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Dauermagnetischer Scheider Die Erfindung betrifft einen dauermagnetischen
Scheider, der dem Zweck dienen soll, aus zerkleinertem festem oder auch aus flüssigem
Gut ferromagnetische Teile abzuscheiden. Scheider dieser Art sind an sich bekannt,
und zwar in einer Form. bei welcher das Magnetsystem innerhalb einer umlaufenden
Trommel an rieordnet ist, auf der die eigentliche Scheidung des Gutes in magnetische
und nichtmagnetische Bestandteile stattfindet. Das -Magnetsystem ist bei den bekannten
Einrichtungen entweder elektrisch erregt oder aus Dauermagneten zusammengesetzt.
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Die bekannten Scheider sowohl mit elektrischer als auch mit dauermagnetischer
Erregung beruhen auf dem gleichen Grundgedanken: Innerhalb einer umlaufenden Tromtnel
aus nichtmagnetischemWerkstoff befindet sich eine zweite Trommel, die feststeht
und auf einem verhältnismäßig großen Teil ihres Umfanges entweder elektrisch oder
dauermagnetisch erregt ist.
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Für elektrisch erregte Scheider ist dabei vorgeschlagen worden, die
Mantelfläche der äußerenTrommel aus magnetisierbarenStäben zusammenzusetzen, die
durch nichtmagnetisierbare Teile voneinander getrennt sind. Der Werkstoff, der in
unmagnetische und magnetische Bestandteile geschieden werden soll, wird auf die
Stelle der äußeren Trommel aufgebracht, unter welcher sich die Ifagnete befinden.
Bei Umlauf der Trommel wird das Scheidegut vom Trommelumfang mitgenommen, wobei
das nichtmagnetische Gut abfällt, während der magnetisierbare Anteil des Gutes haften
bleibt bis zu der Stelle, wo die magnetische Haftkraft so gering geworden ist, daß
ein Festhalten nicht mehr möglich ist
und das magnetische Gut abfällt.
Bei-elektrisch erregten Scheidern ist die Anordnung auch so getroffen worden, daß
innerhalb der äußeren Trommel ein sektorförmiger Teil vorgesehen wurde. Der Sektor,
der in der Nähe der Innenfläche der äußeren Trommel anliegt, wird durch eine elektrische
Spule magnetisiert und sorgt somit für den Scheidevorgang. Die unmittelbare Haftkraft
soll dort ihr Ende finden, wo der Sektor sich von der Innenfläche der äußeren Trommel
entfernt bzw. nicht mehr vorhanden ist. Scheider dieser Art haben jedoch den Nachteil"daß
an keiner Stelle des Trommelumfanges das magnetische Potential Null ist, weil der
Streufluß der vorgesehenen Magnete, welcher Form sie auch sein mögen, sich auf dem
Trommelumfang auch dort auswirkt, wo auf der inneren Trommel die Magnete fortgelassen
sind. Des weiteren müssen auf dem äußeren Trommelumfang Schienen o. dgl. vorgesehen
sein, um das magnetisierbareGut von Magnetfeld zu Magnetfeld zu fördern und schließlich
an die Stelle zu bringen, an der das magnetische Potential so gering wird, daß das
Gut abfallen kann.
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Diese Nachteile der bekannten und insbesondere auch der dauermagnetischen
Scheider, bei welchen sich der erregende Dauermagnet innerhalb einer umlaufenden
Trommel befindet, sollen durch die Maßnahmen gemäß der Erfindung beseitigt werden.
Vor allem soll durch magnetische Maßnahmen erreicht «erden, daß die Vorrichtung
einen wohlbegrenzten Bereich aufweist, in welchem das magnetische Potential Null
ist, so daß eine Freigabe des magnetischen Scheidegutanteiles mit Sicherheit erfolgt.
