DE2650925C3 - Magnetscheider mit Einrichtungen zum Abreinigen der Matrizen - Google Patents
Magnetscheider mit Einrichtungen zum Abreinigen der MatrizenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Magnetscheider gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Nach dem kückhalteprinzip arbeitende Magnetscheider werden üblicherweise für die Bewältigung
relativ großer Durchsatzmengen, beispielsweise im Bereich von 20 bis 200 Tonnen pro Stunde zur Anwendung
gebracht und eignen sich darüber hinaus in besonderer Weise zur Sortierung schwach magnetischer
Mineralien. Die Arbeitsweise solcher Rückhalte-Naßmagnetscheider
ist dadurch charakterisiert, daß in einen) bestimmten Arbeitsvolumen, dem sogenannten
Trennraum, ein möglichst hohes Magnetfeld beispielsweise durch Anlegen von Polen, respektive
im Innenraum einer Spule erzeugt wird. Innerhalb dieses Arbeitsvolumens befinden sich Induktionspole
in Form von geeigneten magnetisierbaren ferromagnetischen
Körpern, welche infolge ihrer hohen Permeabilität das Magnetfeld derart verzerren, daß starke
Inhomogenitäten entstehen, und so die nötigen Gradienten an einer Vielzahl von bevorzugten Stellen im
Volumen des Trennrauines erzeugt werden. Die Anordnung
der ferromagnetische)! Körper in einem entsprechenden Trennraum wird die »Matrix« genannt.
Lkim Hiiulurchleitenderniitsuszeptiblen Partikeln
heludenen Trübe durch die Matrix wird das in der
Truhe enthaltene magnetische Gut an den ferroma-
gnetischen Körpern infolge der hohen örtlichen Magnetkräfte zurückgehalten. Dieses zurückgehaltene
Gut wird dann üblicherweise mit einem starken Wasserstrahl aus der Matrix ausgespült.
Dies geschieht bei diskontinuierlich oder satzweise arbeitenden Scheidern in der Weise, daß das Magnetfeld
periodisch abgeschaltet und das Mapnetgut im abgeschalteten Zustand aus der Matrix ausgespült
wird. Mehr und mehr setzen sich jedoch in der Praxis kontinuierlich arbeitende Scheider durch, wie zum
Beispiel der Jones-Scheider oder der Carousel-Scheider.
Bei solchen kontinuierlich arbeitenden Scheidern wird das Magnetgut mit der Matrix aus dem Magnetfeld
herausbewegt und ausgewaschen, wonach die gesäuberte Matrix zum nächsten Durchgang durch das
Magnetfeld bereitsteht. Je nach Art des magnetischen Gutes kann es darüber hinaus erforderlich sein, das
Magnetgut von anhaftenden unmagnetischen Gutanieilcn
durch einen Waschvorgang im Bereich des Magnetfeldes zu säubern.
Außerdem ergibt sich oft noch die Notwendigkeit, Mittelprodukte zu ziehen. Dies geschieht dadurch,
daß ebenfalls noch innerhalb des Magnetfeldes ein Teil des Magnetgutes mit den anhaftenden Bergen mit
reduzierter Spultnenergie ausgespült wird.
Als Induktionspole werden in der Praxis benutzt:
- Platten mit hervorstehenden Kanten
- profilierte Stäbe
- lose Kugeln oder andere lose sphärische Körper
- Sircckinetall-Pakete
- Eisengeflecht-Packungen
Die letztgenannten Füllkörper:
Die letztgenannten Füllkörper:
Kugeln -
Streckmetall -
Eisengeflecht -
eignen sich infolge ihrer Filigranstruktur zur Anreicherung von besonders sei;//sch magnetischen
Stoffen und/oder Partikeln mit besonders feiner Kornstruktur deshalb ausgesprochen gut, weil bei der
Vielzahl von Induktionspolen in geringem Abstand auch kleinste und in geringer Zani vorkommende
Teilchen die Möglichkeit haben, in einen Bereich höherer magnetischer Kraft zu gelangen und zurückgehalten
zu werden.
