DE2842785A1

DE2842785A1 - Walzenmagnetscheider

Info

Publication number: DE2842785A1
Application number: DE19782842785
Authority: DE
Inventors: Lothar Dipl Ing Andresen; Gottfried Dueren
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1978-09-30
Filing date: 1978-09-30
Publication date: 1980-04-10
Also published as: FR2437875A1; ZA786337B; GB2033785A; GB2033785B

Description

Anlage zum Patentgesuch - 3 - H 78/65

der Klöckner-Humboldt-Deutz Gr/Wr

Aktiengesellschaft

vom 29. Sept. 1978

Walzenmagnetscheider

Die Erfindung betrifft einen Walzenmagnetscheider mit einem im Zentrum angeordneten, einen Magnetkern und mindestens eine Erregerspule aufweisenden Magnetsystem, zwischen dessen Polen Induktionswalzen angeordnet sind.

Magnetscheider der genannten Kategorie sind seit langem bekannt. Hierzu wird beispielsweise auf das Lehrbuch "Aufbereitung fester mineralischer Rohstoffe" von Prof. Dr.-Ing. Heinrich Schubert, Band II, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, 1967, Seiten 188 bis 190 hingewiesen, worin eine systematische Darstellung dieser Kategorie von Magnetseheidem enthalten ist.

Der hierin enthaltenen Darstellung ist lediglich ergänzend hinzuzufügen, daß außer der dort als Verwendungszweck angegebenen Trockenmagnetscheidung von schwachmagnetischen Erzen diese Walzenscheider mit geringen konstruktiven Abwandlungen der Zu- und Abführorgane grundsätzlich auch für den naßmagnetischen Betrieb Verwendung finden können.

Dabei zeigen die Ausführungen I, IV und V in Bild 137 auf Seite 189 Walzenmagnetscheider in einer der Erfindungskategorie zugrundeliegenden Ausführung, nämlich mit im Zentrum angeordnetem Magnetsystem.

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Solche Walzenmagnetscheider liefern, brauchbare Trennergebnisse bei relativ geringem Energieverbrauch. Jedoch ist der Durchsatz einerseits durch die übliche Walzenbreite von 750 bis 1.000 mm sowie andererseits in Abhängigkeit vom Erzcharakter und dem Korngrößenbereich bei der Trockenmagnetscheidung begrenzt .

Um zu einer Vermehrung dieses Durchsatzes zu gelangen, wurde auch schon versucht, bei einem Walzenmagnetscheider mit im Zentrum angeordnetem Kagnetsystem rechts und links davon je zvei Walzen in einer Polebene hintereinander anzuordnen, wie dies in Bild 137 des. genannten Lehrbuches bei der Ausführung V und VI dargestellt ist.

Mit dieser Maßnahme wird zwar der Durchsatz je Maschineneinheit eines Walzenmagnetscheiders erhöht, jedoch müssen die unvermeidlichen Spaltverluste zwischen Walzen und Polen mit entsprechender Erhöhung der Ampere-Windungszahlen wieder ausgeglichen werden. Außerdem erhöhen sich die elektrischen und thermischen Verluste, und die Zugänglichkeit der Walzen wird verschlechtert.
Das Bauvolumen wird erheblich vergrößert.

Im Gegensatz dazu besteht die Aufgabe der Erfindung darin, die Kapazität eines Walzenciagnetscheiders unter Vermeidung der geschilderten Nachteile zu verbessern und zwar ohne die erwähnte Vermehrung der Ampere-Windungszahlen unter Vermeidung

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elektrischer und thermischer Verluste, und ohne Einbuße an Zugänglichkeit der Walzen. Die individuelle Einstellbarkeit jedes Walzen-Arbeitsspaltes soll zudem ungehindert und unkompliziert erhalten bleiben. Mit der Erfindung soll insgesamt eine Optimierung durch ein Hochleistungsgerät mit äußerst platzsparender, kompakter Bauweise erzielt werden.

Es ist andererseits bereits- vorgeschlagen worden, wie dies der Anordnung VI, EiId 137 des genannten Lehrbuches zu entnehmen ist, anstelle eines zentralen Magnetsystems zwei weitere Magnetsysteme an den Außenseiten des Walzenmagnetscheiders anzuordnen, um Spaltverluste bei der Anordnung von mehr als zwei Induktionswalzen in einer Polebene zu vermeiden. Diese bekannte Anordnung hat jedoch den Nachteil einer aufwendigen Bauweise infolge einer dreifachen Spulenanordnung. Als besonders nachteilig wird hierbei der große Platzbedarf, die Summe der Energieverluste durch Wärmeentwicklung und der erhebliche Mehraufwand für die entsprechend groß dimensionierten Eisenjoche empfunden.

