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Permanentmagnetisches Scheidegerät Die Erfindung bezieht sich auf
ein automatisches Scheidegerät zum Ausscheiden ferromagnetischer Teile, insbesondere
schwach magnetisierbarer Teile aus Schüttgütern aller Art sowie aus breiigen, flüssigen,
gasförmigen und solchen staub- oder pulverförmigen Medien verschiedener Konsistenz.
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Automatisch arbeitende Scheideanlagen sind bekannt, und zwar auch
in Form von rotierenden Körpern, die aber größtenteils elektromagnetisch erregt
werden. Soweit rein permanentmagnetische Scheider entwickelt wurden, sind sie auf
der Erkenntnis aufgebaut, daß die elektromagnetischen Scheider in ihrer Abhängigkeit
vom Strom und der übrigen sehr empfindlichen Bauteile den gestellten Anforderungen
nicht genügen können. An permanentmagnetischen Scheidern sind Walzen mit Magnetsystemen
1aekannt, deren magnetische Felder in verhältnismäßig sehr weit geöffneten Kreisen
über die Walzenoberfläche verlaufen. Diese magnetischen Felder sind nur unmittelbar
an der Walzenoberfläche sehr stark, lockern sich aber mit größer werdender Entfernung
von der Walzenoberfläche auf und streuen sehr. Sie eignen sich daher nicht für die
Separierung von allerfeinsten Eisenteilen aus staubförmigen, breiigen oder flüssigen
Medien wie auch aus stark verunreinigten gasförmigen Medien, insbesondere wenn diese
schwach magnetisierbare Teilchen enthalten.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Scheidegerät auf permanentmagnetischer
Grundlage, welches vorzugsweise für die Separierung von feinsten und schwach magnetisierbaren
Teilchen gedacht ist. Es besteht aus einem Rückschlußkörper rahmenförmiger Gestalt,
bei dem mindestens eine Seite als ferromagnetische Achse ausgebildet ist, auf welcher
ein oder mehrere Polscheiben angeordnet sind, die im Innern des Rückschlußkörpers
zwischen einander gegenüberliegenden Stabmagnetgruppen mit
senkrecht
zur Scheibenfläche gerichtetem Kraftfeld rotieren.
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Der besondere mit diesem Scheidegerät erzielte magnetische Effekt
ergibt sich durch die rotierenden Polscheiben und den das gesamte Gerät umschließenden
Rückschlußkörper, demzufolge das Gerät in seinem wirksamen Luftspalt ein starkes
Magnetfeld und zugleich auch eine hohe Entmagn°-tisierungsfestigkeit erhält. Die
magnetische Wirkung im Luftspalt ist derart, daß insbesondere auch schwer magnetisch
beeinflußbare Teilchen mit Sicherheit zumindest durch eine Winkelablenkung von dem
Separiergut getrennt werden.
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In derZeichn.ung sind verschiedeneAusführungs-Beispiele des erfindungsgemäßen
Scheidegerätes wiedergegeben, und zwar zeigt Fig. i eine Draufsicht auf das Scheidegerät,
teilweise geschnitten, Fig. 2 eine Seitenansicht dazu, Fig. 3 eine Draufsicht auf
ein Scheidegerät anderer Ausführungsform, teilweise geschnitten, Fig. 4., 5 und
6 eine Seitenansicht bzw. Draufsicht auf die Polscheibe, Fig.7 eine Draufsicht auf
ein Scheidegerät anderer Ausführungsform.
