-
Magnetscheider Zur Aufbereitung feinkörniger magnetischer Stoffe sind
Magnetscheider bekannt, bei welchen das Scheidegut mittels einer Trommel o. dgl.
durch von mehrphasigem Wechselstrom erregte Magnetfelder geschickt wird. Werden
bei solchen Scheidern die einzelnen Zähne zur Verbesserung der magnetischen Verhältnisse
mit je einer Wicklung ausgerüstet, dann bereitet die Formgebung dieser Wicklung
Schwierigkeiten. Die Erfindung erreicht eine Vereinfachung in der Ausbildung der
Wicklungen bei Magnetscheidern, bei welchen die in Förderrichtung hintereinander
angeordneten Zähne des Magnetsystems einzeln durch jeweils eine andere Phase des
Wechselstromnetzes erregt werden und jeder Zahn eine eigene Erregerwicklung trägt,
dadurch, daß die Spulen benachbarter Zähne in verschiedenen Ebenen angeordnet sind.
Hierdurch ist es möglich, die ganze Breite der Nut zwischen zwei benachbarte Zähne
für die Unterbringung der Wicklung eines Zahnes auszunutzen. Infolgedessen kann
der Spule jeden Zahnes ein wesentlich günstigerer Querschnitt gegeben werden als
bei den bekannten Anordnungen, bei welchen verhältnismäßig dünne, lange Spulen verwendet
werden müssen. Durch die Unterbringung der Spulen benachbarter Zähne in zwei verschiedenen
Ebenen, die in verschiedenem Abstand von der Trommelachse liegen, erreicht die Erfindung
einen günstigeren Wirkungsgrad der Erregungsspule und damit eine Leistungsverbesserung
des Scheiders.
-
In der Zeichnung Fig. i bis 6 sind einige Anordnun:gen des Standes
der Technik gezeigt. Es zeigt Fig. i ein Schaubild des Verlaufes von Dreiphasenstrom,
.
Fig.2 die Wicklungsanordnung bekannter Magnetscheider, Fig. 3
und 4 die in der Wicklungsanordnung nach Fig. 2 auftretenden Kraftlinienbilder,
Fig. 5 die Ausbildung eines bekannten Magnetscheiders, Fig.6 das charakteristische
Kraftlinienbild des bekannten Magnetscheiders.
-
In den weiteren Zeichnungen Fig. 7 bis 12 sind einige Ausführungsbeispiele
der Erfindung dargestellt. Es zeigt Fig. 7 das charakteristische Kraftlinienbild
nach der Erfindung, Fig. 8 die Wicklungsanordnung nach der Erfindung, Fig. 9 und
io die in einer Anordnung nach Fig.8 auftretenden Kraftlinienbil.der, Fig. i i einen
trommelförmigen Magnetscheider im Schnitt, Fig. 12 einen trommelförmigen Magnetscheider
in Seitenansicht.
-
Der Stromverlauf der drei Phasen R, S und T eines Drehstromes ist,
wie Fig. i zeigt, um 12o° gegeneinander versetzt. In dem Zeitpunkt t' zeigt die
Phase R den Stromwert Jmax, während die beiden anderen Phasen
S und
T den negativen Stromwert '/2 Jmax haben. Kurz darauf, im Zeitpunkt t2 hat
die Phase R den Stromwert l/,
Imax, Die Phase S hat den Stromwert o und die Phase T den negativen Stromwert '/2
imax#
Bei den bekannten Wicklungen für Magnetscheider umfaßt die Wicklung jeder Phase
drei Zähne (Fig. 2). Die Wicklungen R, S und T sind somit miteinander verkettet.
Betrachtet man die in den charakteristischen Zeitpunkten t1 und t2 bestehenden Stromverhältnisse
in den einzelnen Nuten, dann ergibt sich, daß jeweils mehrere benachbarte Nuten
Ströme gleicher Richtung führen. Fig. 3 zeigt das Kraftlinienbild im Zeitpunkt t1
und Fig. 4 im Zeitpunkt t2. Die beiden Stromrichtungen sind durch Kreuz und Punkt
angedeutet, wobei
| .4 Kreuze bzw. Punkte den Wert Jmax_, |
| 3 - - - - - l/2 Y' 3 imax) |
| 2 - - - - - 1/2 Jmax |
wiedergeben. Sobald mehrere benachbarte Nuten Ströme gleicher Richtung führen, zeigt
der dazwischenliegende Zahn (Fig. 6) an seinen beiden Kanten verschiedene Magnetpole,
deren Wirkung nach außen sich praktisch aufhebt. Eine eigentliche Kraftwirkung wird
nach den Zeichnungen Fig. 3 und 4, in welchen die Anzahl der Kraftlinien zugleich
die Stärke des Magnetfeldes wiedergibt, besonders vor den Nuten ausgeübt. Bei einzelnen
Nuten schwankt dieses Magnetfeld in den verschiedenen Zeitpunkten lediglich in seiner
Stärke und nicht in seiner Richtung. Infolgedessen häuft sich das Scheidegut vor
den Nuten an, wie dies Fig. 5 zeigt.
-
Eine wesentlich stärkere magnetische Anziehung wird von einem Polzahn
ausgeübt, der eine eindeutige Polarität aufweist. Dies wird erreicht, wenn, wie
in Fig.7, die benachbarten Nuten Ströme verschiedener Richtung führen. Zu diesem
Zweck besitzt nach der Erfindung jeder Polzahn eine eigene Wicklung (Fig. 8), und
die Wicklungen der hintereinander angeordneten Zähne sind an die verschiedenen Phasen
R, S und T angeschlossen. Hierdurch ergibt sich in benachbarten Nuten eine stets
wechselnde Stromrichtung. Fig.9 zeigt die Verhältnisse der Wicklung nach Abb. 8
im Zeitpunkt t1 und Fig. io im Zeitpunkt t2. Soweit in einzelnen Nuten in einem
Zeitpunkt Ströme entgegengesetzter Richtung fließen, heben sich die Wirkungen auf.