Dagegen besteht die besondere Aufgabe der Erfindung darin, auch diese geschilderten Nachteile bei der Erhöhung der Kapazität einer Maschineneinheit zu vermeiden.

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Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß um das Zentrum herum in einer zu dessen Achse annähernd senkrechten Ebene mindestens drei vom Zentrum aus gesehen nebeneinanderliegende Induktionswalzen angeordnet sind.

Die Anordnung nach der Erfindung hat den Vorteil, daß dadurch eine Anordnung von mehr als zwei Induktionswalzen in einer Ebene des Magnetsystems ermöglicht wird, ohne daß eine außergewöhnliche Erhöhung des Aufwandes für die magnetische Erregung hierfür erforderlich wäre. Das Bauvolumen des Magnetscheiders bleibt durch Kompaktbauweise vorteilhaft in vernünftigen Grenzen, die Zugänglichkeit der Walzen bleibt erhalten, und insbesondere ergibt sich ein leistungsstarkes Gerät mit verhältnismäßig geringem Platzbedarf.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist gekennzeichnet durch eine Anordnung von vier Induktionswalzen. Dabei ergibt sich für den Walzenmagnetscheider ein annähernd kreuzförmiger Grundriss.

Der Vorteil dieser Anordnung ist ein sehr leistungsstarker Magnetscheider in extrem kompakter Bauweise, bei welchem der Aufwand an elektrischer Ausrüstung und mechanischen Bau- und Ausrüstungsteilen im Verhältnis zur Leistung optimal niedrig ist.

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Grundsätzlich ist es möglich, den Walzenmagnetscheider mit mehr als vier Induktionswalzen in einer Ebene auszustatten, weswegen eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung durch die Anordnung einer gleichnamigen oder ungleichnamigen Mehrzahl von Induktionswalzen gekennzeichnet ist.

Dabei ergibt sich eine gültige Bauform nach der Erfindung dadurch, daß die radialen Abstände der Walzen vom Zentrum annähernd gleich sind.

In Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, daß die pheripheren Abstände von einer ¥alze zur anderen annähernd gleich sind. Hierdurch ergeben sich annähernd symmetrische Bauformen, bezogen auf die Mittelachse des zentralen Magnetsystems.

Weiter sieht eine zweckmäßige Ausgestaltung des Walzenmagnetscheiders vor, daß mindestens zwei Ebenen mit jeweils mehreren Induktionswalzen übereinander angeordnet sind. Ein derartiger Aufbau eines Walzenmagnetscheiders ist grundsätzlich an sich bekannt. Beispielsweise werden in der Praxis zwei-, drei- und mehrstufige Waizenmagnetscheider verwendet. In Verbindung mit der Erfindung kommen deren Vorteile für eine leistungsfähige Kompaktbauweise jedoch ganz besonders zur Geltung, weshalb eine mehrstufige Ausführung mit den Merkmalen nach der Erfindung besonders vorteilhaft ist.

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Bei erhöhtem Aufwand für die magnetische Erregung kann die Leistung des Magnetscheider nach der Erfindung dadurch nochmals erhöht werden, daß in einer Ebene je zwei Walzen vom Zentrum aus gesehen hintereinanderliegend angeordnet sind.

Walzenmagnetscheider arbeiten nur optimal, wenn die Walzengeschwindigkeit dem jeweiligen Gut angepaßt ist. Dies bedingt bei bekannten Ausführungen eine stufenlose Regelung der Walzengeschwindigkeit. Der technische Aufwand hierfür war bisher bei bekannten Ausführungen nicht unbeträchtlich. Zum Teil waren derartige Walzenmagnetscheider für den stufenlos regelbaren Antrieb der Walze beispielsweise mit aufwendigen Keilriementrieben etc. ausgestattet. Um zu einer besonders vorteilhaften Ausführung nach der Erfindung zu gelangen, bedurfte es daher einer extrem platzsparenden Antriebseinrichtung mit einer vorzugsweise verlustlosen Einstellmöglichkeit eines stufenlosen Drehzahlbereiches der Induktionswalzen.

