DE968799C - Permanentmagnetisches Scheidegeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein permanentmagnetisches Scheidegerät zum Ausscheiden magnetisierbarer Teilchen aus Medien aller Art, bei dem der Trommelmantel mit ringsum verlaufenden Vertiefungen versehen ist, die zwischen die Magnetpole hineingreifen. Es ist bekannt, solche Scheider mit einem Trommelmantel aus unmagnetischem Werkstoff herzustellen und in die durch die Vertiefungen gebildeten Scheiderinnen das Scheidegut aufzugeben, wobei jede der Rinnen zwischen zueinandergekehrten, die betreffende Rinne zangenförmig umgreifenden Polen eines einzigen der Rinne zugeordneten Elektromagnetsystems liegt.

Das permanentmagnetische Scheidegerät gemäß der Erfindung, bei dem der Trommelmantel mit ringsum verlaufenden Vertiefungen versehen ist, ist demgegenüber gekennzeichnet durch ein auf einem Rückschlußkörper angeordnetes ringförmiges oder teilringförmiges System permanenter Magnete, das beiderseits rechtwinklig zur Vertiefung konzentrisch zur Scheideachse ausgerichtete Magnete mit zueinander ungleichen Polen besitzt. Das System ist aus zwei durch den Eisenrückschlußkörper untereinander verbundenen, die Magnete tragenden Leitscheiben gebildet, an denen die Magnete in der Weise angeordnet sind, daß die ungleichen Pole genau in der Magnetisierungsrichtung sich gegenüberliegen. Dadurch entsteht zwischen den Polen ein sogenanntes magnetisches Sperrfeld, welches sich durch ein dichtes, gleichmäßiges Kraftlinien- und

dementsprechend starkes Magnetfeld auszeichne- und besonders für die Scheidung feinster sowie schwach magnetisierbarer Teile geeignet ist.

Durch die zangenartig abgebogenen Pole des bekannten Elektromagnetscheiders werden die Kraftlinien aus ihrer Magnetisierungsrichtung umgelenkt Es treten dadurch starke Kraftlinienstreuungen auf. die zu Ungleichmäßigkeiten im Magnetfeld bzw. zu einer Schwächung desselben führen. Hinzu kommt, ίο daß die von den Spulen erzeugte Wärme das Magnetfeld zu kälteren Zonen abdrängt und die Streuverluste dadurch noch größer werden.

Der erfindungsgemäße Scheider hat im Vergleich hierzu den Vorteil, einfacher im Aufbau und durch vollkommenere Ausnutzung der Magnetkraft bedeutend wirtschaftlicher zu sein.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Scheidegerätes wiedergegeben, und zwar zeigt

ao Fig. ι einen Längsschnitt durch das Scheidegerät, Fig. 2 einen Schnitt nach der ~Linie.A-A, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie B-B, Fig. 4 einen Längsschnitt durch das Scheidegerät anderer Ausführungsform,
Fig. S einen Querschnitt dazu und

Fig. 6 einen Querschnitt durch ein Scheidegerät, wobei die Achse als Eisenrückschlußkörper ausgebildet ist.