Ferner soll durch die Maßnahmen gemäß der Erfindung eine Lockerung des magnetischen
Gutes während des Scheidevorganges auf magnetischem Wege herv örgerufen werden,
so daß eine bessere Scheidung in magnetische und unmagnetische Bestandeile gewährleistet
wird. - .' Zu diesem Zweck wird nach der Erfindung vorgeschlagen, eine gerade Anzahl
von stabförmigen Dauermagneten so auf einer ferromagnetischen Platte zu befestigen,
daß diese Platte das magnetische Potential Null aufweist. Die Platte erhält die
Form eines Sektors, der einen Teil des Trommelinnern überdeckt. Der -magnetische
Kreis schließt sich über die Scheidetrommel bzw. über das aufgebrachte Scheidegut
hinweg.
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Die Trommel kann 'aus einzelnen ferromagnetischen Stäben, Winkeln
o. dgl. bestehen, die durch nichtmagnetische Teile voneinander getrennt sind, wie
dies in Verbindung mit elektrisch erregten Scheidern bereits vorgeschlagen wurde.
Gemäß der Erfindung können die einzelnen ferromagnetischen Teile der Trommel auch
tuschen- oder becherartig ausgebildet werden. Die Taschen oder Becher füllen sich
mit aufgebrachtem Scheidegut, so daß unter Einfluß der Schwerkraft der mit Scheidegut
gefüllten Taschen öder Becher ein Umlauf der Trommel stattfindet, ohne daß es hierzu
zusätzlicher Antriebsmittel bedürfte.
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Im nachfolgenden wird die Erfindung an Hand einer Reihe von Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
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Die schematische Abb. i zeigt das feststehende Magnetsystem. Dieses
besteht in dem gewählten Beispiel aus zwei Dauermagneten i und 2, die stabförmig
ausgebildet und derartig magnetisiert sind, daß ihre Polesich jeweils an den Stabenden
befinden. Vorzugsweise wird zur Herstellung der Magnete ein hochkoerzitivkräftiger
Dauermagnetwerkstoff verwendet, wobei insbesondere der an sich bekannte ausscheidungshärtungsfähige
Dauermagnetwerkstoff auf der Grundlage Eisen-Nickel-Aluminium oder auch Eisen-Nickel-Titan
in Frage kommt. Die Dauermagnete i und 2 sind auf einer ferromagnetischen Platte
3, vorzugsweise aus Weicheisen, so befestigt, daß diese Platte das magnetische Potential
Null aufweist. Dies wird dadurch erreicht, daß der eine Magnet i mit seinem Südpol
an dieser Platte befestigt ist, während der andere Magnet 2 an der Befestigungsstelle
seinen Nordpol hat. Wenn aus irgendwelchen Gründen mehr als zwei Dauermagnete vorgesehen
werden sollen, so wird mit dieser größeren Anzahl an Dauermagneten entsprechend
verfahren, wie aus Abb. 2 ersichtlich, nach welcher das Magnetsystem vier stabförmige
Dauermagnete aufweist. Die Hälfte der Magnete liegt mit der einen Polarität an der
Platte 3 an, während die übrige Hälfte mit der entgegengesetzten Polarität anliegt.
In den Abbildungen ist des weiteren die Anordnung so getroffen, daß je zwei nebeneinanderliegende
Dauermagnetstäbe entgegengesetzt polarisiert sind. Es kann aber auch so verfahren
werden, daß jeweils gleichartig magnetisierte Dauermagnete-` nebeneinanderliegen.
In bezug auf' Abb. :2 würde dies also bedeuten, daß nicht, wie dort gezeichnet,
für die an der Platte 3 anliegenden Pole Süd- und Nordpol miteinander abwechseln,
sondern daß z. B. die beiden Magnete rechts oben jeweils ihren Nordpol der Platte
3 zukehren würde, während die beiden Dauermagnete rechts unten mit dem Südpol an
der Platte befestigt wären. Damit in der Platte 3 das Potential Null aufrechterhalten
wird, kommt es mithin lediglich darauf an, daß von den gleich starken Einzeldauermagneten
die eine Hälfte mit der einen Polarität und die andere Hälfte mit der
anderen
Polarität an der Platte 3 anliegen, so daß an Stelle von zwei oder vier Magneten
jede beliebige gerade Anzahl von Dauermagneten vorgesehen werden kann, wobei bezüglich
der Befestigung und Magnetisierung sinngemäß verfahren werden muß.
