DE3117063C1

DE3117063C1 - Device for separating magnetisable substances from a mixture containing magnetisable and non-magnetisable substances

Info

Publication number: DE3117063C1
Application number: DE3117063A
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl.-Ing. 8520 Erlangen Meintrup
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: MEINTRUP, WALTER, DIPL.-ING., 8520 ERLANGEN, DE
Priority date: 1981-04-29
Filing date: 1981-04-29
Publication date: 1982-12-09
Also published as: EP0063755A1; ZA822897B; AU8306782A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von magnetisierbaren Stoffen aus einem magnetisierbare und nicht magnetisierbare Stoffe enthaltenden Gemisch mittels eines ein Wanderfeld erzeugenden Elektromagnetsystems und einer Schwingfördereinrichtung, deren Längsausdehnung mit der Fortpflanzungsrichtung des Wanderfeldes einen rechten Winkel bildet. Aus der DE-OS 25 53 855 ist es bekannt, ein ein Wanderfeld erzeugendes Elektromagnetsystem ortsfest über einer motorisch in Schwingungen versetzbaren Förderrinne derart anzubringen, daß die Fortpflanzungsrichtung des Wanderfeldes in einer Ausführung unter einem Winkel von 90° zur Förderrichtung verläuft oder in einer anderen Ausführung mit der Förderrichtung übereinstimmt. Die magnetisierbaren Teilchen mit sehr kleinen Korngrößen sollen dabei durch die Kräfte des Elektromagnetsystems oder eines zusätzlich vorgesehenen Magneten aus dem Gemisch herausgehoben und durch das Wanderfeld zu einem Auffangbehälter transportiert werden. Da der Abstand zwischen der Oberfläche des Gemisches und dem Magnetsystem bedingt durch die Förderrinne relativ groß ist und die magnetischen Trennkräfte quadratisch mit der Entfernung abnehmen, muß das Magnetsystem für hohe Feldstärken bemessen sein. Damit die magnetisierbaren Teilchen infolgedessen nicht an dem Magnetsystem haften bleiben, ist hier ein aus nicht magnetisierbarem Material hergestelltes Transportband erforderlich, dessen Untertrum unmittelbar unterhalb des Magnetsystems verläuft.The invention relates to a device for separating magnetizable substances from a magnetizable one and mixture containing non-magnetizable substances by means of a traveling field generating Electromagnet system and a vibratory conveyor, their longitudinal extent with the direction of propagation of the traveling field forms a right angle. From DE-OS 25 53 855 it is known a one Moving field generating electromagnetic system stationary over a motor-driven vibrating system To attach conveyor trough in such a way that the direction of propagation of the moving field in one version below runs at an angle of 90 ° to the conveying direction or, in another version, with the conveying direction matches. The magnetizable particles with very small grain sizes are supposed to be affected by the forces of the Electromagnet system or an additionally provided magnet lifted out of the mixture and be transported through the traveling field to a collecting container. Since the distance between the Surface of the mixture and the magnet system is relatively large due to the conveyor trough and the Magnetic separation forces decrease quadratically with distance, the magnet system for high Field strengths must be measured. As a result, the magnetizable particles are not attached to the magnet system stick, a conveyor belt made of non-magnetizable material is required here The lower run runs directly below the magnet system.