Gemäß Fig. 1 besteht das Scheidegerät aus einem zusammenhängenden Magnetsystem linker und rechter Hälfte, die jeweils aus mehreren Dauermagnetstäben ι gebildet werden. Die Magnetstäbe 1 beider Hälften werden jeweils von starr miteinander verbundenen runden Leitscheiben 2 auf deren äußerem Rand der einander zugewandten Flächen getragen, und zwar in der Weise, daß sie sich parallel zur Achse konzentrisch um diese jeweils gleichpolarig aufbauen (s. Fig. 2) und die nach innen gerichteten Pole der Magnetstäbe 1 ungleich polarisiert sich gegenüberliegen (s. Fig. 1). Die starre Verbindung der ferromagnetischen Leitscheiben 2 untereinander erfolgt zweckmäßigerweise durch ein den Magnetismus leitendes Rohrstück 3, welches gleichzeitig zur Aufnahme der Achse 4 dient. Leitscheiben 2 und Rohrstück 3 können z. B. aus fabrikatorischen Gründen auch aus einem einzigen Gußstück bestellen. Die Abstände der Leitscheiben 2 mit den darauf befestigten Magnetstäben 1 werden jeweils so gewählt, daß zwischen den inneren sich gegenüberliegenden Polen N und S ein für den jeweiligen Verwendungszweck geeigneter magnetischer Ringluftspalt mit stark gerichteten Kraftlinien entsteht. Da sich bei der Herstellung der Magnetstäbe 1 nicht erreichen läßt, daß diese immer einen gleichen magnetischen Fluß besitzen, kann diesen entstehenden Ungleichmäßigkeiten im magnetischen Feld durch den jeweiligen Einbau eines einzigen ringförmigen Magnets begegnet werden. Dieser Ringmagnet, jeweils für die linke und rechte Hälfte des inneren Magnetsystems, wird dann ebenso konzentrisch zur Drehachse 4 mit entsprechender Polarität angeordnet wie die Stabmagnete 1. Aber auch solche Ringmagnete können in den einzelnen Zonen, wie die Praxis gezeigt hat, differierende Gefügeunterschiede und somit auch an den einzelnen wirksamen Zonen differierende magnetische Unterschiede im magnetischen Feld hervorrufen. Um diesem Nachteil zu begegnen, wird, um ein absolut homogenes Sperrfeld zwischen den sich gegenüberliegenden Polen zu erzielen, nach der Erfindung vorgeschlagen, die Innenpole jeweils durch ringförmige Leitschienen s abzudecken, die die polaren Abstrahlungen der Magnete 1 bzw. der Ringmagnete auffangen, so daß zwischen den Innenpolen an allen Stellen ein gleichmäßiges ausgerichtetes ringförmiges Sperrfeld in axialer Richtung entsteht. Der gebildete geschlossene magnetische Kreis läuft nunmehr von dem Magnet r aus über die Leitscheibe 2 an den an der Achse gelegenen Rückschlußkörper 3 zur anderen Leitscheibe und deren Magnet 1 und ist nur geöffnet durch den gebildeten ringförmigen Spalt zwischen den Leitschienen 5, wobei am zentralen Rückschlußkörper 3 an der Achse 4 das absolute magnetische Potential Null herrscht. Um das Magnetsystem ist ein Trommelmantel angeordnet, der in an sich bekannter Weise aus unmagnetischem Material besteht und mit einer ringsum verlaufenden Vertiefung versehen ist, die zwischen die Magnetpole greift, und wobei die durch die Vertiefung im Trommelmantel gebildete Rinne zur Führung des zu separierenden Gutes dient. Der Trommelmantel kann aus einem Stück bzw. gemäß Fig. 1 aus Montagegründen aus drei Teilen, und zwar aus der linken Hälfte 6, der rechten Hälfte 7 und dem in der Vertiefung axial gelegenen Mittelstück 8 mit den seitlichen Ringscheiben 9, 10, bestehen. Es ist aber auch möglich, daß die inneren Magnetsysteme mit dem unmagnetischen Trommelmantel starr verbunden werden, so daß der ganze Scheider in den Lagern 11 umlaufen kann. Ohne die Wirkungsweise des Scheiders zu beeinträchtigen, kann sich auch nur der Trommelmantel um die Achse 4 drehen, während die Achse 4 und die Magnetsysteme in den Lagern 11 feststehend arretiert werden.

