich einer weiteren Ausbildung der Erfindung das Kühlmittel durch entsprechende Leitungen und die durchbohrten Walzenachsen den Hohlräumen zu- und abgeführt werden.

Die Erfindung sowie die Funktionsweise und die Vorteile des erfindungsgemäßen Walzenmagnetscheiders werden anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden schematischen Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch die wesentlichen Teile eines Walzenmagnetscheiders,

F i g. 2 einen Längsschnitt in der Walzenachse und

F i g. 3 einen Querschnitt durch die Scheidewalze.

In Fig. I ist beispielsweise ein Induktionswalzenscheider dargestellt, der im wesentlichen aus einer Aufgaberinne 1, den beiden Erregerspulen 2 mit den beiden Polschuhen 4 und einer Scheidevvalze 3 besteht. Zwischen der Walze 3 und den Polschuhen 4 befinden sich der Scheidespalt 5 und der Arbeitsspalt 6. Die Walze 3 besitzt ein Rilienprofil und ist mit einem auf den zwischen den einzelnen Rillen befindlichen Rippenspitzen aufliegenden Mantel 8 aus nicht magnetisierbarem Werkstoff umgeben. Eine Bürste 9 dient zur Entfernung der auf der Walzenoberfläche haftenden magnetischen Teilchen. Die Arbeitsweise eines solchen Magnetscheiders besteht darin, daß von der Aufgaberinne 1 auf die Walze 3 gelangtes Material im Arbeitsspalt 6 des Scheiders je nach der magnetischen Suszeptibilität sortiert wird. Das nicht magnetische Gut wird unbeeinflußt vom Magnetfeld durch die Zentrifugalkraft von der Walze abgeschleudert, während das magnetisehe Gut an den Rippenspitzen der Scheidewalze Ϊ festgehalten, aus dem Strom des unmagnetischen Gutes abgetrennt und durch die unterhalb der Walze 3 befindliche Bürste 9 von der Walze abgetrennt wird

Die Fig.2 zeigt einen Längsschnitt durch die in F i g. 1 dargestellte Scheidewalze 3. Es sind hier deutlich die für das Kühlmittel vorgesehenen, durch die Rippen 15 gebildeten muldenförmigen Hohlräume 10 zu sehen, die durch den Walzenmantel 8 aus nicht magnetisierbarem Werkstoff abgedeckt sind Der Walzenmantel 8 ist mit den Stegen 7 auf den Rippenspitzen befestigt Über Leitungen 11 sind die Hohlräume 10 mit einer nicht gezeichneten Umwälzanlage für das Kühlmittel verbunden. Das Kühlmittel wird der Walze 3 durch die durchbohrten Walzenachsen 12 zu- und abgeführt bei denen durch die Dichtungsringe 13 und die Stoffbuchsenrillen 14 ein Auslaufen des Kühlmittels verhindert wird.

Der in Fig.3 gezeigte Schnitt a— b aus der Fig.2 zeigt noch einmal die Scheidewalze 3 mit ihren Walzenrippen 15 und den darüber befindlichen, von den Stegen 7 getragenen Walzenmantel 8. Außerdem sind die Walzenrippen 15 mit Einschnitten 16 versehen.

In den folgenden Tabellen ist ein Arbeitsergebnis eines erfindungsgemäßen Walzenmagnetscheiders festgehalten. Hierbei zeigt die Tabelle I den günstigsten Abstand der äußeren Oberfläche des Walzenmantels von den Walzenrippenspitzen in Abhängigkeit von dem Abrundungsradius der Walzenrillen.

Tabelle 1

Walzenrillenradius in Grad

Äußerer Wal/enmantelabstand in mm

1,6
1,0
0,5
0,3

Tabelle 2 zeigt das Trennergebnis bei einer Rohfeinkohle im Vergleich bei einem Waizenmagnetscheider ohne und mit dem erfindungsgemäßen Walzenmantel aus nicht magnetisierbarem Werkstoff bei einem Walzenrillenabrundungsradius von 60°.

Tabelle 2

Walzenmantel	Aufgabe	21,0	Konzen	Herge
dicke in mm		1,4	trat
1. Ohne Mantel	Asche %	21,0	19,1	26,2
	Pyr.-S. %	1,14	1,3	1,5
2. 0,5	Asche %	4,1	4l),8
	Pyr.-S. %	0,4	4,1J

ilier/u 2 lilall Zcichiuiimcn

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Walzenmagnetscheider mit einer oder mehreren umlaufenden Scheidewalzen, die über ihren Umfang mit Rippen versehen und von einem Mantelzylinder aus unmagnetisierbarem Material umgeben sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (8) auf den Rippenspitzen (15) aufliegt, wobei die Rillen (10) mit der inneren Mantelwandung Hohlräume für ein flüssiges oder gasförmiges Kühlmittel bilden.

2. Walzenmagnetscheider gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (8) mittels Stegen (7) auf den Rippenspitzen (15) befestigt ist.

3. Walzenmagnetscheider gemäß den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlmittelkreislauf durch die Leitungen (11), die durchbohrten Walzenachsen (12) und die Hohlräume (10) gebildet ist