DE3641673C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Trommelmagnetscheider gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In den verschiedenen Industriezweigen besteht häufig die Notwendigkeit, eisenhaltige Teilchen aus Materialgemischen zu entfernen, um so ein gereinigtes, weiterzuverarbeitendes Zwischengut zu erhalten. Eine allgemein angewandte Methode besteht darin, die Eisenteilchen mittels eines Trommelmagnetscheiders zu gewinnen. Nachteilig hierbei ist es, daß der Außenmantel der sich drehenden Trommel aus einer verschleißfesten Schicht besteht, welche den Abstand zwischen dem Magnetpol zu dem zu magnetisierenden Teilchen in der Trübe vergrößert, wodurch sich die magnetische Feldkraft im Arbeitsraum verringert.

Aus der DE-OS 26 36 985 ist die Verwendung von strömungsleitenden Mitteln bekannt. Die zur Leitung der Strömung dienenden Mittel bewegen sich während der Erregung des Magnetsystems. Sie sichern stets den Weg mit dem niedrigsten magnetischen Widerstand für die magnetischen Induktionslinien. Aufgrund der strömungsleitenden Mittel ergibt sich eine aufwendige Konstruktion, wodurch die Fehlerquellen erhöht sind.

Aus der DE-OS 26 50 540 ist eine Lösung zur Erhöhung der Kraftfeldstärke an der Trommeloberfläche bekannt. Im Inneren der Magnettrommel ist ein offenes Magnetsystem angeordnet, das mit supraleitenden Wicklungen versehen ist. Durch Sicherstellung der Supraleiterwicklungen können hohe Ströme erzeugt werden, wodurch die Kraft des Magneten erhöht wird. Hingegen können die Bedingungen der Supraleitung unter Betriebsverhältnissen, insbesondere bei niedrigen Temperaturen, bisher nur mit Schwierigkeiten gewährleistet werden. Ein weiteres Problem besteht darin, daß der Aufbau der Vorrichtung Spezialmaterialien erfordert und recht kompliziert ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Stärke des magnetischen Felds im Arbeitsraum so zu erhöhen, daß einerseits ein Mehraufwand an Energie nicht erforderlich ist und andererseits der technische Aufwand beim Trommelmagnetscheider hierdurch nicht erhöht wird.

Gelöst wird diese Aufgabe für einen Trommelmagnetscheider der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 enthaltenen Maßnahmen.

Beim erfindungsgemäßen Trommelmagnetscheider ist die Änderung der magnetischen Energie innerhalb der Korngröße sehr groß, da in diesem Fall der beste Trennungswirkungsgrad zwischen eisenhaltigen und kein ferromagnetisches Material enthaltenen Materialpartikeln erreicht werden kann. Gleichzeitig aber soll die zum Trennen noch geeignete Energieänderung in einem möglichst großen Volumen erreicht werden, da dadurch die Leistung der Vorrichtung größer wird.

Die Erfindung beruht daher auf der Erkenntnis, daß an der umlaufenden Trommeloberfläche vorhandene Polringe und Hilfspole in axialer Richtung abwechselnd angeordnet sind, wobei die Hilfspole aus dem darunterliegenden inneren aktiven Pol die austretende magnetische Induktion sammeln und in Richtung des äußeren Pols weiterleiten. Durch die in der Weise erreichbare Verzerrung des magnetischen Kraftfelds treten in den Arbeitsraum wesentlich mehr Kraftlinien ein.

Im Sinne der Erfindung wird die magnetische Feldstärke im Arbeitsraum des Trommelmagnetscheiders erhöht, indem die aus dem inneren aktiven Pol austretenden magnetischen Induktionslinien mit Hilfe des Hilfspols jeweils gesammelt werden, wonach die magnetischen Induktionslinien, nachdem ein inhomogenes Magnetfeld gebildet wurde, über den Arbeitsraum gelenkt werden. Im Sinne der Erfindung wird jeder Hilfspol an der umlaufenden Trommel so angeordnet, daß dieser dem an der Trommel angebrachten Polring gegenüber liegt und zweckmäßig einen Teil des Arbeitsraum bildet.