Das zu separierende Gut, gleich welcher Art, wird nun, während sich der Trommelmantel dreht, in die Vertiefung des Trommelmantels eingebracht, so daß unter dem Einfluß des starken und straff gerichteten magnetischen Sperrfeldes die in den Medien befindlichen magnetisierbaren Anteile eine in ihrer Bewegung starke Hemmung erfahren und an den Ringscheiben 9, 10 der Vertiefung ausgeschieden werden, während das nichtmagnetisierbare Gut ohne Beeinflussung durch den Ringspalt abfällt. Der ausgeschiedene, an den Ringscheiben 9, 10 haftende magnetisierbar Anteil kann gemäß Fig. 3 über einen Abstreifer 12 geführt und abgeschieden werden. Bei schwach magnetisierbaren Anteilen im zu separierenden Gut ist es nicht erforderlich, einen Abstreifer zu verwenden, da für die Separierung bereits eine schwache Winkelablenkung des magnetisierbaren Gutes genügt.

Um den Kraftlinien des Scheiders, welcher nach der beschriebenen Art bereits ausgezeichnete Separierwirkungen besitzt, noch straffer zu richten und u verhindern, daß die Kraftlinien im Sperrfeld sich

an der äußeren und inneren Peripherie der Leitschienen 5 etwas auflockern und aufbauchen, ein Umstand, der für einige Grenzfälle besonders empfindlicher Separierung von Medien noch nachteilig S sein kann, wird weiter nach der Erfindung vorgeschlagen, daß die Ringscheiben 9,10 der Vertiefung aus magnetisch leitendem Material bestehen. Die Kraftlinien treten dann von den Leitschienen 5 der Innenpole in die Ringscheiben 9,10 des Trommelmantels über und werden hier gesammelt und gerichtet, so daß die Aufbauchung nicht mehr so scharf in Erscheinung tritt wie bisher. Der axiale Teil 8 der Vertiefung besteht auch in diesem Falle aus nichtmagnetischem Material, damit zwischen den sich gegenüberliegenden Polen N S kein Kurzschluß entstehen kann. Die Anordnung solcher Ringscheiben 9, 10 aus magnetisch leitendem Material ergibt also gegenüber der bisher beschriebenen Ausführungsform einen weiteren verbesserten Effekt.

Eine weitere Möglichkeit, die Aufbauchung und Auflockerung der Kraftlinien im Sperrfeld nach außen und nach innen längs der Achsenrichtung zu verhindern und den vorerwähnten Effekt noch zu verbessern, wird dadurch erzielt, daß man auf dem axial gelegenen unmagnetischen Teil 8 der Vertiefung noch eine den Magnetismus leitende Ringplatte 13 anordnet, wodurch die Kraftlinien, die von den Polscheiben 5 der magnetischen Innensysteme über die Leitschienen 9,10 treten, gezwungen werden, den Weg des geringsten Widerstandes von N nach S über diese Ringplatte 13 zu nehmen, so daß jetzt ein vollkommen gleichmäßiges Sperrfeld zwischen den Innenpolen ohne Auflockerung entsteht. Statt einer Ringscheibe können auch sinngemäß mehrere vorgesehen werden, wodurch der beschriebene Effekt für die Ausrichtung des Kraftliniensperrfeldes noch weiter verbessert wird.

Während es sich bei den bisher beschriebenen Scheidegeräten um eine Einrichtung handelt, die an an der gesamten ringförmigen Vertiefung des Trommelmantels magnetisch ist, gibt es auch Fälle, wo es zweckmäßig ist, daß der Trommelmantel bzw. seine Vertiefung nur teilweise magnetisch ist. In Fig. 4 und 5 ist ein solches Gerät aufgezeichnet, welches im Prinzip und in seiner Wirkungsweise dem gemäß Fig. 1 gleichkommt. Nur ist hier ein Sektor der bisher beschriebenen Leitscheiben 2, in diesem Falle beispielsweise die Hälfte, mit Magneten 1 bestückt und ebenso die Leitscheiben 2 sinngemäß halbiert. Man kann aber, ohne den Erfindungsgedanken zu beeinträchtigen, für den Sektor verschiedene Größen wählen, welcher dann entsprechend mit Magneten 1 bestückt wird. Gleichfalls sind, wie bereits in Fig. 1 beschrieben, die sektorförmigen Scheiben 2 durch einen rohrförmigen Rückschlußkörper 3 verbunden, welcher ebenfalls das magnetische Potential Null aufweist, so daß der vom Magnet 1 unbestückte Teil der Vertiefung des Trommelmantels unmagnetisch ist.

