FR2712208A1

FR2712208A1 - Appts. for the sepn. of conducting particles from a mixt. of solid particles

Info

Publication number: FR2712208A1
Application number: FR9313419A
Authority: FR
Inventors: Evrard Renaud
Original assignee: FCB
Current assignee: FCB
Priority date: 1993-11-10
Filing date: 1993-11-10
Publication date: 1995-05-19
Anticipated expiration: 2013-11-10
Also published as: FR2712208B1

Abstract

A particle mixt. (20) on a continuous belt is subjected to electromagnetic forces by a magnetic rotor (12) mounted above the belt. The trajectory of electrically conducting particles (20a) is modified to give a clear sepn. from non-conducting particles (20b).

Description

La présente invention concerne les'appareils utilisés pour séparer des matériaux électriquement conducteurs des autres composants d'un mélange de matières solides en grains ou en poudre et constitués par un tambour à axe horizontal et un rotor dont l'axe est parallèle à celui du tambour et qui est muni d'aimants permanents ou de bobinages aptes à créer un champ magnétique variable. The present invention relates to the apparatus used to separate electrically conductive materials from the other components of a mixture of solid matter in grains or powder and constituted by a drum with horizontal axis and a rotor whose axis is parallel to that of the drum. and which is provided with permanent magnets or coils capable of creating a variable magnetic field.

Dans ces appareils, le mélange à traiter est soit déversé directement sur le tambour, soit amené par une bande enroulée sur le tambour, de façon à être soumis à l'action du champ magnétique variable créé par le rotor. La vitesse de rotation du tambour est choisie en fonction du débit à traiter de façon à maintenir sur le tambour ou la bande une couche de particules d'épaisseur aussi faible que possible et voisine de la grosseur des plus gros grains. La vitesse du rotor est choisie pour que la couche soit soumise à des variations de flux magnétique qui induisent des courant de Foucault dans les particules électriquement conductrices et créent des forces électromagnétiques qui tendent à les séparer des autres particules et à modifier leur trajectoire primaire quand elles quittent le tambour ou la bande. In these devices, the mixture to be treated is either poured directly onto the drum, or brought by a strip wound on the drum, so as to be subjected to the action of the variable magnetic field created by the rotor. The speed of rotation of the drum is chosen as a function of the flow rate to be treated so as to maintain on the drum or the strip a layer of particles as thin as possible and close to the size of the largest grains. The speed of the rotor is chosen so that the layer is subjected to variations in magnetic flux which induce eddy currents in the electrically conductive particles and create electromagnetic forces which tend to separate them from the other particles and to modify their primary trajectory when they leave the drum or tape.

Dans les appareils connus, le rotor équipé d'aimants permanents a un diamètre inférieur à celui du tambour, est placé à l'intérieur de celui-ci, en position excentrée ou non, et tourne dans le même sens que lui, à une vitesse supérieure. La zone d'action du rotor dépend de sa position à l'intérieur du tambour, de son diamètre, du nombre et du type d'aimants. Dans la zone d'action du rotor, les forces électromagnétiques qui s'exercent sur les particules électriquement conductrices varient en intensité et en direction tout le long du trajet suivi par les particules dans cette zone. L'intensité de ces forces est maximale dans le plan contenant les axes du tambour et du rotor où l'écart entre eux est minimal. En amont de ce plan ces forces ont une composante centrifuge par rapport à la surface du tambour qui éloigne les particules électriquement conductrices du tambour et du rotor. Or le champ magnétique créé par le rotor décroît lorsqu'on s'en éloigne et il en est de même des forces électromagnétiques qui tendent à séparer les particules électriquement conductrices des autres particules, ce qui limite l'efficacité du séparateur. In known devices, the rotor equipped with permanent magnets has a diameter smaller than that of the drum, is placed inside the latter, in an eccentric position or not, and rotates in the same direction as it, at a speed superior. The area of action of the rotor depends on its position inside the drum, its diameter, the number and type of magnets. In the area of action of the rotor, the electromagnetic forces exerted on the electrically conductive particles vary in intensity and in direction along the path followed by the particles in this area. The intensity of these forces is maximum in the plane containing the axes of the drum and the rotor where the difference between them is minimal. Upstream of this plane, these forces have a centrifugal component relative to the surface of the drum which moves the electrically conductive particles away from the drum and the rotor. However the magnetic field created by the rotor decreases when one moves away from it and the same is true of the electromagnetic forces which tend to separate the electrically conductive particles from the other particles, which limits the efficiency of the separator.