Wegen der hohen Feldstärke kann die Förderrinne nicht aus Metall hergestellt werden, da anderenfalls in ihr zu einer starken Erwärmung führende Wirbelströme entstehen würden. Schließlich ist die Verweilzeit des Gemisches in der Trennzone der Abscheidevorrichtung mit quer zur Förderrichtung verlaufendem Wanderfeld gering im Vergleich zur Länge der Förderrinne.Due to the high field strength, the conveyor trough cannot be made of metal, otherwise it would be in eddy currents leading to severe heating would arise. After all, the dwell time is the Mixture in the separation zone of the separation device with a traveling field running transversely to the conveying direction low compared to the length of the conveyor trough.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine mit niedrigen Feldstärken und hoher Verweilzeit des Gemisches in der Trennzone arbeitende Abscheidevorrichtung zu schaffen. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das die Wanderfeldwicklung tragende Blechpaket des Elektromagnetsystems die Oberfläche der als Schwingtisch ausgeführten Schwingfördereinrichtung überdeckt und daß das Wanderfeld und Schwingungen des Schwingtisches derart synchronisiert sind, daß das Maximum der Wanderfeldbewegung in dem Zeitpunkt wirksam ist, in dem das Gemisch die durch die Schwingung erzeugte Wurfparabel durchläuft. Diese Vorrichtung kann mit offenem oder geschlossenem Magnetsystem ausgeführt sein. In der Ausführung mit offenem Magnetsystem sind der Schwingtisch und das Blechpaket zu einer Baueinheit zusammengesetzt, während in der Ausführung mit geschlossenem Magnetsystem das Blechpaket ortsfest und mit Abstand zum Schwingtisch angeordnet und der als Rückschlußjoch dienende Schwingtisch aus Blechen geschichtet ist. Mit dieser Abscheidevorrichtung können nicht nur magnetisierbare, sondern elektrisch leitende Stoffe aussortiert werden.Proceeding from this, the invention is based on the object of providing one with low field strengths and one with high field strengths To create residence time of the mixture in the separation zone working separation device. According to the invention This object is achieved in that the laminated core of the electromagnet system carrying the traveling field winding covers the surface of the vibratory conveyor, which is designed as a vibrating table, and that the traveling field and vibrations of the vibrating table are synchronized in such a way that the maximum of the Traveling field movement is effective at the point in time in which the mixture generated by the oscillation Trajectory parabola runs through. This device can be designed with an open or closed magnet system be. In the version with an open magnet system, the vibrating table and the laminated core are one Assembled unit, while in the version with a closed magnet system, the laminated core Stationary and arranged at a distance from the vibrating table and the vibrating table serving as a return yoke from Sheet metal is layered. With this separation device can not only be magnetizable, but electrically conductive substances are sorted out.

Zur weiteren Erläuterung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der Ausführungsbeispiele der Vorrichtung dargestellt sind und zwar inFor further explanation, reference is made to the drawing, in the exemplary embodiments of the device are shown in

F i g. 1 eine Vorrichtung mit offenem Magnetsystem,F i g. 1 a device with an open magnet system,

F i g. 2 eine Vorrichtung mit geschlossenem Magnetsystem. F i g. 2 a device with a closed magnet system.

Nach F i g. 1 besteht die Vorrichtung aus einem Schwingtisch 1, an dem zur Schwingungserzeugung Elektromagnete 2 angreifen. Der obere Teil des Schwingtisches besteht beispielsweise aus einem leicht muldenartig gewölbten Blechpaket 3, das eine Wanderfeldwicklung 4 trägt. Das Wanderfeld und die Schwingung des Tisches verlaufen synchron. Auf der Oberfläche des Blechpaketes ist eine Schicht 5 aus unmagnetischem und elektrisch nicht leitendem Material, beispielsweise Kunststoff, aufgetragen, die zweckmäßigerweise an der durch die Fortpflanzungsrichtung A des Wanderfeldes gegebenen Ablaufkante mit zunehmendem Abstand vom Blechpaket weitergeführt ist.According to FIG. 1, the device consists of a vibrating table 1 on which electromagnets 2 act to generate vibrations. The upper part of the vibrating table consists, for example, of a sheet-metal core 3, which is curved in a slightly trough-like manner and which carries a traveling-wave winding 4. The traveling field and the oscillation of the table run synchronously. A layer 5 of non-magnetic and electrically non-conductive material, for example plastic, is applied to the surface of the laminated core, which is expediently continued at the trailing edge given by the propagation direction A of the traveling field with increasing distance from the laminated core.

Durch das Wanderfeld erhalten die magnetisierbarenDue to the traveling field, the magnetizable

Teilchen eine Bewegungskomponente, die rechtwinklig zu der Bewegungsrichtung D des laufend aufgegebenen Gemisches verläuft. Die Schwingmagnete 2 sind vorteilhafterweise derart angeordnet, daß die durch die Schwingungen verursachte Förderrichtung B mit der Fortpflanzungsrichtung A des Wanderfeldes einen Winkel von zumindest angenähert 45° bildet und daß der Tisch zusätzlich eine Hubbewegung ausführt.Particles are a component of movement that is perpendicular to the direction of movement D of the mixture being fed in. The vibrating magnets 2 are advantageously arranged such that the conveying direction B caused by the vibrations forms an angle of at least approximately 45 ° with the direction of propagation A of the traveling field and that the table also performs a lifting movement.

In dieser Ausführung mit offenem Magnetsystem schließen sich die magnetischen Feldlinien über die Luft bzw. das magnetisierbar Material. Die Vortriebskomponente des Wanderfeldes ist daher relativ klein, so daß zur Aussortierung von schwach magnetisierbarer!! Material eine hohe Verweilzeit des Gemisches in der Trennzone erforderlich ist.In this version with an open magnet system, the magnetic field lines close over the air or the magnetizable material. The propulsion component of the traveling field is therefore relatively small, so that for sorting out weakly magnetizable !! A high residence time of the mixture in the material Separation zone is required.

In F i g. 2 ist ein Querschnitt durch eine Vorrichtung mit geschlossenem Magnetsystem dargestellt. In dieser Ausführung ist das das Wanderfeld erzeugende Magnetsystem 8 ortsfest angeordnet und bildet mit dem Schwingtisch 7 einen Zwischenraum 9, in den das zu trennende Gemisch eingegeben wird. Der Schwingtisch 7 oder die obere Schicht des Schwingtisches ist aus Blechen geschichtet und bildet so ein Rückschlußjoch für das Magnetsystem. Dadurch ergibt sich ein beispielsweise durch die gestrichelte Linie 10 angedeuteter Feldlinienverlauf. Der Schwingtisch 7 wird in derselben Weise wie in F i g. 1 durch Magnete 2 synchron zum Wanderfeld angetrieben.In Fig. Figure 2 is a cross section through a device shown with closed magnet system. In this embodiment it is the moving field that generates Magnet system 8 arranged in a stationary manner and forms with the vibrating table 7 an intermediate space 9 into which the to separating mixture is entered. The vibrating table 7 or the upper layer of the vibrating table is off Laminated sheets and thus forms a return yoke for the magnet system. This results in a For example, the course of the field lines indicated by the dashed line 10. The vibrating table 7 is in the same way as in Fig. 1 driven by magnets 2 in synchronism with the traveling field.

In dieser Ausführung ergeben sich ein höheres magnetisches Feld und dementsprechend höhere Vortriebskräfte im Zwischenraum als bei der offenen Ausführung des Magnetsystemes, weil sich die Feldlinien mit wesentlich geringerem magnetischem Widerstand über das Joch schließen.This design results in a higher magnetic field and accordingly higher Propulsion forces in the space than with the open design of the magnet system, because the field lines close with a significantly lower magnetic resistance across the yoke.

Die magnetischen und die mechanischen Kräfte sind so aufeinander abzustimmen, daß die tangentiale Bewegungskomponente des Wanderfeldes in dem Zeitpunkt wirksam ist, in dem das Gemisch noch die durch die Vibration des Schwingtisches erzeugte Wurfparabel durchläuft. In der Ausführung mit offenem Magnetsystem ist es dabei von Vorteil, das Magnetsystem zusätzlich mit überlagertem Gleichstrom zu erregen, so daß die mechanischen Kräfte zumindest weitgehend geschwächt werden und infolgedessen ein Teil der magnetisierbaren Stoffe nicht oder nur mit kleinerer Amplitude an der Wurfbewegung teilnehmen kann. Dadurch wird eine gegenseitige Behinderung der zu trennenden Stoffe auf dem Wege zur linken bzw. rechten Ablaufkante des Schwingtisches wesentlich verringert. Entsprechend der Verweilzeit des Gemisches, die von der Länge des Schwingtisches und der aufgegebenen Menge des Gemisches abhängig ist, verbleiben schließlich auch schwach magnetisierbare Teilchen im Wirkungsbereich der magnetischen Kraftkomponente und können ausgetragen werden.The magnetic and mechanical forces are to be coordinated so that the tangential Movement component of the traveling field is effective at the time in which the mixture is still the trajectory parabola generated by the vibration of the vibrating table. In the version with an open Magnet system, it is advantageous to additionally supply the magnet system with superimposed direct current excite, so that the mechanical forces are at least largely weakened and consequently a Some of the magnetizable substances do not participate in the throwing movement or only participate with a smaller amplitude can. This creates a mutual hindrance of the substances to be separated on the way to the left or right trailing edge of the vibrating table is significantly reduced. According to the residence time of the mixture, which depends on the length of the vibrating table and the amount of mixture given, Finally, even weakly magnetizable particles remain in the area of action of the magnetic force component and can be carried out.

Der in F i g. 1 dargestellte Schwingtisch mit muldenartiger Oberfläche eignet sich für den Betrieb der Vorrichtung als Naßscheider. Da reines Wasser, abgesehen von einer durchaus erwünschten lokalen Wirbelbildung weder durch die magnetischen, noch durch die mechanischen Kräfte beeinflußt wird, übt es keine zusätzlichen Kräfte auf die zu trennenden Stoffe aus. Im Wasser schwebende Teilchen, deren spezifisches Gewicht größer als Wasser ist, setzen sich infolge der Schwerkraft nach einiger Zeit auf dem Boden ab. In der Vorrichtung wird die Wirkung der Schwerkraft durch eine wesentlich größere, aus der nach oben gerichteten Beschleunigung des Schwingtisches resultierende Kraft erhöht, so daß sich die schweren Teilchen, insbesondere die magnetisierbaren Teilchen, auf die zusätzlich die auf die Magnetoberfläche gerichtete Magnetkraft wirkt, in kürzester Zeit absetzen. Gegebenenfalls kann das Wasser dem Prozeß in Richtung des Pfeiles Centzogen werden. Die gestrichelten Linien in F i g. 1 deuten die Bewegungsrichtung der magnetisierbaren Stoffe, die strichtpunktierten Linien die Bewegungsrichtung der nicht magnetisierbaren Stoffe und die Linie 6 die Füllhöhe an.The in F i g. 1 shown vibrating table with trough-like surface is suitable for the operation of the Device as a wet separator. Since pure water, apart from a very desirable local water Vortex formation is influenced neither by the magnetic nor by the mechanical forces, it exercises no additional forces on the materials to be separated. Particles floating in the water, their specific Weight is greater than water, settle on the ground after a while as a result of gravity. In the Device becomes the effect of gravity by a much larger, from the upward one Acceleration of the vibrating table resulting force increases, so that the heavy particles, in particular the magnetizable particles, on which the magnetic force directed at the magnet surface also acts, in Drop off in the shortest possible time. If necessary, the water can pull the process in the direction of the arrow cent will. The dashed lines in FIG. 1 indicate the direction of movement of the magnetizable substances, the The dash-dotted lines show the direction of movement of the non-magnetizable materials and the line 6 the Filling level.

Wird die Vorrichtung als Trockenscheider betrieben, so wird die Oberfläche des Schwingtisches zweckmäßigerweise nicht gewölbt.If the device is operated as a dry separator, the surface of the vibrating table is expedient not arched.