Andererseits ist aber das Ausspülen dieser Teilchen durch die übliche Abreinigung der Matrix mit einem
starken Wasserstrahl schwierig, wenn nicht sogar unmöglich, weil die dichte Packung von Kugeln, Streckmetall
und ähnlichem den Strom des Reinigungsmediums brechen und dieses nur mit geringer Geschwindigkeit
quasi energielos durch die Räume zwischen der Vielzahl von Induktionspolen hilldurchlassen. Auf
diese Weise bleibt die Abreinigung der Matrix unvollständig, weil die Strahl-Energie der inkompressible!)
Reinigungsflüssigkeit mit der Entfernung von der Düse abnimmt und dadurch nur in den Randzonen
der Induktionspole zur Wirkung kommt, während sie in tieferen Bereichen durch die filterartige Packung
der Induktionspole gebrochen und damit wirkungslos wird.
Auch der Versuch, diesen Nachteil durch die Anwendung großer Hiissigkeitsmcngen zu kompensieren,
brachte nur einen geringen Erfolg, welcher außerdem noch mit dem Nachteil erkauft wird, tlaß
1. für die Reinigung ein großer Weg-Zeit-Anteil
mit entsprechender Verminderung der Durch-
satzlci'jtung des Scheiders notwendig wird und
2. die großen Flüssigkeitsinengen aufwendigere Klär- und Abscheideapparate erforderlich machen,
um den gewonnenen Feststoff von der Reinigungsflüssigkeit zu trennen.
Es ist außerdem bekannt, die Reinigungsflüssigkeit >
mittels einer an die Aufgabeseite der Matrix dicht anschließenden Haube zuzuführen. Bei dieser Ausführung
sind keine DQ; en zur Erzeugung eines starken Reinigungsstrahles
vorgesehen, so daß die der Haube unter Druck zugeführte Reinigungsflüssigkeit beim Verlassen hi
der Druckleitung aufgrund ihrer Inkompressibilität drucklos in die Matrix einläuft Die erst durch den Rückstau
in der Matrix erfolgende geringfügige Druck- beziehungsweise Energieerhöhung in der Reinigungsflüssigkeit
reicht jedoch nur für eine unvollständige Abrei- !5 nigung der Matrix. Magnetscheider der genannten Gattung
sind beispielsweise aus der US-PS 33 26 374 bekannt. Die Matrix dieses Scheiders wird von einer Flüssigkeit
abgereinigt, die im Freistrahl oder über eine Haube der Matrix von oben zugeführt wird, wobei sich i<>
die oben beschriebenen Nachteile und Schwierigkeiten ergeben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bei Magnetscheidern der genannten Gattung vorhandenen
Einrichtungen zum Abreinigen des Magnetgutes aus 2>
den Matrizen zu verbessern und dadurch die Funktion des Scheiders qualitativ und quantitativ zu optimieren.
Die Einrichtungen sollen unkompliziert sein und einen möglichst ökonomischen Einsatz der Reinigungsmedien
gewährleisten. w
Diese Aufgabe wird durch einen Magnetscheider mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Der erfindungsgemäße Magnetscheider weist große Vorteile auf. So wird durch die gleichzeitige oder kurz
hintereinander erfolgende Zufuhr von flüssigem Reinigungsmedium und kompressiblem gasförmigem Reinigungsmedium
unter erhöhtem Druck vorteilhaft eine außerordentlich gute Abreinigung des Magnetgutes aus
den Matrizen erzielt. Denn bei der Einleitung des unter erhöhtem Druck befindlichen kompressiblen gasförmigen
Mediums in die Aufgabekammer überträgt dieses Medium bei seiner Expansion kinetische Energie auf das
flüssige Reinigungsmedium. Dadurch wird das flüssige Reinigungsmedium. das eine Art Flüssigkeitskolben bil- 4^
det, innerhalb kürzester Zeit beschleunigt und mit hoher Energie und Geschwindigketi durch die engen Zwischenräume
der Matrizen hindurchgetrieben, wobei praktisch sämtliches Magnetgut aus den Matrizen mitgerissen
wird. Ein derartig guter Abreinigungseffekt der >,·ι
Matrizen ist nur mit dem erfindungsgemäß gestalteten Magnetscheider möglich. Denn in dem erfindungsgemäßen
Magnetscheider wird erstmalig der Effekt ausgenutzt, das flüssige Reinigungsmedium durch ein gasförmiges
Medium, das in einer gegenüber den Matrizen s> abgedichteten Aufgabekammer expandiert, gleichsam
wie mit einem Hammerschlag mit se hoher Energie durcn die Matrizen zu treiben, daß alles Magnetgut dabei
aus den Matrizen abgereinigt wird. Der Abreinigungseffekt des erfindungsgemäßen Magnetscheider
<>i> gegenüber dem Stand der Technik ist dann besonders groß, wenn die Struktur der Matrizen sehr dicht ist.
