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Vorrichtung zum Sortieren oder Transportieren von magnetischen Stoffen
Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Sortieren oder Transportieren von
Stoffen, Gütern oder Gegenständen, die ganz oder teilweise aus Stoffen mit ferromagnetischen
Eigenschaften bestehen oder solche Stoffe enthalten. Bei Vorrichtungen zum Sortieren
handelt es sich hauptsächlich um solche zur magnetischen Aufbereitung von Eisenerzen
bzw. deren Sortierung nach Eisengehalt sowie zum Ausscheiden der Eisenteile aus
Schüttgut der verschiedensten Art. Alle diese Güter können mit den erfindungsgemäßen
Vorrichtungen auch transportiert werden, wie z. B. auf einem Transport- oder Fließband
liegende Eisenteile von einem Band zum anderen oder vom Band auf den Arbeitsplatz,
und umgekehrt. Auch das Verladen größerer Mengen von Klein-Eisenteilen ist nach
der Erfindung vorteilhaft zu bewerkstelligen.
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Vorrichtungen zum Transportieren von eisenhaltigem Gut unter Verwendung
von Elektromagneten sind bekannt. Auch hat man schon vorgeschlagen, Magnetscheider
zum Separieren von magnetischem Gut mit Elektromagneten oder Dauermagneten auszurüsten.
Bei diesen bewegt sich um einen ruhenden Magnet eine Trommel, auf deren Mantelfläche
das Gut aufgegeben wird. Dieser Magnet ist in der Trommel derart angeordnet, daß
ein entsprechender Sektor des Trommelmantels durch Induktion magnetisch wird, so
daß ferromagnetische Stoffe, die sich auf der Oberfläche des Mantels befinden, in
diesem Bereich festgehalten
werden und beim Austritt aus dem magnetischen
Bereich infolge der Schwerkraft die Trommel verlassen. Diese Bauweise bedingt aber,
daß zwischen den in der Tromel angeordneten festen Magneten und zwischen dem sich
drehenden Trommelmantel ein gewisser Spalt frei bleibt, der mit Rücksicht auf die
Dimensionen solcher Trommeln und um ein reibungslos es Arbeiten zu gewährleisten,
eine gewisse Breite nicht unterschreiten darf. Hierdurch entstehen aber Verluste,
da zur Überbrückung dieses Spaltes eine erheblich größere magnetische Leistung erforderlich
ist.
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Den gleichen Schwierigkeiten unterliegen auch diejenigen bekannten
Magnetseparatoren, bei denen nichtmagnetisierbare Förderbänder über sich drehende
Magnettrommeln laufen. Da bei allen diesen Anordnungen noch die Schwierigkeit auftritt,
daß beim Anheben des Förderbandes von der Magnettrommel das magnetisierbare Gut
in den Wirkungsbereich des Magnets zurückgleitet, d. h. also nicht abfällt, hat
man schon vorgeschlagen, in oder auf das nichtmagnetisierbare Förderband magnetisierbare
Streifen zur Verbesserung der Abscheidewirkung einzulassen. Aber auch diese Vorschläge
stellen oft keine befriedigende Lösung dar.
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Es sind auch Vorrichtungen bekanntgeworden, bei denen das zu sortierende
Gut auf die Mantelfläche eines sternförmigen, elektromagnetisch erregten Polrades
aufgebracht wird und mit diesem umläuft, bis an der gewünschten Stelle die entsprechenden
Erregerspulen des Polrades abgeschaltet werden. Die hierbei auftretenden Schaltprobleme
sind jedoch so groß, daß sich derartige Vorrichtungen in der Praxis nicht einführen
konnten.
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Ferner ist es bekannt, Spannfutter oder andere Haltevorrichtungen
sowohl mit Elektromagneten als auch mit abschaltbaren Dauermagneten zu betreiben.
Bei den Elektromagneten besteht der Nachteil darin, daß die ganze Anlage eine Stromquelle
benötigt, durch welche außerdem die Betriebssicherheit in vielen Fällen beeinträchtigt
wird. Andererseits sind Elektromagnete gegebenenfalls leicht durch Änderung der
Stromstärke zu regeln. Bei Dauermagneten macht diese Regelung einige Schwierigkeiten,
weil besonders Kurzschlußvorrichtungen vorgesehen sein müssen, wenn die Magnetpole
in der Ruhestellung möglichst weitgehend frei von Magnetismus sein sollen. Wenn
bei den bekannten Arbeitsgeräten in ihrer Feldstärke veränderliche Magnete verwendet
wurden, so waren diese Magnete bisher ortsfest, und das Gut wurde an ihnen vorbei-
oder über sie hinwegbewegt. Der an einem Kranhaken hängende elektro- oder permanentmagnetische
Halte- oder Transportmagnet ist zwar ortsveränderlich, im übrigen aber nicht anders
als eine diskontinuierlich arbeitende einzelne Haltevorrichtung, die mittels des
Kranes nach Bedarf bewegt wird.
