DE3120718C1 - Magnetscheider - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Magnetscheider zum Trennen und Aussortieren von in einer Mischung enthaltenen, magnetisierbaren und nicht magnetisierbaren Stoffteilchen, bestehend aus einem die über eine Aufgabevorrichtung zugeführte Mischung umwälzenden Rotor und einem ein Wanderfeld erzeugenden Magnetsystem.

Ein als Trommel-Magnetscheider ausgeführter Magnetscheider, der zum Aussortieren von nicht magnetischen Metallen aus einer Mischung von Festabfallstoffen vorgesehen ist, ist aus der DE-OS 28 51 319 bekannt. Das ein Wanderfeld erzeugende Magnetsystem dieses Magnetscheiders ist unterhalb des als Trommel ausgeführten Rotors, in dessen Innenraum die Mischung eingeführt wird, angeordnet und überdeckt sektorförmig maximal den halben Umfang der aus elektrisch isolierendem Material hergestellten Trommel. Die Drehrichtung der Trommel ist der Fortpflanzungsrichtung des Wanderfeldes entgegengesetzt.

Ein weiterer Trommel-Magnetscheider zur Naßaufbereitung ist in der DE-AS 26 50 540 beschrieben. Das ein Gleichfeld erzeugende, offene Magnetsystem dieses Magnetscheiders ist im Innenraum der Trommel ortsfest angeordnet und erstreckt sich über einen sektorförmigen Abschnitt der Trommel. Zur Erzielung hoher Feldstärken, die eine Abscheidung auch von schwach magnetisierbaren Partikeln mit Korngrößen kleiner als 0,1 mm ermöglichen sollen, ist die Verwendung eines supraleitenden Magnetsystems vorgesehen. Für die Aufnahme der zu trennenden Mischung, der sogenannten Trübe, ist unterhalb der Trommel ein Behälter angeordnet, der mit einer auf der einen Längsseite der Trommel befindlichen Aufgabevorrichtung verbunden ist. Ein Abstreifer auf der anderen Längsseite der Trommel nimmt die am Umfang der Trommel haftenden magnetisierbaren Partikel ab. Die Unterbringung der für die Kühlung des supraleitenden Magnetsystems erforderlichen Einrichtungen verursacht einen erheblichen konstruktiven Aufwand. Wegen der hohen Feldstärken, die allein schon aufgrund der kurzen Verweilzeit der Mischung in der Trennzone erforderlich sind, die im wesentlichen der geringen Eintauchtiefe der Trommel in die Trübe entspricht, kann die Trommel nicht aus Metall hergestellt werden, da sie als Wirbelstrombremse wirken und sich stark erwärmen würde. Auf eine aus Kunststoff hergestellte Trommel drücken im Bereich zwischen dem magnetisierbaren Material und dem Magnetsystem erhebliche mechanische Kräfte, so daß die Wandstärke der Trommel entsprechend stark gewählt werden muß. Dadurch ergibt sich ein größerer Abstand zwischen der zu trennenden Mischung und dem Magnetsystem. Da die magnetischen Trennkräfte quadratisch mit der Entfernung, in die zusätzlich die Dicke der Isolierung des supraleitenden Magnetsystems eingeht, abnehmen, geht ein erheblicher Teil der theoretisch an der Trommeloberfläche erzielbaren hohen Feldstärke verloren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mit niedriger Feldstärke und trotzdem hoher Leistung arbeitenden und mit geringem Aufwand herstellbaren Magnetscheider zu schaffen, mit dem auch schwach magnetisierbare Stoffteilchen aussortiert werden können.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das den Rotor mit Luftspalt umgebende Blechpaket des Magnetsystems die Form eines Rohres hat, dessen Mantel parallel zur Längsachse aufgeschnitten und durch tangentiale Abbiegung des in Richtung des Wanderfeldes weisenden Endabschnittes spiralartig aufgeweitet ist, und daß der Luftspalt mit der Aufgabevorrichtung verbunden ist.

In dieser Ausführung entspricht das Blechpaket des Magnetscheiders weitgehend dem Ständerblechpaket eines Drehstrommotors, so daß die Herstellung des Blechpaketes keine besonderen Schwierigkeiten bereitet. Die Länge der Trennzone und damit die Länge der Verweilzeit der Mischung im Magnetscheider hängt von der Längsausdehnung des Magnetscheiders und von dem Drehwinkel, den das Wanderfeld bis zur tangentialen Abbiegung des Blechpaketes zurückzulegen hat, und der Durchsatz vom Durchmesser des Magnetscheiders ab. Dementsprechend können Magnetscheider bis zu den größten Leistungen gebaut werden. Dabei ist keine hohe Feldstärke erforderlich, weil die Mischung in den Luftspalt zwischen Rotor und Blechpaket und somit unmittelbar auf die gegebenenfalls mit einer dünnen Isolierschicht versehene Innenfläche des Blechpaketes eingeführt wird.

Anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausfüh-

rungsbeispielen wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Magnetscheider mit offenem Magnetsystem,

Fig.2 einen Magnetscheider mit geschlossenem Magnetsystem.