Der Vorteil der Erfindung zeigt sich darin, daß die erfindungsgemäße Lösung des Trommelmagnetscheiders nicht nur bei neugefertigen Vorrichtungen, sondern auch bei einfachen Umgestaltungen bereits vorhandener Trommelmagnetscheider einsetzbar ist. Mit den traditionellen Vorrichtungen verglichen kann mit der Erfindung eine um etwa 50% höhere magnetische Induktion erzielt werden. Folglich ist die Leistung der Vorrichtung größer. Gleichzeitig nimmt der auf das Produkt bezogene spezifische Energieaufwand ab.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung zeigt sich darin, daß infolge der neuen Lösung die Anzahl der sich bewegenden Komponenten nicht zunimmt, wodurch die Zahl der Fehlerquellen verringert ist.

Die Erhöhung der Leistung der magnetischen Vorrichtungen ist durch die magnetischen Eigenschaften des Materials beschränkt.

Die Erfindung bietet die Möglichkeit, daß der Magnet bei unveränderten Abmessungen mit einem viel höheren, zumindest etwa doppelten Wirkungsgrad arbeiten kann. Mit den früheren Lösungen des Trommelmagnetscheiders verglichen, kann dieser erhöhte Wirkungsgrad durch drei wesentliche Modifizierungen erreicht werden:

• - Verwendung eines Hilfspols,
• - Optimierung der Polanordnung,
• - eine zirkulierende Ölkühlung unterhalb der umlaufenden Trommel.

Der erfindungsgemäße Trommelmagnetscheider wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Seitenschnitt des erfindungsgemäßen Trommelmagnetscheiders;

Fig. 2 eine Ausführungsform der Polanordnung des Trommelmagnetscheiders im Schnitt;

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform eines Hilfspols;

Fig. 4 die magnetischen Kraftlinien bei einem Trommelmagnetscheider ohne Hilfspol.

Fig. 1 zeigt also den erfindungsgemäßen Trommelmagnetscheider im Schnitt. Der Trommelmagnetscheider beinhaltet eine feststehende Welle 6 und eine rotierende Trommel 5. An der Welle 6 sind nebeneinander in vorbestimmten Abständen innere Erreger-Magnetpole 1 angeordnet. Sie weisen jeweils abwechselnde Polarität (Nordpol N und Südpol S) auf. Die Magnete weisen Erregerwicklungen 8 auf. An der Außenmantelfläche der Trommel 5 sind, in axialer Richtung der Trommel gesehen, abwechselnd der Begrenzer 3 und äußere Polringe 2 nebeneinander angeordnet. Diese befinden sich gegenüber den inneren Erreger-Magnetpolen 1. Die Polringe 2 aus Stahl befinden sich gegenüber den Zwischenräumen der benachbarten inneren Magnetpole 1. Die Begrenzer 3 sind aus nichtmagnetischem Material hergestellt. Die inneren Magnetpole 1 erstrecken sich vorzugsweise nur über ein Viertel des Trommelumfangs.

Fig. 2 zeigt die Anordnung der Magnetpole sowie die Kraftlinienverteilung in der Nähe der Magnetpole. Der innere aktive Magnetpol 1 ist zwischen dem äußeren Polring 2 und Begrenzer 3 in der Weise angeordnet, daß er von der Symmetrielinie 12 des Arbeitsraumes 10 in die Richtung des Begrenzers 3 verschoben ist. Bei dieser Magnetpolanordnung erhält man die größte Magnetkraft im Arbeitsraum 10. Der Hilfspol 4 ist im Begrenzer 3 eingebaut, vorzugsweise symmetrisch, wie Fig. 1 zeigt. Das bedeutet, daß sich benachbart zu je einem Hilfspol 4 ein Polring 2 befindet. Der Luftspalt 9 ist der Luftspalt zwischen dem Mantel der Trommel 5 und dem inneren Magnetpol 1. Die Spitze des Magnetpols 1 kann in Abhängigkeit von der Form und der Größe des Hilfspols 4 in dem Zwischenraum verschoben sein. Die Polringe 2 und die Begrenzer 3 sind an der Außenmanteloberfläche der Trommel 5 angeordnet.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Hilfspole mit einer Abschrägung.

