DE3744167A1 - Magnetscheider - Google Patents
MagnetscheiderInfo
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- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C1/00—Magnetic separation
- B03C1/02—Magnetic separation acting directly on the substance being separated
- B03C1/025—High gradient magnetic separators
- B03C1/029—High gradient magnetic separators with circulating matrix or matrix elements
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- B03C1/025—High gradient magnetic separators
- B03C1/031—Component parts; Auxiliary operations
- B03C1/033—Component parts; Auxiliary operations characterised by the magnetic circuit
- B03C1/034—Component parts; Auxiliary operations characterised by the magnetic circuit characterised by the matrix elements
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- Powder Metallurgy (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen
Magnetscheider, insbesondere einen
Starkfeldmagnetscheider, mit den Merkmalen nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein Magnetscheider dieser Art ist vorbekannt aus
der DE-OS 29 01 753. Bei diesem Magnetscheider
weisen die mit Abstand zueinander angeordneten
plattenartigen Körper seiner Matrix in Bewegungs
bzw. Durchflußrichtung sowie auch quer dazu
verlaufende, sich nach außen hin verjüngende
schienenartige Vorsprünge auf. Die so gebildeten
Längsrillen weisen einen gleichen Abstand
voneinander auf, was aber auch bevorzugt für die
Querrillen gilt, so daß sich zwischen den Rillen
eine Vielzahl von Pyramiden mit jeweils einer
Spitze und vier Seitenkanten ausbildet. Die Spitzen
dieser Pyramiden liegen dabei beidseitig des
gebildeten Spaltes einander gegenüber. Obwohl bei
diesem Magnetscheider eine größere Anzahl von
Keilpolspitzen (Singularitäten) ausgebildet werden,
an denen große magnetische Kräfte wirken, ist der
Abscheidegrad für kleine, schwach paramagnetische
Partikel noch unbefriedigend, weil zu viele dieser
Partikel nicht in den Bereich der großen
Magnetkräfte gelangen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen
Magnetscheider der eingangs genannten Art so zu
verbessern, daß der Abscheidegrad weiter vergrößert
wird. Dies wird erreicht mit den Merkmalen des
kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des neuen
Magnetscheiders werden bei praktisch gleichem
Durchflußquerschnitt wesentlich mehr abzuscheidende
Partikel in den Bereich der Keilpolspitzen mit
großen Magnetkräften geführt und dementsprechend
der Abscheidegrad verbessert. Dies wird dadurch
erreicht, daß das Stoffgemisch durch die
Profilierung quer zur Bewegungsrichtung eine Zick-
Zack-Bewegung ausführt und dabei beim Überströmen
der vorstehenden Keilpolspitzen immer wieder in die
Bereiche hoher Magnetkräfte gelangt. Außerdem
können bei dieser Anordnung sich die einander
gegenüberliegenden Spitzen nicht gegenseitig
blockieren.
Diese Vorteile werden erreicht, ohne das höhere
Anforderungen an die Fertigung der Matrix gestellt
werden. Auch die Abreinigung durch Spülung ist bei
der neuen Matrix nicht erschwert.
Ein Magnetscheider, der bereits eine Matrix
aufweist, bei der sich nach außen hin verjüngende
schienenartige Vorsprünge gegeneinander versetzt
gegenüberliegend angeordnet sind, ist vorbekannt
aus der FR-PS 23 71 235. Hierbei verlaufen die
schienenartigen Vorsprünge jedoch nicht quer zur
Bewegungsrichtung des Stoffgemisches, sondern
parallel dazu, so daß sich in Bezug auf die
Strömung und ausbildenden Kräfteverhältnisse eine
ganz andere Verfahrensweise ergibt. Ferner ist aus
der DE-OS 25 32 493 ein Magnetscheider bekannt
geworden, bei dem ebenfalls im Spaltbereich sich
nach außen hin verjüngende schienenartige
Vorsprünge einander gegenüberliegen und dabei von
einem Stoffgemisch auch annähernd quer zur Richtung
ihrer Anordnung von einem Stoffgemisch durchströmt
werden, jedoch nicht gegeneinander versetzt
angeordnet sind. Außerdem besteht ein wesentlicher
Unterschied dieses bekannten Scheiders zu den
üblichen Magnetscheidern darin, daß das
Stoffgemisch die Matrizen nicht von oben nach
unten, sondern - durch einen Trog geführt - in
waagerechter oder schräg nach unten geneigter
Richtung durchströmt. Durch diese Verfahrensweise
können sich im unteren Bereich der Matrizen die
durch Schwerkraft dorthin gelangenden Trübeteilchen
leicht stauen und Verstopfungen verursachen.