Außerdem erfolgt die erfindungsgemäße gründliche Abreinigung voitei'haft innerhalb sehr kurzer Zeit und
ohne Anfall großer Mengen an flüssigem Reinigungs- <·> medium.
In vorteilhafter Ausgestaltung dieser Vorrichtung weist die Aufgabekummer ein Gleitstück auf, welches
die abdichtende Verbindung zwischen der feststehenden
Aufgabekammer und der beweglichen Matrix herstellt.
Ferner kann zum Betrieb der Vorrichtung mit Vorteil ein Verfahren vorgesehen sein, welches darin besteht,
daß die Aufgabekanimer beim Spülvorgang mit der sich bewegenden Matrix initgeführt und nach Beendigung
des Spülvorganges von der Matrix abgehoben und in die Ausgangsposition zurückgebracht wird.
Dabei kann von der Maßnahme Gebrauch gemacht sein, daß die Bewegungen von Aufgabekammer und
Matrix in Übereinstimmung mit der Betätigung der Steuerorgane für die Spülmedien nach einem Funktionsprogramm
automatisch gesteuert werden.
Die Erfindung wird anschließend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele eines
Rückhaltemagnetscheiders näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Magnetscheider in Draufsicht,
Fig. 2 einen anderen Magnetscheider der gleichen
Kategorie sowie eine Matrix mit aufgesetzter Aufgabekammer im Schnitt.
Der Magnetscheider nach Fig. 1 besitzt zwei Magnetpolpaare
mit den vier Magnetpolen (1-2; 3-4) in »S-N«· »N-S«-Anordnung.
Zwischen den Magnetpolpaaren 1-2; 3-4 dreht sich eine kreisringförmige Behälteranordnung 5 in Richtung
des Pfeiles R. Diese Behälteranordnung 5 ist unterteilt in zellenartige Trennräume S'; 5". Diese sind,
wie beispielhaft gezeigt, mit Packungen von ferromagnetischen Korpern 13 ausgefüllt. Eine solche einzelne
mit ferromagnetische!! Körpern gefüllte Zelle 5'; S" wird »Matrix« genannt. Bei den die Induktionspole bildenden ferromagnetischen Körpern handelt es
sich beispielsweise um Rillenplatten oder sphärische, kugelförmige oder andere lose Füllkörper, oder wie
ebenso bekannt, um Füllungen aus Streckmetall, Eisengeflecht etc. Mit 6 und 6' sind zwei Aufgabestationen
bezeichnet, bei welchen das zu behandelnde Gi"» mit dem flüssigen Trägermedium jeweils in die
vorbeiwandernde Matrix 5', 5" aufgegeben wird. Die Aufgabestationen 6, 6' befinden sich jeweils im Eintrittsbereich
eines zwischen einem der Magnetpolpaare 1-2; 3-4; herrschenden Magnetfeldes. Am Austrittsbereich
aus dem Magnetfeld sind jeweils Stationen 7, T für eine Mitteldruckspüking vorgesehen,
und außerhalb der Magnetfelder sind schließlich die Spül-Stationen 8, 8' erkennbar, in welchen die
vollständige Abreinigung des rüekgehultcncn Magnetgutes aus den f rennräumen 5', 5" der Matrix erfolgt.