Fig. 4 zeigt die Kraftlinienverteilung bei einem Trommelmagnetscheider ohne Hilfspol.

Mit der Erfindung vermindert sich der Streufluß und vergrößert sich die Feldkraft. Mit der Ölkühlung oder durch die Änderung der Kühlung kann eine noch größere Erregung erzielt werden. Der innere erregte Magnetpol 1 kann dem äußeren Pol bzw. Polring 2 nähergebracht werden, da infolge der Saugwirkung des Hilfspols 4 die magnetischen Induktionslinien in Richtung auf den Hilfspol 4 einen kürzeren Widerstandsweg haben, als dies ohne den Hilfspol 4 der Fall wäre. Durch die Änderung der beiden Pole nimmt der magnetische Widerstand ab. Dadurch nimmt auch der Bedarf an Erregung ab. Auf diese Weise werden die Energiezufuhr und der entstehende abzuleitende Wärmeverlust verringert.

Zusammenfassend ist festzustellen, daß bei einem verhältnismäßig geringen Verlust eine bessere magnetische Wirkung erzielt werden kann. Die Güte der Ableitung der Wärmeenergie hat einen bedeutenden Einfluß auf die Dimensionierung der Konstruktion. Folglich wird bei einer weiteren Lösung Luft eingeblasen, was jedoch mit Nachteilen verbunden ist. Die Luft kann nämlich nur wenig Wärme einbringen. Die Luftkanäle müssen groß genug dimensioniert werden, wodurch die Gesamtabmessungen vergrößert werden. Die Luft kann nicht mit Sicherheit gefiltert werden. Es besteht daher die Gefahr, daß aufgrunddessen Verunreinigungen in das Innere der Vorrichtungen gelangen können, was wiederum mit Nachteilen verbunden ist.

Die bekannten Nachteile der Kühlung können in der Weise beseitigt werden, daß über die Welle 6 der elektrischen Wicklung 8 eine Kühlung mittels Öl zugeführt wird. Das Öl wird mit Hilfe einer äußeren Umlaufpumpe über einen Kühler in Bewegung gesetzt. Um zu erreichen, daß das Öl die inneren stationären Wicklungen 8 kühlt, werden entsprechende Profile am Drehteil angeordnet, wodurch das Kühlöl zerwirbelt wird. Eine solche Kühlung hat den Vorteil, daß die Erregung kurzfristig oder auch fortlaufend auf einem hohen Pegel gehalten werden kann, während zugleich in den Luftspalten die Feldstärke wesentlich erhöht wird, wobei die Abmessungen der Vorrichtung unverändert bleiben.

Claims (6)

1. Trommelmagnetscheider zur Aufbereitung von eisenhaltigen Trüben mit einer umlaufenden Trommel und einem innerhalb derselben feststehend angeordneten Magnetsystem (11), dadurch gekennzeichnet, daß an der Trommeloberfläche Polringe (2) und Hilfspole (4) in axialer Richtung abwechselnd angeordnet sind.

2. Trommelmagnetscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfspole (4) den feststehenden Polen (1) des Magnetsystems beim Umlaufen gegenüberliegen.

3. Trommelmagnetscheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfspole (4) Bestandteil von Begrenzern (3) sind, die mit jeweils einem benachbarten Polring (2) einen Arbeitsraum (10) festlegen.

4. Trommelmagnetscheider nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzen (13) jedes Pols (1) des Magnetsystems (11) von der Symmetrieebene des Arbeitsraums (10) in Richtung des Hilfspols (4) versetzt ist.

5. Trommelmagnetscheider nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfspole (4) symmetrisch in den Begrenzern (3) angeordnet sind und selbst einen Teil des Arbeitsraumes (10) festlegen.

6. Trommelmagnetscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Hilfspol (4) gegenüber dem zugeordneten Begrenzer (13) abgeschrägt ist.