Die erfindungsgemäßen Matrizen lassen sich
praktisch in allen bekannten Ring- oder
Karussellmagnetscheidern einsetzen, die ein
ringförmiges und zumindest oben offenes Gehäuse
aufweisen, das um eine senkrechte Achse drehbar
angeordnet ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind
Gegenstand der Ansprüche 2 bis 15.
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele
der Erfindung schematisch dargestellt und
nachfolgend näher erläutert. Es zeigen bzw. zeigt
Fig. 1 bis 5 je ein Ausführungsbeispiel
verschieden gestalteter
Matrizen im Schnitt quer zu den
Spalten,
Fig. 6 und 7 eine Matrix mit einer
Spüleinrichtung in Draufsicht
und im senkrechten Schnitt,
Fig. 8 eine Abdichtung der Seitenwände
eines Induktionskörperringes im
Bereich einer Magnetspule in
Draufsicht,
Fig. 9 den Aufbau des
Abdichtungsbandes beim
Ausführungsbeipiel nach Fig. 8
im horizontalen Schnitt,
Fig. 10 und 11 klappbare Seitenwände eines
Induktionskörperringes im
hochgeklappten und
heruntergeklappten Zustand im
senkrechten Schnitt,
Fig. 12 und 13 eine Einrichtung zur
abstandsveränderbaren Anordnung
der Platten einer Matrix in
verschiedenen Abständen in
Draufsicht,
Fig. 14 eine Platte nach Fig. 12
ausschnittsweise in
Stirnansicht und
Fig. 15 einen Schnitt nach der Linie
XV-XV in Fig. 14.
Die Fig. 1 und 2 zeigen je eine Matrize, die aus
mit jeweils schienenartigen Vorsprüngen 1
versehenen Platten gebildet ist. Die
schienenartigen Vorsprünge 1 sind so ausgebildet,
daß jeweils an der Plattenoberfläche im Querschnitt
ein Sägezahnprofil entsteht, und so angeordnet, daß
die Vorsprünge 1 an den Platten jeweils mit
gleichem Abstand voneinander und die in den durch
die Platten gebildeten Spalten 2 einander
gegenüberliegenden Vorsprünge jeweils um einen
halben Abstand gegeneinander versetzt sind. Die
Keilpolspitzen darstellenden Vorsprünge 1 und die
zwischen ihnen gebildeten Rillen 3 erstrecken sich
jeweils quer zur Bewegungsrichtung des
Stoffgemisches, die von oben nach unten
entsprechend den eingezeichneten Pfeilen verläuft.
Die Matrix nach Fig. 1 weist zwei End-Platten 4,
die nur an einer Seite profiliert sind, und zwei
beidseitig profilierte Zwischenplatten 5 auf. Die
Platten 4 und 5 sind als Induktionskörper aus
ferromagnetischem Material hergestellt.
Während beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 die
Spalte 2 eine gleichbleibende Weite aufweisen,
verengen sich die Spalte 2′ beim
Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 in der
Bewegungsrichtung des Stoffgemisches von oben nach
unten. Die Platten, wobei es sich um zwei
End-Platten 4′ und um eine Zwischen-Platte 5′
handelt, erweitern sich im Maße der Spaltverengung
- bezogen auf den dargestellten Längsschnitt - in
gleichem Maße von oben nach unten. Bei dieser
Ausführungsform wird die Abscheidung
vergleichmäßigt und dementsprechend der
Abscheidegrad verbessert.