Die Stationen 8, 8' für die Hochdruckspülung weisen
je einen Anschluß 9 für das flüssige Reinigungsniedium
und je einen Anschluß 10 für das komprcssible
Medium auf.
Fig. 2 zeigt einen Magnetscheider der gleichen Funktionsgattung im Schnitt.
Man erkennt Jie Magnetpole 1, 2 entsprechend »S-N« mit den Erregerwicklungen 11. Zwischen diesen
Magnetpolen 1, 2 dreht sich um die Rotationsachse 12 die Behälteranordnung 5. Man trkennt die
Füllung einer einzelnen Matrix 5" mit den ferromagnetischen Körpern 13. Nach unten zu ist die Matrix
5" durch einen porösen Boden 14 abgeschlossen. Darunter befindet sich die Auffangrinne 15, in welcher
sich das ausgespülte Gut sammelt.
Oberhalb der Matrix 5" befindet sich die Aufgabekammer 16, in welche je ein Anschluß 17 für d;is fliis-
sige Rcinigungsniedium und ein Anschluß 18 für das
kompressible Medium einmünden. Zwischen der Matrix
5" und der Aufgabekainmer 16 befindet sich als Dichtungselement das Gleitstück 19, welches die abdichtende
Verbindung zwischen der feststehenden Aufgabekammer 16 und dem beweglichen Treimr.ium
5", der Matrix herstellt. Das Gleitstück ist über die
Aufgabekammer 16 durch eine Federanordnung 20 elastisch gegen die Oberkante der Matrix 5" angedrückt.
I Die Funktion der Anordnung ist folgende: Zwischen je zwei Polpaaren 1-2; 3-4 entsprechend
»Süd-Nord/Nord-Süd«, welche zwischen sich ein starkes Magnetfeld erzeugen, dreht sich kontinuierlich
die Behälteranordnung 5. Diese ist in einzelne zellen- ,
artige Trennräume 5', 5" unterteilt, v/dche ihrerseits
als magnetische Induktionspole eine Füllung oder Packung rerroinagneuscher Körper 13 aufweisen, genannt
Matrix. Solche ferromagnetische1! Körper 13 können entsprechend dein Stand der Technik Ixi- spielsweise
Rillenplatten, lose Kugeln oder andere lose Körper aus weichmagnetischem Eisen sein,
ebenso wie Packungen aus Streckmetall, EiL-enwolle
etc. Di-J Behälteranordnung 5 dicht siel) in Richtung
der Pleüe R, angetrieben mit annähernd konstanter ,
Geschwindigkeit von einer nicht naher dargestellten Antriebsanordnung. Beim Eintritt einer Matrix 5" in
eines der Magnetfelder zwischen den Polen 1-2; 3-4 gelangt diese g! chzeitig in den Bereich einer der beiden
Aufgabestationen 6, 6' und wird mit dem zu,
scheidender. Gut, einer Suspension von magnetischen und unmagnetischen Partikeln in einer Tragerflüssigkeit,
beaufschlagt. Dabei wird der überwiegende Teil des Unmagnetischen als Abgang durch die Matrix
durchgespült, während die magnetisch suszeptiblen , Pnrtiln'ln ak \.1:tur.t»tont nn lifn fcrr/imamwfici-hin
Körpern im Innern der Matrix festgehalten werden. Kur/, vor dem Austritt aus dein Magnetfeld passiert
die Matrix Station 7 bzw. 7' für die Mitteldruckspülung. Dort wird das Magnetkonzentrat vom anhaftenden
Unmagnetischen freigewasehen und - je nach Hnergie des Abreinigungsvorganges - gegebenenfalls
ein magnetisches Mittelgut als Mittelprodukt ausgetragen.
Nach völligem Herausdrehen einer Matrix 5 , 5" aus »
dem Bereich eines der Magnetfelder gelangt diese zu einer der Stationen 8,8' für die Hochdruckspülung. Dort
wird mittels flüssigem oder erfindungsgemäß zusätzlich mittels eines kompressiblen Reinigungsmediums unter
erhöhtem DrucK das vom Scheider eingefangene Ma- ;
gnetgut aus der Matrix ausgespült.