Le but de l'invention est de remédier à cet inconvénient des appareils connus et de disposer le rotor, par rapport au tambour, de façon à augmenter son efficacité. The object of the invention is to remedy this drawback of known devices and to arrange the rotor, relative to the drum, so as to increase its efficiency.

L'appareil de séparation objet de l'invention est caractérisé en ce que le rotor, qui tourne en sens inverse du tambour, est placé au-dessus du tambour de telle sorte que les forces électromagnétiques qui s'exercent sur les particules électriquement conductrices maintiennent ces particules contre le tambour ou la bande transporteuse, en amont du plan vertical contenant l'axe de rotation du rotor, et qu'elles soient pratiquement horizontales dans la zone (zone de jetée) où la couche des particules se détache du tambour ou de la bande. En particulier, l'axe du rotor pourra être situé approximativement à la verticale de la zone de jetée. The separation device object of the invention is characterized in that the rotor, which rotates in the opposite direction of the drum, is placed above the drum so that the electromagnetic forces which are exerted on the electrically conductive particles maintain these particles against the drum or the conveyor belt, upstream of the vertical plane containing the axis of rotation of the rotor, and that they are practically horizontal in the area (jetting area) where the layer of particles detaches from the drum or the band. In particular, the axis of the rotor may be located approximately vertical to the jetty area.

Grâce à cette disposition, les particules électriquement conduarices ne peuvent pas s'éloigner du rotor avant d'atteindre la zone de jetée, et dans cette zone, où le flux magnétique traversant les particules est le plus élevé, les forces électromagnétiques, étant horizontales, ont une efficacité maximale pour séparer nettement les trajectoires des particules électriquement conduarices de celles des autres particules. Thanks to this arrangement, the electrically conductive particles cannot move away from the rotor before reaching the jetty area, and in this area, where the magnetic flux passing through the particles is highest, the electromagnetic forces being horizontal, have maximum efficiency for clearly separating the trajectories of electrically conductive particles from those of other particles.

Dans le cas où le mélange contient des particules magnétiques, le séparateur de l'invention sera associé à un dispositif de séparation de ces particules. In the case where the mixture contains magnetic particles, the separator of the invention will be associated with a device for separating these particles.

La description qui suit se réfère au dessin l'accompagnant qui montre, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation de l'invention et dont l'unique figure est une représentation schématique d'un séparateur conforme à l'invention. The following description refers to the accompanying drawing which shows, by way of nonlimiting example, an embodiment of the invention and the only figure of which is a schematic representation of a separator according to the invention.

Ce séparateur est constitué essentiellement par un transporteur à bande et un rotor magnétique. This separator consists essentially of a belt conveyor and a magnetic rotor.

Le transporteur à bande est formé d'une bande sans fin 14 tendue entre deux tambours à axes horizontaux, dont un seul 16 est représenta sur le dessin. La bande et le tambour 16 sont réalisés en des matériaux non magnétiques et non conducteurs de l'électricité, par exemple des matières plastiques. The belt conveyor is formed by an endless belt 14 stretched between two drums with horizontal axes, of which only one 16 is shown in the drawing. The strip and the drum 16 are made of non-magnetic materials which do not conduct electricity, for example plastics.