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Das Scheidegerät besteht gemäß Fig. i aus einem U-förmig gebogenen
Weicheisenrückschlußkörper, von dessen Schenkel 1, 2 ungefähr in der Mitte ein aus
zwei Hälften bestehendes :Magnetsystem und an den Enden in Lagerkörpern 3, 4. eine
Achse 5 aus Weicheisen getragen wird, derart, daß sich aus der U-förmigen Gestalt
ein geschlossener rechteckiger Rückschlußkörper ergibt. Die Hälften des Magnetsystems
bestehen aus einzelnen Däuermagnetstäben 6, die an den Schenkeln 1, 2 im Innern
des Rückschlußkörpers derartig angeordnet sind, daß der eine Schenkel i IN-polar
und der andere Schenkel 2 S-polar erregt wird. Im Innern des Rückschlußkörpers liegen
sich die Magnetpole mit Abstand gegenüber und bilden entsprechend ihrer gegenpolaren
Ausrichtung über einen Luftspalt 7 ein magnetisches Sperrfeld. Dem Luftspalt 7 gegenüber
gelegen ist auf der Achse 5 eine Polscheibe 8 drehbar gelagert, welche entsprechend
der Größe ihres Durchmessers in den Luftspalt; hineinragt und diesen so unterteilt,
daß die entstehenden Zwischenräume zu den Magnetpolen ungleich groß sind. Nach der
Fig. i liegt die rotierende Polscheibe 8 unmittelbar vor den S-Polen, so daß sich
zu den N-Polen ein größerer Zwischenraum ergibt. Der Zweck der ungleichen Zwischenräume
ist, das magnetische Kraftfeld mehr zu den S-Polen, d. h. zu der rotierenden Polscheibe
8 zu orientieren, damit bei der Aufgabe des Separiergutes in den größeren Luftspalt
7 die ferromagnetischen Bestandteile vorwiegend an der rotierenden Polscheibe 8
haftenbleiben, da von dieser die aufgefangenen Teile -aus dem magnetischen Sperrfeld
ausgetragen und ausgeschieden werden sollen. Uni dies mit noch größerer Sicherheit
zu erreichen, läßt sich das Magnetfeld noch stärker zur Polscheibe 8 hin orientieren,
wenn der Polschuh g auf der N-polaren Seite des Magnetsystems von antimagnetischem
Blech ro umkleidet wird. Im übrigen empfiehlt es sich, auch die nicht von Polschuhen
abgedeckten Flächen mit antimagnetischen Blechen i i zu umkleiden, damit während
des Betriebes eine Verschmutzung des Magnetsystems vermieden wird.
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Bei dieser Ausführungsform des Scheidegerätes dreht sich die Polscheibe
8, angetrieben von einem Kettenrad oder einer Riemenscheibe 12, auf der Achse, die
ihrerseits über die Lagerkörper 3, 4 mit den Schenkeln r, 2 magnetisch verbunden
ist. Die rotierende Polscheibe 8 erhält dadurch eine separaten magnetischen Rückschluß.
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Die Arbeitsweise des Scheidegerätes geht wie folgt vor sich. Das zu
separierende Gut, gleich welcher Art, wird, während sich die Polscheibe 8 in Umdrehung
befindet, in den verbleibenden größeren Luftspalt 7 mittels einer geeigneten Vorrichtung
eingebracht. Unter dem Einfluß des stark und straff gerichteten magnetischen Sperrfeldes.
welches sich im Luftspalt 7 befindet, werden die inagnetisierbaren Anteile von der
rotierenden Polscheibe 8 aufgefangen und entsprechend ihrer Drehung aus dem magnetischen
Sperrfeld ausgetragen, bis sie schließlich in der neutralen Zone, etwa senkrecht
unter der Achse 5, von der Polscheibe 8 abfallen. Wenn auch die Abscheidung der
ferromagnetischen Teile von der Polscheibe 8 in der magnetischen 'Nullzone von selbst
erfolgt, können aber noch zusätzlich Abstreifer oder Bürsten vorgesehen werden.
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Da je nach der Beschaffenheit des Separiergutes bzw. nach der magnetischen
Beeinflußbarkeit der ferromagnetischen Bestandteile das Magnetfeld stärker oder
schwächer reguliert werden muß, ist bei dem Scheidegerät nach Fig. 3 vorgesehen,
bei entsprechend längerer Achse 5 den Steg 13 des Rückschlußkörpers zu unterteilen,
derart, daß er sich auseinanderziehen läßt und die Schenkel 1, 2 dementsprechend
auf der Achse 5 verschoben werden können, wodurch die Magnetpole einen größeren
bzw. kleineren Abstand voneinander einnehmen, ohne den magnetischen Rückschluß dabei
zu unterbrechen. Eine Ummantelung 14 verbindet dann die aufeinanderliegenden Enden
des Steges 13. Es ist aber auch eine andere als in der Zeichming dargestellte Lösung
für die Verstellung des Luftspaltes 7 möglich, ohne dabei den Grundgedanken zu beeinträchtigen.