Es ist dann möglich, die aufgefangenen magnetisierbaren Teilchen in der gebildeten Nullzone automatisch auszuscheiden bzw. abfallen zu lassen. In diesem Fall stehen Magnetsystem und Achse in den Lagern fest, während der Trommelmantel angetrieben, sich um das Magnetsystem dreht. Im übrigen gilt auch für diese Einrichtung sinngemäß, was bereits in bezug auf die Fig. 1 beschrieben ist.

Fig. 6 zeigt dieselbe Vorrichtung wie in Fig. 4 und 5, nur bilden hier die sektorförmigen Scheiben 2 und die Achse 4 eine starre Einheit. Die Achse dient nach dieser Ausführungsform gleichzeitig als magnetischer Rückschluß, während bei den Fig. 1 und 4 der Rückschluß durch ein Rohr 3 gebildet wird, welches gleichzeitig als Träger der Achse 4 dient. Durch diese Anordnung wird der magnetische Kreis als solcher in keiner Weise beeinträchtigt, im Gegenteil ergibt sich hierdurch eine fabrikatorische Vereinfachung.

Es ist auch möglich, beliebig viele solcher nach Fig. i, 4 und 6 beschriebener Dauermagnetsysteme, gemeinsam auf einer Achse befestigt, nebeneinander anzuordnen, wobei der Trommelmantel, in der be schriebenen Weise ausgebildet, mehrere Systeme in einer Einheit zusammenfaßt.

Claims (6)

PaTENTANSPBÜCHE:

1. Permanentmagnetisches Scheidegerät zum Ausscheiden magnetisierbarer Teilchen aus Medien aller Art, bei dem der Trommelmantel mit ringsum verlaufenden Vertiefungen versehen ist, die zwischen die Magnetpole hereingreifen, gekennzeichnet durch ein auf einem Rückschlußkörper angeordnetes ringförmiges oder teilringförmiges Magnetsystem, das mit beiderseits rechtwinklig zur Vertiefung und konzentrisch zur Scheiderachse ausgerichteten Dauermagneten mit zueinander ungleichen Polen versehen ist.

2. Scheidegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eisenrückschlußkörper aus zwei untereinander durch ein Rohrstück (3) verbundenen, die Magnete tragenden Leitscheiben (2) besteht.

3. Scheidegerät nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nach innen gerichteten Pole der Stabmagnete mit ringförmigen Leitschienen (5) abgedeckt sind.

4. Scheidegerät nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle der einzelnen Magnetstäbe (1) jeweils ein Ringmagnet vorgesehen ist.

5. Scheidegerät nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Trommelmantel in an sich bekannter Weise aus antimagnetischem Material besteht, während die durch seine Vertiefung gebildeten Seitenwände (9, 10) aus magnetisch leitendem Material bestehen. iao

6. Scheidegerät nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (8) der ringförmigen Vertiefung des Trommelmantels mit einer oder mehreren senkrecht zu ihm stehenden, den Magnetismus leitenden Ringplatten (13) versehen ist.

7· Scheidegerät nach den Ansprüchen ι bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die die Magnete tragenden Leitscheiben (2) sektorförmig ausgebildet sind, derart, daß sich die Magnete nur über einen Teil des Trommelmantels erstrecken. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 826 890, 801 387,

63799²> 404579* 243318, 223554, 146938, 141041; deutsche Patentanmeldungen F 822 VI/23 c und

F 5952 VI/23 c.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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