Aus der dem oberen Rand der Matrix dichtend aufliegenden Aufgabekammer strömt gleichzeitig oder
nacheinander flüssiges beziehungsweise kompressibies
Reinigur.gsmedium unter erhöhtem Druck durch ,
die Packung der ferromagnetischen Körper und reinig; deren Zv.ischenräume schnell und gründlich von
anhaftendem Magnetgut.
Die übcnaichende Wirkung der Erfindung beruht
darauf, daß das kompressible Medium gegen die Un- „ teiseite 14 uesTiennraumes der Matrix zu expandiert
und dabei die i'reiwerdende kinetische Energie au/ das
in den Räumen zwischen den ferromagnetischen Körpern
befindliche flüssige Rcinigungsrnediurri rniridesiens
größtenteils überträgt. Hierdurch wird der Ab- ,;
reinigungsvorgang in ungewöhnlicher Weise intensiviert und aurh zeitlich verkürzt und es tritt - wie
Versuche gezeigt haben - ein ungleich besserer Abreinigungsvorgang
in kürzerer Zeit ein, als dieser bei ausschließlicher Anwendung von flüssigem Reinigungsmedium
bisher möglich war, insbesondere bei dichter Struktur der Matrix.
Ein besonderer Vorteil der Vorrichtung ist darin begründet, daß diese bei einem vorhandenen
Magnetscheider der entsprechenden Gattung nachträglich als zusätzliche Verbesserung durchgeführt
bzw angebracht werden können. Hierdurch ist es möglich, bei älteren Magnetscheider-Anlagen
durch qualitative und quantitative Steigerungen der Betriebsergebnisse einen erheblichen Rationalibierungseffekt
mit relativ geringen Kosten zu erzielen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Magnetscheider mit einer um eine vertikale Achse drehbaren Anordnung von magnetisch induzierbaren
Sekundärpol-Matrizen, welche bei der Hindurchbewegung durch ein Magnetfeld periodisch
von einer das zu scheidende Gemenge enthaltenden Suspension durchströmt und denen außerhalb
des Magnetfeldes Einrichtungen zum Abreinigen der Matrizen vom eingefangenen, festgehaltenen
Magnetgut mittels Waschflüssigkeit und Gas und gegebenenfalls zusätzlich- mit Vibration zugeordnet
sind, gekennzeichnet durch eine an die Aufgabeseite der Matrix (5r, 5") mindestens
größtenteils abdichtend anschließende Aufgabekammer (16), welche Anschlüsse (17,18) zum Einleiten
der Reinigungsmedien aufweist, und in welche je ein Ansei Juß (17) für das flüssige Reinigungsmedium
und ein Anschluß (JS) für das kcrnpressiblc Medium
einmünden und daß die Aufgabekammer (16) ein Gleitstück (19) aufweist, welches die abdichtende
Verbindung zwischen der feststehenden Aufgabekammer (16) und der beweglichen Matrix (5', 5")
herstellt.
2. Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Aufgabekammer (16) beim Abreinigungsvorgang mit der sich bewegenden
Matrix (f', 5") mitgeführt und nach Beendigung des Abreinigungsvorgangi-s von der Matrix (5',
5") abgehoben und in die Ausgangsposition zurückgebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet,
daß die Bewegungen von Aufgabekainmer(lo)
und Matrix (5', S") in Übereinstimmung mit der Betätigung der Steuerorgane für
die Reiiiigungsmedien nach einem Funktionsprogramm
automalisch gesteuert werden.
ι»
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OD | Request for examination | ||
8281 | Inventor (new situation) |
Free format text: BENDER, HANS, 5090 LEVERKUSEN, DE SCHNABEL, GEORG, 5030 HUERTH-FISCHENICH, DE DUEREN, GOTTFRIED, 5000 KOELN, DE ZABEL, WOLF, 5206 SEELSCHEID, DE |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |