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Aufgabesystem für Trommel-Magnetscneider
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Trennung
trockener Schüttgüter mit einem Trommel-Magnetscheider.
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Aus der DE-PS 955 491 ist ein Magnetscheider für trockenes Gut, insbesondere
ein Trommel- oder Walzenmagnetscheider bekannt, bei dem das Aufgabegut in einem
Winkel von etwa 0 45 ° über eine Vibrorinne in den Wirkungsbereich des Magnetfeldes
gelangt. Diese Anordnung ist insofern nachteilig, als daß ein Teil der aufgegebenen
Teilchen von der Manteloberfläche durch Reflektion abprallen und somit die Trennwirkung
des Systems verschlechtern. Dieser Effekt verstärkt sich mit steigenden Trommeldrehzahlen.
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Darüberhinaus sind Starkfeld-Mantelringscheider bekannt, bei denen
das zu trennende Schüttgut horizontal von oben aufgegeben wird. Der Beginn des Wirkungsbereichs
des Magnet feldes ist dabei um etwa 15 bis 300 gegenüber der Vertikalen in Drehrichtung
der Trommel angestelit.
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Erfahrungsgemäß bilden sich bei dieser Fahrweise je nach Durchsatzleistung
Schichten auf der Trommeloberfläche aus, deren Dicke ein Vielfaches des aufgegebenen
Korndurchmessers beträgt. Bei langsamen Trommeldrehzahlen wird dieser Effekt dadurch
unterstützt, daß sich sofort im Aufgabebereich des Magnetscheiders Materialanstauungen
bilden. Die dadurch bedingten hohen Schichtdicken haben zur
Folge,
daß die Wirkung des Magnetfeldes nicht voll ausgeschöpft werden kann, da zum einen
die Magnetkraft von der Trommeloberfläche nach außen stark abnimmt, zum anderen
einige Teilchen rein mechanisch durch ihre Nachbarkörner gehindert werden, sich
in Richtung Trommeloberfläche bewegen zu lassen. Bei höheren Trommeldrehzahlen tritt
neben dem Schichteneffekt auch ein Abschleudereffekt auf, das heißt, die horizontal
auf den Trommelmantel gelangenden Teilchen werden sehr stark beschleunigt und abgeschleudert.
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Beide Effekte bewirken eine Verschlechterung der Trennwirkung.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Aufgabe trockener Schüttgüter für Trommel und/oder Walzenmagnetscheider bereitzustellen,
das die genannten Nachteile nach dem Stande der Technik vermeidet.
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Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfache
und unkompliziertes Aufgabesystem für die Trockenscheidung im Schwach- und Starkfeldbereich
vorzustellen, das es gestattet, auch im Bereich feinster Schüttgutkörnungen höhere
Durchsatzleistungen als nach herkömmlichen Verfahren zu erzielen.
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Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt erfindungsgemäß dadurch,
daß das Aufgabegut den Wirkungsbereich des Magnet feldes am Trommelmantel in freiem
Fall beschleunigt passiert.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die
freie Fallhöhe einstellbar ist und in Abhängigkeit von der Art des Aufgabegutes,
der Durchsatzleistung und der Umdrehungsgeschwindigkeit der Trommel optimiert wird.
Auf diese einfache Weise kann veränderten Betriebsbedingungen leicht Rechnung getragen
werden und somit das Verfahren jederzeit wirtschaftlich durchgeführt werden.
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In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß im Wirkungsbereich
des Magnet feldes die Drehrichtung der Trommel und die Fallrichtung des Aufgabegutes
nach Verlassen des Aufgaberohres gleicnsinnig verlaufen. Bei dieser Verfahrensweise
können besonders optimale Ergebnisse erzielt werden.
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Eine zweckmäßige Anwendung der Erfindung ergibt sich bei der Starkfeldmagnetscheidung,
insbesondere bei supraleitenden Magnetscheidern. Durch die seitliche Anordnung der
Aufgabevorrichtung kann die normale Badkühlung angewendet werden.
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Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist vorteilhaft
eine Aufgabevorrichtung auf, die aus einem oder mehreren senkrecht stehenden Rohren
mit einem oder mehreren Fülltrichtern besteht, wobei die Rohrinnenkante in gedachter
Verlängerung eine Tangente an den Trommelmantel bildet, wobei der Tangentenangriffspunkt
im WirKungsbereich des Magnetfeldes liegt.
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Besonders zweckmäßig wird der Anstellwinkel \ des Wirkungsbereichs
des Magnet feldes gegenüber der Vertikalen zwischen 45 und 90 °, vorzugsweise bei
etwa 70 ° eingestellt und die freie Fallhöhe verstellbar eingerichtet.
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In Ausgestaltung der Erfindung ist vorteilhaft vorgesehen, daß die
Rohrinnenkante in ihrem Querschnitt der Oberfläche der Trommel angepaßt ist. Beispielsweise
kann so die Erfindung für Starkfeld-Mantelringscheider angewendet werden.
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In besonders einfacher und zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung
ist vorgesehen, daß nur ein als Kanal ausgebildetes Rohr mit rechteckigem Querschnitt
verwendet wird.