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Die neue Vorrichtung, welche die beschriebenen Mängel vermeidet,
besteht darin, daß ein- und ausschaltbare Dauermagnete Verwendung finden, die mit
ortsfesten Steuermitteln, wie Kurvenscheiben oder Nocken, in Antriebsverbindung
stehen und durch diese während ihrer kontinuierlichen Bewegung mit der Arbeitsfläche
in ihrer Feldstärke einstellbar sind.
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Das heißt also, daß die Polstärke ortsveränderlicher Dauermagnete
während der Bewegung durch geeignete, an sich bekannte Steuereinrichtungen so geregelt
wird, daß sich die Magnete auf einem Teil des von ihnen zurückzulegenden Weges zum
Zweck des Haftens in der Arbeitsstellung und zum Zweck des Lösens in der Kurzschluß
stellung befinden. Es kann aber auch jede beliebige dazwischenliegende Stellung
eingenommen werden, bei welcher die Polstärke durch die Lage des Magnets einen Zwischen
wert besitzt.
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Gemäß der Erfindung sind die regelbaren Dauermagnetsysteme längs
des Mantelumfanges einer umlaufenden Trommel nebeneinander oder hintereinander angeordnet,
wobei zweckmäßig die Magnetpole zusammen mit dazwischenliegenden Stäben oder Leisten
aus nichtmagnetisierbaren Stoffen unmittelbar den Trommelmantel bilden. Der bisher
gebräuchliche Mantel mit innen angeordneten Magneten ist also ersetzt durch die
Magnete selbst, deren Polschuhe zusammen mit dazwischengelegten Trennleisten oder
Futterstücken aus unmagnetischen Stoffen den Trommelmantel bilden, so daß also der
bisher notwendige Spalt zwischen feststehenden Magneten und umlaufender Trommel
fortfällt. Infolgedessen ist die Induktion bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
bei Verwendung gleich starker Magnete wesentlich größer, wodurch nicht unwesentlich
an Magnetmaterial gespart wird.
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Bei dieser Ausführungsform des Erfindungsgedankens sind auf der feststehenden
Trommelachse des Magnetscheiders Nocken oder Kurvenscheiben und an der umlaufenden
Trommel gegebenenfalls in der Länge verstellbare Stangen, Hebel od. dgl. angeordnet,
über welche die Kurzschlußvorrichtungen der Dauermagnete so gesteuert werden, daß
jede gewünschte Abstufung in der magnetischen Einwirkung auf das zu sortierende
Gut erreicht werden kann. Die Anordnung der umlaufenden Magnete ermöglicht also
in zweckmäßiger Weise eine Steuerung der dazugehörigen Kurzschlußvorrichtungen und
damit eine beliebige Regelung der Feldstärke in jedem Sektor des mit ferromagnetischem
Gut beaufschlagten Trommelmantels. Ferner kann die magnetische Wirkung nach Belieben
auf einen oder mehrere Trommelsektoren beschränkt bleiben, während auf anderen Trommelsektoren
zum Zweck des Lösens des ferromagnetischen Gutes von der Trommel die Magnetanordnungen
kurzgeschlossen sind.
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Bei einer weiteren Ausführungsform gemäß der Erfindung, die insbesondere
zum Sortieren und Transportieren von magnetisierbare Bestandteile enthaltendem Gut
geeignet ist, sind die Rückschlußkörper von mit regelbaren Kurzschlußvorrichtungen
versehenen Dauermagneten zu einer endlosen, über Walzen geführten Kette gelenkig
miteinander verbunden, wobei diese magnetische Kette über, unter oder neben dem
zu sortierenden oder trans-
portierenden Gut vorbeibewegt wird.
Hierbei finden zweckmäßig feststehende Steuerorgane Anwendung, mittels deren die
vorbeiwandernden Dauermagnete der endlosen Kette während des Umlaufes aus der Arbeitsstellung
in die Kurzschluß stellung und umgekehrt sowie in jede andere dazwischenliegende
Stellung geschaltet werden können. Es ist so möglich, ferromagnetische Güter nicht
nur von einem bestimmten Platz zum anderen zu befördern, sondern auch nach Gewicht
zu sortieren.
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Derartige feststehende Steuerorgane können z.B. in geraden oder gekrümmten
Gleitschienen od. dgl. bestehen, die im Bereich der gewünschten Regelung der Pol
stärke der Magnete neben, über oder unter der Kette angeordnet sind und mittels
welcher mit den Magneten in Verbindung stehende Hebel, Stangen od. dgl. so geführt
werden, daß die Magnete jeweils in den verschiedenen Stellungen verharren.
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Auf diese Weise ist es möglich, in jedem beliebigen Teil der endlosen
Kette an deren Oberfläche eine ganz bestimmte Feldstärke zu erzeugen.