In jedem Zeitpunkt bestehen aber für eine Mehrzahl der Polzähne eindeutige Erregungsverhältnisse,
d. h. es werden in den freien Enden einer großen Anzahl von Polzähnen stets Pole
einer einzigen Polarität induziert, die eine tiefergehende magnetische Wirkung ausüben
als bei der bekannten Anordnung. Die Anziehungskraft auf die magnetischen Teilchen
des Scheidegutes ist bei gleicher Felderregung, d. h. bei gleichen Amperewindungen
je Nut stärker als bei der Wicklungsanordnung nach Fig. 2.
-
Die neue Wicklungsanordnung nach Fig. 8 zeitigt den weiteren Vorteil,
daß sie wesentlich einfacher herzustellen ist. Infolge der Verschachtelung der einzelnen
Phasen müssen bei der Anordnung nach Fig.2 die Spulenköpfe mindestens an einer Seite
verlötet werden, wodurch sich erhebliche Herstellungskosten ergeben. Bei der neuen
Ausführung können dagegen auf einer Schablone gewickelte Spulen verwendet werden,
welche auf die Polzähne aufgeschoben werden, und es brauchen dann lediglich die
zu der gleichen Phase gehörenden Anschlußenden untereinander zusammengeschaltet
zu werden.
-
Bei der in Fig. i i dargestellten Anordnung sind die einzelnen Zähne
Z1, Z2. . . Z6 so dicht nebeneinander angeordnet, daß es nicht möglich ist, die
Spulen Spl bis Sps in einer Ebene nebeneinanderzusetzen. Aus diesem Grunde sind
die Nuten so tief gehalten, daß die Spulen zweier benachbarter Zähne übereinander
in der Nut liegen. Dies hat den Vorteil, daß Windungen verschiedener Spulen, welche
Ströme verschiedener Phase führen, nicht miteinander Schluß erhalten können.
-
Die am Boden der Nuten angeordneten Spulen Spe, Sp4, Sps erzeugen
ein stärkeres Streufeld als die am Kopf der Zähne Z1, Z3 und Z5 angeordneten Spulen
Spl, Sp3 und Sp5, weil die Zähne Z2, Z4 und ZB oberhalb der Spule eine wesentlich
größere Oberfläche besitzen als die übrigen Zähne. Um an allen Zahnköpfen die gleiche
magnetische Feldstärke zu erzielen, können zwei Maßnahmen, jede für sich allein
oder gemeinsam, getroffen werden. Die einzelnen Zähne können unterschiedlich bemessen
werden, derart, daß diejenigen Zähne einen größeren Querschnitt erhalten, welche
die untenliegenden Nuten Spe, Sp4, Sps aufnehmen. Der Querschnitt der übrigen
Zähne Z1, Z3 ... Z5, welche an ihrem Kopf die Erregungsspule Spl, Sp3, Sps
tragen, ist dann geringer gehalten. Es kann aber auch durch geeignete Bemessung
der Wicklungen die elektrische Erregung der Spulen Spe, Sp4 und Sps, welche am Boden
der Nuten angeordnet
sind, höher gehalten werden, so daß in den
Zähnen mit größerer Streuung eine höhere Kraftlinienzahl erzeugt wird.
-
In an sich bekannter Weise wird das Magnetsystem M des Magnetscheiders
zweckmäßig in eine umlaufende Trommel Tr (Fig. 12) aus unmagnetischem Material eingebaut.
Dieser Einbau erfolgt bei der Erfindung derart, daß die aufeinanderfolgenden und
jeweils individuell von einer anderen Phase erregten Zähne längs einem Halbkreis
in der Förderrichtung hintereinander angeordnet sind. Zu Beginn dieses Halbkreises
wird das Scheidegut P aus cler Ausgabevorrichtung A auf die Trommel Tr aufgebracht.
Das magnetische Gut B fällt sofort tangential ab und wird durch eine Trennwand W1
geschieden. Magnetische Teilchen werden hingegen durch die vor Gien Polzähnen auftretenden
und ständig wechselnden Magnetfelder mitgerissen. Zwischenprodukte Z, in denen magnetische
und unmagnetische Teilchen verwachsen sind und deren Mitwandern in das magnetische
Konzentrat K nicht erwünscht ist, werden vor einer Trennwand W2 ausgeschieden. Nur
die reinmagnetischen Teilchen werden bei ständiger magnetischer Durchrüttelung bis
Tiber die Trennwand W2 mitgenommen und fallen sodann bei Aufhören der magnetischen
Erregung ab, so daß sie hinter der Trennwand W2 gesammelt werden. In bekannter Weise
sind die Trennwände zweckmäßig verstellbar angeordnet, um ihre Lage dem jeweiligen
Gut anzupassen. Zweckmäßig wird am Anfang der Scheidezone, also dort, «-o das Scheidegut
auf die Trommel aufgebracht wird, das h-Iagnetfeld stärker ausgebildet als am Ende
der Scheidezone, so daß auch aneinanderklebende magnetische und unmagnetische Teilchen
bei der langsam schwächer werdenden Erregung unter ständiger Pulsierung voneinander
geschieden werden.