Le rotor 12 est équipé d'aimants permanents 18 disposés sur sa périphérie avec alternance des polarités. Il est placé au-dessus du tambour 16 de telle sorte que son axe
C, qui est parallèle à celui du tambour, soit situé à la verticale de la zone J où la couche 20 des produits chargés sur la bande se détache de cette dernière pour former un jet libre à profil parabolique (zone de jetée). La position de cette zone dépend de la vitesse de la bande, de la nature et de la granulométrie des produits et du coefficient de frottement entre la couche de produits et la bande. Pour pouvoir utiliser le séparateur pour des produits de natures et de granulométries différentes et/ou des débits différents, le montage du rotor devra permettre d'ajuster sa position au-dessus du tambour; il pourra par exemple, être monté sur des glissières courbes ou des bras pivotants permettant de déplacer son axe le long d'un arc de cercle centré sur l'axe du tambour. The rotor 12 is equipped with permanent magnets 18 arranged on its periphery with alternating polarities. It is placed above the drum 16 so that its axis
C, which is parallel to that of the drum, is situated vertical to zone J where the layer 20 of the products loaded on the strip detaches from the latter to form a free jet with a parabolic profile (piercing zone). The position of this zone depends on the speed of the strip, the nature and the grain size of the products and the coefficient of friction between the layer of products and the strip. In order to be able to use the separator for products of different types and sizes and / or different flow rates, the mounting of the rotor must make it possible to adjust its position above the drum; it could for example be mounted on curved slides or pivoting arms making it possible to move its axis along an arc centered on the axis of the drum.

Le rotor est par ailleurs placé aussi près que possible de la bande, compte tenu de l'épaisseur de la couche de produits chargés sur celleci, c'est-à-dire pratiquement au contact de cette dernière ; l'écartement entre le rotor et le tambour peut aussi être réglable. The rotor is also placed as close as possible to the strip, taking into account the thickness of the layer of products loaded on it, that is to say practically in contact with the latter; the distance between the rotor and the drum can also be adjustable.

En fonctionnement, les produits à traiter sont chargés en une couche d'épaisseur uniforme sur le brin supérieur de la bande 14. Le rotor 12 est entraîné en rotation à une vitesse nettement supérieure à celle du tambour 16, de telle sorte que les particules des produits chargés sur la bande soient soumises à un champ magnétique variable lorsqu'elles se trouvent dans la zone d'action du rotor. Les variations de champ magnétique engendrent des courants de Foucault dans les particules électriquement conductrices et cellesci sont soumises à des forces électromagnétiques dont la direction et l'intensité sont variables dans toute la zone d'action du rotor. Dans la partie de cette zone située en amont (en considérant le sens de déplacement du brin supérieur de la bande indiqué par la flèche sur le dessin) du plan Y-Y contenant les axes du rotor et du tambour ces forces ont une composante dirigée vers l'intérieur du tambour qui est reprise par la bande. Contrairement à ce qui se passe dans les séparateurs connus où le rotor est placé à l'intérieur du tambour, les particules électriquement conductrices ne peuvent pas s'éloigner du rotor dans cette partie de sa zone d'action et son efficacité s'en trouve accrue. Le frottement des particules entre elles et sur la bande s'oppose au déplacement des particules électriquement conductrices sous l'action de la composante tangentielle des forces électromagnétiques. In operation, the products to be treated are loaded in a layer of uniform thickness on the upper strand of the strip 14. The rotor 12 is rotated at a speed significantly higher than that of the drum 16, so that the particles of the products loaded on the strip are subjected to a variable magnetic field when they are in the area of action of the rotor. Variations in the magnetic field generate eddy currents in the electrically conductive particles, which are subjected to electromagnetic forces whose direction and intensity are variable throughout the area of action of the rotor. In the part of this zone located upstream (considering the direction of movement of the upper strand of the strip indicated by the arrow in the drawing) of the plane YY containing the axes of the rotor and the drum these forces have a component directed towards the inside of the drum which is taken up by the band. Contrary to what happens in the known separators where the rotor is placed inside the drum, the electrically conductive particles cannot move away from the rotor in this part of its zone of action and its efficiency is found increased. The friction of the particles between them and on the strip opposes the displacement of the electrically conductive particles under the action of the tangential component of the electromagnetic forces.