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Vorwiegend bei diesem Scheidegerät, bei welchem der Steg 13 verlängert
und der Luft'spalt 7 vergrößert ist, werden zweckmäßig an Stelle einer Polscheibe
8 zwei gegeneinander auf der Achse durch einen antimagnetischen Ring 15 isolierte
Polscheiben 16, 17 verwendet, die im Abstand nebeneinander im Luftspalt 7 umlaufen,
und zwar nunmehr unmittelbar vor beiden Magnetpolen. Das zur Separierung notwendige
offene Magnetfeld bildet sich dann in dem durch den Abstand der Scheiben 16, 17
geschaffenen Zwischenraum 18.
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Je nach der Größe des Zwischenraumes 18 kann in der Mitte zwischen
den Polscheiben 16, 17 noch eine weitere profilierte Polscheibe i9 zwischen
zwei
antimagnetischen Ringen vorgesehen werden (vgl. Fig.4). Sie füllt die magnetisch
schwächere Mittelzone im Luftspalt 18 aus und bewirkt durch ihre Profilierung gleichzeitig
eine Aufteilung und Heranführung des Schüttgutes an die äußeren Polscheiben 16,
17, von denen die ferromagnetischen Bestandteile infolge ihrer stärkeren magnetischen
Erregung in der Hauptsache aufgefangen werden. An Stelle einer ferromagnetischen
Polscheibe i9 läßt sich auch eine Scheibe aus antimagnetischem lfaterial verwenden.
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Um zu verhindern, daß .sich durch Wirbelströme im Luftspalt 7 die
rotierenden Polscheiben 16, 17 zu stark erwärmen, schlägt die Erfindung vor, die
Polscheiben 16, 17 aus einzelnen ferromagnetischen Sektoren bzw. aus abwechselnd
ferromagnetischen und antimagnetischen Sektoren zusammenzusetzen. Die Fig.5 zeigt
eine Polscheibe aus einzelnen ferromagnetischen Sektoren 2o, hingegen die Fig. 6
eine Scheibe aus abwechselnd ferromagneti,schen. 20, und antimagnetischen Sektoren
2i. Bei dieser Ausführungsform können die Sektoren 20, 2? zentrisch auf einer Nabe
22 aus antimagnetischem oder magnetischem 'Material auslaufen.
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Ein weiteres -Merkmal der Erfindung sieht vor, den durch den U-förmigen
Teil und die Achse 5 gebildeten rechteckigen Rückschlußkörper in der Weise umzugestalten,
daß sich zwischen den Schenkeln r , 2 zier Einbau eines weiteren geteilten Magnetsystems
mit Polscheiben 8 ermöglichen läßt. Dazu wird gemäß Fig. 7 der die Schenkel i, 2
verbindende Steg durch eine Achse 5 ersetzt, auf dieser dann ebenfalls, wie auf
der gegenüberliegenden Seite der vorbeschriebenen Ausführungsformen, die Polscheibe
8 angeordnet wird.
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Wie aus der Fig.7 ersichtlich, liegen die zusätzlichen 'Magnetpole
gleichpolar nebeneinander und jeweils ungleichpolar sich gegenüber. Sie werden in
der Mitte dicht oder ganz aneinandergeführt, ebenso die Polscheiben 8, bis auf einen
die Reibung verhindernden Abstand, um auf der gesamten Länge des Luftspaltes ein
gleichmäßig starkes Magnetfeld und eine durch den ganzen Luftspalt 7 sich erstreckende
Auffangmöglichkeit zu schaffen.
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Alle in bezug auf die in den Fig. i bis 3 beschriebenen Merkmale lassen
sich selbstverständlich auch auf diese Ausführungsform des Scheidegerätes anwenden.
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Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß, ohne vom Grundgedanken der
Erfindung abzuweichen, gewisse Abänderungen an der Gesamtanordnung vorgenommen werden
können. Beispielsweise kann an Stelle einer Achse 5 eine Welle verwendet werden,
welche dann in den Lagerkörper 3. 4. gelagert wird und mit der Polscheibe zusammen
umläuft. Weiter ist es möglich, an Stelle von einzelnen Stabmagneten jeweils für
die Hälfte des Magnetsystems einen kompakten Magnetblock an den Schenkeln i,2 anzuordnen.