Fig. 3 zeigt ausschnittsweise den Bereich des
Spaltes eines weiteren Ausführungsbeispiels einer
Matrix, bei der die äußeren Keilspitzen des
Sägezahnprofils etwa zur Hälfte der Höhe der
Vorsprünge abgetragen sind, so daß die so
gebildeten Vorsprünge 6 im Schnitt Trapezform
aufweisen. Die Rillen 3 zwischen den Vorsprüngen
weisen wieder wie bei den Ausführungsbeispielen
nach Fig. 1 und 2 Dreiecks- bzw. Keil-Form auf.
Hierdurch wird die Fernwirkung der Magnetkräfte
erhöht, was wieder eine Verbesserung des
Abscheidungsgrades zur Folge hat.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein
Sägezahnprofil entsprechend Fig. 1 ausgebildet ist,
wobei die Rillen etwa um die halbe Rillentiefe mit
einem nichtmagnetischen Werkstoff 7 ausgefüllt
sind. Hierdurch wird ebenfalls die
Abscheidequalität verbessert.
Der untere Teil der Matrix des in Fig. 5
dargestellten Ausführungsbeispiels entspricht dem
Beispiel nach Fig. 1, während im oberen Bereich
dieser Matrix, der etwa die halbe Höhe ausmacht,
Längsrillen 8 angeordnet sind, die in der
Bewegungsrichtung des Stoffgemisches verlaufen.
Diese Ausbildung eignet sich, ähnlich wie die
Ausbildung nach Fig. 2 besonders für die
Abscheidung von Stoffen mit breiten
Suszeptibilitätsspektren. Weitere Varianten und
Kombinationen der beschriebenen und darstellten
Ausführungsbeispiele sind entsprechend den
Anforderungen des Einzelfalles durch Versuche
leicht zu ermitteln und einfach herzustellen.
Die in Fig. 6 und 7 dargestellte Spüleinrichtung
umfaßt einen Düsenkörper 10, der eine Flachdüse 11
aufweist, die von außen gegen die auf einem
Trägerkörper 12 angeordnete Matrix mit ihren
Platten 5 gerichtet ist. Beim Abreinigen ist die
sich in senkrechter Richtung nahezu über die ganze
Höhe der Platten 5 erstreckende Flachdüse zur Mitte
eines der zwischen den Platten 5 gebildeten Spalte
2 gerichtet. Die durch das Spülmedium, z.B. Wasser,
abgespülten magnetischen Teilchen gelangen durch
eine Öffnung 13 im Trägerkörper 12 in eine
Auffangvorrichtung 14, die sie in ein nicht
dargestelltes Sammelbecken weiterleitet. Das
Abreinigen der Induktionskörper-Platten erfolgt in
üblicher Weise, nachdem diese den Bereich der
Magnetspule verlassen haben. Der Trägerkörper 12
kann wie bei den bekannten Karussellscheidern
ringförmig als sog. Induktions-Körperring
ausgebildet sein. Dadurch, daß die Rillen 1 bzw.
Vorsprünge 3 in Richtung der Strömungsrichtung des
Spülmediums verlaufen, ist eine einfache und
wirkungsvolle Abreinigung der Platten ermöglicht.
Fig. 8 zeigt eine das magnetische Feld erzeugende
geschlossene Spule 15, durch deren Inneres der
ringförmige Trägerkörper 12 geführt ist. Die auf
dem Trägerkörper 12 angeordneten Matrizen werden
im Bereich der Spule 15 zu beiden Seiten mittels
jeweils eines in horizontaler Richtung umlaufenden
flexiblen Bandes 16 abgedichtet, so daß das zu
behandelnde Stoffgemisch, die sog. Arbeitstrübe,
nicht seitlich aus den Spalten der Matrizen
austreten kann. Die beiden jeweils durch
Umlenkrollen 17, die senkrechte Achsen aufweisen,
geführten und aus Gummi hergestellten flexiblen
endlosen Bänder 16 weisen eingearbeitete
ferromagnetische Stäbe 18 auf, die sich jeweils
über die Breite jedes Bandes 16 in senkrechter
Richtung erstrecken und bewirken, daß das flexible
Band jeweils an die Matrix angezogen wird. Dadurch
wird sowohl eine vollständige Abdichtung als auch
eine Bewegung des Bandes mit dem umlaufenden
Trägerkörper 12 bzw. den darauf angeordneten
Matrizen erzielt (Fig. 9).