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Die für die Vorrichtungen gemäß der Erfindung geeigneten regelbaren
magnetischen Systeme bestehen z. B. aus zylinderförmigen oder prismatischen, mit
abgerundeten Polflächen versehenen, quer zur Achse magnetisierten Dauermagneten,
die paarweise in einem sie in der Kurzschluß stellung an beiden Polen umfassenden
W-förmigen Kurzschlußkörper derart gelagert sind, daß sie beispielsweise durch eine
Drehung um go0 paarweise in die Arbeitsstellung gebracht werden.
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In der Zeichnung sind Vorrichtungen gemäß der Erfindung in Ausführungsbeispielen
veranschaulicht, und zwar zeigt Abb. I einen Längsschnitt durch eine Magnetanordnung
mit paarweise nebeneinander angeordneten Dauermagneten in der Ausschalte- und Einschaltestellung,
Abb. 2 einen Magnetscheider im Querschnitt, bei welchem derartige Magnetpaare längs
des Trommelmantels angeordnet sind, Abb. 3 zwei Dauermagnetpaare, deren dazugehörige
Rückschlußkörper gelenkig miteinander verhunden sind, Abb. 4 eine aus gelenkig miteinander
verbundenen Magnetkörpern zusammengesetzte endlose Kette.
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[n dem Rückschlußkörper I sind die mit abgerundeten Polenden versehenen
stabförmigen Magnete 2 paarweise und drehbar derart angeordnet, daß sie in der Kurzschluß
stellung ganz von dem Rückschlußkörper I umfaßt werden, während sie in der Arbeitsstellung
einerseits mit dem Rückschlußkörper und andererseits mit den Polschuhen 3 in Verbindung
stehen. Diese Polschuhe bilden zusammen mit Stücken oder Stäben 4 aus unmagnetischem
Werkstoff eine geschlossene Platte. In gleicher Weise ist der Mantel der Trommel
5 (vgl.
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Abb. 2) aus Polschuhen 6 aus ferromagnetischem Werkstoff und Zwischenstücken
7 aus unmagnetischem Werkstoff, die abwechselnd aufeinanderfolgen, zusammengesetzt.
In dem dazugehörigen ringförmigen Rückschlußköl per 8 sind die stabförmigen Magnete
g derart drehbar gelagert, daß sie in der Kurzschlußstellung ganz von dem Rückschlußkörper
umfaßt werden, während sie in der Arbeitsstellung paarweise mit den dazugehörigen
Magnetpolen den magnetischen Kreis bilden. An den drehbaren Magneten befestigte
Hebel 10 gleiten hierbei auf einer Kurvenscheibe 1 1 und verändern dadurch in der
dargestellten Weise die Lage der Dauermagnete in bezug auf die Polschuhe von der
Einschaltestellung zur Ausschaltestellung je nach den Erfordernissen des Betriebes.
Wie aus der Abbildung ersichtlich, stehen in dem Bereich, in welchem das zu separierende
Gut aufgegeben wird, die Magnete alle in der Arbeitsstellung, während sie außerhalb
dieses Bereiches langsam und stetig in die Stellung geschaltet werden, bei welcher
die Magnetpole unmagnetisch sind. Auf diese Weise wird das unmagnetische Gut von
dem magnetischen getrennt. Außerdem kann das magnetische Gut je nach der Stellung
der Dauermagnete nach seiner Magnetisierungsfähigkeit sortiert werden.
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Aus Abb. 3 ist ersichtlich, wie ein solches Dauermagnetpaar 12 mit
dem dazugehörigen Rückschlußkörper I3 gelenkig verbunden wird. Die Magnete sind
hier einmal in der Kurzschluß- und einmal in der Arbeitsstellung gezeichnet, in
welche sie durch an der Drehachse angebrachte Hebel 14 bewegt werden können. Die
Magnetpole I5 mit den Zwischenstücken I6 bilden den oberen Abschluß dieser gelenkig
miteinander verbundenen Magnetsysteme.
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Die gelenkige Verbindung derartiger Magnetsysteme mittels ihrer Rückschlußkörper
I7 zu einer endlosen Kette ist in Abb. 4 dargestellt. Zur Steuerung der Hebel ist
eine Führungsschiene IS vorgesehen, deren Abstand von dem Drehpunkt der Magnete
verschieden ist, so daß während des Vorbeiwanderns der Magnetsysteme die Hebel eine
den Betriebserfordernissen entsprechende Einstellung erhalten. Durch diese Steuerung
kann z. B. von der einen Seite das magnetische Transportgut 19 von einer Unterlage
hochgehoben und auf der anderen Seite in den Behälter 20 transportiert werden.
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Auch eine Sortierung nach Gewicht ist bei dieser Vorrichtung ohne
weiteres möglich.