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Die Platte 3 weist in ihrem den DauermagnetenabgekehrtenTeil sektorförmigeAusbildung
auf und überdeckt somit einen Teil des Trommelinnern. -Mit diesem Magnetsystem wirkt
die eigentliche Scheidetrommel zusammen. Diese kann als geschlossene, vollkommen
aus nichtmagnetischem «'erkstoff bestehend, hergestellt werden. Der magnetisierbare
Anteil des aufgebrachten Scheidegutes haftet am Trommelumfang an den Stellen, an
denen sich im Trommelinnern die Magnete befinden, und- es fällt ab, wenn es durch
die Trommelbewegung in den Bereich des Sektors 3 mit dem magnetischen Potential
Null gebracht ist. Zur Sicherstellung des Transportes sind auf dem Trommelumfang
Leisten o. dgl. anzuordnen.
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Zur Erhöhung der Haftwirkung kann die Trommel aber auch so ausgebildet
'werden, w?c dies in Abb. i dargestellt ist. Die Trommel.l ist in diesem Ausführungsbeispiel
aus einzelnen ferromagnetischen Teilen 5 zusammengesetzt, die die Form von eckigen
Stäben aufweisen. An Stelle dieser eckigen Stäbe können auch Rundstäbe, Winkelprofile
o. dgl. verwendet werden. Die einzelnen Stäbe 5, die vorzugsweise aus Weicheisen
hergestellt werden, sind durch magnetisch nichtleitende Stoffe voneinander zu trennen,
so daß zwischen den einzelnen Stäben 5 ein Luftspalt 6 entsteht. Der Zwischenraum
zwischen den Stäben wird mit Holz, Messing, Kunstharzpreßstoff o. dgl. ausgefüllt,
.,wodurch mechanisch gesehen eine vollkommen geschlossene Trommel geschaffen wird.
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Die Wirkungsweise des Scheiders nach Abb. i ist folgende: Die Stäbe
5, die auf der mit a gekennzeichneten Strecke des Trommelumfanges liegen, werden
durch die beiden ilagnete i und 2 magnetisch gespeist. Die Stäbe sind als magnetisch
hintereinandergeschaltet zu betrachten, wobei zwischen je zweiStäben ein wirksamermagnetischerLuftspalt
6 besteht. Auf den Strecken b und b'
des Trommelumfanges, die sich
jeweils zwischen dem Pol des einen Magneten und der ferromagnetischen Platte 3 erstreckt,
ist eine geringere Spannung vorhanden, die etwa der Hälfte derjenigen entspricht,
die im Abschnitt a herrscht. Auf der Strecke c des Trommelumfanges, die der ferromagnetischen
Platte 3 benachbart ist, herrscht die magnetische Spannung Null.
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Bei dieser Ausführungsform des Erfindungsgedankens ist der Trommelumfang
der für die Scheidung eigentlich wirksame magnetische Teil, der von den feststehenden
Magneten im Trommelinnern erregt wird. Die Haftfähigkeit wird hierdurch gegenüber
einer Trommel, die auschließlich aus nichtmagnetischem Werkstoff besteht, i'vesentlich
- erhöht, da das magnetisierbare Gut unmittelbar am erregten Eisen liegt und außerdem
in den meisten Fällen den Luftspalt zwischen zwei Stäben überbrückt, wodurch eine
Kraftlinienkonzentration hervorgerufen wird. Diese trägt ihrerseits beträchlich
zur Erhöhung der Haftung bei.
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Wird nun mit dem zu scheidenden Gut ein Eisenstück in den Abschnitt
a gebracht, so haftet es am magnetisch erregten Trommelumfang. Wird. die Trommel
q. in Umdrehung versetzt, so tritt über den Polflächen der Magnete i bzw. 2 jeweils
eine Umkehrung des Kraftlinienverlaufes auf, so daß das magnetische Eisenstück eine
Wendung vollzieht. Hierdurch wird eine Auflockerung des Scheidegutes hervorgerufen.