Eine seitliche Abdichtung der Matrizen kann
vorzugsweise auch durch abklappbare Seitenwände 19
bewirkt werden, wie sie in Fig. 10 und 11
dargestellt sind. Da die einzelnen Matrizen auf dem
ringförmigen Trägerkörper 12 segmentartig
angeordnet sind, und zwischen den einzelnen
Matrizen ein abdichtender Abstandskörper vorgesehen
ist, können die beiden Außenseiten der Matrizen
durch die ebenen abklappbaren Seitenwände 19 ohne
Schwierigkeiten abgedichtet werden. Das Abklappen
der Seitenwände 19 entsprechend Fig. 11 erfolgt,
sobald diese den Bereich des Magnetfeldes verlassen,
um auf die Weise einen freien Zugang zu den
Arbeitsspalten durch den oder die seitlich
angestellten Düsenkörper zu schaffen.
Fig. 12 bis 15 zeigen ein Ausführungsbeipsiel einer
abstandsveränderbaren Anordnung der Platten 5 einer
Matrix. Die Platten 5 weisen beidendig an ihrer
oberen Kante jeweils hakenartige seitliche
Vorsprünge 20 auf, die bezüglich der Tiefe
angepaßte Nuten 21 benachbarter Platten 5 so
übergreifen, daß dadurch ein bestimmter Betrag
einer Abstandverstellung begrenzt wird. Um die
Abstandsverstellung aber nicht dadurch zusätzlich
zu begrenzen, daß die Vorsprünge 20 an die
übernächste Matrix 5 jeweils anstoßen, weist diese
in diesem Bereich jeweils eine Nut 22 auf, die ein
Durchtreten des Vorsprungs 20 durch die
betreffende Platte zuläßt. Die gleiche Ausbildung
kann auch an den unteren Kanten der Platten
vorgesehen sein. Die Abstandsbegrenzung kann aber
auch durch flexible Distanz-Einstellelemente und
feste Distanzkörper gebildet werden, die ggf.
zusammenwirken.
Die Abstandsveränderung der Platten dient dazu, die
Spalte zwischen den Platten zur Erleichterung des
Abreinigens zu vergrößern. Sie ist vor allem dann
von Vorteil, wenn ein Spülen von der Seite, wie
nach Fig. 6 und 7 vorgesehen, nicht möglich oder
nicht zweckmäßig ist. Sie bietet aber
selbstverständlich auch bei der seitlichen
Abreinigung Vorteile. Eine Erweiterung der Spalte
bis zum Fünffachen liegt im Bereich der
Zweckmäßigkeit.
Die Abstandsverstellung wird durch das Magnetfeld
der Spule selbsttätig bewirkt, und zwar dadurch,
daß die magnetischen Kräfte des Streufeldes der
Spule auf die ferromagnetischen Platten eine starke
Kraft ausüben, die tangential zum ringförmigen
Trägerkörper 12 und zum Inneren der Spule hin
gerichtet ist. Dadurch werden im Inneren der Spule
die Platten zusammengezogen und beim Verlassen des
Magnetfeldes durch die dort entgegengesetzte
Kraftrichtung wieder auseinandergedrückt.
Das Verhältnis der Breite zur Höhe der
Induktionskörper-Platten liegt etwa zwischen 1 und
3, vorzugsweise zwischen 1 und 2. Die Spaltweiten
können nach den verschiedenen Anwendungsfällen
ausgewählt werden. Die engste Spaltweite sollte
nicht kleiner als die Höhe der Vorsprünge, und die
größte Spaltweite nicht größer als die doppelte
Höhe der Vorsprünge sein, wobei der lichte
Abstand zwischen den Keilpolspitzen in Betracht
kommt. Die Keilpolspitzen können dabei auch
abgeflacht oder abgerundet sein.