Infolgedessen ist eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß einer jeden Induktionswalze ein raumsparender Einzelantrieb zugeordnet ist, vorzugsweise im Form einer auf die Achse aufsteckbaren Getriebe-Motor-Einheit.

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Eine besonders zweckmäßige, wenn auch nicht in den Rahmen der eigentlichen Erfindung fallende Ausführung derartiger Einzelantrieb ist mit der Verwendung thyristorgesteuerter Gleichstromantriebe gegeben.

Schließlich ergibt sich eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung dadurch, daß bei einem Walzenmagnetscheider nach der Erfindung in an sich bekannter Weise Walzen zwischen Magnetpolpaaren von unterschiedlicher Feldstärke angeordnet und dadurch mit unterschiedlichem Induktionspotential versehen sind.

Eine solche vorzugsweise zur Sortierung von Gemengen mit Komponenten von stark unterschiedlicher Suszeptibilität angewendete Bauart führt mit der Kompaktbauweise nach der Erfindung zu besonders zweckmäßigen weil äußerst leistungsstarken Magnetscheiderkonzeptionen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Erläuterungen der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigen:

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Fig. 1 einen Walzenmagnetscheider nach dem Stand der Technik mit zwei Induktionswalzen, in Seitenansicht,

Fig. 2 den Walzenmagnetscheider gemäß Fig. 1 in Draufsicht,

Fig. 3 einen Walzenmagnetscheider nach der Erfindung mit je vier in einer Ebene angeordneten Induktionswalzen, in dreistufiger Ausführung, teils im Schnitt, teils in Ansicht,

Fig. 4 den Walzenmagnetscheider nach Fig. 3 in Draufsicht.

Fig. 1 zeigt einen Walzenmagnetscheider bisheriger Bauart, das heißt, entsprechend dem Stande der Technik mit dem zentralen Magnetsystem 2. Dieses besteht aus dem Magnetkern 3 mit der Erregerspulenanordnung 4. Der Magnetkern 3 steht an seinen Stirnseiten mit den beiden magnetischen Jochen 5 und in magnetisch leitender Verbindung. Die Magnetjoche 5 und bilden gegenüberliegende Pole 7» 8, 7' und 8', zwischen welchen die Induktionswalzen 9 und 9¹ drehbar angeordnet sind.

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Dabei ergibt sich beispielsweise zwischen der Walze 9 und der Polfläche des Poles 7 ein Luftspalt 10, dessen Spaltbreite zur Vermeidung von Feldstärkenverlusten möglichst*gering sein soll. Zwischen der Walze 9¹ und dem Gegenpol 8 ist der Arbeitsspalt erkennbar, welcher zum Hindurchtritt des zu scheidenden Gutes eine definierte, vorgegebene Spaltweite aufweist.

Fig. 1 zeigt ferner die Aufgabeanordnung 10 mit dem dosierenden Zuteilorgan 11, beispielsweise einer Vibrorinne, ferner die das Gut zur Aufnahmeseite der Walze 9 leitende Schurre 12, sowie die Auffang- und Ablaufanordnungen 13 für unmagnetisches Gut A, den Ablauf 14 für Mittelgut B und den Ablauf 15 für Magnetgut C.

In der Draufsicht nach Fig. 2 erkennt man den Magnetkern 3, die Magnetspule 4, das obere Joch 5, die Walzen 9, 9¹ und deren rein schematisch dargestellte Antriebsorgane mit dem Motor 16, dem stufenlos verstellbaren Getriebe 17 und den Keilriementransmissionen mit den Riemenscheiben 18, 18', 19, 19¹.

Fig. 3 zeigt einen Walzenscheider nach der Erfindung in dreistufiger Ausführung. Das zentrale Magnetsystem baut sich auf aus dem dreiteiligen Eisenkern 20, 21, 22, zwischen welchem