Durch die Beschichtung der Oberfläche des Magnetsystemes mit unmagnetischem und elektrisch nicht leitendem Material wird ein Abrieb auf der Oberfläche des Blechpaketes verhindert. Die Schicht kann, abgesehen von der Ablaufkante für die magnetisierbaren Stoffe, sehr dünn gehalten werden, da keine Kräfte oder Spannungen auf sie einwirken. Wird die Schicht aus einer mit Eisenpulver gemischten Kunststoffspachtelmasse hergestellt, mit der auch die Nutöffnungen für die Wicklungen des Magnetsystems verspachtelt werden, ergibt sich eine optimale Kraftwirkung auf die magnetisierbaren Stoffe.By coating the surface of the magnet system with non-magnetic and not electrical conductive material prevents abrasion on the surface of the laminated core. The shift can, apart be kept very thin by the run-off edge for the magnetizable substances, as no forces or Tensions affect them. The layer is made from a plastic filler mixed with iron powder made, with which the slot openings for the windings of the magnet system are also filled, the result is an optimal force effect on the magnetizable substances.

In der Ausführung der Vorrichtung mit geschlossenem Magnetsystem entfällt die zusätzliche Gleichstromkomponente der Speisespannung. Die magnetisierbaren Stoffe verhalten sich vergleichsweise so, als wenn in den Luftspalt eines laufenden Synchronmotors Eisenpulver eingeblasen würde, so daß sie von der magnetischen Wanderwelle zur Austragsseite der Vorrichtung transportiert werden. Da die magnetischen Kräfte des Wanderfeldes auch auf den als Rückschlußjoch ausgebildeten Schwingtisch wirken, kann das Magnetsystem unmittelbar als Schwingungserzeuger herangezogen und dadurch ein synchroner Betrieb zwischen dem Wanderfeld und dem Schwingtisch erzielt werden.In the design of the device with a closed magnet system, the additional direct current component is omitted the supply voltage. The magnetizable substances behave comparatively as if in the Air gap of a running synchronous motor would be blown iron powder so that it was removed from the magnetic Traveling wave are transported to the discharge side of the device. Since the magnetic forces of the The traveling field can also act on the oscillating table, which is designed as a return yoke, by the magnet system directly used as a vibration generator and thus a synchronous operation between the Moving field and the swing table can be achieved.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

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Claims

Patent claims:

1. Device for cutting off magnetizable materials from a magnetizable and not A mixture containing magnetisable substances by means of an electromagnetic system generating a traveling field and a vibratory conveyor, the length of which corresponds to the direction of propagation the traveling field forms a right angle, characterized in that the ι ο Traveling field winding (4) carrying the laminated core (3) of the electromagnetic system the surface of the as Vibrating table (1) executed vibratory conveyor covers and that the traveling field and the Vibrations of the vibrating table are so synchronized are sated that the maximum of the traveling field movement is effective at the point in time in which the Mixture runs through the trajectory parabola generated by the oscillation.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the vibrating table (1) is coupled to the drive (2) generating the vibrations in such a way that the conveying direction (B) of the mixture with the direction of propagation (A) of the traveling field approximates an angle of at least at least 45 ° forms.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the vibrating table (1) and the Laminated core (3) are assembled into a structural unit.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the traveling field also has a DC component is superimposed.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the free surface of the laminated core (3) with a thin layer (5) of non-magnetic -35 and electrically non-conductive material is covered.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the layer (5) consists of an iron powder containing filler made of plastic.

7. Device according to one of claims 4 to 6 designed as a wet separator, characterized in that that the surface of the vibrating table (1) and the laminated core (3) is arched like a trough.

8. Apparatus according to claim 2, characterized in that the laminated core (3) stationary and with Distance to the vibrating table (7) arranged and the vibrating table serving as a return yoke from Sheet metal is layered (Fig. 2).

9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the magnet system (4.8) at the same time as Vibration generator for the vibrating table (7) is used.