Der in F i g. 1 dargestellte Magnetscheider besteht aus einem auf einem Sockel 1 befestigten Magnetsystem 2, dessen Blechpaket 3 eine Wanderfeldwicklung 4 trägt, und aus einem im Querschnitt nach Art eines Schaufelrades aufgebauten Rotor 6. Das Magnetsystem gleicht im Aufbau dem Ständer einer Drehstrommaschine, ist jedoch auf einer Längsseite durch tangentiale Abbiegung eines Endabschnittes 11 derart spiralartig aufgeweitet, daß sich die Trennzone im Bereich des sich in Richtung des Pfeiles 16 fortpflanzenden Wanderfeldes über einen Winkel von fast 270° erstreckt. Die Innenfläche des Blechpaketes ist mit einer dünnen Schicht 12 aus nicht magnetisierbarer]! und nicht leitendem Material oder aus einer mit magnetischem Eisenpulver versetzten Kunststoffspachtelmasse ausgekleidet. Das im Bereich des Endabschnittes 11 verstärkte Ende der Schicht verläuft mit zunehmenden Abstand zu der Oberfläche des Blechpaketes und bildet so eine Ablaufschürze 13 für die vom Wanderfeld mitgeführten magnetisierbaren Teilchen 17. Ein an dem anderen Endabschnitt des Blechpaketes angeordnetes Trennblech 15 und die Ablaufschürze 13 bilden eine Austragsöffnung 14.

Der Rotor 6 ist aus einer beispielsweise von einem Elektromotor angetriebenen Nabe 7 und schaufelartig geformten Blechstreifen 9 zusammengesetzt, die über Speichen 8 mit der Nabe 7 verbunden sind. Zur Bewegung der in das Magnetsystem durch eine Aufgabevorrichtung an einem Ende in das Innere des Magnetsystems eingebrachten Mischung 18 in Richtung der Längsachse des Magnetabscheiders können die schaufelartigen Blechstreifen 9 mit leichter Schrägstellung zur Längsachse des Magnetabscheiders ausgeführt oder das Magnetsystem mit geringer Neigung zur Horizontalen aufgestellt sein, so daß die nicht magnetisierbaren Teilchen in Richtung des Pfeiles A ausgetragen werden. Für eine Naßaufbereitung ist die Neigung des Abscheiders vorzuziehen. Für eine Trockenaufbereitung eignen sich sowohl die Querstellung der Schaufeln als auch die Neigung des Abscheiders.

Die für die Naßaufbereitung auf der Aufgabeseite des Magnetscheiders eingegebene Pulpe, ein Gemisch aus Wasser und feingemahlenen Eisen- und Steinpartikeln, wird durch die Schaufeln des Laufrades nach außen in den Magnetbereich des Wanderfeldes geschleudert Die magnetisierbaren Teilchen werden vom Wanderfeld erfaßt, auf der Kreisbahn gehalten und schließlich ausgetragen. Zur magnetischen Anziehungskraft des Wanderfeldes addiert sich die in gleicher Richtung durch die Rotation des Laufrades wirkende Fliehkraft Laufen das Wanderfeld und das Laufrad synchron, wird das an dem Magnetsystem angelagerte magnetisierbare Gut von den Schaufeln des Laufrades nicht abgestreift.

Die Fortpflanzungsgeschwindigkeit des Wanderfeldes und damit auch die Umfangsgeschwindigkeit des Laufrades sind so aufeinander abgestimmt, daß im oberen Bereich des Abscheiders die Erdanziehungskräfte größer als die sich einstellenden Fliehkräfte sind. Infolgedessen kann das nicht magnetisierbare Gut durch den einige Zentimeter großen Luftspalt 10 zwischen den Schaufeln und dem Magnetsystem nach unten zurückfallen und wird durch die Neigung des Abscheiders oder die Schrägstellung der Schaufeln in Richtung auf den Ablauf gefördert. Auch ein Teil des magnetisierbaren Gutes wird zunächst nach unten zurückfallen, weil zu Beginn des Trennprozesses sich eine relativ dicke Schicht des magnetisierbaren Materials an der Innenfläche des Magnetsystems anlagert und die magnetischen Kräfte nicht ausreichen, die weiter entfernten Teilchen im oberen Bereich zu halten. Je mehr magnetisierbare Teilchen ausgetragen sind, um so größer wird für jedes auch schwach magnetisierbare oder elektrisch leitende Teilchen die Möglichkeit, in einen stärkeren Bereich des magnetischen Wanderfeldes zu fallen, so daß es ausgetragen werden kann. Diese Möglichkeit erhöht sich mit jeder Umdrehung des Laufrades.

Da der Abstand zwischen der Ablaufschürze und dem Endabschnitt 11 des Ständerblechpaketes im Bereich der Austragsöffnung 14 laufend größer wird, überwiegen schließlich die Erdanziehungskräfte, so daß die vom Wanderfeld mitgeführten Teilchen ausgetragen werden. In analoger Weise läuft der Trennprozeß bei der Trockenaufbereitung ab.