Claims (15)
1. Magnetscheider, insbesondere
Starkfeldmagnetscheider, der mindestens eine aus
mehreren plattenartigen, mit Abstand voneinander
angeordneten ferromagnetischen Körpern
bestehende Matrix aufweist, in der ein zu
behandelndes feinkörniges Stoffgemisch im
wesentlichen von oben nach unten durch die
zwischen den Platten gebildeten Spalte durch ein
magnetisches Feld bewegbar ist, wobei die
Platten sich nach außen hin verjüngende
schienenartige Vorsprünge aufweisen, die die
Spalte zu beiden Seiten begrenzen,
dadurch gekennzeichnet,
daß die schienenartigen Vorsprünge (1, 6)
zumindest im unteren Spaltbereich wenigstens
annähernd quer zur Bewegungsrichtung des
Stoffgemisches verlaufen, und dabei die im
Spalt einander gegenüberliegenden Vorsprünge
(1) gegeneinander versetzt angeordnet sind.
2. Magnetscheider nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die schienenartigen Vorsprünge
(1, 6) jeweils um einen halben Abstand
gegeneinander versetzt angeordnet sind.
3. Magnetscheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (1, 6) an
den Platten (4, 4′, 5, 5′) jeweils im gleichen
Abstand voneinander angeordnet sind.
4. Magnetscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (1) so
ausgebildet sind, daß an der Plattenoberfläche
im Querschnitt ein Sägezahnprofil entsteht.
5. Magnetscheider nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die äußeren Keilspitzen des
Sägezahnprofils bis zur Hälfte der
Vorsprungshöhe abgetragen sind.
6. Magnetscheider nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die äußeren Keilspitzen
abgerundet sind.
7. Magnetscheider nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest
ein Teil der zwischen den Vorsprüngen (1) gebildeten
Rillen (3) höchstens bis zur halben Rillentiefe mit
einem nicht magnetischen Werkstoff (7) ausgefüllt
sind.
8. Magnetscheider nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Vorsprünge im oberen Bereich der Platten in
Bewegungsrichtung des Stoffgemisches verlaufen.
9. Magnetscheider nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich
zumindest ein Teil der Spalte (2′) in
Bewegungsrichtung des Stoffgemisches verengt.
10. Magnetscheider nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Platten (5, 5′) abstandsveränderbar angeordnet
sind.
11. Magnetscheider nach Anspruch 1Ü, dadurch
gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den
Platten um den Faktor 1,5 bis 5 vergrößerbar
ist.
12. Magnetscheider nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Spüleinrichtung (Düsenkörper 10) so angeordnet
ist, daß die Strömungsrichtung des Spülmediums
quer zur Bewegungsrichtung des Stoffgemisches
verläuft.
13. Magnetscheider nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Matrizen in oder auf einem ringförmigen
zumindest oben offenen und um eine senkrechte
Achse drehbaren Trägerkörper (12) angeordnet
sind.
14. Magnetscheider nach Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (12) mit
unterteilten, abklappbaren Seitenwänden (19)
versehen ist.
15. Magnetscheider nach Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die Matrizen im Bereich
der das magnetische Feld erzeugenden Spule(n)
beidseitig seitlich mittels eines umlaufenden
flexiblen Bandes (16) abdichtbar sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873744167 DE3744167A1 (de) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | Magnetscheider |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873744167 DE3744167A1 (de) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | Magnetscheider |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3744167A1 true DE3744167A1 (de) | 1989-07-06 |
Family
ID=6343653
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873744167 Withdrawn DE3744167A1 (de) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | Magnetscheider |
Country Status (1)
Country | Link |
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- 1987-12-24 DE DE19873744167 patent/DE3744167A1/de not_active Withdrawn
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