Im Bereich der Abschnitte b und b' findet noch eine Haftung des magnetischen
Gutanteiles statt, jedoch wird die Ablösung infolge der geringeren An= ziehungskraft
an diesen Stellen vorbereitet, die dann, endgültig eintritt, wenn die betreffenden
Eisenteilchen bei Weiterdrehung der Trommel den Abschnitt c .erreichen, wo das Potential
Null beträgt.
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Im Betrieb wird die Vorrichtung so einzustellen sein, daß die Gutaufgabe
im Abschnittb erfolgt, wobei sich die Trommel im Uhrzeigersinn zu drehen hat. Hierdurch
wird erreicht, daß jedes einzelne magnetische Teilchen des Scheidegutes eine zweimalige
Wendung, d. h. über jeden Magnetpol, durchzuführen hat, ehe ein Entlassen aus der
3-iagnetwirkung des Systems erfolgt.
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Die durch die Drehung über den jeweiligen Wirkpolen der Magnete hervorgerufene
Auflockerung des Scheidegutes - und damit der Konzentrierung der abzuscheidenden
ferromagnetischen Teile wird wirksam verstärkt, wenn, wie in Abb.2 beispielsweise
dargestellt, mehrere Dauermagnete verwendet werden. .
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Die Längen der einzelnen Abschnitte a, b
und b' auf dem Umfang
der Trommel 4 können durch zweckentsprechende Wahl der Winkelstellung -der Magnete
i und 2 zueinander der Eigenart des zu behandelnden Scheidegutes angepaßt werden.
Entsprechend kann die Länge des Abschnittes c, in welchem das Potential Null herrscht,
durch geeignete Bemessung der Größe der Platte 3 den jeweiligen Forderungen angepaßt
werden.
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Da, wie bereits betont, der Umfang der Scheidetrommel .f selbst einen
Magneten darstellt, tritt bei Umlauf der Trommel 'außer
der Drehung
über den Wirkpolen der Magnete i und 2 keine Relativbewegung zwischen haftendem
Gut und Trommelumfang ein. Es ist ferner im Gegensatz zu den bekannten Einrichtungen
nicht erforderlich, das magnetisierte Gut unter Kraftaufwand von Magnetfeld zu Magnetfeld
zu schieben, das sich um die feststehenden Magnete im Trommelinnern ausbildet. Der
Umlauf der Trommel q. vollzieht sich mithin auch unter verhältnismäßig geringerem
Kraftaufwand.
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Wenn die ferromagnetischen Teile 5 der Trommel so geformt werden,
daß sie Taschen oder Becher bilden, so wird erreicht, daß ein Antrieb der Trommel
überhaupt entfallen kann, weil die sich mit dem Gut füllenden Becher oder Taschen
unter Einfluß ihres Gewichtes ein Umlaufen der Trommel veranlassen. Der Umlauf kann
ferner auch unter Einfluß der lebendigen Kraft des Scheidegutes erfolgen.
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Vorrichtungen gemäß der Erfindung können zum Scheiden verschiedenartigsten
Gutes benutzt werden, und zwar einerseits für Flüssigkeiten und andererseits für
zerkleinerte, mehr oder weniger grobkörnige feste Stoffe. Als Beispiele seien genannt
Staube, Sande, Getreide, Viscose, Quecksilber o. dgl.
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Die Aufgabe des zu scheidenden Gutes auf die Trommel kann aus Sammelbehältern,
Silos o. dgl. mittels eines Trichters erfolgen, oder aber es kann auch das Scheidegut
auf Transportbändern o. dgl. in waagerechter oder geneigter Ebene der Trommel zugeführt
werden. Des weiteren kann der. Scheider auch als Walze ausgebildet werden, mit welcher
Flächen überfahren und dabei von magnetisierbarem Gut gesäubert werden können. In
der Nähe des magnetischen Nullpunktes ist in diesem Falle ein Sammelbehälter vorzusehen.
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Die ferromagnetischen Teile 5 der Trommel q. können die verschiedensten
Formen annehmen, und die genannten sind lediglich als Beispiele zu werten; denn
die Form wird je nach den Eigenschaften des Scheidegutes zu wählen sein.