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Ferner ist es zweckmäßig, daß die freie Fallhöhe vorzugsweise im Bereich
zwischen 1.000 und 2.000 mm stufenlos einstellbar ist. Auf diese Weise werden optimale
Betriebsergebnisse, zum Beispiel bei der Trennung von Magnetit/Quarz-Gemischen mit
einem Magnetitanteil von etwa 85 % und einer Korngröße zwischen 0,6 bis 0,15 mm
bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit der Trommel zwischen 100 und 200 Upm erzielt.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen durch Beispiele
näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung des Verfanrens,
Fig. 2 eine Ausführung des Aufgabesystems in perspektivischer Darstellung, Fig.
3 Diagramm über dås Aúsbringen von Quarz in Prozent in Abhängigkeit von der spezifischen
Durchsatzleistung in t/m/h, Fig. 4 das Ausbringen an unmagnetischem Mate.rial in
Prozent in Abhängigkeit von der spezifischen Durchsatzleistung in t/m/h.
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Fig. 1 zeigt schematisch einen Trommel-Magnetscheider 1, die Aufgabevorrichtung
2 sowie eine Dosier- und Fördereinrichtung 3, beispielsweise als Vibrorinne ausgebildet.
Der Trommelmagnetscheider 1 besitzt einen Magnetkörper 4, der ein Magnetfeld erzeugt,
dessen Hauptwirkung 5 im Bereich des Trommelmantels 6 nach einem Anstellwinkel >
gegenüber der Vertikalen in Drehrichtung 7 beginnt und sich nahezu parallel zum
Trommelmantel fortsetzt. Die Aufgabevorrichtung 2 besteht beispielsweise aus einem
Fülltrichter 8 und einem kanalartigen Rohr 9 mit
variabler Rohrlänge,
wobei die Rohrinnenkante 10 in gedachter Verlängerung eine Tangente an den Trommelmantel
6 bildet, und wobei der Tangentenangriffspunkt 11 im Wirkungsbereich 5 des Kraftfeldes
liegt. Die freie Fallhöhe 12 wird zwischen dem Anfang des Rohres 9 und dem Tangentenangriffspunkt
11 eingestellt. Eine verstellbare Klappe 13, die beispielsweise als hohle Trennschneide
ausgebildet sein kann, sorgt dafür, daß das unmagnetische Material 14 vom magnetischen
Material 15 getrennt abgezogen werden kann.
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Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gelangt trockenes
Schüttgut 16, wie das besonders gut aus Fig. 2 deutlich zu entnehmen ist, über die
VíOrorinne 3 in die Aufgabevorrichtung 2. Im Rohr 9 beginnt über die freie Fallhöhe
12 die Fallbeschleunigung des Materials, das im Anfang des Hauptwirkungsbereiches
des Magnet feldes in unmagnetisches Material 14 und magnetisches Material 15 getrennt
und in den dafür vorgesehenen Behältern 17, 18 aufgefangen wird. Ein Reinigungsorgan
19 sorgt dafür, daß der Trommelmantel 1 von anhaftenden Rückständen befreit wird.
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Die besonderen Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung
werden anhand der Figuren 3 und 4 deutlich. Dabei zeigt in den Diagrammen die Kurve
A die Ergebnisse bei herkömmlicher Fahrweise, das heißt bei Aufgabe des zu trennenden
Schüttgutes von oben auf die Trommelmitte, während die Kurven B und C die Ergebnisse
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren für zwei unterschiedliche Fallhöhen, nämlich
600 mm und 1200 mm angeben. Zur Aufgabe kam ein Quarz-Magnetit-Gemiscn im Verhältnis
15 : 85 Prozent. Die spezifische Aufgabebelastung sowie die Trommeldrehzahl wurden
dabei stetig erhöht, wobei sich die Diagramme allerdings nur auf
eine
Umdrehungsgeschwindigkeit der Trommel von 200 Upm beziehen. Der Rohrquerschnitt
wies dabei eine Länge von etwa 40 mm und eine Breite von 15 mm auf, wobei diese
Maße immer in Abhängigkeit von der Art des verwendeten Magnetscheiders aber beliebig
verändert werden können.
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Anhand dieser Versuche konnte gezeigt werden, daß bei einer Trommeldrehzahl
von 200 Upm eine Fallhöhe von mindestens 1.200 mm besonders gute Leistungsergebnisse
brachte, gemessen am Ausbringen von Quarz in Prozent in Abhängigkeit von der spezifischen
Durchsatzleistung in Tonnen pro Meter und Stunde sowie dem Ausbringen an unmagnetischem
Material in Prozent in Abhängigkeit wiederum von der spezifischen Durchsatzleistung.
Alle Kurven fallen erwartungsgemäß mit steigender Durchsatzleistung; bei gleichem
Ausbringen kann aber die Durchsatzleistung mit Hilfe des erfindungsgemäßen Aufgabesystemes
gesteigert werden.
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Es konnte weiter gezeigt werden, daß bei sehr hoher Aufgabeleistung
und bei einer eingestellten Fallhöhe von 2000 mm die Reinheitswerte von Quarz bei
allen Drehzahlen geringere Werte annahmen. Es hat sich insgesamt gezeigt, daß ein
fallbeschleunigtes Aufgabegut nachweislich zu besonders guten Trennergebnissen führt,
insbesondere im Bereich feinster Körnungen.