Konstruktiv ist es ohne Schwierigkeit möglich, einen derartigen Abscheider einige Meter lang zu bauen. Dadurch und durch entsprechende Wahl des Neigungswinkels bzw. der Schrägstellung der Schaufeln kann die zu trennende Mischung vom Einlauf bis zum Auslauf mehrfach umgewälzt werden. Hoher Durchsatz läßt sich mit großem Durchmesser des Scheiders erreichen. Auch daraus ergeben sich keine konstruktiven Schwierigkeiten.

In der Ausführung nach F i g. 1 arbeitet der Magnetscheider mit offenem Magnetsystem. Dabei treten die Feldlinien des Wanderfeldes aus der Innenfläche des Blechpaketes aus und schließen sich über das Blechpaket nach Überwindung einer Luftstrekke, die vom Wickelschritt der Wanderfeldwicklung abhängig ist

In F i g. 2 ist ein Magnetscheider mit geschlossenem Magnetsystem dargestellt, der sich von dem Abscheider nach F i g. 1 im wesentlichen nur durch den Aufbau des Rotors 6 aus geschichteten Blechen unterscheidet Der Rotor ist beispielsweise als Hohlzylinder 19 gestaltet, auf dessen Außenmantel Mitnehmerleisten 20 angeordnet sind. Vorteilhafterweise ist der Rotor nach Art des Läufers eines Kurzschlußläufermotors mit Kurzschlußläuferstäben 21 ausgestattet, so daß er der Drehbewegung des Wanderfeldes mit Schlupf folgt Stattdessen kann der Rotor auch getrennt angetrieben werden. Zusätzlich ist im Bereich der Austragsöffnung 14 ein Blechpaket 22 angeordnet, dessen luftspaltseitige Oberfläche an die Konfiguration der Ablaufschürze 13 angepaßt ist

In dem geschlossenem Magnetsystem dieses Abscheiders treten die Feldlinien senkrecht aus der Oberfläche des Blechpaketes aus, überbrücken den Luftspalt, verlaufen im Rotorblechpaket weiter und treten über den Luftspalt wieder in das Ständerblechpaket ein. Da sich die Feldlinien weitgehend über die Blechpakete schließen, lassen sich im Luftspalt höhere aktive Feldstärken als im offenen Magnetsystem erreichen.

Die im Luftspalt umlaufenden Feldlinien wirken wie ein »magnetischer Kamm«, der laufend durch die zu trennende Mischung gezogen wird und das magnetisierbare Material mitnimmt. Der mit dem Wanderfeld umlaufende Rotor des Magnetscheiders mit den aufgesetzten Mitnehmerleisten wirkt unterstützend in

derselben Richtung. Während des Umlaufes des Rotors fallen die nicht magnetisierbaren Teilchen durch den Luftspalt zwischen den Mitnehmerleisten und der Innenfläche des Ständerblechpaketes nach unten zurück, bis sie schließlich am Bergeablauf A ausgetragen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (6)

Patentansprüche:

1. Magnetscheider zum Trennen und Aussortieren von in einer Mischung enthaltenen, magnetisierbaren und nicht magnetisierbaren Stoffteilchen, bestehend aus einem die über eine Aufgabevorrichtung zugeführte Mischung umwälzenden Rotor und einem ein Wanderfeld erzeugenden Magnetsystem, dadurch gekennzeichnet, daß das den Rotor (6) mit Luftspalt (10) umgebende Blechpaket des Magnetsystems die Form eines Rohres hat, dessen Mantel parallel zur Längsachse aufgeschnitten und durch tangentiale Abbiegung seines in Richtung des Wanderfeldes weisenden Endabschnittes (11) spiralartig aufgeweitet ist, und daß der Luftspalt mit der Aufgabevorrichtung verbunden ist.

2. Magnetscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen der die Austragsöffnung (14) für die magnetisierbaren Stoffteilchen bildenden, spiralartigen Aufweitung des Blechpaketes (2) — bezogen auf den Schnittpunkt der Vertikalachse mit der unteren Hälfte des Blechpaketes — angenähert 270° beträgt.

3. Magnetscheider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche des Blechpaketes (2) mit einer Schicht (12) aus einer mit Eisenpulver versetzten Kunststoffspachtelmasse ausgekleidet ist und daß aus dieser Schicht im Bereich der Austragsöffnung (14) eine Austragsschürze (13) gebildet ist, deren Abstand zum abgebogenen Endabschnitt (11) des Blechpaketes (2) fortschreitend zunimmt.

4. Magnetscheider nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor aus über Speichen (8) an einer Nabe (7) befestigten, schaufelartig geformten Blechen (9) gebildet ist.

5. Magnetscheider nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (6) ein aus Blechen geschichteter Zylinder (19) ist, auf dessen Außenmantel Mitnehmerleisten (20) angeordnet sind.

6. Magnetscheider nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (6) mit einer Kurzschlußwicklung (21) ausgestattet ist.