Dans la partie de la zone d'action du rotor comprise entre le plan vertical X-X contenant l'axe du rotor et le plan Y-Y, la composante des forces électromagnétiques dirigée verticalement est pratiquement nulle et ces forces sont pratiquement horizontales de sorte qu'elles ont une efficacité maximale pour séparer les particules électriquement conductrices du jet qui se forme dans la zone de jetée J et leur imposer une trajectoire 20a nettement distincte de celle 20b des autres particules. In the part of the area of action of the rotor lying between the vertical plane XX containing the axis of the rotor and the plane YY, the component of the electromagnetic forces directed vertically is practically zero and these forces are practically horizontal so that they have maximum efficiency for separating the electrically conductive particles from the jet which forms in the jetty zone J and imposing on them a trajectory 20a clearly distinct from that of the other particles.

Le diamètre du rotor et son pas polaire seront adaptés à la granulométrie des produits à traiter pour obtenir la meilleure séparation. The diameter of the rotor and its polar pitch will be adapted to the particle size of the products to be treated to obtain the best separation.

Pour le traitement des mélanges de matériau contenant des particules magnétiques, on pourra prévoir un équipement auxiliaire permettant d'éliminer ces dernières. Cet équipement pourra être constitué soit par un second rotor magnétique placé en amont du rotor 12, soit par un tambour excentré ou une bande entourant le rotor 12, tournant à une vitesse différente et équipé de brosses ou de racloirs permettant de détacher les particules magnétiques du tambour ou de la bande dans une zone où l'attraction du rotor est suffisamment faible, soit par un tambour coaxial au rotor 12 et tournant à une vitesse suffisamment élevée pour permettre le déchargement des particules magnétiques par la force centrifuge. For the treatment of mixtures of material containing magnetic particles, provision may be made for auxiliary equipment enabling the latter to be eliminated. This equipment can be constituted either by a second magnetic rotor placed upstream of the rotor 12, or by an eccentric drum or a band surrounding the rotor 12, rotating at a different speed and equipped with brushes or scrapers making it possible to detach the magnetic particles from the drum or strip in an area where the attraction of the rotor is sufficiently low, either by a drum coaxial with the rotor 12 and rotating at a sufficiently high speed to allow the discharge of magnetic particles by centrifugal force.

Il est bien entendu que toutes les modifications qui peuvent être apportées à la forme de réalisation décrite, par la substitution de moyens techniques équivalents entrent dans le cadre de l'invention. It is understood that all the modifications which can be made to the embodiment described, by the substitution of equivalent technical means, fall within the scope of the invention.

Claims

1. Apparatus for the separation of electrically conductive particles from a mixture of loose particles, comprising a rotary drum with a horizontal axis and optionally a strip wound on the drum, said mixture being transported by said drum or said strip in a layer of substantially uniform thickness at least from the vertical plane containing the axis of the drum to the area where said layer detaches from the drum or the strip to form a jet of particles falling in free fall, and a rotor provided with magnets, the polarity of which alternates on the periphery of the rotor, and arranged relative to the drum so as to create variations in magnetic flux in the layer of particles, characterized in that the rotor (12) rotates in the opposite direction to the drum and is placed at the above the drum (16), so that the electromagnetic forces exerted on the electrically conductive particles are practically horizontal in the area (J) where the layer of particles is detached from the drum or the strip.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the axis (C) of the rotor (12) is located vertical to the zone 0) where the layer of particles is detached from the drum (16) or from the strip ( 14).

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that it is associated with an auxiliary device for separating magnetic particles.