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Magnetjoche 23 und 24 bildende ferromagnetische Platten angeordnet sind. Der Eisenkern 20 ist umgeben von der Spulenanordnung 25, der Eisenkern 21 von der Spulenanordnung 26 und der Eisenkern 22 von der Spulenanordnung 27. Die Mittelachse M — M deutet das Zentrum des Magnetsystems an. Senkrecht zu dieser Achse M — M sind in drei untereinanderliegenden Ebenen E-, Ep, E^ je Ebene jeweils vier Induktionswalzen 28, 29, 30 zwischen den Polpaaren 31, 31', 32, 32' und 33, 33¹ angeordnet, insgesamt in diesem Walzenmagnetscheider demnach 12 Induktionswalzen. Man erkennt ferner die Zuführorgane, bestehend aus einem Schutt-Trichter 34 in Verbindung mit der dosierenden Vibrorinne 35 sowie die entsprechenden Aufgabeschurren 38, 38», 39, 39* und die Ableitkanäle für das geschiedene Gut, den Kanal 40 für das Unmagnetische und die Kanäle 41 für das Magnetgut.

Die den Arbeitsspalt bildenden Polschuhe 31, 32, 33 sind beweglich angeordnet und können mittels Handrädern 42 und Spindeln 43 zur optimalen Einstellung «"entsprechenden Arbeitsspalte auch unter Last eingestellt werden.

Fig. 4 läßt je vier Anordnungen 50, 51, 52, 53 von Induktionswalzen, gekoppelt mit zugehörigen Lagerungen und Einzelantrieben je Ebene E-, Ep, E^ nach Fig. 3 erkennen. Jede dieser Walzenanordnungen 50, 51, 52, 53 besitzt eine Antriebsvorrichtung, bestehend aus dem stufenlos regelbaren Gleichstrommotor 54 mit dem Getriebeblock 55.

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Die Erfindung ist nicht auf die beispielhaft gezeigte Ausführung beschränkt, vielmehr fallen darunter alle im Ermessen des Fachmannes liegenden Ausführungsvarianten, sofern sie einem der geltenden Patentansprüche entsprechen.

Beispielsweise können in einer Polebene drei, vier, fünf, sechs oder mehr Induktionswalzen angeordnet sein. Solche Walzenscheider können vorzugsweise unter Anwendung des bekannten Baukasten-Konstruktionsprinzips unter Verwendung von genormten und standardisierten Baugruppen und/oder Teile- und Baugruppenfamilien aufgebaut und in einer beliebigen Anzahl von Stufen übereinander angeordnet sein, woraus sich außerordentlich kompakte und dem jeweiligen Gut sowie der betrieblichen Aufbereitungsanforderung angepaßte Valzenmagnetscheideranordnungen ergeben. Alle diese oder andere Je nach Aufgabenstellung dem Ermessen des Fachmannes anheim gestellte Ausführungen fallen demnach unter die Erfindung.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

1. Walzenmagnetscheider mit einem im Zentrum angeordneten, einen Magnetkern und mindestens eine Erregerspule aufweisenden Magnetsystem, zwischen dessen Polen Induktionswalzen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß um das Zentrum herum in einer zu dessen Achse M-M annähernd senkrechten Ebene E-, Ep, E^ mindestens drei vom Zentrum aus gesehen nebeneinanderliegende Induktionswalzen (28, 29, 30, 50, 51, 52, 53) angeordnet sind.

2. Walzenir_agnetscheider nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Anordnung von vier Induktionswalzen (50, 51, 52, 53).

3. Walzenisagnet scheider nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anordnung einer gleichnamigen oder ungleichnamigen Mehrzahl von Induktionswalzen.

4. Walzenmagnetscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Abstände der Walzen (50, 51, 52, 53) vom Zentrum annähernd gleich sind.

5. Walzenmagnetscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die pheripheren Abstände von einer Walze zur anderen annähernd gleich sind.

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ORIGINAL INSPECTED

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6. Walzenmagnetscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Ebenen (E₁, E₂, E,) πϊτ jeweils mehreren Induktionswalzen (28, 29, 30, 50, 51, 52, 53) übereinander angeordnet sind.

7. Walzermagnetscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Ebene (E.., E-, E^) je zwei Walzen vom Zentrum aus- gesehen hintereinanderliegend angeordnet sind.

8. Walzenmagnetscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Induktionswalze (50, 51, 52, 53) ein Einzelantrieb zugeordnet ist, vorzugsweise in Form einer auf die Achse aufsteckbaren Getriebe-Motor-Einheit (54, 55).

9- Walzenniagnetscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Walzen (28, 29, 30) zwischen Magnetpolpaaren (31, 31', 32, 32', 33, 33') von unterschiedlicher Feldstärke angeordnet sind.

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